Ang pusa ni Schrödinger ay isang sikat na eksperimentong kabalintunaan. Ang pusa ni Schrödinger: buhay ba siya o hindi? Ang kakanyahan ng eksperimento

Tulad ng ipinaliwanag sa amin ni Heisenberg, dahil sa prinsipyo ng kawalan ng katiyakan, ang paglalarawan ng mga bagay sa quantum microworld ay ibang kalikasan kaysa sa karaniwang paglalarawan ng mga bagay sa Newtonian macroworld. Sa halip na mga spatial na coordinate at bilis, na nakasanayan nating ilarawan mekanikal na paggalaw, halimbawa, isang bola sa isang billiard table, sa quantum mechanics ang mga bagay ay inilalarawan ng tinatawag na wave function. Ang crest ng "alon" ay tumutugma sa pinakamataas na posibilidad na makahanap ng isang particle sa espasyo sa sandali ng pagsukat. Ang paggalaw ng naturang alon ay inilalarawan ng Schrödinger equation, na nagsasabi sa atin kung paano nagbabago ang estado ng isang quantum system sa paglipas ng panahon.

Ngayon tungkol sa pusa. Alam ng lahat na ang mga pusa ay mahilig magtago sa mga kahon (). Si Erwin Schrödinger ay alam din. Bukod dito, na may puro Nordic na panatisismo, ginamit niya ang tampok na ito sa isang sikat na eksperimento sa pag-iisip. Ang diwa nito ay ang isang pusa ay naka-lock sa isang kahon na may isang makademonyo na makina. Ang makina ay konektado sa pamamagitan ng isang relay sa isang quantum system, halimbawa, isang radioactively decaying substance. Ang posibilidad ng pagkabulok ay kilala at 50%. Na-trigger ang infernal machine kapag nagbago ang quantum state ng system (naganap ang pagkabulok) at tuluyang namatay ang pusa. Kung iiwan mo ang sistemang "Cat-box-hellish machine-quanta" sa sarili nitong isang oras at tandaan na ang estado ng isang quantum system ay inilalarawan sa mga tuntunin ng posibilidad, pagkatapos ay magiging malinaw na kung ang pusa ay buhay o hindi ay nakasalalay sa sa ngayon oras, malamang na hindi ito gagana, tulad ng hindi posible na tumpak na mahulaan ang pagbagsak ng isang barya sa mga ulo o buntot nang maaga. Ang kabalintunaan ay napaka-simple: ang wave function na naglalarawan sa isang quantum system ay pinaghahalo ang dalawang estado ng isang pusa - ito ay buhay at patay sa parehong oras, tulad ng isang nakatali na electron ay matatagpuan na may pantay na posibilidad sa anumang lugar sa espasyo na katumbas ng layo mula sa atomic nucleus. Kung hindi natin bubuksan ang kahon, hindi natin alam kung ano ang lagay ng pusa. Nang walang mga obserbasyon (basahin ang mga sukat) ng isang atomic nucleus, maaari nating ilarawan ang estado nito sa pamamagitan lamang ng superposisyon (paghahalo) ng dalawang estado: isang bulok at hindi nabulok na nucleus. Ang isang pusa sa nuclear addiction ay parehong buhay at patay sa parehong oras. Ang tanong ay: kailan huminto ang isang sistema bilang pinaghalong dalawang estado at pumili ng isang partikular na estado?

Ang interpretasyon ng Copenhagen ng eksperimento ay nagsasabi sa amin na ang sistema ay hindi na maging isang halo ng mga estado at pinipili ang isa sa mga ito sa sandaling mangyari ang isang obserbasyon, na isa ring pagsukat (bubukas ang kahon). Iyon ay, ang mismong katotohanan ng pagsukat ay nagbabago sa pisikal na katotohanan, na humahantong sa pagbagsak function ng alon(ang pusa ay maaaring maging patay o mananatiling buhay, ngunit hindi na maging pinaghalong pareho)! Isipin ito, ang eksperimento at ang mga sukat na kasama nito ay nagbabago sa katotohanan sa paligid natin. Sa personal, ang katotohanang ito ay nakakaabala sa aking utak nang higit pa kaysa sa alkohol. Ang kilalang Steve Hawking ay nahihirapan ding maranasan ang kabalintunaan na ito, na inuulit na kapag narinig niya ang tungkol sa pusa ni Schrödinger, ang kanyang kamay ay umaabot sa Browning. Ang kalubhaan ng reaksyon ng natitirang theoretical physicist ay dahil sa ang katunayan na, sa kanyang opinyon, ang papel ng tagamasid sa pagbagsak ng function ng wave (pagbagsak nito sa isa sa dalawang probabilistic) na estado ay labis na pinalaki.

