Ang kabalintunaan ng pusa ni Schrödinger. Ibig sabihin paliwanag. Ang pusa ni Schrödinger sa simpleng salita

Kung bubuksan ang kahon, ang eksperimento ay dapat na makakita lamang ng isang partikular na estado: "ang nucleus ay nabulok, ang pusa ay patay", o "ang nucleus ay hindi nabulok, ang pusa ay buhay"

Ang "Schrödinger's cat" ay ang pangalan ng isang nakakaaliw na eksperimento sa pag-iisip na itinakda ni, nahulaan mo, Schrödinger, o sa halip, ang Nobel laureate sa physics, ang Austrian scientist na si Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger.

Tinukoy ng Wikipedia ang eksperimento bilang mga sumusunod: "Ang isang pusa ay inilagay sa isang saradong kahon. Ang kahon ay naglalaman ng isang mekanismo na naglalaman ng isang radioactive core at isang lalagyan na may lason na gas. Ang mga parameter ng eksperimento ay pinili upang ang posibilidad na ang core ay mabulok sa Ang 1 oras ay 50%. Kung ang core ay naghiwa-hiwalay, itinatakda nito ang mekanismo sa paggalaw - isang lalagyan na may gas ay bubukas, at ang pusa ay namatay.

Ayon sa quantum mechanics, kung walang pagmamasid na ginawa sa nucleus, kung gayon ang estado nito ay inilalarawan ng isang superposisyon (paghahalo) ng dalawang estado - isang bulok na nucleus at isang hindi nabubulok na nucleus, samakatuwid, ang pusang nakaupo sa kahon ay parehong buhay at patay. sabay sabay. Kung ang kahon ay binuksan, kung gayon ang eksperimento ay dapat makakita lamang ng isang partikular na estado: "ang nucleus ay nabulok, ang pusa ay patay", o "ang nucleus ay hindi nabulok, ang pusa ay buhay."

Basahin din :

Lumalabas na sa output ay mayroon tayong buhay o patay na pusa, ngunit sa potensyal, ang pusa ay parehong buhay at patay sa parehong oras. Kaya, sinubukan ni Schrodinger na patunayan ang mga limitasyon ng quantum mechanics, nang hindi inilalapat ang ilang mga patakaran dito.

Ang interpretasyon ng Copenhagen ng quantum physics - at sa partikular na eksperimentong ito - ay nagpapahiwatig na ang pusa ay nakakakuha ng mga katangian ng isa sa mga potensyal na yugto (buhay o patay) pagkatapos lamang na makagambala ang tagamasid sa proseso.

Iyon ay, kapag ang isang partikular na Schrödinger ay nagbukas ng kahon, kailangan niyang i-cut ang mga sausage na may isang daang porsyento na katiyakan o tumawag sa beterinaryo. Siguradong mabubuhay o biglang mamamatay ang pusa. Ngunit hangga't walang tagamasid sa proseso - isang tiyak na tao na may walang alinlangan na mga merito sa anyo ng pangitain, at hindi bababa sa isang malinaw na kamalayan - ang pusa ay nasa isang suspendido na estado "sa pagitan ng langit at lupa."

Ang sinaunang talinghaga tungkol sa isang pusa na naglalakad mag-isa ay may mga bagong kulay sa kontekstong ito. Walang alinlangan, ang pusa ni Schrödinger ay hindi ang pinakamaunlad na nilalang sa uniberso. Hayaan natin ang pusa ng isang matagumpay na kinalabasan para sa kanya at lumipat sa isa pa nakakaaliw na gawain mula sa misteryoso at kung minsan ay walang awa na mundo ng quantum mechanics.

Parang ganito: "Ano ang tunog ng isang puno na nahuhulog sa kagubatan kung walang tao sa malapit na makakakita ng tunog na ito?" Dito, sa kaibahan sa itim at puti na kapalaran ng kapus-palad / masayang pusa, nahaharap tayo sa isang maraming kulay na palette ng mga haka-haka: walang tunog / may tunog, ano ito, kung ito ay, at kung ito. ay hindi, kung gayon bakit? Imposibleng sagutin ang tanong na ito para sa isang napaka-simpleng dahilan - ang imposibilidad ng pagsasagawa ng eksperimento. Pagkatapos ng lahat, ang anumang eksperimento ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng isang tagamasid na may kakayahang makita at gumawa ng mga konklusyon.

Basahin din :

Iyon ay, imposibleng ipagpalagay kung ano ang nangyayari sa mga bagay ng katotohanan sa paligid natin sa ating kawalan. At kung hindi ito mapapansin, kung gayon hindi ito umiiral. Sa sandaling umalis kami sa silid, ang lahat ng nilalaman nito, kasama ang silid mismo, ay hindi na umiiral o, mas tiyak, patuloy na umiiral lamang sa potensyal.

Kasabay nito, mayroong sunog o baha, pagnanakaw ng kagamitan o mga nanghihimasok. Bukod dito, umiiral din tayo dito, sa iba't ibang potensyal na estado. Ang isa ay naglalakad ako sa silid at sumipol ng isang hangal na himig, ang isa naman ay malungkot akong nakatingin sa bintana, ang pangatlo ay nakikipag-usap sa kanyang asawa sa telepono. Maging ang atin ay nakatira dito biglaang kamatayan o magandang balita sa anyo ng isang hindi inaasahang tawag sa telepono.

Isipin sandali ang lahat ng mga posibilidad na nakatago sa likod ng pinto. Ngayon isipin na ang ating buong mundo ay isang koleksyon lamang ng mga hindi natanto na potensyal. Nakakatawa diba?

