Кот шрёдингера
Содержание:
- Взрывчатка Шрёдингера Править
- Так что же может суперпозировать?
- Учение о цвете
- Практическое применение[править]
- Труд Эрвина Шредингера «Что такое жизнь?»
- Примеры[править]
- Эрвин покидает Германию, Нобелевская премия
- Несложным языком про понятие кота Шредингера
- Суть эксперимента[править]
- Объекты в разных мирах
- Жизнь в Цюрихе
- Немного о квантовой механике: принцип суперпозиции
Взрывчатка Шрёдингера Править
Замена Править
Ваш любимый динамит
Тогда, исходя из «друзей» и «кота-наблюдателя», скажем мы, кота необходимо заменить нечем, что не сможет себя наблюдать, ибо в обоих интерпретациях, как мы поняли, именно кот мешает находится в суперпозиции себе — и пусть на месте кота будет маленькое количество взрывчатки, какая взорвётся при распаде радиоактивного вещества, но при том не одна её частица не коснётся стенок коробки и не передаст таковой импульс. Тогда не что не будет говорить стороннему наблюдателю коробки о взрыве или отсутствии взрыва и до открытия таковой, как и в случае с котом, но и наблюдатель — кот будет отсутствовать. Тогда, заявив об отсутствии «объективной реальности», мы сделаем вывод, что взрывчатка и правда находится в суперпозиции.
Взрывчатка-наблюдатель Править
Однако, тогда мы можем настоять на том, что утверждение важности наблюдения весьма сомнительно, если таковое есть лишь частный случай взаимодействия субатомной системы с макросистемой. Сказав это, мы, вероятно, окажемся гораздо ближе, чем если будет утверждать, что мир определяется только наблюдением — ибо, если мы начнём измерять спин электрона, но не будем смотреть результат такового измерения — изменится ли результат измерения? Тогда даже взрывчатка может быть «наблюдателем» — по взаимодействию себя, макросистемы, с субатомной
Фактически, мы попадаем в ловушку: ибо мы есть макросистемы и только мы судим (как минимум, мы так считаем) о субатомных системах, мы связываем два этих действия и считаем, что наблюдение и есть только то взаимодействие с субатомным миром, что приводит к коллапсу волновой функции. Однако, мы даже так предположив, не можем понять, что истинно — «только наблюдение» и «любое взаимодействие», что ещё раз показывает что, по критерию фальсифицируемости, интерпретации квантовой механики, конечно, весьма интересны и близки к науке и факту, но при том ненаучны за своей непроверяемостью.
Друзья взрывчатки Править
Тогда, если соединить «Друзей Вигнера» и «Взрывчатку-наблюдателя», можно получить весьма понятную картину. Предположим наш второй наблюдатель — простейший робот, начинённые взрывчаткой, а «друзья» — мир действия, полностью состоящий из динамитов Тогда предположим, что робот, увидев взорванную взрывчатку и также взрывается. Наш наблюдатель№2 открывает коробку и видит, также допустим, что взрывчатка в коробке взорвалась. Тогда наш робот также взорвётся — и запустит цепную реакцию взрыва динамитов, пока мир нашего МЭ не взорвётся весь полностью. То есть для мира данного взрывчатка будет взорвавшейся, а, предположим, для соседней динамитной планеты. пока до неё не долетит свет от этой, взрывчатка будет находится в суперпозиции. И тогда мы поймём что дело не в наблюдении, а взаимодействии с макросистемой.
Так что же может суперпозировать?
Ни в одном учебнике по квантовой механике, с которыми я знакомился, я не нашел критерия возможности суперпозиции
Критерий Фейнмана
Под путем понимается движение не только в обычном пространствесуперпозировать могут только физически неразличимые траектории
Сомнения
Что считать под системой в принципе суперпозиции? Если мы рассматриваем состояния с разным значением импульса электрона, то это, несомненно, разные состояния одной системы, называемой электрон. Если мы рассматриваем разные энергетические состояния атома водорода, то это также одна система — атом водорода. Но вот Гейзенберг предложил рассматривать протон и нейтрон как разные состояния нуклона. Тогда, что возможна суперпозиция протона и нейтрона? Но тогда почему невозможно суперпозиция электрона и позитрона? Говорят, что это противоречит закону сохранения электрического заряда. Тогда почему суперпозиция разных энергетических состояний не противоречит закону сохранения энергии? Энергию уносит фотон? Тогда и заряд может уносить рождающаяся частица. Можно объявить честно (Кемпфер, Липкин), что суперпозиций с разными электрическими зарядами не наблюдалось в природе, хотя такая суперпозиция не противоречит никаким законам.