Siyempre, nang isipin ni Propesor Erwin ang kanyang cat-torture noong 1935, ito ay isang mapanlikhang paraan upang ipakita ang di-kasakdalan ng quantum mechanics. Sa katunayan, ang isang pusa ay hindi maaaring maging buhay at patay sa parehong oras. Bilang resulta ng isa sa mga interpretasyon ng eksperimento, naging malinaw na nagkaroon ng kontradiksyon sa pagitan ng mga batas ng macro-world (halimbawa, ang pangalawang batas ng thermodynamics - ang pusa ay buhay o patay) at ang micro- mundo (ang pusa ay buhay at patay sa parehong oras).

Ang nasa itaas ay inilapat sa pagsasanay: sa quantum computing at sa quantum cryptography. Ang isang light signal sa isang superposisyon ng dalawang estado ay ipinapadala sa pamamagitan ng isang fiber-optic cable. Kung kumonekta ang mga umaatake sa cable sa isang lugar sa gitna at gumawa ng signal tap doon upang makarinig sa ipinadalang impormasyon, sisirain nito ang function ng wave (mula sa punto ng view Interpretasyon ng Copenhagen isang pagmamasid ang gagawin) at ang liwanag ay mapupunta sa isa sa mga estado. Sa pamamagitan ng pagsasagawa ng mga istatistikal na pagsubok ng liwanag sa receiving end ng cable, posibleng makita kung ang ilaw ay nasa superposition ng mga estado o naobserbahan na at nailipat na sa ibang punto. Ginagawa nitong posible na lumikha ng mga paraan ng komunikasyon na hindi kasama ang hindi matukoy na interception ng signal at eavesdropping.

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

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

« Ang pusa ni Schrödinger» - ito ang pangalan ng sikat na eksperimento sa pag-iisip ng sikat na Austrian theoretical physicist na si Erwin Schrödinger, na isa ring laureate 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. Narito ang quote:

Maaari ka ring bumuo ng mga kaso kung saan mayroong isang medyo burlesque. Hayaang mai-lock ang ilang pusa sa isang silid na bakal na may sumusunod na diabolical machine (na dapat na anuman ang interbensyon ng pusa): sa loob ng Geiger counter ay mayroong isang maliit na halaga ng radioactive substance, napakaliit na isang atom lamang ang maaaring mabulok sa loob ng isang oras, ngunit may parehong posibilidad ay hindi maaaring maghiwa-hiwalay; kung mangyari ito, ang tubo ng pagbabasa ay na-discharge at ang relay ay isinaaktibo, na naglalabas ng martilyo, na sinisira ang prasko 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 ang atom ay hindi naghiwa-hiwalay. Ang pinakaunang pagkawatak-watak ng atom ay lason ang pusa. Ang psi-function ng system sa kabuuan ay magpapahayag nito sa pamamagitan ng paghahalo o pagpapahid ng buhay at patay na pusa (pasensya na sa ekspresyon) sa magkapantay na bahagi. Karaniwan sa mga ganitong kaso na ang kawalan ng katiyakan sa simula ay limitado atomic mundo, ay na-convert sa 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. Ito mismo ay hindi nangangahulugan ng anumang bagay na hindi malinaw o kontradiksyon. May pagkakaiba sa pagitan ng malabo o out-of-focus na larawan at larawan ng mga ulap o fog.