O Ngunit narito ang isang natural na tanong ay lumitaw: kaya ano? Oo - nakakatawa, oo - kawili-wili, ngunit ano, sa katunayan, nagbabago ito? Ang agham ay katamtamang tahimik tungkol dito. Para sa quantum physics, ang ganitong kaalaman ay nagbubukas ng mga bagong paraan sa pag-unawa sa Uniberso at sa mga mekanismo nito, ngunit para sa amin, ang mga taong malayo sa mahusay na pagtuklas sa siyensya, ang naturang impormasyon ay tila walang silbi.

Paanong wala lang yun!? Pagkatapos ng lahat, kung ako, isang mortal, ay umiiral sa mundong ito, ako, isang walang kamatayan, ay umiiral sa ibang mundo! Kung ang aking buhay ay binubuo ng isang bahid ng mga kabiguan at kalungkutan, kung gayon sa isang lugar na mayroon ako - masuwerte at masaya? Sa katunayan, walang anumang bagay sa labas ng ating mga sensasyon, tulad ng walang puwang hangga't hindi natin ito pinapasok. Nililinlang lamang tayo ng ating mga organo ng pang-unawa, na gumuguhit sa utak ng larawan ng mundong "nakapaligid" sa atin. Kung ano talaga ang nasa labas natin ay nananatiling misteryo sa likod ng pitong selyo.

Sa kabila ng katotohanan na ang planetaryong modelo ng atom ay napatunayan ang halaga nito, hindi lubos na maipaliwanag ng teoryang umiiral sa panahong iyon ang lahat ng proseso, na naobserbahan sa totoong buhay. Ito ay lumabas na sa katotohanan, sa ilang kadahilanan, ang mga klasikal na mekanika ng Newtonian ay hindi gumagana sa antas ng micro. Yung. ang prototype ng modelo, na hiniram mula sa totoong buhay, ay hindi tumutugma sa mga obserbasyon ng mga siyentipiko noong panahong iyon sa kaso ng pagsasaalang-alang sa isang atom sa halip na sa ating solar system.

Batay dito, ang konsepto ay makabuluhang binago. May disiplina kasing quantum mechanics. Ang namumukod-tanging pisiko na si Erwin Schrödinger ay tumayo sa pinagmulan ng kalakaran na ito.

Ang konsepto ng superposisyon

Ang pangunahing prinsipyo na nagpapakilala sa bagong teorya ay prinsipyo ng superposisyon. Ayon sa prinsipyong ito, ang isang quantum (elektron, photon o proton) ay maaaring nasa dalawang estado sa parehong oras. Kung ang gawing mas madaling maunawaan ang pagbabalangkas na ito, pagkatapos ay makakakuha tayo ng isang katotohanan na ganap na imposibleng isipin sa ating isipan. Ang isang quantum ay maaaring nasa dalawang lugar sa parehong oras.

Sa oras ng paglitaw nito, ang teoryang ito ay sumalungat hindi lamang sa klasikal na mekanika, kundi pati na rin sa sentido komun. Kahit ngayon, ang isang edukadong tao, malayo sa pisika, ay halos hindi maisip ang ganoong sitwasyon. Pagkatapos ng lahat, ang pag-unawa na ito, sa huli, ay nagpapahiwatig na siya mismo ang mambabasa ay maaaring ngayon at dito at doon. Ito ay kung paano sinusubukan ng isang tao na isipin ang paglipat mula sa macrocosm patungo sa microcosm.

Napakahirap para sa isang tao na nakasanayan na makaranas ng pagkilos ng Newtonian mechanics at nakikita ang kanyang sarili sa isang punto sa kalawakan na isipin na nasa dalawang lugar nang sabay-sabay. Bukod sa, dahil dito, walang teorya at pattern sa paglipat mula sa macro tungo sa micro. Walang pag-unawa sa mga tiyak na halaga at panuntunan ng numero.

gayunpaman, ginawang posible ng mga device noong panahong iyon na malinaw na ayusin itong "quantum dissonance". Kinumpirma ng mga kagamitan sa laboratoryo na ang mga nabuong postulate ay talagang pare-pareho at ang quantum ay may kakayahang nasa dalawang estado. Halimbawa, ang isang electron gas ay naitala sa paligid ng nucleus ng isang atom.

Batay sa mga ito, Binumula ni Schrödinger ang sikat na konsepto na kilala ngayon bilang teorya ng pusa.. Ang layunin ng pagbabalangkas na ito ay upang ipakita na mayroong isang malaking puwang sa klasikal na teorya ng pisika, na nangangailangan ng karagdagang pag-aaral.

Pusa ni Shroedinger

Ang eksperimento sa pag-iisip tungkol sa pusa ay iyon ang pusa ay inilagay sa isang saradong kahon na bakal. Nilagyan ang kahon aparato na may lason na gas at isang aparato na may nucleus ng isang atom.

Batay sa mga kilalang postulates, ang nucleus ng isang atom maaaring maghiwa-hiwalay sa mga bahagi sa loob ng isang oras, ngunit maaaring hindi maghiwa-hiwalay. Alinsunod dito, ang posibilidad ng kaganapang ito ay 50%.

Kung ang core ay nawasak, pagkatapos ay ang counter-registrar ay isinaaktibo, at bilang tugon sa kaganapang ito, ang lason na sangkap ay inilabas mula sa naunang inilarawan na aparato kung saan ang kahon ay nilagyan. Yung. ang pusa ay namatay sa lason. Kung hindi ito mangyayari, ang pusa ay hindi mamamatay, ayon sa pagkakabanggit. Batay sa 50% na posibilidad ng pagkabulok, mayroong 50% na posibilidad na mabuhay ang pusa.

Batay sa quantum theory, Ang isang atom ay maaaring nasa dalawang estado nang sabay-sabay. Yung. ang atom ay parehong nabulok at hindi nabubulok. Nangangahulugan ito na ang registrar ay nagtrabaho, nabasag ang lalagyan na may lason, at hindi nagkawatak-watak. Ang pusa ay nalason ng lason, at ang pusa ay hindi nalason ng lason sa parehong oras.

