Sino ang pusa ni Schrödinger? Ano ang pusa ni Schrödinger sa simpleng salita
Basahin din
Ang Schrödinger's Cat ay isang sikat na eksperimento sa pag-iisip. Ito ay idinirek ng illustrious Nobel laureate sa larangan ng pisika - ang Austrian scientist na si Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.
Ang kakanyahan ng eksperimento ay ang mga sumusunod. SA saradong silid(kahon) inilagay ang pusa. Ang kahon ay nilagyan ng mekanismo na naglalaman ng radioactive core at nakakalason na gas. Ang mga parameter ay pinili upang ang posibilidad ng nuclear decay sa isang oras ay eksaktong limampung porsyento. Kung ang nucleus ay maghiwa-hiwalay, ang mekanismo ay gagana at ang lalagyan na may nakalalasong gas. Samakatuwid, ang pusa ni Schrödinger ay mamamatay.
Ayon sa mga batas, kung hindi mo sinusunod ang nucleus, ang mga estado nito ay ilalarawan ng dalawang pangunahing estado - ang bulok at hindi nabubulok na nuclei. At dito lumitaw ang isang kabalintunaan: Ang pusa ni Schrödinger, na nakaupo sa isang kahon, ay maaaring patay at buhay nang sabay. Ngunit kung bubuksan ang kahon, isang partikular na estado lang ang makikita ng eksperimento. Alinman sa "nabulok ang nucleus at patay na ang pusa," o "hindi nabulok ang nucleus at buhay ang pusa ni Schrödinger."
Logically, sa exit magkakaroon tayo ng isa sa dalawang bagay: alinman sa isang buhay na pusa o isang patay. Ngunit potensyal na ang hayop ay nasa parehong mga estado nang sabay-sabay. Sinubukan ni Schrödinger sa ganitong paraan upang patunayan ang kanyang opinyon tungkol sa mga limitasyon quantum mechanics.
Ayon sa interpretasyon ng Copenhagen at partikular sa eksperimentong ito, ang isang pusa sa isa sa mga potensyal na yugto nito (patay-buhay) ay nakakakuha ng mga katangiang ito pagkatapos lamang na makialam ang isang tagamasid sa labas sa proseso. Ngunit hangga't wala ang tagamasid na ito (ito ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng isang partikular na personalidad na may mga pakinabang ng kalinawan ng paningin at kamalayan), ang pusa ay nasa limbo "sa pagitan ng buhay at kamatayan."
Ang sikat na sinaunang talinghaga na ang isang pusa ay naglalakad mag-isa ay may bago, kawili-wiling mga kulay sa konteksto ng eksperimentong ito.
Ayon kay Everett, na kapansin-pansing naiiba sa klasikal na Copenhagen, ang proseso ng pagmamasid ay hindi itinuturing na isang bagay na espesyal. Parehong nagsasaad na maaaring umiral ang pusa ni Schrödinger sa interpretasyong ito. Ngunit nag-decohere sila sa isa't isa. Nangangahulugan ito na ang pagkakaisa ng mga estadong ito ay tiyak na magugulo bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa labas ng mundo. Ang tagamasid ang nagbubukas ng kahon na nagdudulot ng hindi pagkakasundo sa estado ng pusa.
May isang opinyon na ang huling salita sa bagay na ito ay dapat na iwan sa isang nilalang tulad ng pusa ni Schrödinger. Ang kahulugan ng naturang opinyon ay ang pagtanggap ng katotohanan na sa buong eksperimentong ito ang hayop ay ang tanging ganap na karampatang tagamasid. Halimbawa, ipinakita ng mga siyentipiko na sina Max Tegmark, Bruno Marshall at Hans Moraven ang isang pagbabago ng eksperimento sa itaas, kung saan ang pangunahing punto ng view ay ang opinyon ng pusa. Sa kasong ito, ang pusa ni Schrödinger ay walang alinlangan na nakaligtas, dahil tanging ang nakaligtas na pusa lamang ang makakapagmasid sa mga resulta. Ngunit inilathala ng siyentipiko na si Nadav Katz ang kanyang mga resulta kung saan nagawa niyang "ibalik" ang estado ng butil pabalik pagkatapos baguhin ang estado nito. Kaya, ang mga pagkakataon ng pusa na mabuhay ay tumataas nang malaki.