Sa madaling salita:

1. May isang kahon at isang pusa. Ang kahon ay naglalaman ng isang mekanismo na naglalaman ng isang radioactive atomic nucleus at isang lalagyan na may nakalalasong gas. Ang mga pang-eksperimentong parameter ay pinili upang ang posibilidad ng pagkabulok ng nuklear sa 1 oras ay 50%. Kung ang nucleus ay nawasak, isang lalagyan ng gas ang magbubukas at ang pusa ay namatay. Kung ang nucleus ay hindi nabubulok, ang pusa ay nananatiling buhay at maayos.
2. Isinasara namin ang pusa sa isang kahon, maghintay ng isang oras at tanungin ang tanong: buhay ba o patay ang pusa?
3. Ang mekanika ng kuwantum ay tila nagsasabi sa atin na ang atomic nucleus (at samakatuwid ay ang pusa) ay nasa lahat ng posibleng estado nang sabay-sabay (tingnan ang quantum superposition). Bago namin buksan ang kahon, ang cat-nucleus system ay nasa estado na "ang nucleus 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 isang probabilidad ng 50%. Ito ay lumabas na ang pusa na nakaupo sa kahon ay parehong buhay at patay sa parehong oras.
4. Ayon sa modernong interpretasyon ng Copenhagen, ang pusa ay buhay/patay 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 pagbawas ng pag-andar ng alon ng sistemang "cat-detector-nucleus" ay hindi nauugnay sa tagamasid ng tao ng kahon, ngunit nauugnay 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, ang eksperimento ay makikita 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 kakanyahan sa wika ng tao

Ipinakita ng eksperimento ni Schrödinger na, mula sa punto ng view ng quantum mechanics, ang pusa ay parehong buhay at patay, na hindi maaaring. Kaya naman, quantum mechanics may mga makabuluhang bahid.

Ang tanong ay: kailan huminto ang isang sistema bilang pinaghalong dalawang estado at pumili ng isang partikular na estado? Ang layunin ng eksperimento ay ipakita na ang quantum mechanics ay hindi kumpleto nang walang ilang mga panuntunan na nagsasaad sa ilalim ng kung anong mga kondisyon ang pag-collapse ng wave function at ang pusa ay maaaring maging patay o mananatiling buhay ngunit hindi na pinaghalong pareho. Dahil malinaw na ang isang pusa ay dapat na buhay o patay (walang estadong intermediate sa pagitan ng buhay at kamatayan), ito ay magiging katulad para sa atomic nucleus. Ito ay dapat na bulok o hindi nabubulok (Wikipedia).

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

Nasa ibaba ang isang video clip ng palitan ng Big Bang Theory sa pagitan nina Sheldon at Penia.

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 nang sabay-sabay ("buhay" at "patay", kung naaalala mo ang mahabang pagtitiis na pusa). Ang mga estadong ito ay tinatawag na mga superposisyon.

Amerikanong pisiko Iminungkahi ni Art Hobson mula sa Unibersidad ng Arkansas (Arkansas State University) ang kanyang solusyon sa kabalintunaang ito.

"Mga sukat sa quantum physics ay batay sa pagpapatakbo ng ilang mga macroscopic device, tulad ng isang Geiger counter, sa tulong kung saan ang quantum state ng microscopic system - atoms, photon at electron - ay tinutukoy. Ipinahihiwatig ng quantum theory na kung ikinonekta mo ang isang microscopic system (particle) sa ilang macroscopic device na nakikilala ang dalawang magkaibang estado ng system, ang device (Geiger counter, halimbawa) ay mapupunta sa state quantum entanglement at magkakaroon din sa dalawang superposisyon sa parehong oras. 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 iyon. Sa kasong ito, ang isang buhay na pusa ay magiging isang tagapagpahiwatig ng "hindi pagkabulok", at ang isang patay na pusa ay magiging isang tagapagpahiwatig ng pagkabulok. Ngunit ayon sa teoryang quantum, ang pusa, tulad ng nucleus, ay dapat na umiiral sa dalawang superposisyon ng buhay at kamatayan.

Sa halip, ayon sa physicist, ang estado ng quantum ng pusa ay dapat na nakakabit sa estado ng atom, ibig sabihin ay nasa "nonlocal connection" sila 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, gaano man sila kalayo sa isa't isa. Kasabay nito, tinutukoy ni Hobson ang pang-eksperimentong kumpirmasyon ng teoryang quantum na ito.

"Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay tungkol 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 magpadala ng impormasyon mula sa isang sistema patungo sa isa pa. Kaya masasabi mong isa itong 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 mangyari ang pagkawatak-watak, at buhay kung hindi mangyayari ang pagkawatak-watak.