О физической различимости траекторий системы. Что служит метками различимости? Точки пространства? – Нет. Точки времени? Заряды: масса, электрический, лептонный, барионый? Спин? Только внутренние характеристики? Фейнман говорит, что это отметки во внешней среде, которые можно обнаружить. При рассеянии нейтронов на кристалле нейтрон с перевернутым спином оставляет метку в кристалле – ядро с перевернутым спином. Любое неупругое рассеяние оставляет метку (энергетическую, спиновую…) в рассеивающей среде, а упругое нет. Значит при прохождении через щели интерферируют фотоны только упругого рассеяния.
В отношении различимости можно сказать еще вот что. Наше знание неточно, и то, что сегодня считается физически неразличимым, завтра может оказаться различимым. Так произошло с понятиями правый, левый. Если считать правое и левое чисто условностями, то эта условность не должна входить в фундаментальные формулы. Но вот оказалось, что для слабого взаимодействия понятия “правый”, “левый” отнюдь не условность: правое и левое состояния различаются слабыми взаимодействиями. И в лагранжиан слабого взаимодействии включили отдельно “правые” и “левые” члены. Т.е. не ответив на вопрос «почему правое отличается от левого?», тем не менее, успешно ответили на вопрос “как это происходит?” Это, впрочем, не ново. Еще Ньютон, на упреки в том, что он не объяснил природу тяготения, а просто привел формулу закона тяготения ответил примерно так, что да, я не знаю природы тяготения и не выдвигаю на этот счет никаких гипотез, зато я знаю, как описывается закон тяготения и это уже кое-что. Подобный подход вылился в некую философию: некоторые физики прямо заявляют, что дело физики выяснить “как?”, а не “почему?”. Ну, в самом деле, что ответить на вопрос «Почему справедливы уравнения Максвелла?”. Этого никто не знает.
Аналогично с ситуацией “правое-левое” произошло и в случае каонов. Казалось бы, есть два совершенно различимых типа каонов. Один распадается на два мезона. А второй на три. Но Гелл-Манн и Пайс предположили, что мы имеем дело с распадом одной частицы. А две моды распада возникают из-за того, что эта исходная частица представляет собой суперпозицию двух других типов каонов.
Все это так. Но, сомнительно, что когда-нибудь живой и мертвый кот объединятся в одну систему и различие между живым и мертвым станет эфемерным.
Учение о цвете
Ему уделялось особое внимание в лаборатории Экснера. Шредингер изучал теоретический аспект вопроса
Итоги его работы были изложены в статье, опубликованной в 1920 г. В качестве основы ученый использовал не плоский треугольник цветов, а трехмерное пространство с тремя базисными векторами. Чистые спектральные оттенки расположены на поверхности определенной фигуры (конуса). Объем заполняют смешанные цвета (белый, к примеру). Для каждого оттенка предусмотрен свой радиус-вектор. Далее определяется ряд количественных характеристик (яркость, например). Это позволяет объективно сопоставлять относительные значения для разных цветов. Шредингер вводит в трехмерное пространство закономерности римановой геометрии. Минимальное расстояние между двумя точками должно являться количественным показателем отличия цветов. Впоследствии ученый предложил метрику пространства, позволяющую вычислять яркость, согласно закону Вебера-Фехнера. Несколько работ Шредингер посвятил физиологическим особенностям зрительного аппарата, написал обширный обзор по цветовосприятию. В одной из статей он пытался связать чувствительность глаз к свету с различной длиной волны и спектральный состав излучения Солнца. Ученый считал, что палочки, нечувствительные к цвету (рецепторы в сетчатке, отвечающие за ночное видение), появились на начальных стадиях эволюции, еще раньше, чем колбочки. Эти изменения, как утверждал Шредингер, можно обнаружить в строении глаза. Его работы позволили ему приобрести к середине 1920-х гг. репутацию одного из главных специалистов по вопросам исследования цвета. Но с этого времени его внимание было обращено на совсем другие проблемы. Впоследствии к исследованию цветов он больше не возвращался.
