Tirik va o'lik Shredingerning mushuk o'yini. Shredinger nazariyasi oddiy so'zlar bilan
“Kvant nazariyasidan hayratga tushmagan har bir kishi, buni tushunmaydi, - dedi asoschisi Niels Bor kvant nazariyasi.
Klassik fizikaning asosi dunyoni aniq dasturlashdir, aks holda Laplas determinizmi paydo bo'lishi bilan. kvant mexanikasi noaniqliklar va ehtimollik hodisalari dunyosining bostirib kirishi bilan almashtirildi. Va bu erda fikrlash tajribalari nazariy fiziklar uchun foydali bo'ldi. Bu eng so'nggi g'oyalar sinovdan o'tgan asosiy toshlar edi.
"Shrodingerning mushuki" - bu fikrlash tajribasi, Ervin Shredinger tomonidan taklif qilingan, u bilan subatomik tizimlardan makroskopik tizimlarga o'tishda kvant mexanikasining to'liq emasligini ko'rsatmoqchi edi.
IN yopiq quti mushuk joylashtirilgan Qutida radioaktiv yadro va konteynerni o'z ichiga olgan mexanizm mavjud zaharli gaz. Yadroning 1 soat ichida parchalanish ehtimoli 1/2 ga teng. Agar yadro parchalanib ketsa, u mexanizmni ishga tushiradi, u gazli idishni ochadi va mushuk o'ladi. Kvant mexanikasiga ko'ra, agar yadro kuzatilmasa, uning holati ikki holatning superpozitsiyasi (aralashmasi) bilan tavsiflanadi - chirigan yadro va parchalanmagan yadro, shuning uchun qutida o'tirgan mushuk ham tirik, ham o'likdir. xuddi o'sha payt. Agar quti ochilsa, eksperimentator faqat bitta aniq holatni ko'rishi mumkin - "yadro chirigan, mushuk o'lgan" yoki "yadro parchalanmagan, mushuk tirik".
Tizim qachon o'z faoliyatini to'xtatadi? Qanday qilib ikkita holatni aralashtirib, bittasini tanlash mumkin?
Tajribaning maqsadi- kvant mexanikasi qanday sharoitlarda qulash sodir bo'lishini ko'rsatadigan ba'zi qoidalarsiz to'liq emasligini ko'rsatish to'lqin funktsiyasi(o'lchov paytida sodir bo'ladigan ob'ektning kvant holatining bir zumda o'zgarishi) va mushuk o'lik yoki tirik qoladi, lekin ikkalasining aralashmasi bo'lishni to'xtatadi.
Mushuk tirik yoki o'lik bo'lishi kerakligi aniq bo'lganligi sababli (hayot va o'lim o'rtasida oraliq holat yo'q), bu shuni anglatadiki, bu mushuk uchun ham amal qiladi. atom yadrosi. U, albatta, chirigan yoki chirimagan bo'ladi.
Shredingerning "Kvant mexanikasidagi hozirgi holat" maqolasi taqdimoti bilan fikrlash tajribasi nemis jurnalida mushuk bilan paydo bo'ldi " Tabiiy fanlar” 1935 yilda EPR paradoksini muhokama qilish uchun.
Eynshteyn-Podolskiy-Rozen va Shredingerning maqolalari "g'alati tabiatini ko'rsatdi" kvant chigalligi"(bu atama Shredinger tomonidan kiritilgan), kvant holatlari uchun xarakterlidir, bu ikki tizim (masalan, ikkita) holatlarining superpozitsiyasidir. subatomik zarralar).
Kvant mexanikasining talqinlari
Kvant mexanikasi mavjud bo'lgan davrda olimlar uning turli talqinlarini ilgari surdilar, ammo bugungi kunda eng ko'p qo'llab-quvvatlanadigan "Kopengagen" va "ko'p dunyo".
"Kopengagen talqini"- kvant mexanikasining ushbu talqini Niels Bor va Verner Geyzenberg tomonidan ishlab chiqilgan. hamkorlik Kopengagenda (1927). Olimlar kvant mexanikasiga xos bo'lgan to'lqin-zarracha ikkiligidan kelib chiqadigan savollarga, xususan, o'lchov masalasiga javob berishga harakat qilishdi.