Idagdag natin 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 paglutas ng mga kabalintunaan ng quantum mechanics, kahit man lang sa teorya, ay ganap na kinakailangan para sa malalim na pag-unawa nito.

Schrödinger

Pero kamakailan lang IPINALIWANAG NG MGA TEORISTA KUNG PAANO NAKAKAMATAY ANG GRAVITY PUSA NI SCHRODINGER, ngunit ito ay mas kumplikado ...

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-object, 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 ipagpalagay na isang estado lamang-na parang ito ay nasusukat. Ito ay eksakto kung paano nawasak ang superposisyon, tulad ng paniniwala ng mga siyentipiko.

Ngunit kahit na sa anumang paraan naging posible na ihiwalay ang isang macro-object sa isang 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 na mapanatili ang kabuuan ng pagkakaugnay-ugnay, ngunit sa Earth o malapit sa anumang planeta ito ay lubhang hindi malamang. At ang dahilan nito ay gravity, "paliwanag ng nangungunang may-akda ng bagong pag-aaral, si Igor Pikovski ng Harvard-Smithsonian Center para sa Astrophysics.

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

Ang teorya ng pangkalahatang relativity ni Einstein ay nagsasaad na ang isang napakalaking bagay ay yumuko sa espasyo sa paligid nito. 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 lilipas nang medyo mas mabagal kaysa sa isang matatagpuan sa orbit ng ating planeta.

Dahil sa impluwensya ng gravity sa space-time, ang isang molekula na apektado ng impluwensyang ito ay makakaranas ng paglihis sa posisyon nito. At ito, sa turn, ay dapat 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 relasyon sa pagitan ng posisyon at panloob na enerhiya sa lalong madaling panahon ay 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 panlabas na impluwensya, ngunit sa sa kasong ito ang panloob na vibration 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 kadalasang mas malakas, na nagiging sanhi ng pagkasira ng mga quantum system bago pa man mangyari ang gravity. Ngunit nagsusumikap ang mga eksperimento na subukan ang 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 na ihambing ang mga vertical at horizontal interferometer: sa una, ang superposisyon ay dapat na mawala sa lalong madaling panahon dahil sa paglawak ng oras sa iba't ibang "taas" ng landas, habang sa pangalawa, ang quantum superposition ay maaaring manatili.

Narinig na nating lahat ang tungkol sa sikat na Schrödinger's cat, ngunit alam ba natin kung anong uri talaga siya? Alamin natin ito at subukang pag-usapan sikat na pusa Schrödinger sa simpleng salita.

Ang Schrödinger's Cat ay isang eksperimento na isinagawa ni Erwin Schrödinger, isa sa mga founding father ng quantum mechanics. At hindi ito karaniwan pisikal na eksperimento, A kaisipan.

Dapat aminin na si Erwin Schrödinger ay isang taong may napakayaman na imahinasyon.

Kaya ano ang mayroon tayo bilang isang haka-haka na batayan para sa pagsasagawa ng isang eksperimento? May pusang nakalagay sa isang kahon. Ang kahon ay naglalaman din ng isang Geiger counter na may ilang napakaliit na halaga ng radioactive na materyal. Ang dami ng sangkap ay tulad na ang posibilidad ng pagkabulok at hindi pagkabulok ng isang atom sa loob ng isang oras ay pareho. Kung ang atom ay nabubulok, ang isang espesyal na mekanismo ay isaaktibo na sisirain ang prasko na may hydrocyanic acid, at ang kawawang pusa ay mamamatay. Kung ang pagkawatak-watak ay hindi mangyayari, kung gayon ang pusa ay magpapatuloy na umupo nang tahimik sa kahon at managinip tungkol sa mga sausage.

Ano ang kakanyahan ng pusa ni Schrödinger? Bakit pa nagkakaroon ng ganitong surreal na karanasan?

Ayon sa mga resulta ng eksperimento, malalaman natin kung ang pusa ay buhay o hindi lamang kapag binuksan natin ang kahon. Mula sa punto ng view ng quantum mechanics, ang isang pusa (tulad ng isang atom ng bagay) ay sabay na nasa dalawang estado nang sabay-sabay - parehong buhay at patay sa parehong oras. Ito ang sikat na kabalintunaan ng pusa ni Schrödinger.