Ngunit upang isipin ang gayong larawan na ang pagbukas ng kahon, agad na natagpuan ng mananaliksik ang isang patay at isang buhay na pusa ay imposible lamang. Ang pusa ay buhay o patay. Ito ang kabalintunaan ng sitwasyon. Imposibleng isipin ng isipan ng manonood ang isang patay na buhay na pusa.

Ang kabalintunaan ay iyon ang pusa ay isang bagay ng macrocosm. Alinsunod dito, upang sabihin tungkol sa kanya na siya ay buhay at patay, i.e. ay nasa dalawang estado nang sabay-sabay, katulad ng isang quantum, ay hindi magiging ganap na tama.

Gamit ang halimbawang ito, Si Schrödinger ay tumpak na tumutok sa katotohanan na walang malinaw na pagkakatulad sa pagitan ng macro- at microworlds.. Ang mga kasunod na komento na ibinigay ng mga eksperto ay nilinaw na ang radiation detector-cat system ang dapat isaalang-alang, hindi ang cat-viewer. Isang kaganapan lang ang maaaring mangyari sa detector-cat system.

Kung interesado ka sa isang artikulo sa paksa ng quantum physics, kung gayon ay may mataas na posibilidad na mahilig ka sa serye ng Big Bang Theory. Kaya, nakaisip si Sheldon Cooper ng bagong interpretasyon Eksperimento sa pag-iisip ni Schrödinger(Maaari kang makakita ng video na may ganitong fragment sa dulo ng artikulo). Ngunit upang maunawaan ang pag-uusap ni Sheldon sa kanyang kapitbahay na si Penny, buksan muna natin ang klasikal na interpretasyon. Kaya ang Pusa ni Schrödinger sa simpleng salita.

Sa artikulong ito, titingnan natin ang:

Maikling makasaysayang background
Paglalarawan ng eksperimento sa Schrödinger's Cat
Paglutas ng kabalintunaan ng Schrödinger's Cat

Agad-agad magandang balita. Sa panahon ng eksperimento Hindi nasaktan ang pusa ni Schrödinger. Dahil ang physicist na si Erwin Schrödinger, isa sa mga tagalikha ng quantum mechanics, ay nagsagawa lamang ng isang pag-iisip na eksperimento.

Bago sumisid sa paglalarawan ng eksperimento, gumawa tayo ng isang mini digression sa kasaysayan.

Sa simula ng huling siglo, nagawang tingnan ng mga siyentipiko ang microcosm. Sa kabila ng panlabas na pagkakapareho ng modelong "atom-electron" sa modelong "Sun-Earth", lumabas na ang mga batas ng Newtonian ng klasikal na pisika na pamilyar sa atin ay hindi gumagana sa microcosm. Samakatuwid, lumitaw ang isang bagong agham - quantum physics at ang bahagi nito - quantum mechanics. Ang lahat ng mga mikroskopikong bagay ng microworld ay tinatawag na quanta.

Pansin! Ang isa sa mga postulate ng quantum mechanics ay "superposition". Ito ay magiging kapaki-pakinabang sa amin para sa pag-unawa sa kakanyahan ng eksperimento sa Schrödinger.

Ang "Superposisyon" ay ang kakayahan ng isang quantum (maaaring ito ay isang electron, isang photon, ang nucleus ng isang atom) ay wala sa isa, ngunit sa ilang mga estado sa parehong oras o matatagpuan sa ilang mga punto sa espasyo sa parehong oras , kung walang nanonood

Mahirap para sa atin na maunawaan ito, dahil sa ating mundo ang isang bagay ay maaaring magkaroon lamang ng isang estado, halimbawa, maging, o buhay, o patay. At maaari lamang ito sa isang partikular na lugar sa kalawakan. Mababasa mo ang tungkol sa "superposition" at ang mga nakamamanghang resulta ng mga eksperimento sa quantum physics sa artikulong ito.

Narito ang isang simpleng paglalarawan ng pagkakaiba sa pag-uugali ng mga micro at macro na bagay. Maglagay ng bola sa isa sa 2 kahon. kasi ang bola ay isang bagay ng ating macro world, sasabihin mo nang may kumpiyansa: "Ang bola ay nasa isa lamang sa mga kahon, habang ang pangalawa ay walang laman." Kung, sa halip na isang bola, kumuha ka ng isang elektron, kung gayon ang pahayag ay magiging totoo na ito ay sabay-sabay sa 2 mga kahon. Ganito gumagana ang mga batas ng microworld. Halimbawa: ang electron sa katotohanan ay hindi umiikot sa paligid ng nucleus ng isang atom, ngunit matatagpuan sa lahat ng mga punto ng globo sa paligid ng nucleus sa parehong oras. Sa physics at chemistry, ang phenomenon na ito ay tinatawag na "electron cloud".

Buod. Napagtanto namin na ang pag-uugali ng isang napakaliit na bagay at isang malaking bagay ay sumusunod sa magkaibang batas. Ang mga batas ng quantum physics at ang mga batas ng classical physics, ayon sa pagkakabanggit.

Ngunit walang agham na maglalarawan sa paglipat mula sa macrocosm patungo sa microcosm. Kaya, inilarawan ni Erwin Schrödinger ang kanyang eksperimento sa pag-iisip upang ipakita lamang ang hindi pagkakumpleto ng pangkalahatang teorya ng pisika. Gusto niyang ipakita ng kabalintunaan ni Schrödinger na mayroong agham para sa paglalarawan ng malalaking bagay (klasikal na pisika) at agham para sa paglalarawan ng mga micro-object (quantum physics). Pero walang sapat na agham upang ilarawan ang paglipat mula sa quantum system patungo sa macrosystems.