Практическое применение[править]
Навіщо вам шлях у те, чого у вас нема?!
-
- ~ Суперкот Мурзік про путь науки в будущее
Суперкот Мурзікправить
Кот Шрёдингера стал прототипом Суперкота Мурзіка Васильовича, которого разработал и описал в своей монографии по прикладной квантовой трансбиологии «Казка про Рєпку» известный украинский абсурдолог Лесь Подеревьянский. От обычного Кота Шрёдингера Суперкот Мурзік отличается размерами, саблезубостью и приятным баритоном. Известно также, что Мурзік улавливает ультразвуки, видит в абсолютной темноте, читает мысли на расстоянии, прыгает вверх на 20 метров, а в длину — на 50, может перегрызть любой титан-кобальтовый сплав и поцарапать любой алмаз. А находясь в состоянии суперпозиции способен /censored/ двадцать киць одновременно.
Собака Баскервилейправить
Заслуженный живодёр мира академик Павлов использовал наработки Шрёдингера для получения в лабораторных условиях квантовой Собаки Баскервилей. Однако эксперимент сорвался вследствие неожиданной кражи самой собаки. КГБ в тесном сотрудничестве с Ми-6 и Скотланд-Ярдом удалось быстро выйти на след преступника. Им оказался неработающий уроженец Сицилии, некий Мориарти, ныне скрывающийся во под видом неработающего уроженца Кавказа. Однако на сегодняшний день «Закон про екстрадицію в Московію» до сих пор находится в стадии разработки в Верховной Раде из-за терминологической путаницы. Например, депутаты не могут прийти к согласию по вопросу «стоит ли всех запрошенных Россией к экстрадиции автоматически признать Героями Украины?», и если «да», то «и шо это стоит?».
Рекурсивная рекогеренцияправить
Кот Шрёдингера в роли Нового Русского Кота
На теоретической базе Парадокса Шрёдингера советскими учёными была разработана технология рекурсивной рекогеренции млекопитающих (а может и рептилий), которая впоследствии была использована при съёмках советского психоделического триллера Александра Татарского «Пластилиновая ворона» (а может и «Силиконовый муравьед»). В последствии Голливуд снял сиквел (а может быть и приквел) на это произведение, в котором одну из главных ролей сыграл (а может и озвучил) сам Кот Шрёдингера.
В гильбертово (а может и не гильбертово) пространство были помещены одновременно несколько животных: ворона, собака и корова. Далее методом воздействия слабых сырных полей (а может и мощных баблонных волн) их привели в сцепленное нелокальное состояние. От коллапса волновой функции система удерживалась (а может не удерживалась) с помощью магнитного сачка непосредственно Котом Шрёдингера.
Примечательно, что впоследствии русская мафия (а может украинская милиция) использовала метод рекурсивной рекогеренции в контрабандных целях для провоза на территорию России ворон Буша, собак Буша и коров Буша, заражённых бушизмом (а может терроризмом).
IT-Технологииправить
- Нигерийскими хакерами по лицензии Амбулатории Касперского был разработан trojan.win32.SchrödingerCat, который, проникнув в компьютер жертвы, переходит в квантовое состояние, одновременно проявляя себя как вирусом, так и антивирусом. Волновая функция разрушается путём отправления СМС на номер 12345 с текстом: «Не ходите, дети, в Африку гулять».
- Скандальное применение эффекту квантовой запутанности нашли русские читеры, додумавшись использовать суперпозицию состояния «и жив, и мёртв» в Counter-Strike 1.6. Поскольку при стороннем наблюдении суперпозиция тут же разрушалась, уличить читеров в нечестной игре было невозможно. Пока админы ломали голову над тем, как создать анти-чит, геймерский клан «» выиграл все чемпионаты мира по киберспорту в 2005—2010 годах. В ответ на читерский беспредел 1024 радикально обиженных нуба покончили жизнь самоубийством, повесившись на сетевых шнурах.