Natural, hindi ito maaaring mangyari. Ginawa ni Erwin Schrödinger ang eksperimento sa pag-iisip na ito upang ipakita ang di-kasakdalan ng quantum mechanics sa paglipat mula sa subatomic hanggang sa macroscopic system.

Narito ang sariling pormulasyon ni Schrödinger:

Maaari ka ring bumuo ng mga kaso kung saan mayroong isang medyo burlesque. Hayaang mai-lock ang ilang pusa sa isang silid na bakal kasama ang sumusunod na diabolical machine (na dapat umiral anuman ang interbensyon ng pusa): sa loob ng Geiger counter ay may kaunting radioactive substance - napakaliit na isang atom lamang ang maaaring mabulok sa loob ng isang oras , ngunit may parehong posibilidad ay hindi maaaring maghiwa-hiwalay; kung mangyari ito, ang tubo ng pagbabasa ay na-discharge at ang relay ay isinaaktibo, na naglalabas ng martilyo, na sinisira ang prasko 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 ang atom ay hindi naghiwa-hiwalay. Ang pinakaunang pagkawatak-watak ng atom ay lason ang pusa. Ang psi-function ng system sa kabuuan ay magpapahayag nito sa pamamagitan ng paghahalo o pagpapahid ng buhay at patay na pusa (pasensya na sa ekspresyon) sa magkapantay na bahagi. Ang karaniwan sa mga ganitong kaso ay ang kawalan ng katiyakan na orihinal na limitado sa atomic na mundo ay binago sa 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. Ito mismo ay hindi nangangahulugan ng anumang bagay na hindi malinaw o kasalungat. May pagkakaiba sa pagitan ng malabo o out-of-focus na larawan at larawan ng mga ulap o fog.

Siguradong positibong bagay sa eksperimentong ito ay ang katotohanan na walang isang hayop ang napinsala sa panahon nito.

Sa wakas, upang pagsamahin ang materyal, iminumungkahi naming manood ka ng isang video mula sa magandang lumang serye na "The Big Bang Theory".

At kung bigla kang may mga tanong o tinanong ka ng iyong guro ng problema sa quantum mechanics, mangyaring makipag-ugnayan. Sama-sama nating malulutas ang lahat ng mga isyu nang mas mabilis!

Marahil ay narinig na ng ilan sa inyo ang pariralang "Schrödinger's cat." Gayunpaman, para sa karamihan ng mga tao ang pangalang ito ay walang kahulugan.

Kung itinuring mo ang iyong sarili na isang paksa ng pag-iisip, at kahit na inaangkin mo na ikaw ay isang intelektwal, dapat mong malaman kung ano ang pusa ni Schrödinger at kung bakit siya naging sikat.

Ang pusa ni Schrödinger ay isang eksperimento sa pag-iisip na iminungkahi ng Austrian theoretical physicist na si Erwin Schrödinger. Ang mahuhusay na siyentipikong ito ay tumanggap ng Nobel Prize sa Physics noong 1933.

Sa pamamagitan ng kanyang tanyag na eksperimento, nais niyang ipakita ang hindi pagkakumpleto ng quantum mechanics sa paglipat mula sa subatomic hanggang sa macroscopic system.

Sinubukan ni Erwin Schrödinger na ipaliwanag ang kanyang teorya sa orihinal na halimbawa pusa Nais niyang gawing simple ito hangga't maaari upang ang kanyang ideya ay maunawaan ng sinuman.

Nagtagumpay man siya o hindi, malalaman mo sa pamamagitan ng pagbabasa ng artikulo hanggang sa huli.

Ang kakanyahan ng eksperimento ng pusa ng Schrödinger

Ipagpalagay na ang isang pusa ay naka-lock sa isang silid na bakal na may tulad na infernal na makina (na dapat protektahan mula sa direktang interbensyon ng pusa): sa loob ng Geiger counter mayroong napakaliit na halaga ng radioactive material na isang atom lamang ang maaaring mabulok sa loob ng isang oras , ngunit may parehong posibilidad ay hindi maaaring maghiwa-hiwalay; kung mangyari ito, ang tubo ng pagbabasa ay na-discharge at ang relay ay isinaaktibo, na naglalabas ng martilyo, na sinisira ang prasko 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 ang atom ay hindi naghiwa-hiwalay.