Paglalarawan ng eksperimento sa Schrödinger's Cat

Inilarawan ni Erwin Schrödinger ang eksperimento sa pag-iisip ng pusa noong 1935. Ang orihinal na bersyon ng paglalarawan ng eksperimento ay ipinakita sa Wikipedia ( Wikipedia ng pusa ni Schrödinger).

Narito ang isang bersyon ng paglalarawan ng Schrödinger's Cat experiment sa mga simpleng salita:

Ang isang pusa ay inilagay sa isang saradong kahon ng bakal.
Sa "Schrödinger box" mayroong isang aparato na may radioactive core at nakalalasong gas na inilagay sa isang lalagyan.
Maaaring maghiwa-hiwalay ang nucleus sa loob ng 1 oras o hindi. Ang posibilidad ng pagkabulok ay 50%.
Kung nabubulok ang nucleus, ire-record ito ng Geiger counter. Gumagana ang relay at masisira ng martilyo ang lalagyan ng gas. Patay na ang pusa ni Schrödinger.
Kung hindi, kung gayon ang pusa ni Schrödinger ay mabubuhay.

Ayon sa batas ng "superposition" ng quantum mechanics, sa isang oras na hindi natin sinusunod ang system, ang nucleus ng isang atom (at, dahil dito, ang pusa) ay nasa 2 estado sa parehong oras. Ang nucleus ay nasa decayed/non-decayed state. At ang pusa ay nasa isang estado ng pagiging buhay / patay sa parehong oras.

Ngunit alam naming sigurado na kung ang "kahon ng Schrödinger" ay binuksan, kung gayon ang pusa ay maaari lamang sa isa sa mga estado:

kung ang ubod ay hindi naghiwa-hiwalay, ang ating pusa ay buhay
kung ang core ay naghiwa-hiwalay, ang pusa ay patay

Ang kabalintunaan ng eksperimento ay iyon ayon sa quantum physics: bago buksan ang kahon, ang pusa ay parehong buhay at patay sa parehong oras, ngunit ayon sa mga batas ng pisika ng ating mundo, imposible ito. Pusa ay maaaring nasa isang tiyak na estado - upang maging buhay o maging patay. Walang pinaghalong estado na "pusa buhay/patay" sa parehong oras.

Bago mo makuha ang clue, panoorin ang magandang paglalarawan ng video na ito ng kabalintunaan ng eksperimento ng pusa ni Schrödinger (wala pang 2 minuto):

Paglutas ng kabalintunaan ng interpretasyon ng Schrödinger's Cat - Copenhagen

Ngayon ang clue. Bigyang-pansin ang espesyal na misteryo ng quantum mechanics - kabalintunaan ng tagamasid. Ang object ng microworld (sa aming kaso, ang core) ay nasa ilang mga estado sa parehong oras basta hindi natin sinusubaybayan ang sistema.

Halimbawa, sikat na eksperimento na may 2 slits at isang observer. Kapag ang isang electron beam ay nakadirekta sa isang opaque plate na may 2 vertical slits, pagkatapos ay sa screen sa likod ng plate, ang mga electron ay gumuhit ng isang "wave pattern" - vertical alternating dark at light stripes. Ngunit nang gusto ng mga eksperimento na "makita" kung paano lumipad ang mga electron sa mga slits at nag-install ng "tagamasid" mula sa gilid ng screen, ang mga electron ay gumuhit sa screen hindi isang "wave pattern", ngunit 2 vertical na guhitan. Yung. kumilos hindi tulad ng mga alon, ngunit tulad ng mga particle.

Tila ang mga quantum particle mismo ang nagpapasya kung anong estado ang kanilang gagawin sa sandaling sila ay "sinusukat".

Batay dito, ang makabagong paliwanag (interpretasyon) ng Copenhagen ng phenomenon ng "Schrödinger's Cat" ay parang ganito:

Habang walang nanonood sa "cat-core" na sistema, ang core ay nasa estado ng bulok/hindi nabubulok sa parehong oras. Ngunit isang pagkakamali na sabihin na ang pusa ay buhay/patay sa parehong oras. Bakit? Oo, dahil ang quantum phenomena ay hindi sinusunod sa mga macrosystem. Mas tama na magsalita hindi tungkol sa "cat-core" system, ngunit tungkol sa "nucleus-detector (Geiger counter)" system.

Pinipili ng nucleus ang isa sa mga estado (nabubulok/hindi nabubulok) sa sandali ng pagmamasid (o pagsukat). Ngunit ang pagpipiliang ito ay hindi nagaganap sa sandaling binuksan ng eksperimento ang kahon (ang pagbubukas ng kahon ay nagaganap sa macrocosm, napakalayo mula sa mundo ng nucleus). Pinipili ng nucleus ang estado nito sa sandaling tumama ito sa detektor. Ang punto ay ang sistema ay hindi sapat na inilarawan sa eksperimento.

Kaya, ang interpretasyon ng Copenhagen ng Schrödinger's Cat paradox ay itinatanggi na bago ang pagbubukas ng kahon, ang Schrödinger's Cat ay nasa estado ng superposisyon - ito ay nasa estado ng buhay/patay na pusa sa parehong oras. Ang isang pusa sa macrocosm ay maaari at nasa isang estado lamang.