Труд Эрвина Шредингера «Что такое жизнь?»
Достижения ученого позволили заложить теоретические основы химии. Развитие этой науки, в свою очередь, сильно повлияло на становление молекулярной биологии. Непосредственный вклад в этот процесс внес труд Эрвина Шредингера «Что такое жизнь?». Он основывается на лекциях, прочитанных в Тринити-колледже Дублина в 1943 г. Труд был создан под влиянием статьи Делбрюка, Циммера и Тимофеева-Ресовского в 1935 г. Публикация посвящена исследованию генетических мутаций, возникающих под действием гамма- и рентгеновских излучений. Для объяснения изменений авторы использовали теорию мишеней. Несмотря на то что в тот период природа наследственности не была изучена, использование атомной физики при рассмотрении проблемы мутагенеза позволило определить некоторые закономерности. Статья была положена в основу работы Шредингера, которая заинтересовала многих молодых физиков. В первых нескольких главах рассматриваются механизмы мутаций и наследственности. В последних двух разделах Шредингер высказывает свои мысли о вопросе природы жизни. В частности, автор вводит понятие отрицательной энтропии. Ее организмы должны получать из внешней среды. Она позволяет компенсировать рост энтропии, приводящей к термодинамическому равновесию и смерти.
Примеры[править]
Литератураправить
- В одном из романов Пратчетта кот Грибо был посажен в коробку и использован как оружие против эльфов. Рассказчик в шутку заметил, что при открывании коробки кот мог оказаться в одном из трёх состояний: живой, мёртвый или «вне себя от ярости». Разумеется, Грибо оказался в третьем состоянии, и эльфам не поздоровилось.
- В книге Пратчетта «Кот без дураков» (The Unadulterated Cat) кот Шрёдингера научился сам схлопывать свою волновую функцию в нужное состояние и таким образом удрал из коробки. Большинство современных котов — его потомки, и именно этим объясняется их способность неожиданно оказываться там, где их, с точки зрения хозяина, быть никак не может.
- А в научно-популярной «Науке Плоского Мира» грамотно и доступно объясняется тот самый мысленный эксперимент Шрёдингера.
- Сергей Лукьяненко, «Последний Дозор
Почему так называется? Никто так и не смог выяснить, живая эта дрянь или нет.
» — артефакт Инквизиции «Кот Шрёдингера» удобен, чтобы схватить жертву за шею и лишить возможности сопротивляться, поскольку существует на всех слоях Сумрака, а если Иной, которому его надели, попробует воспользоваться магией, Кот просто его обезглавит. Ах да, снять его может лишь тот, кто надел. Однажды под это угораздило попасть самого Антона Городецкого.
- Дэн Симмонс, «Песни Гипериона» — в третьей части Рауль Эндимион рассказывает свою историю от первого лица, заключённый в «кошачьем ящике Шрёдингера». В четвёртой части находит способ оттуда выбраться ().
- Кирилл Бенедиктов, «Кот Эдипа» — целых два примера использования сабжа статьи: классический, завязанный на смерти, и второй, весьма необычный, на этот раз связанный с полной противоположностью смерти.
- Леонид Каганов, «Роман и Лариса» — объяснение экспермента в версии для лунных губернаторов просто надо читать.
Комиксыправить
Эххо: в четвертом томе в Фурмиль (в которую обычно вселяются духи свеже-покойников) вселился дух запертого в коробке кота. «Ибо кот в коробке и жив, и мертв одновременно.»
Веб-комиксыправить
Saturday Morning Breakfast Cereal напоминает, что кот всё-таки был придуман как антипример.
Мультсериалыправить
Рик и Морти — в первой серии второго сезона Рик вместе со своими внуками попадает в измерение хрононеопределенности, заполненное теми самыми котами Шрёдингера.
Анимеправить
Hellsing — прапорщик Эрвин Шрёдингер, котомальчик, перманентно находящийся в такой суперпозиции и сам решающий, в каком варианте ему существовать дальше. Выражается это в возможности присутствовать где угодно (не просто телепортация, он с такой же лёгкостью пролезает в чужие глюки) и игнорировать собственную смерть. Кроме того, из-за слишком смазливой внешности фанатами был окрещён «трапом Шрёдингера», пол которого невозможно определить, пока не снимешь с него штаны.