Ang pinakaunang pagkawatak-watak ng atom ay lason ang pusa. Ang psi-function ng system sa kabuuan ay magpapahayag nito sa pamamagitan ng paghahalo o pagpapahid ng buhay at patay na pusa (pasensya na sa ekspresyon) sa magkapantay na bahagi.

Ang karaniwan sa mga ganitong kaso ay ang kawalan ng katiyakan na orihinal na limitado sa atomic na mundo ay binago sa 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. Ito mismo ay hindi nangangahulugan ng anumang bagay na hindi malinaw o kasalungat.

May pagkakaiba sa pagitan ng malabo o out-of-focus na larawan at larawan ng mga ulap o fog.

Sa madaling salita, mayroon kaming isang kahon at isang pusa. Ang kahon ay naglalaman ng isang aparato na may radioactive atomic nucleus at isang lalagyan ng lason na gas.

Sa panahon ng eksperimento, ang posibilidad ng pagkabulok o hindi pagkabulok ng nucleus ay katumbas ng 50%. Samakatuwid, kung ito ay nabubulok, ang hayop ay mamamatay, at kung ang nucleus ay hindi nabubulok, ang pusa ni Schrödinger ay mananatiling buhay.

Ikinulong namin ang pusa sa isang kahon at naghihintay ng isang oras, na sumasalamin sa kahinaan ng buhay.

Ayon sa mga batas ng quantum mechanics, ang nucleus (at, dahil dito, ang pusa mismo) ay maaaring sabay na nasa lahat ng posibleng estado (tingnan ang quantum superposition).

Hanggang sa sandaling mabuksan ang kahon, ang sistema ng "cat-core" ay nagpapalagay ng dalawang posibleng resulta ng mga kaganapan: "core decay - patay na ang pusa" na may posibilidad na 50%, at "hindi nangyari ang nucleus decay - ang pusa ay buhay. ” na may parehong antas ng posibilidad.

Lumalabas na ang pusa ni Schrödinger, nakaupo sa loob ng kahon, ay parehong buhay at patay sa parehong oras.

Ang interpretasyon ng interpretasyon ng Copenhagen ay nagsasabi na sa anumang kaso, ang pusa ay buhay at patay sa parehong oras. Ang pagpili ng nuclear decay ay nangyayari hindi kapag binuksan natin ang kahon, kundi pati na rin kapag ang nucleus ay tumama sa detector.

Ito ay dahil sa ang katunayan na ang pagbawas ng pag-andar ng alon ng sistema ng "cat-detector-core" ay hindi magkakaugnay sa taong nagmamasid mula sa labas. Direkta itong konektado sa detector-observer ng atomic nucleus.

Ang pusa ni Schrödinger sa simpleng salita

Ayon sa mga batas ng quantum mechanics, kung walang pagmamasid sa atomic nucleus, maaari itong dalawahan: ibig sabihin, ang pagkabulok ay maaaring mangyari o hindi.

Ito ay sumusunod mula dito na ang pusa, na nasa kahon at kumakatawan sa nucleus, ay maaaring parehong buhay at patay sa parehong oras.

Ngunit sa sandaling magpasya ang tagamasid na buksan ang kahon, isa lamang sa 2 posibleng estado ang makikita niya.

Ngunit ngayon ang isang lohikal na tanong ay lumitaw: kailan eksaktong huminto ang sistema sa isang dalawahang anyo?

Salamat sa karanasang ito, nangatuwiran si Schrödinger na ang quantum mechanics ay hindi kumpleto nang walang ilang mga patakaran na nagpapaliwanag kung kailan bumagsak ang wave function.

Isinasaalang-alang ang katotohanan na ang pusa ni Schrödinger sa kalaunan ay dapat maging buhay o patay, kung gayon ito ay magiging katulad para sa atomic nucleus: ang atomic decay ay mangyayari o hindi.