Buod. Hindi ganap na inilarawan ni Schrödinger ang eksperimento. Ito ay hindi tama (mas tiyak, imposibleng kumonekta) macroscopic at quantum system. Ang mga quantum law ay hindi gumagana sa aming mga macrosystem. Sa eksperimentong ito, hindi "cat-core" ang nakikipag-ugnayan, ngunit "cat-detector-core". Ang pusa ay mula sa macrocosm, at ang "detector-core" na sistema ay mula sa microcosm. At sa quantum world lamang nito, ang nucleus ay maaaring nasa 2 states sa parehong oras. Nangyayari ito bago ang sandali ng pagsukat o pakikipag-ugnayan ng nucleus sa detektor. Ang isang pusa sa macrocosm nito ay maaari at nasa isang estado lamang. kaya lang, ito lamang sa unang sulyap ay tila na ang estado ng pusa "buhay o patay" ay tinutukoy sa sandali ng pagbubukas ng kahon. Sa katunayan, ang kapalaran nito ay tinutukoy sa sandali ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng detektor at ng nucleus.

Panghuling buod. Ang estado ng sistema ng "detector-nucleus-cat" ay HINDI konektado sa tao - ang tagamasid sa likod ng kahon, ngunit sa detektor - ang tagamasid sa likod ng nucleus.

Phew. Halos ma-brainwash! Ngunit napakasarap na maunawaan ang susi sa kabalintunaan! Tulad ng sa isang matandang mag-aaral na biro tungkol sa isang guro: "Habang sinasabi ko, naiintindihan ko ito sa aking sarili!".

Ang interpretasyon ni Sheldon sa Schrödinger's Cat paradox

Ngayon ay maaari kang umupo at makinig sa pinakabagong interpretasyon ni Sheldon ng eksperimento sa pag-iisip ni Schrödinger. Ang kakanyahan ng kanyang interpretasyon ay maaari itong mailapat sa mga relasyon sa pagitan ng mga tao. Maintindihan magandang relasyon sa pagitan ng isang lalaki at isang babae o masama - kailangan mong buksan ang kahon (mag-date). At bago iyon, pareho silang mabuti at masama sa parehong oras.

Well, paano mo gusto ang "cute na eksperimento" na ito? Sa ating panahon, si Schrödinger ay maparusahan ng mga aktibistang karapatan ng hayop para sa gayong malupit na pag-iisip na mga eksperimento sa isang pusa. O baka ito ay hindi isang pusa, ngunit Schrödinger's Cat?! Kawawang babae, nagdusa mula sa Schrodinger na ito (((

See you sa mga susunod na post!

Wish ko lahat magkaroon ka ng magandang araw at magkaroon ng magandang gabi!

P.S. Ibahagi ang iyong mga saloobin sa mga komento. At magtanong.

P.S. Mag-subscribe sa blog - ang form ng subscription ay matatagpuan sa ilalim ng artikulo.

Noong 1935, ang mahusay na physicist, Nobel laureate at tagapagtatag ng quantum mechanics na si Erwin Schrödinger ay bumuo ng kanyang sikat na kabalintunaan.

Iminungkahi ng siyentipiko na kung kukuha ka ng isang pusa at ilagay ito sa isang opaque na kahon ng bakal na may "impiyerno na makina", pagkatapos ay sa isang oras siya ay mabubuhay at patay sa parehong oras. Ang mekanismo sa kahon ay ang mga sumusunod: sa loob ng Geiger counter ay isang mikroskopiko na dami ng radioactive na materyal na maaaring mabulok sa isang atom lamang sa isang oras; sa kasong ito, maaaring hindi ito mabulok na may parehong posibilidad. Kung ang pagkabulok ay nangyari, pagkatapos ay ang mekanismo ng pingga ay gagana at ang martilyo ay masira ang sisidlan na may hydrocyanic acid at ang pusa ay mamamatay; kung walang pagkabulok, kung gayon ang sisidlan ay mananatiling buo, at ang pusa ay mabubuhay at maayos.

Kung ito ay hindi tungkol sa isang pusa at isang kahon, ngunit tungkol sa mundo ng mga subatomic na particle, sasabihin ng mga siyentipiko na ang pusa ay parehong buhay at patay sa parehong oras, ngunit sa macrocosm ang konklusyon na ito ay hindi tama. Kaya bakit tayo nagpapatakbo sa mga ganitong konsepto pagdating sa higit pa maliliit na particle bagay?

Ang ilustrasyon ni Schrödinger ay pinakamahusay na halimbawa upang ilarawan ang pangunahing kabalintunaan ng quantum physics: ayon sa mga batas nito, ang mga particle tulad ng mga electron, photon, at kahit na mga atom ay umiiral sa dalawang estado sa parehong oras ("buhay" at "patay", kung naaalala mo ang mahabang pagtitiis na pusa) . Ang mga estadong ito ay tinatawag na mga superposisyon.

Ang American physicist na si Art Hobson (Art Hobson) mula sa Unibersidad ng Arkansas (Arkansas State University) ay nag-alok ng kanyang solusyon sa kabalintunaang ito.

"Ang mga sukat sa quantum physics ay nakabatay sa pagpapatakbo ng ilang macroscopic device, tulad ng Geiger counter, na tumutukoy sa quantum state ng microscopic system - atoms, photon at electron. Quantum theory ay nagpapahiwatig na kung ikinonekta mo ang isang microscopic system (particle) sa ilang macroscopic device, na nagpapakilala sa dalawa iba't ibang estado system, pagkatapos ay ang aparato (Geiger counter, halimbawa) ay mapupunta sa isang estado ng quantum entanglement at magkakasabay din sa dalawang superposition. Gayunpaman, imposibleng direktang obserbahan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na ginagawang hindi katanggap-tanggap," sabi ng physicist.

Sinabi ni Hobson na sa kabalintunaan ni Schrödinger, ang pusa ay gumaganap ng papel ng isang macroscopic device, isang Geiger counter, na konektado sa isang radioactive nucleus, upang matukoy ang estado ng pagkabulok o "hindi pagkabulok" ng nucleus na ito. Sa kasong ito, ang buhay na pusa ay magiging tagapagpahiwatig ng "hindi pagkabulok" at ang patay na pusa ay magiging tagapagpahiwatig ng pagkabulok. Ngunit ayon sa quantum theory, ang pusa, tulad ng nucleus, ay dapat nasa dalawang superposisyon ng buhay at kamatayan.