Видеоигрыправить
https://youtube.com/watch?v=7wJfumotsLo%3F
()
- «Schrödinger’s Cat and the Raiders of the Lost Quark» — аркада-платформер про кота Шрёдингера, который ловит живые элементарные частицы (кварки, лептоны и др.), сбежавшие из Зоопарка частиц.
- BioShock Infinite — парадокс кота Шрёдингера наглядно демонстрируется на примере призрака леди Комсток (и не только её). Получилось жутко.
- Minecraft — попытка реализации децентрализованного форка столкнулась с большой проблемой: невозможностью синхронизации времени у всех клиентов, а так как спавн мобов завязан на уровень освещения, оказалось, что единственный моб, который может в таких условиях генериться, — это кот Шрёдингера. Собственно, в игре его нет, потому что реализация провалилась.
- Warframe — судя по комментариям Ордиса, в реликвиях Бездны находится лут Шрёдингера, который является одновременно разными предметами пока реликвию не откроют. Правда, сколько здесь квантовой физики, а сколько Бездны, непонятно.
Эра Водолея — Кошка Шрёдингера является одним из NPC (которого очень-очень условно можно считать именно персонажем). Некий студент-физик с МГУ решил провести тот самый эксперимент, описанный Эрвином Шрёдингером… и результат превзошёл все его ожидания: выбранная для эксперимента чёрная кошка теперь не жива и не мертва, существует одновременно в физической и тонкой реальности, получила полную неуязвимость к физическому урону и экстрасенсорному воздействию и способность к прохождению сквозь стены, которую использует преимущественно для того, чтобы воровать чужую еду и вмешиваться в ритуалы магов, разбрасывая ритуальные принадлежности.
Эрвин покидает Германию, Нобелевская премия
В 1933 году, когда к власти пришел Гитлер, покинул Берлинский университет Эрвин Шредингер. Биография его, как вы видите, отмечена многочисленными переездами. На сей раз ученый просто не мог поступить иначе. Летом 1937 г. немолодой уже Шредингер, который не хотел подчиняться новому режиму, решил переехать. Необходимо отметить, что свое неприятие нацизма Шредингер никогда не выказывал открыто. Он не хотел вмешиваться в политику. Тем не менее в Германии тех лет сохранить аполитичность было почти невозможно.
Как раз в это время Фредерик Линдеман, британский физик, посетил Германию. Он пригласил Шредингера устроиться на работу в Оксфордский университет. Ученый, отправившись в Южный Тироль на летний отдых, уже не возвратился в Берлин. Вместе с супругой он прибыл в Оксфорд в октябре 1933 г. Вскоре после прибытия Эрвин узнал о присуждении ему Нобелевской премии (совместно с П. Дираком).
Несложным языком про понятие кота Шредингера
В 1935 году, ярым противником только что возникшей квантовой механики, Эриком Шрёдингером была опубликована статья, предполагавшая обличить и доказать несостоятельность новой ветки развития физики.
Суть статьи заключается в проведении мысленного эксперимента:
- В совершенно герметичном ящике размещается живой кот.
- Рядом с котом помещается счётчик Гейгера, в котором располагается один радиоактивный атом.
- Напрямую к счётчику Гейгера присоединяется колба наполненная кислотой.
- Возможный распад радиоактивного атома приведёт в действие счётчик Гейгера, который, в свою очередь, разобьёт колбу и вылившаяся из неё кислота убьёт кота.
- Останется ли живым кот или же умрёт, если будет находиться вместе с такими неудобными соседями?
- Для эксперимента выделяется один час.
Ответ, на данный вопрос и был призван доказать несостоятельность квантовой теории, в основе которой лежит суперпозиция: закон парадокса — все микрочастицы нашего мира всегда одномоментно находятся в двух состояниях, до тех пор, пока за ними не начинают наблюдать.
То есть, находясь в замкнутом пространстве (квантовая теория), наш кот, как и его непредсказуемый сосед — атом, синхронно присутствуют в двух состояниях:
- Живой, и в то же время мёртвый кот.