Encyclopedic YouTube
-
1 / 5
Sa katunayan, ang Hawking at maraming iba pang mga pisiko ay naniniwala na ang interpretasyon ng Copenhagen School ng quantum mechanics ay hindi makatwiran sa pagbibigay-diin sa papel ng tagamasid. Ang pangwakas na pagkakaisa sa mga physicist sa isyung ito ay hindi pa rin nakakamit.
Ang parallelization ng mga mundo sa bawat sandali ng oras ay tumutugma sa isang tunay na non-deterministic na automat, sa kaibahan sa isang probabilistic, kapag sa bawat hakbang ang isa sa mga posibleng landas ay pinili depende sa kanilang posibilidad.
Ang kabalintunaan ni Wigner
Ito ay isang kumplikadong bersyon ng eksperimento ni Schrödinger. Ipinakilala ni Eugene Wigner ang kategorya ng "mga kaibigan." Pagkatapos makumpleto ang eksperimento, binuksan ng eksperimento ang kahon at nakakita ng isang buhay na pusa. Ang state vector ng pusa sa sandaling buksan ang kahon ay napupunta sa estado na "ang nucleus ay hindi nabulok, ang pusa ay buhay." Kaya, sa laboratoryo ang pusa ay kinilala bilang buhay. Sa labas ng laboratoryo ay kaibigan. kaibigan hindi pa alam kung buhay o patay ang pusa. kaibigan kinikilala ang pusa bilang buhay lamang kapag sinabi sa kanya ng eksperimento ang kinalabasan ng eksperimento. Ngunit lahat ng iba pa Mga kaibigan ang pusa ay hindi pa kinikilalang buhay, at makikilala lamang kapag sinabi sa kanila ang resulta ng eksperimento. Kaya, ang pusa ay makikilala lamang bilang ganap na buhay (o ganap na patay) kapag alam ng lahat ng tao sa uniberso ang resulta ng eksperimento. Hanggang sa sandaling ito, sa sukat ng Big Universe, ang pusa, ayon kay Wigner, ay nananatiling buhay at patay sa parehong oras.
Praktikal na Aplikasyon
Ang nasa itaas ay ginagamit sa pagsasanay: sa quantum computing at quantum cryptography. Ang isang liwanag na signal sa isang superposisyon ng dalawang estado ay ipinapadala kasama ng isang fiber-optic cable. Kung ang mga umaatake ay kumonekta sa cable sa isang lugar sa gitna at gumawa ng signal tap doon upang makarinig sa ipinadalang impormasyon, ito ay babagsak sa wave function (mula sa punto ng view ng interpretasyon ng Copenhagen, isang obserbasyon 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.
Isang eksperimento (na sa prinsipyo ay maaaring isagawa, kahit na gumagana ang mga sistema quantum cryptography na may kakayahang magpadala ng malaking halaga ng impormasyon ay hindi pa nagagawa) ay nagpapakita rin na ang "obserbasyon" sa interpretasyon ng Copenhagen ay walang kaugnayan sa kamalayan ng nagmamasid, dahil sa sa kasong ito Ang isang ganap na walang buhay na sangay ng wire ay humahantong sa isang pagbabago sa mga istatistika sa dulo ng cable.
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 pusa ni Schrödinger" - ito ang pangalan ng sikat eksperimento sa pag-iisip ang 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.
Sinusubukan ng artikulong ito na ipaliwanag sa simpleng salita ang kakanyahan ng teorya ni Schrödinger tungkol sa cat at quantum mechanics, upang ito ay naa-access sa isang tao na walang mas mataas na teknikal na edukasyon. Ang artikulo ay maglalahad din ng iba't ibang mga interpretasyon ng eksperimento, kabilang ang mga mula sa seryeng "Teorya malaking putok».
Paglalarawan ng eksperimento
Ang orihinal na artikulo ni Erwin Schrödinger ay nai-publish noong 1935. Sa loob nito, ang eksperimento ay inilarawan gamit o kahit na nagpapakilala:
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 kasalungat. May pagkakaiba sa pagitan ng malabo o out-of-focus na larawan at larawan ng mga ulap o fog.