Sa halip, ayon sa physicist, ang quantum state ng pusa ay dapat na nakakabit sa estado ng atom, na nangangahulugan na sila ay nasa "non-local connection" sa isa't isa. Iyon ay, kung ang estado ng isa sa mga bagay na nakakulong ay biglang nagbago sa kabaligtaran, kung gayon ang estado ng pares nito ay magbabago din sa parehong paraan, gaano man sila kalayo. Sa paggawa nito, tinutukoy ni Hobson ang quantum theory na ito.

"Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay sa teorya ng quantum entanglement ay ang pagbabago sa estado ng parehong mga particle ay nangyayari kaagad: walang ilaw o electromagnetic signal ang magkakaroon ng oras upang ilipat ang impormasyon mula sa isang sistema patungo sa isa pa. Kaya, maaari nating sabihin na ito ay isa bagay na nahahati sa dalawang bahagi ng espasyo, gaano man kalaki ang distansya sa pagitan nila," paliwanag ni Hobson.

Ang pusa ni Schrödinger ay hindi na buhay at patay sa parehong oras. Siya ay patay kung ang pagkabulok ay mangyayari, at ang buhay kung ang pagkabulok ay hindi kailanman mangyayari.

Idinagdag namin na ang mga katulad na solusyon sa kabalintunaan na ito ay iminungkahi ng tatlong higit pang mga grupo ng mga siyentipiko sa nakalipas na tatlumpung taon, ngunit hindi sila sineseryoso at nanatiling hindi napapansin sa malawak na mga siyentipikong bilog. Sinabi ni Hobson na ang solusyon ng mga kabalintunaan ng quantum mechanics, hindi bababa sa teoretikal, ay ganap na kinakailangan para sa malalim na pag-unawa nito.

Sa kahihiyan ko, gusto kong aminin na narinig ko ang ekspresyong ito, ngunit hindi ko alam kung ano ang ibig sabihin nito at least sa kung anong paksa ang ginamit. Hayaan mong sabihin ko sa iyo kung ano ang nabasa ko sa Internet tungkol sa pusang ito ... -

« Pusa ni Shroedinger”- ito ang pangalan ng sikat na eksperimento sa pag-iisip ng sikat na Austrian theoretical physicist na si Erwin Schrödinger, na isa ring nagwagi ng Nobel Prize. Sa tulong ng fictitious experiment na ito, nais ipakita ng scientist ang incompleteness ng quantum mechanics sa paglipat mula sa subatomic system tungo sa macroscopic system.

Ang orihinal na artikulo ni Erwin Schrödinger ay nai-publish noong 1935. Sa loob nito, inilarawan ang eksperimento gamit ang o kahit na personified:

Maaari ka ring bumuo ng mga kaso kung saan sapat ang burlesque. Hayaang mai-lock ang ilang pusa sa isang silid na bakal kasama ang sumusunod na diabolical machine (na dapat ay independiyente sa interbensyon ng pusa): sa loob ng Geiger counter ay isang maliit na halaga ng radioactive material, napakaliit na isang atom lamang ang maaaring mabulok sa isang oras, ngunit may parehong posibilidad ay maaaring hindi bumagsak - kung mangyari ito, ang pagbabasa ng tubo ay na-discharge at ang isang relay ay na-trigger, na binababa ang martilyo, na sinisira ang kono na may hydrocyanic acid.

Kung iiwan natin ang buong sistemang ito sa sarili nito sa loob ng isang oras, masasabi natin na ang pusa ay mabubuhay pagkatapos ng panahong ito, hangga't hindi nabubulok ang atom. Ang unang pagkabulok ng isang atom ay nalason ang pusa. Ang psi-function ng system sa kabuuan ay magpapahayag nito sa pamamagitan ng paghahalo sa sarili nito o pahid sa buhay at patay na pusa (patawarin ang ekspresyon) sa pantay na sukat. Karaniwan sa mga ganitong kaso ay ang kawalan ng katiyakan, na orihinal na limitado sa atomic na mundo, ay binago sa isang macroscopic na kawalan ng katiyakan na maaaring alisin sa pamamagitan ng direktang pagmamasid. Pinipigilan tayo nito mula sa walang muwang na pagtanggap sa "blur model" bilang sumasalamin sa katotohanan. Sa sarili nito, hindi ito nangangahulugan ng anumang hindi malinaw o kontradiksyon. May pagkakaiba sa pagitan ng malabo o out-of-focus na larawan at isang cloud o fog shot.

Sa ibang salita:

May isang kahon at isang pusa. Ang kahon ay naglalaman ng isang mekanismo na naglalaman ng isang radioactive atomic nucleus at isang lalagyan ng lason na gas. Ang mga pang-eksperimentong parameter ay pinili upang ang posibilidad ng pagkabulok ng nukleyar sa 1 oras ay 50%. Kung ang core ay nawasak, ang lalagyan ng gas ay bubukas at ang pusa ay namatay. Kung ang pagkawatak-watak ng nucleus ay hindi mangyayari, ang pusa ay nananatiling buhay at maayos.
Isinasara namin ang pusa sa isang kahon, maghintay ng isang oras at tanungin ang ating sarili: buhay ba o patay ang pusa?
Ang quantum mechanics, kumbaga, ay nagsasabi sa atin na ang atomic nucleus (at samakatuwid ang pusa) ay nasa lahat. posibleng estado sabay-sabay (tingnan ang quantum superposition). Bago namin buksan ang kahon, ang "cat-core" na sistema ay nasa estado na "ang core ay nabulok, ang pusa ay patay" na may posibilidad na 50% at sa estado na "ang nucleus ay hindi nabulok, ang pusa ay buhay" na may posibilidad na 50%. Ito ay lumabas na ang pusa na nakaupo sa kahon ay parehong buhay at patay sa parehong oras.
Ayon sa modernong interpretasyon ng Copenhagen, ang pusa ay buhay / patay pa rin nang walang anumang intermediate na estado. At ang pagpili ng estado ng pagkabulok ng nucleus ay nangyayari hindi sa sandali ng pagbubukas ng kahon, ngunit kahit na ang nucleus ay pumasok sa detektor. Dahil ang pagbabawas ng pag-andar ng alon ng sistemang "cat-detector-nucleus" ay hindi konektado sa tagamasid ng tao ng kahon, ngunit konektado sa detector-tagamasid ng nucleus.