IN Kopengagen talqini tizim holatlar aralashmasi bo'lishni to'xtatadi va kuzatish sodir bo'lgan paytda ulardan birini tanlaydi. Mushuk bilan olib borilgan tajriba shuni ko'rsatadiki, bu talqinda aynan shu kuzatishning tabiati - o'lchov etarli darajada aniqlanmagan. Ba'zilarning fikricha, tajriba shuni ko'rsatadiki, agar quti yopiq bo'lsa, tizim bir vaqtning o'zida ikkala holatda ham, "chirigan yadro, o'lik mushuk" va "chirilmagan yadro, tirik mushuk" holatlarining superpozitsiyasida va quti ochilganda. , shundan keyingina to'lqin funksiyasi variantlardan biriga tushadi. Boshqalar esa "kuzatish" yadrodan zarracha detektorga urilganda sodir bo'ladi, deb taxmin qilishadi; ammo (va bu asosiy moment fikr tajribasi) Kopengagen talqinida bu qachon sodir bo'lishini aytadigan aniq qoida yo'q va shuning uchun unga bunday qoida kiritilmaguncha yoki uni qanday kiritish mumkinligi aytilmaguncha bu talqin to'liq emas. Aniq qoida shundaki, tasodifiylik klassik yaqinlashish birinchi marta qo'llaniladigan nuqtada paydo bo'ladi.
Shunday qilib, biz quyidagi yondashuvga tayanishimiz mumkin: makroskopik tizimlarda biz kvant hodisalarini kuzatmaymiz (o'ta suyuqlik va o'ta o'tkazuvchanlik fenomenidan tashqari); shuning uchun kvant holatiga makroskopik to'lqin funksiyasini yuklasak, tajribadan xulosa qilishimiz kerakki, superpozitsiya buziladi. Va umuman olganda, biror narsaning "makroskopik" bo'lishi nimani anglatishini to'liq tushunib bo'lmasa-da, mushuk haqida aniq narsa shundaki, u makroskopik ob'ektdir. Shunday qilib, Kopengagen talqini mushukning quti ochilgunga qadar tirik va o'lik o'rtasidagi chalkashlik holatida ekanligini hisobga olmaydi.
"Ko'p dunyo talqinida" kvant mexanikasi, o'lchov jarayonini maxsus narsa deb hisoblamaydi, mushukning ikkala holati ham mavjud, lekin dekohere, ya'ni. kvant-mexanik tizimning o'z muhiti bilan o'zaro ta'siri va atrof-muhitda mavjud bo'lgan ma'lumotlarga ega bo'lishi yoki boshqa yo'l bilan atrof-muhit bilan "chuvib qolgan" jarayon sodir bo'ladi. Kuzatuvchi esa qutichani ochgach, u mushuk bilan chigallashib qoladi va bundan tirik va o'lik mushukga mos keladigan kuzatuvchining ikki holati hosil bo'ladi va bu holatlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Kvant dekogerentsiyasining bir xil mexanizmi "qo'shma" tarixlar uchun muhimdir. Ushbu talqinda "umumiy hikoyada" faqat "o'lik mushuk" yoki "tirik mushuk" bo'lishi mumkin.
Boshqacha qilib aytganda, quti ochilganda, olam ikki xil koinotga bo'linadi, birida kuzatuvchi o'lik mushuk bilan qutiga, ikkinchisida kuzatuvchi tirik mushukga qaraydi.
"Wignerning do'sti" paradoksi
Vignerning doʻsti paradoksi — Shredingerning mushuk paradoksining murakkab tajribasi. Laureat Nobel mukofoti, amerikalik fizik Eugene Wigner "do'stlar" toifasini kiritdi. Tajribani tugatgandan so'ng, eksperimentator qutini ochadi va tirik mushukni ko'radi. Qutini ochish paytidagi mushukning holati "yadro buzilmagan, mushuk tirik" holatiga o'tadi. Shunday qilib, laboratoriyada mushuk tirik deb tan olindi. Laboratoriya tashqarisida "do'st" bor. Do'st mushukning tirik yoki o'likligini hali bilmaydi. Do'st mushukni tirik deb tan oladi, faqat tajribachi unga tajriba natijasini aytib beradi. Ammo boshqa barcha "do'stlar" hali mushukni tirik deb tan olishmagan va ular buni faqat tajriba natijasi aytilganda taniydilar. Shunday qilib, mushuk koinotdagi barcha odamlar tajriba natijasini bilsagina, to'liq tirik deb tan olinishi mumkin. Shu paytgacha, Katta Koinot miqyosida mushuk bir vaqtning o'zida yarim tirik va yarim o'lik bo'lib qoladi.