Sa madaling 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 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.
- Isinasara namin ang pusa sa isang kahon, maghintay ng isang oras at tanungin ang tanong: buhay ba o patay ang pusa?
- 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-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.
- 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. 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), kung gayon 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
Mayroong isang maliit na halaga ng radioactive substance, kaya maliit, sa loob ng isang oras Siguro isang atom lamang ang mabubulok, ngunit may parehong posibilidad na hindi ito mabubulok; 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 mo ang buong sistemang ito sa sarili nito sa loob ng isang oras, maaari nating sabihin na ang pusa ay mabubuhay pagkatapos ng oras na ito, sa lalong madaling panahon hindi magwawakas ang atom. 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 nagiging macroscopic na kawalan ng katiyakan, na maaaring inalis 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.
Orihinal na teksto(Aleman)
Man kann auch ganz burleske Fälle konstruieren. Eine Katze wird in eine Stahlkammer gesperrt, zusammen mit folgender Höllenmaschine (die man gegen den direkten Zugriff der Katze sichern muß): in einem Geigerschen Zählrohr befindet sich eine winzige Menge radioaktiver Substanz, kaya wenig, daß im Laufe einer Stunde vielleicht eines von den Atomen zerfällt, ebenso wahrscheinlich aber auch keines; geschieht es, so spricht das Zählrohr an und betätigt über ein Relais ein Hämmerchen, das ein Kölbchen mit Blausäure zertrümmert. Hat man dieses ganze System eine Stunde lang sich selbst überlassen, so wird man sich sagen, daß die Katze noch lebt, wenn inzwischen kein Atom zerfallen ist. Der erste Atomzerfall würde sie vergiftet haben. Die ψ -Funktion des ganzen Systems würde das so zum Ausdruck bringen, daß in ihr die lebende und die tote Katze (s.v.v.) zu gleichen Teilen gemischt oder verschmiert sind.
Das Typische an solchen Fällen ist, daß eine ursprünglich auf den Atombereich beschränkte Unbestimmtheit sich in grobsinnliche Unbestimmtheit umsetzt, die sich dann durch direkte Beobachtung entscheiden läßt. Das hindert uns, in so naiver Weise ein “verwaschenes Modell” als Abbild der Wirklichkeit gelten zu lassen. An sich enthielte es nichts Unklares oder Widerspruchsvolles. Es ist ein Unterschied zwischen einer verwackelten oder unscharf eingestellten Photographie und einer Aufnahme von Wolken und Nebelschwaden.Ayon sa mekanika ng quantum, 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 isang pusa na nakaupo sa isang kahon ay parehong buhay at patay. sabay sabay. 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 tanong ay ganito: kailan ang sistema ay hindi na umiral bilang pinaghalong dalawang estado at pumili ng isang tiyak? 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 kundisyon ang pag-andar ng wave ay bumagsak, at ang pusa ay maaaring mamatay o mananatiling buhay, ngunit hindi na maging pinaghalong pareho.
Dahil malinaw na ang isang pusa ay dapat na buhay o patay (walang estado na pinagsasama ang buhay at kamatayan), ito ay magiging katulad para sa atomic nucleus. Ito ay dapat na bulok o hindi nabubulok.
Sa malaki kumplikadong mga sistema, na binubuo ng maraming bilyun-bilyong atom, ang decoherence ay nangyayari halos kaagad, at sa kadahilanang ito ang isang pusa ay hindi maaaring patay at buhay sa anumang masusukat na tagal ng panahon. Ang proseso ng decoherence ay isang mahalagang bahagi ng eksperimento.
Ang orihinal na artikulo ay nai-publish noong 1935. Ang layunin ng artikulo ay talakayin ang Einstein–Podolsky–Rosen paradox (EPR), na inilathala nina Einstein, Podolsky at Rosen noong unang bahagi ng taong iyon. Binalangkas ng mga papel ng EPR at Schrödinger ang kakaibang katangian ng "quantum entanglement" (German Verschränkung, English quantum entanglement, isang terminong likha ni Schrödinger), katangian ng mga quantum state na isang superposisyon ng mga estado ng dalawang sistema (halimbawa, dalawang subatomic na particle ).