Ayon sa mekanika ng quantum, kung ang nucleus ng isang atom ay hindi sinusunod, kung gayon ang estado nito ay inilalarawan ng isang halo ng dalawang estado - isang bulok na nucleus at isang hindi nabubulok na nucleus, samakatuwid, isang pusa na nakaupo sa isang kahon at nagpapakilala sa nucleus ng isang atom. ay parehong buhay at patay sa parehong oras. Kung ang kahon ay binuksan, kung gayon ang eksperimento ay makikita lamang ng isang partikular na estado - "ang nucleus ay nagkawatak-watak, ang pusa ay patay" o "ang nucleus ay hindi naghiwa-hiwalay, ang pusa ay buhay."

Kakanyahan sa wika ng tao: Ipinakita ng eksperimento ni Schrödinger na, mula sa punto ng view ng quantum mechanics, ang isang pusa ay parehong buhay at patay sa parehong oras, na hindi maaaring. Dahil dito, ang quantum mechanics ay may mga makabuluhang bahid.

Ang tanong ay ito: kailan huminto ang isang sistema bilang pinaghalong dalawang estado at pumili ng isang kongkreto? Ang layunin ng eksperimento ay upang ipakita na ang quantum mechanics ay hindi kumpleto nang walang ilang mga panuntunan na tumutukoy sa ilalim ng kung anong mga kundisyon ang pag-andar ng wave ay bumagsak at ang pusa ay maaaring maging patay o mananatiling buhay, ngunit hindi na maging pinaghalong pareho. Dahil malinaw na ang pusa ay dapat na buhay o patay (walang intermediate state sa pagitan ng buhay at kamatayan), ito ay magiging pareho para sa atomic nucleus. Ito ay dapat na nabubulok o hindi nabubulok ().

Ang isa pang pinakabagong interpretasyon ng eksperimento sa pag-iisip ni Schrödinger ay ang kuwento ni Sheldon Cooper, ang bayani ng serye sa TV na "The Big Bang Theory" (" Big Bang Theory"), na sinabi niya sa hindi gaanong pinag-aralan na kapitbahay na si Penny. Ang punto ng kwento ni Sheldon ay ang konsepto ng pusa ni Schrödinger ay maaaring ilapat sa mga relasyon sa pagitan ng mga tao. Upang maunawaan kung ano ang nangyayari sa pagitan ng isang lalaki at isang babae, kung anong uri ng relasyon sa pagitan nila: mabuti o masama, kailangan mo lamang buksan ang kahon. Hanggang noon, ang mga relasyon ay parehong mabuti at masama.

Nasa ibaba ang isang video clip ng Big Bang Theory na dialogue nina Sheldon at Peny.

Ang ilustrasyon ni Schrodinger ay ang pinakamahusay na halimbawa upang ilarawan ang pangunahing kabalintunaan ng quantum physics: ayon sa mga batas nito, ang mga particle tulad ng mga electron, photon at kahit na mga atom ay umiiral sa dalawang estado sa parehong oras ("-live" - at "-dead" - kung naaalala mo ang mahabang pagtitiis na pusa). Ang mga estadong ito ay tinatawag.

Ang American physicist na si Art Hobson () mula sa Unibersidad ng Arkansas (Arkansas State University) ay nagmungkahi ng kanyang solusyon sa kabalintunaan na ito.

“-Ang mga sukat sa quantum physics ay nakabatay sa pagpapatakbo ng ilang macroscopic device, tulad ng Geiger counter, na tumutukoy sa quantum state ng microscopic system - mga atom, photon at electron. Ipinahihiwatig ng teorya ng quantum na kung ikinonekta mo ang isang microscopic system (particle) sa ilang macroscopic device na nakikilala sa pagitan ng dalawang magkaibang estado ng system, ang device (Geiger counter, halimbawa) ay mapupunta sa isang estado ng quantum entanglement at magiging sabay-sabay din. sa dalawang superposisyon. Gayunpaman, imposibleng direktang obserbahan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na ginagawang hindi katanggap-tanggap," sabi ng physicist.

Sinabi ni Hobson na sa kabalintunaan ni Schrödinger, ang pusa ay gumaganap ng papel ng isang macroscopic device, isang Geiger counter, na konektado sa isang radioactive nucleus, upang matukoy ang estado ng pagkabulok o "-non-decay" - ng nucleus na ito. Sa kasong ito, ang isang live na pusa ay magiging isang tagapagpahiwatig ng "-non-decay"-, at isang patay na pusa - isang tagapagpahiwatig ng pagkabulok. Ngunit ayon sa quantum theory, ang pusa, tulad ng nucleus, ay dapat nasa dalawang superposisyon ng buhay at kamatayan.

"Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay sa teorya ng quantum entanglement ay ang pagbabago sa estado ng parehong mga particle ay nangyayari kaagad: walang ilaw o electromagnetic signal ang magkakaroon ng oras upang ilipat ang impormasyon mula sa isang sistema patungo sa isa pa. Kaya maaari mong sabihin na ito ay isang bagay, na nahahati sa dalawang bahagi ayon sa espasyo, gaano man kalaki ang distansya sa pagitan nila," paliwanag ni Hobson.