Yuqoridagilar amalda qo'llaniladi: in kvant hisoblash va ichida kvant kriptografiyasi. Ikki holatning superpozitsiyasidagi yorug'lik signali optik tolali kabel orqali yuboriladi. Agar tajovuzkorlar o'rtadagi biror joyda kabelga ulansa va uzatilgan ma'lumotni tinglash uchun u erga signal teginsa, bu to'lqin funktsiyasini buzadi (Kopengagen talqini nuqtai nazaridan, kuzatuv amalga oshiriladi) va yorug'lik shtatlardan biriga tushadi. Kabelning qabul qiluvchi uchida yorug'likning statistik sinovlarini o'tkazish orqali yorug'lik holatlarning superpozitsiyasida yoki allaqachon kuzatilgan va boshqa nuqtaga uzatilganligini aniqlash mumkin bo'ladi. Bu aniqlanmaydigan signalni ushlab turish va tinglashni istisno qiladigan aloqa vositalarini yaratishga imkon beradi.
Tajriba (uni printsipial jihatdan amalga oshirish mumkin, garchi katta hajmdagi ma'lumotlarni uzatishga qodir ishlaydigan kvant kriptografiya tizimlari hali yaratilmagan bo'lsa ham) Kopengagen talqinidagi "kuzatish" kuzatuvchining ongiga hech qanday aloqasi yo'qligini ko'rsatadi. ichida Ushbu holatda Telning butunlay jonsiz filiali kabelning oxirida statistik ma'lumotlarning o'zgarishiga olib keladi.
Kvant hisoblashda esa Shredinger mushuk holati qubitlarning maxsus chigal holatidir, unda ularning barchasi barcha nollar yoki birliklar superpozitsiyasida joylashgan.
("Qubit" kvant kompyuterida axborotni saqlash uchun eng kichik element hisoblanadi. U ikkita xos holatni qabul qiladi, lekin u ularning superpozitsiyasida ham bo'lishi mumkin. Qubit holati o'lchanganda, u tasodifiy ravishda o'z holatlaridan biriga o'tadi.)
Haqiqatda! "Shrodinger mushuki" ning kichik ukasi
Shredingerning mushugi paydo bo'lganiga 75 yil bo'ldi, lekin baribir kvant fizikasining ba'zi oqibatlari materiya va uning xususiyatlari haqidagi kundalik g'oyalarimizga zid bo'lib ko'rinadi. Kvant mexanikasi qonunlariga ko'ra, u tirik va o'lik bo'lgan "mushuk" holatini yaratish mumkin bo'lishi kerak, ya'ni. ikki holatning kvant superpozitsiyasi holatida bo'ladi. Biroq, amalda bundaylarning kvant superpozitsiyasini yaratish katta miqdor atomlarga hali erishilmagan. Qiyinchilik shundaki, superpozitsiyada qancha atomlar bo'lsa, bu holat shunchalik barqaror emas, chunki tashqi ta'sirlar uni yo'q qilishga moyildir.
Vena universiteti fiziklariga (jurnalda nashr etilgan Tabiat bilan aloqa", 2011) dunyoda birinchi marta 430 atomdan iborat va kvant superpozitsiyasi holatida bo'lgan organik molekulaning kvant xatti-harakatlarini namoyish qilish mumkin bo'ldi. Tajribachilar tomonidan olingan molekula ko'proq sakkizoyoqqa o'xshaydi. Molekulalarning o'lchami taxminan 60 angstromni tashkil qiladi va molekula uchun de Broyl to'lqin uzunligi atigi 1 pikometr edi. Ushbu "molekulyar sakkizoyoq" Shredingerning mushukiga xos xususiyatlarni namoyish eta oldi.
Kvant o'z joniga qasd qilish
Kvant o'z joniga qasd qilish - bu G. Moravek va B. Marshall tomonidan mustaqil ravishda taklif qilingan va 1998 yilda kosmolog Maks Tegmark tomonidan kengaytirilgan kvant mexanikasidagi fikrlash tajribasi. Shredingerning mushuk fikrlash tajribasining modifikatsiyasi bo'lgan ushbu fikrlash tajribasi kvant mexanikasining ikkita talqini: Kopengagen talqini va Everettning ko'p dunyo talqini o'rtasidagi farqni aniq ko'rsatadi.
Tajriba, aslida, mushuk nuqtai nazaridan Shredingerning mushuki bilan tajribadir.