Interpretasyon ng Copenhagen
Sa katunayan, ang Hawking at maraming iba pang mga pisiko ay naniniwala na ang interpretasyon ng Copenhagen School ng quantum mechanics ay hindi makatwiran sa pagbibigay-diin sa papel ng tagamasid. Ang pangwakas na pagkakaisa sa mga physicist sa isyung ito ay hindi pa rin nakakamit.
Ang parallelization ng mga mundo sa bawat sandali ng oras ay tumutugma sa isang tunay na non-deterministic na automat, sa kaibahan sa isang probabilistic, kapag sa bawat hakbang ang isa sa mga posibleng landas ay pinili depende sa kanilang posibilidad.
Ang kabalintunaan ni Wigner
Ito ay isang kumplikadong bersyon ng eksperimento ni Schrödinger. Ipinakilala ni Eugene Wigner ang kategorya ng "mga kaibigan". Pagkatapos makumpleto ang eksperimento, binuksan ng eksperimento ang kahon at nakakita ng isang buhay na pusa. Ang state vector ng pusa sa sandaling buksan ang kahon ay napupunta sa estado na "ang nucleus ay hindi nabulok, ang pusa ay buhay." Kaya, sa laboratoryo ang pusa ay kinilala bilang buhay. Sa labas ng laboratoryo ay kaibigan. kaibigan hindi pa alam kung buhay o patay ang pusa. kaibigan kinikilala ang pusa bilang buhay lamang kapag sinabi sa kanya ng eksperimento ang kinalabasan ng eksperimento. Ngunit lahat ng iba pa Mga kaibigan ang pusa ay hindi pa kinikilalang buhay, at makikilala lamang kapag sinabi sa kanila ang resulta ng eksperimento. Kaya, ang pusa ay makikilala lamang bilang ganap na buhay (o ganap na patay) kapag alam ng lahat ng tao sa uniberso ang resulta ng eksperimento. Hanggang sa sandaling ito, sa laki ng Big Universe, ang pusa, ayon kay Wigner, ay nananatiling buhay at patay sa parehong oras.
Hindi lahat ay nagbabasa ng mga libro tungkol sa mga dakilang imbensyon ng sangkatauhan. Ngunit tiyak na narinig ng lahat ng nanonood ng serye sa TV na "The Big Bang Theory" ang tungkol sa isang phenomenon gaya ng "Schrödinger's Cat." Dahil ito ay nauugnay sa quantum mechanics, medyo mahirap para sa isang taong walang teknikal na edukasyon na maunawaan ang kahulugan nito. Subukan nating alamin kung ano ang ibig sabihin ng konsepto ng "Schrödinger's Cat" sa mga simpleng salita.
Nilalaman:
Maikling makasaysayang background
Erwin Schrödinger – sikat na physicist, isa sa mga lumikha ng teorya ng quantum mechanics. Natatanging tampok kanyang aktibidad na pang-agham nagkaroon ng tinatawag na sekondarya. Bihira siyang gumawa ng unang hakbang sa pagsasaliksik ng anuman.
Karaniwan, nagsulat si Schrödinger ng mga pagsusuri ng imbensyon ng ibang tao o nakamit na siyentipiko, pinuna ang may-akda, o nagsimula ng karagdagang pag-unlad ng pananaliksik at pagtuklas ng ibang tao. Bagaman siya ay likas na indibidwal, hindi niya maiwasang umasa sa mga ideya at kaisipan ng ibang tao, na ginawa niyang batayan sa kanyang pananaliksik. Sa kabila nito, gumawa siya ng napakalaking kontribusyon sa pagbuo ng quantum mechanics, salamat sa malaking bahagi sa kanyang misteryo na "Schrödinger's Cat".