Ang kakanyahan ng karanasan sa wika ng tao

Si Schrödinger, gamit ang halimbawa ng isang pusa, ay gustong ipakita na ayon sa quantum mechanics, ang isang hayop ay parehong buhay at patay sa parehong oras. Ito ay, sa katunayan, imposible, mula sa kung saan ang konklusyon ay iginuhit na ang quantum mechanics ngayon ay may mga makabuluhang bahid.

Video mula sa "The Big Bang Theory"

Sinubukan ng karakter ng seryeng si Sheldon Cooper na ipaliwanag sa kanyang "close-minded" na kaibigan ang kakanyahan ng eksperimento ng Schrödinger's Cat. Upang gawin ito, ginamit niya ang halimbawa ng relasyon sa pagitan ng isang lalaki at isang babae.

Upang malaman kung anong uri ng relasyon mayroon sila, kailangan mo lamang buksan ang kahon. Pansamantala, ito ay isasara, ang kanilang relasyon ay maaaring maging parehong positibo at negatibo sa parehong oras.

Nakaligtas ba ang pusa ni Schrödinger sa karanasan?

Kung ang alinman sa aming mga mambabasa ay nag-aalala tungkol sa pusa, dapat kang huminahon. Sa panahon ng eksperimento, wala sa kanila ang namatay, at si Schrödinger mismo ang tumawag sa kanyang eksperimento kaisipan, iyon ay, isa na isinasagawa ng eksklusibo sa isip.

Umaasa kaming naiintindihan mo ang kakanyahan ng eksperimento ng Schrödinger's Cat. Kung mayroon kang anumang mga katanungan, maaari mong tanungin ang mga ito sa mga komento. At, siyempre, ibahagi ang artikulong ito sa mga social network.

Kung gusto mo, mag-subscribe sa site akokawili-wiliFakty.org anuman sa isang maginhawang paraan. Ito ay palaging kawili-wili sa amin!

Nagustuhan mo ba ang post? Pindutin ang anumang pindutan:

Tiyak na narinig mo nang higit sa isang beses na mayroong isang kababalaghan bilang "Schrödinger's Cat". Ngunit kung hindi ka isang physicist, malamang na mayroon ka lamang hindi malinaw na ideya kung anong uri ng pusa ito at kung bakit ito kinakailangan.
Ang "Schrödinger's Cat" ay ang pangalan ng sikat na eksperimento sa pag-iisip ng sikat na Austrian theoretical physicist na si Erwin Schrödinger, na isa ring Nobel Prize winner. 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 artikulong ito ay isang pagtatangka na ipaliwanag sa mga simpleng salita ang kakanyahan ng teorya ni Schrödinger tungkol sa cat at quantum mechanics, upang ito ay mapupuntahan ng isang tao na walang mas mataas na teknikal na edukasyon. Ang artikulo ay maglalahad din ng iba't ibang interpretasyon ng eksperimento, kabilang ang mga mula sa serye sa TV na "The Big Bang Theory."
Nilalaman:
1. Paglalarawan ng eksperimento
2. Pagpapaliwanag sa simpleng salita
3. Video mula sa The Big Bang Theory
4. Mga pagsusuri at komento
Paglalarawan ng eksperimento
Ang orihinal na artikulo ni Erwin Schrödinger ay nai-publish noong 1935. Sa loob nito, inilarawan ang eksperimento gamit ang pamamaraan ng paghahambing o kahit na personipikasyon:

Maaari ka ring bumuo ng mga kaso kung saan mayroong isang medyo burlesque. Hayaang mai-lock ang ilang pusa sa isang silid na bakal na may sumusunod na diabolical machine (na dapat na anuman ang interbensyon ng pusa): sa loob ng Geiger counter ay mayroong isang maliit na halaga ng radioactive substance, napakaliit na isang atom lamang ang maaaring mabulok sa loob ng isang oras, ngunit may parehong posibilidad ay hindi maaaring maghiwa-hiwalay; kung mangyari ito, ang tubo ng pagbabasa ay na-discharge at ang relay ay isinaaktibo, na naglalabas ng martilyo, na sinisira ang prasko 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 ang atom ay hindi naghiwa-hiwalay. Ang pinakaunang pagkawatak-watak ng atom ay lason ang pusa. Ang psi-function ng system sa kabuuan ay magpapahayag nito sa pamamagitan ng paghahalo o pagpapahid ng buhay at patay na pusa (pasensya na sa ekspresyon) sa magkapantay na bahagi. Ang karaniwan sa mga ganitong kaso ay ang kawalan ng katiyakan na orihinal na limitado sa atomic na mundo ay binago sa 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. Ito mismo ay hindi nangangahulugan ng anumang bagay na hindi malinaw o kasalungat. May pagkakaiba sa pagitan ng malabo o out-of-focus na larawan at larawan ng mga ulap o fog.
________________________________________
Sa madaling salita:
1. May kahon at 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 nuklear sa 1 oras ay 50%. Kung ang nucleus ay nawasak, isang lalagyan ng gas ang magbubukas at ang pusa ay namatay. Kung ang nucleus ay hindi nabubulok, ang pusa ay nananatiling buhay at maayos.
2. Isinasara namin ang pusa sa isang kahon, maghintay ng isang oras at tanungin ang ating sarili: buhay ba o patay ang pusa?
3. Tila sinasabi sa atin ng quantum mechanics na ang atomic nucleus (at samakatuwid ay ang pusa) ay nasa lahat ng posibleng estado nang sabay-sabay (tingnan ang quantum superposition). Bago namin buksan ang kahon, ang cat-core system ay nasa estado na "ang nucleus 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 isang probabilidad ng 50%. Ito ay lumabas na ang pusa na nakaupo sa kahon ay parehong buhay at patay sa parehong oras.
4. Ayon sa modernong interpretasyon ng Copenhagen, ang pusa ay buhay/patay 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 pagbawas ng pag-andar ng alon ng sistemang "cat-detector-nucleus" ay hindi nauugnay sa tagamasid ng tao ng kahon, ngunit nauugnay sa detector-tagamasid ng nucleus.

Paliwanag sa simpleng salita
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, ang eksperimento ay makikita 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 kakanyahan sa wika ng tao: Ipinakita ng eksperimento ni Schrödinger na, mula sa punto ng view ng quantum mechanics, ang pusa ay parehong buhay at patay, na hindi maaaring maging. Samakatuwid, ang quantum mechanics ay may mga makabuluhang bahid.
Ang tanong ay: kailan huminto ang isang sistema bilang pinaghalong dalawang estado at pumili ng isang partikular na estado? Ang layunin ng eksperimento ay ipakita na ang quantum mechanics ay hindi kumpleto nang walang ilang mga panuntunan na nagsasaad sa ilalim ng kung anong mga kondisyon ang pag-collapse ng wave function at ang pusa ay maaaring maging patay o mananatiling buhay ngunit hindi na pinaghalong pareho. Dahil malinaw na ang isang pusa ay dapat na buhay o patay (walang estadong intermediate sa pagitan ng buhay at kamatayan), ito ay magiging katulad para sa atomic nucleus. Ito ay dapat na bulok o hindi nabubulok (Wikipedia).
Video mula sa The Big Bang Theory
Ang isa pang kamakailang interpretasyon ng eksperimento sa pag-iisip ni Schrödinger ay isang kuwento na sinabi ni Sheldon Cooper, ang bayani ng Big Bang Theory, sa kanyang hindi gaanong pinag-aralan na kapitbahay na si Penny. Ang punto ng kuwento ni Sheldon ay ang konsepto ng pusa ni Schrödinger ay maaaring ilapat sa mga relasyon ng tao. Upang maunawaan kung ano ang nangyayari sa pagitan ng isang lalaki at isang babae, anong uri ng relasyon sa pagitan nila: mabuti o masama, kailangan mo lamang buksan ang kahon. Hanggang doon, ang relasyon ay parehong mabuti at masama.
Nasa ibaba ang isang video clip ng palitan ng Big Bang Theory sa pagitan nina Sheldon at Penia.
Nanatiling buhay ba ang pusa bilang resulta ng eksperimento?
Para sa mga hindi nagbasa ng artikulo nang mabuti, ngunit nag-aalala pa rin tungkol sa pusa, magandang balita: huwag mag-alala, ayon sa aming data, bilang isang resulta ng isang eksperimento sa pag-iisip ng isang baliw na Austrian physicist
WALANG PUSA ANG NASAKTAN