- Распавшийся, и в то же время не распавшийся атом.
Что, согласно классической физики, является совершеннейшим абсурдом. Невозможно одномоментное существование таких, взаимоисключающих, вещей.
И это правильно, но только с точки зрения макромира. Тогда как в микромире действуют совершенно другие законы, и потому Шрёдингер ошибался, применяя законы макромира к отношениям внутри микромира. Не понимая, что целенаправленное наблюдение за происходящими неопределённостями микромира, устраняют последние.
Это и удалось доказать американскому физику из университета штата Арканзас, Арту Хобсону (Art Hobson). Согласно его теории, если соединить микросистему (радиоактивный атом) с макросистемой (счётчиком Гейгера), последняя обязательно проникнется состоянием квантовой запутанности первой и перейдёт в суперпозицию. А, так как мы не можем произвести непосредственное наблюдение этого явления, оно для нас станет неприемлемым (что и доказывал Шрёдингер).
Итак, мы выяснили, что атом и счётчик радиации находятся в одной суперпозиции. Тогда кем или чем, для этой системы, можно назвать кота? Если рассуждать логически, кот, в этом случае, становится указателем состояния радиоактивного ядра (попросту — индикатором):
- Кот — живой, ядро не распалось.
- Кот — мёртвый, ядро распалось.
Однако, надо учесть и тот факт, что кот также является частью единой системы, так как тоже находится внутри ящика. Поэтому, согласно теории кванта, кот находится в, так называемой, не локальной связи с атомом, т.е. в запутанном состоянии, а значит в суперпозиции микромира.
Отсюда следует, что, при внезапном изменении одного из объектов системы, тоже произойдёт и с другим объектом, как бы далеко друг от друга они не находились. Мгновенная смена состояния обоих объектов, доказывает, что мы имеем дело с единой системой, просто разделённой пространством на две части.
И все-таки, именно благодаря мысленному эксперименту Шрёдингера, был сконструирован математический прибор описывающий суперпозиции микромира. Эти знания нашли широкое применение в криптографии и компьютерных технологиях.
Напоследок хотелось бы отметить неиссякаемую любовь к таинственному парадоксу «кота Шрёдингера» со стороны всевозможных писателей и кинематографа. Вот только несколько примеров:
- Магический устройство, под названием, «Кот Шрёдингера», в романе Лукьяненко «Последний Дозор».
- В детективном романе Дугласа Адамса «Детективное агентство Дирка Джентли», идёт живое обсуждение проблемы кота Шрёдингера.
- В романе Р. Э. Хайнлайна «Кот, проходящий сквозь стены», главный герой, кот, почти постоянно находится одномоментно в двух состояниях.
- Знаменитый чеширский кот Льюиса Кэрролла в романе «Алисы в стране чудес», любит, одномоментно появляться сразу в нескольких местах.
- В романе «451 градус по Фаренгейту» Рэй Брэдбери поднимает вопрос о коте Шрёдингера, в образе живого — мёртвого механического пса.
- В романе «Маг-целитель» Кристофер Сташеф весьма своеобразно описывает своё видение кота Шрёдингера.
И ещё много других фееричных, совершенно невозможных представлений о таком загадочном мысленном эксперименте.
Суть эксперимента[править]
В закрытый ящик помещён кот. В ящике имеется механизм, содержащий радиоактивное ядро и ёмкость с ядовитым газом. Параметры эксперимента подобраны так, что вероятность того, что ядро распадётся за 1 час, составляет 50 %. Если ядро распадается, оно приводит механизм в действие, он открывает ёмкость с газом, и кот умирает. Согласно квантовой механике, если над ядром не производится наблюдения, то его состояние описывается суперпозицией (смешением) двух состояний — распавшегося ядра и нераспавшегося ядра, следовательно, кот, сидящий в ящике, и жив, и мёртв одновременно. Если же ящик открыть, то экспериментатор обязан увидеть только какое-нибудь одно конкретное состояние — «ядро распалось, кот мёртв» или «ядро не распалось, кот жив».
Вопрос стоит так: когда система перестаёт существовать как смешение двух состояний и выбирает одно конкретное? Цель эксперимента — показать, что квантовая механика неполна без некоторых правил, которые указывают, при каких условиях происходит коллапс волновой функции и кот становится либо мёртвым, либо остаётся живым, но перестаёт быть смешением того и другого.