Ang pusa ni Schrödinger ay hindi na buhay at patay sa parehong oras. Siya ay patay kung ang pagkabulok ay mangyayari, at ang buhay kung ang pagkabulok ay hindi kailanman mangyayari.

Idinagdag namin na ang mga katulad na solusyon sa kabalintunaan na ito ay iminungkahi ng tatlong higit pang mga grupo ng mga siyentipiko sa nakalipas na tatlumpung taon, ngunit hindi sila sineseryoso at nanatiling hindi napapansin sa malawak na mga siyentipikong bilog. Hobson na ang solusyon ng mga kabalintunaan ng quantum mechanics, hindi bababa sa teoretikal, ay ganap na kinakailangan para sa malalim na pag-unawa nito.

Schrödinger

At kamakailan lang, IPINALIWANAG NG THEORETICS KUNG PAANO KINAKAMATAY NG GRAVITY ANG PUSA NI SCHROEDINGER, ngunit ito ay mas kumplikado na ...-

Bilang isang patakaran, ipinaliwanag ng mga pisiko ang kababalaghan na ang superposisyon ay posible sa mundo ng mga particle, ngunit imposible sa mga pusa o iba pang mga macro na bagay, pagkagambala mula sa kapaligiran. Kapag ang isang quantum object ay dumaan sa isang field o nakipag-ugnayan sa mga random na particle, ito ay agad na ipinapalagay na isang estado lamang - na parang sinusukat. Ito ay kung paano bumagsak ang superposisyon, tulad ng paniniwala ng mga siyentipiko.

Ngunit kahit na sa ilang paraan naging posible na ihiwalay ang isang macroobject, na nasa estado ng superposisyon, mula sa mga pakikipag-ugnayan sa iba pang mga particle at field, maaga o huli ay magkakaroon pa rin ito ng isang estado. Hindi bababa sa, ito ay totoo para sa mga prosesong nagaganap sa ibabaw ng Earth.

"Sa isang lugar sa interstellar space, marahil ang isang pusa ay magkakaroon ng pagkakataon, ngunit sa Earth o malapit sa anumang planeta na ito ay lubhang hindi malamang. At ang dahilan nito ay gravity, "paliwanag ng nangungunang may-akda ng bagong pag-aaral na si Igor Pikovsky () mula sa Harvard-Smithsonian Center para sa Astrophysics.

Si Pikovsky at ang kanyang mga kasamahan mula sa Unibersidad ng Vienna ay nagtatalo na ang gravity ay may mapanirang epekto sa mga superposisyon ng quantum ng mga macroobjects, at samakatuwid ay hindi namin naobserbahan ang mga naturang phenomena sa macrocosm. Ang pangunahing konsepto ng bagong hypothesis, sa pamamagitan ng paraan, sa Ang tampok na pelikula"-Interstellar"-.

Ang pangkalahatang teorya ng relativity ni Einstein ay nagsasaad na ang isang napakalaking bagay ay mag-warp ng space-time malapit dito. Isinasaalang-alang ang sitwasyon sa isang mas maliit na antas, maaari nating sabihin na para sa isang molekula na inilagay malapit sa ibabaw ng Earth, ang oras ay medyo mas mabagal kaysa sa isa na nasa orbit ng ating planeta.

Dahil sa impluwensya ng gravity sa space-time, ang isang molekula na nasa ilalim ng impluwensyang ito ay makakaranas ng paglihis sa posisyon nito. At ito, sa turn, ay dapat ding makaapekto sa panloob na enerhiya nito - mga vibrations ng mga particle sa isang molekula, na nagbabago sa paglipas ng panahon. Kung ang isang molekula ay ipinakilala sa isang estado ng quantum superposition ng dalawang lokasyon, kung gayon ang ugnayan sa pagitan ng posisyon at panloob na enerhiya ay malapit nang pipilitin ang molekula na "pumili" lamang ng isa sa dalawang posisyon sa kalawakan.

"Sa karamihan ng mga kaso, ang kababalaghan ng decoherence ay nauugnay sa isang panlabas na impluwensya, ngunit sa kasong ito, ang panloob na panginginig ng boses ng mga particle ay nakikipag-ugnayan sa paggalaw ng molekula mismo," paliwanag ni Pikovsky.

Ang epektong ito ay hindi pa naobserbahan, dahil ang iba pang mga pinagmumulan ng decoherence, tulad ng mga magnetic field, thermal radiation at ang mga panginginig ng boses ay malamang na maging mas malakas, at nagiging sanhi ng pagkasira ng mga quantum system bago pa ang gravity. Ngunit hinahangad ng mga eksperimento na subukan ang nakasaad na hypothesis.

Ang isang katulad na setup ay maaari ding gamitin upang subukan ang kakayahan ng gravity na sirain ang mga quantum system. Upang gawin ito, kinakailangan upang ihambing ang patayo at pahalang na interferometer: sa una, ang superposisyon ay malapit nang mawala dahil sa paglawak ng oras sa iba't ibang "-heights" - mga landas, habang sa pangalawa, ang quantum superposition ay maaaring napreserba.

pinagmumulan

http://4brain.ru/blog/%D0%BA%D0%BE%D1%82-%D1%88%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0% B3%D0%B5%D1%80%D0%B0-%D1%81%D1%83%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1% 82%D1%8B%D0%BC%D0%B8-%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BC%D0%B8/

http://www.vesti.ru/doc.html?id=2632838

Narito ang kaunti pang malapit-siyentipiko: halimbawa, at narito. Kung hindi mo pa alam, basahin ang tungkol sa at kung ano ito. At malalaman natin kung ano