Ang mga nagawa ni Schrödinger sa agham ay kinabibilangan ng:
- paglikha ng konsepto ng wave mechanics (para dito natanggap niya ang Nobel Prize noong 1933);
- ipinakilala ang terminong "objectivity ng paglalarawan" sa siyentipikong sirkulasyon - pinatunayan ang posibilidad mga teoryang siyentipiko nang walang direktang partisipasyon ng paksa ng pananaliksik (sa labas ng tagamasid) upang ilarawan ang nakapaligid na katotohanan;
- binuo ang teorya ng relativity;
- pinag-aralan ang mga prosesong thermodynamic at nonlinear Born electrodynamics;
- sinubukang lumikha pinag-isang teorya mga patlang.
Ang konsepto ng Pusa ni Schrödinger
"Ang Pusa ni Schrödinger" – sikat na bugtong Ang teorya ni Schrödinger, isang eksperimento sa pag-iisip na isinagawa ng isang Austrian theoretical physicist, sa tulong kung saan posible na ipakita ang hindi pagkakumpleto ng quantum mechanics sa paglipat mula sa microsystems tungo sa macrosystems. Ang buong teoryang ito ay batay sa pagpuna ng mga siyentipiko sa mga nagawa ng quantum mechanics.
Bago magpatuloy sa paglalarawan ng eksperimento, kinakailangan upang tukuyin ang mga pangunahing konsepto na ginagamit dito. Ang pangunahing postulate ng sikat na kababalaghan ay nagsasaad na hangga't walang nagmamasid sa sistema, ito ay nasa posisyong superposisyon– sabay-sabay sa dalawa o higit pang mga estado na hindi kasama ang pag-iral ng isa't isa. Si Schrödinger mismo ang nagbigay ng sumusunod na kahulugan ng superposition - ito ay isang quantum ability (ang papel ng isang quantum ay maaaring isang electron, isang photon, o isang atomic nucleus) na nasa ilang estado o ilang mga punto sa kalawakan sa parehong oras, habang walang ang isa ay nagmamasid sa sistema. Ang Quantum ay isang microscopic object ng microenvironment.
Paglalarawan ng eksperimento
Ang orihinal na artikulo kung saan ipinaliwanag ni Schrödinger ang kanyang eksperimento ay nai-publish noong 1935. Upang ilarawan ang eksperimento, ginamit ang paraan ng paghahambing at maging ang personipikasyon.
Napakahirap na maunawaan nang eksakto kung ano ang ibig sabihin ng Schrödinger sa pamamagitan ng pag-aaral sa artikulong ito. Susubukan kong ilarawan ang kakanyahan ng eksperimento sa mga simpleng salita.
Inilalagay namin ang pusa sa isang kahon na may mekanismo na naglalaman ng radioactive atomic nucleus at isang lalagyan na puno ng lason na gas. Ang eksperimento ay isinasagawa gamit ang mga tiyak na napiling mga parameter para sa posibilidad ng pagkabulok ng isang atomic nucleus - 50% sa 1 oras. Kapag ang nucleus ay naghiwa-hiwalay, ang gas ay tumagas mula sa lalagyan, na humahantong sa pagkamatay ng pusa. Kung hindi ito mangyayari, walang mangyayari sa pusa, siya ay buhay at malusog.
Lumipas ang isang oras, at gusto naming makakuha ng sagot sa tanong: namatay ba ang pusa o buhay pa ba ito? Ayon sa teorya ni Schrödinger, ang nucleus ng isang atom, tulad ng pusa, ay nasa isang kahon sa ilang mga estado sa parehong oras (kahulugan ng superposisyon). Hanggang sa sandaling mabuksan ang kahon, ang microsystem kung saan matatagpuan ang atomic nucleus at ang pusa, na may 50% na posibilidad, ay may estado na "nabulok ang nucleus, namatay ang pusa," at may parehong posibilidad na mayroong estado. "Ang nucleus ay hindi nabulok, ang pusa ay buhay." Kinukumpirma nito ang hypothesis na ang pusa na nakaupo sa kahon ay parehong buhay at patay sa parehong oras, iyon ay, ito ay nasa ilang mga estado nang sabay-sabay sa parehong sandali sa oras. Ito ay lumabas na ang pusa na nakaupo sa kahon ay parehong buhay at patay sa parehong oras.
nagsasalita sa simpleng wika, ang kababalaghan ng "Schrödinger's Cat" ay nagpapaliwanag ang posibilidad ng katotohanan na mula sa punto ng view ng quantum mechanics, ang pusa ay parehong buhay at patay, na imposible sa katotohanan. Sa batayan na ito, maaari nating tapusin na may mga makabuluhang bahid sa teorya ng quantum mechanics.