Вопреки расхожим представлениям, сам Шрёдингер придумал этот опыт вовсе не потому, что он верил, будто «мёртвоживые» коты существуют; наоборот, он считал квантовую механику неполной и не до конца описывающей реальность в данном случае. Поскольку ясно, что кот обязательно должен быть либо живым, либо мёртвым (не существует состояния, промежуточного между жизнью и смертью), то это означает, что это верно и для атомного ядра. Оно обязано быть либо распавшимся, либо нераспавшимся.
Оригинальная статья вышла в немецком журнале Naturwissenschaften («Естественные науки») в году: E. Schrödinger: «Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik» («Сегодняшнее положение дел в квантовой механике»), Naturwissenschaften, 48, 807, 49, 823, 50, 844 (November 1935). Целью статьи было обсуждение ЭПР парадокса, опубликованного Эйнштейном, Подольским и Розеном ранее в том же году. Кроме того, что Шрёдингер в этой статье познакомил нас с котом, он ещё ввёл термин «запутанность» (По-немецки: Verschränkung, по-английски: entanglement).
Объекты в разных мирах
Простому человеку очень сложно понять такое определение. Ведь каждый объект материального мира может быть либо в одной точке пространства, либо в другой. Проиллюстрировать этот феномен можно следующим образом. Наблюдатель берет две коробки, и кладет в одну из них шарик для тенниса. Будет ясно, что в одной коробке он находится, а в другой – нет. Но если в одну из емкостей положить электрон, то верным будет следующее утверждение: эта частица находится одновременно в двух коробках, каким бы парадоксальным это ни казалось. Точно так же электрон в атоме не находится в строго определенной точке в тот или иной момент времени. Он вращается вокруг ядра, располагаясь на всех точках орбиты одновременно. В науке этот феномен называется «электронным облаком».
Жизнь в Цюрихе
Жизнь в этом городе была очень благотворной для ученого. Дело в том, что не только науке любил посвящать свое время Эрвин Шредингер. Интересные факты из жизни ученого включают его увлечение лыжными походами и альпинизмом. А горы, расположенные поблизости, предоставляли ему хорошую возможность для отдыха в Цюрихе. Кроме того, Шредингер общался со своими коллегами Паулем Шеррером, Петером Дебаем и Германом Вейлем, которые работали в Цюрихском политехникуме. Все это способствовало научному творчеству.
Тем не менее время, которое Эрвин провел в Цюрихе, было омрачено тяжелой болезнью в 1921-22 гг. Ученый заболел туберкулезом легких, поэтому провел 9 месяцев в Швейцарских Альпах, в курортном городке Ароза. Несмотря на это, цюрихские годы в творческом отношении стали самыми плодотворными для Эрвина. Именно здесь он написал свои труды по волновой механике, ставшие классическими. Известно, что Вейль очень помог ему в преодолении математических затруднений, с которыми столкнулся Эрвин Шредингер.
Немного о квантовой механике: принцип суперпозиции
Прежде чем рассказать об эксперименте, добавим пример из квантовой физики для облегчения понимания сути проблемы.
Возьмем две непрозрачные банки с крышками и один грецкий орех. В одну из банок кладем орех, закрываем обе банки. Теперь мы знаем, что в одной банке есть орех, а в другой его нет. Однако если мы заменим орех на электрон, он будет находиться одновременно в двух банках. Как это понимать?
Изучением таких явлений и занимается квантовая механика — раздел квантовой физики, созданный учеными, в числе которых был и Эрвин Шредингер.
Согласно их теории, объекты квантового мира находятся в суперпозиции: они не двигаются по какой-то одной траектории, а могут выбирать одновременно несколько путей и оказываться сразу в нескольких местах.
Возьмем в пример футбольный мяч: мы видим, что он летит прямо в ворота, и другой путь он не выберет. Ученые объясняют, что состояние суперпозиции настолько хрупкое и нестабильное, что факт наблюдения за объектом может разрушить это состояние, и мяч выбирает только один путь, пока мы на него смотрим.