Kung hindi mo naobserbahan ang nucleus ng isang atom sa isang microsystem, kung gayon ang paghahalo ng dalawang estado ay nangyayari - ang bulok at hindi nabulok na nucleus. Kapag binubuksan ang kahon, isang partikular na estado lang ang maobserbahan ng eksperimento. Dahil ang pusa ay nagpapakilala sa nucleus ng isang atom, ito ay nasa isang estado lamang - buhay man o patay.
Ang solusyon sa kabalintunaan - ang interpretasyon ng Copenhagen
Nalutas ng mga siyentipiko mula sa Copenhagen ang misteryo ng Schrödinger's Cat. Moderno Interpretasyon ng Copenhagen ay ang pusa ay buhay/patay nang walang anumang intermediate na estado, dahil ang nucleus ay nabubulok o hindi nabubulok hindi kapag ang kahon ay binuksan, ngunit kahit na mas maaga - kapag ang nucleus ay ipinadala sa detektor. Ang paliwanag para dito ay ang mga sumusunod: ang pagbawas ng wave function ng "cat-detector-core" microsystem ay walang koneksyon sa taong nagmamasid sa kahon, ngunit konektado sa detector-observer ng nucleus.
Ang interpretasyong ito ng phenomenon ng Schrödinger's Cat ay tinatanggihan ang posibilidad na ang pusa ay nasa estado ng superposisyon bago buksan ang kahon - sa estado ng buhay/patay na pusa nang sabay. Ang isang pusa sa isang macrosystem ay palaging nasa isang estado lamang.
Mahalaga! Ipinakita ng eksperimento ni Schrödinger na ang isang micro-object at isang macro-object ay kumikilos sa mga system alinsunod sa iba't ibang batas - ang mga batas ng quantum physics at ang mga batas ng physics sa klasikal na kahulugan nito, ayon sa pagkakabanggit.
Ngunit walang agham na nag-aaral ng mga phenomena sa panahon ng paglipat mula sa isang macrosystem patungo sa isang microsystem. Nakaisip si Erwin Schrödinger ng ideya na magsagawa ng gayong eksperimento nang tumpak para sa layunin na patunayan ang kahinaan at hindi pagkakumpleto ng pangkalahatang teorya ng pisika. Ang kanyang pinakamalalim na pagnanais ay ipakita sa pamamagitan ng konkretong karanasan na ang bawat agham ay tumutupad sa sarili nitong mga gawain: ang klasikal na pisika ay nag-aaral ng mga macro-object, quantum physics– mga microobject. May pangangailangan para sa pag-unlad siyentipikong kaalaman upang ilarawan ang proseso ng paglipat mula sa malaki hanggang sa maliliit na bagay sa mga system.
Napakahirap para sa isang ordinaryong tao na agad na maunawaan ang kakanyahan ng kabalintunaan na ito. Pagkatapos ng lahat, sa isip ng bawat tao ay may isang paniniwala na ang anumang bagay materyal na mundo V sa ngayon ang oras ay maaari lamang sa isang punto.
Ngunit ang teorya ni Schrödinger ay maaari lamang ilapat sa mga micro-object, habang ang pusa ay isang object ng macrocosm.
Ang pinakahuling interpretasyon ng Schrödinger's Cat paradox ay ang paggamit nito sa serye sa TV na The Big Bang Theory, kung saan pangunahing tauhan Ipinaliwanag ni Sheldon Cooper ang kakanyahan nito para sa hindi gaanong pinag-aralan na Penny. Dinala ni Cooper ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa larangan relasyong pantao. Upang maunawaan kung sila ay mabuti o masamang relasyon sa pagitan ng mga taong hindi kabaro, kailangan mo lamang buksan ang kahon. Hanggang sa sandaling ito, ang anumang relasyon ay parehong mabuti at masama.