Taklif etilayotgan tajribada ishtirokchiga to'pponcha yo'naltiriladi, u ba'zi radioaktiv atomlarning parchalanishiga qarab o'q uzadi yoki o'tmaydi. 50% ehtimollik bilan qurol o'chadi va ishtirokchi o'ladi. Agar Kopengagen talqini to'g'ri bo'lsa, unda qurol oxir-oqibat o'chadi va ishtirokchi o'ladi.
Agar Everettning ko'p dunyo talqini to'g'ri bo'lsa, unda har bir o'tkazilgan tajriba natijasida koinot ikki olamga bo'linadi, ularning birida ishtirokchi tirik qoladi, ikkinchisida esa o'ladi. Ishtirokchi vafot etgan dunyolarda u mavjud bo'lishni to'xtatadi. Aksincha, o'lik bo'lmagan ishtirokchi nuqtai nazaridan, tajriba ishtirokchining yo'qolishiga olib kelmasdan davom etadi. Buning sababi shundaki, har qanday filialda ishtirokchi tajriba natijasini faqat o'zi omon qolgan dunyoda kuzatishi mumkin. Va agar ko'p olamlarning talqini to'g'ri bo'lsa, unda ishtirokchi eksperiment davomida hech qachon o'lmasligini sezishi mumkin.
Ishtirokchi hech qachon bu natijalar haqida gapira olmaydi, chunki tashqi kuzatuvchi nuqtai nazaridan, tajriba natijasi ehtimoli ko'p dunyoda ham, Kopengagen talqinida ham bir xil bo'ladi.
Kvant boqiyligi
Kvant boqiyligi - bu o'z joniga qasd qilish haqidagi kvant tajribasidan kelib chiqadigan fikrlash tajribasi va kvant mexanikasining ko'p dunyo talqiniga ko'ra, o'z-o'zini anglash qobiliyatiga ega mavjudotlar o'lmas ekanligini ta'kidlaydi.
Tasavvur qilaylik, tajriba ishtirokchisi uning yonida yadro bombasini portlatib yuboradi. Deyarli barcha parallel olamlarda yadro portlashi ishtirokchini yo'q qiladi. Ammo shunga qaramay, ishtirokchi qandaydir tarzda omon qoladigan oz sonli muqobil olamlar bo'lishi kerak (ya'ni, potentsial qutqarish stsenariysi mumkin bo'lgan olamlar). Kvant o'lmasligi g'oyasi shundan iboratki, ishtirokchi tirik qoladi va shu bilan hech bo'lmaganda to'plamdagi koinotlardan birida atrofdagi haqiqatni idrok eta oladi, garchi bunday olamlarning soni koinotlarning soniga nisbatan juda oz bo'lsa ham. barcha mumkin bo'lgan olamlar. Shunday qilib, vaqt o'tishi bilan ishtirokchi abadiy yashashi mumkinligini bilib oladi. Ushbu xulosaga ba'zi o'xshashliklarni antropik printsip tushunchasida topish mumkin.
Yana bir misol kvant o'z joniga qasd qilish g'oyasidan kelib chiqadi. Ushbu fikrlash tajribasida ishtirokchi o'ziga qurol ko'rsatadi, u ba'zi radioaktiv atomlarning parchalanishining natijasiga qarab o'q uzishi yoki o'tmasligi mumkin. Qurolning o'chib ketishi va ishtirokchining o'lishi ehtimoli 50%. Agar Kopengagen talqini to'g'ri bo'lsa, unda qurol oxir-oqibat o'chadi va ishtirokchi o'ladi.
Agar Everettning ko'p dunyo talqini to'g'ri bo'lsa, unda har bir o'tkazilgan tajriba natijasida koinot ikki olamga bo'linadi, ularning birida ishtirokchi tirik qoladi, ikkinchisida esa o'ladi. Ishtirokchi vafot etgan dunyolarda u mavjud bo'lishni to'xtatadi. Aksincha, o'lmagan ishtirokchi nuqtai nazaridan, tajriba ishtirokchining yo'qolishiga olib kelmasdan davom etadi, chunki har bir olam bo'linishidan keyin u o'zini faqat tirik qolgan olamlarda taniy oladi. Shunday qilib, agar Everettning ko'p dunyo talqini to'g'ri bo'lsa, unda ishtirokchi eksperimentda u hech qachon o'lmasligini payqashi va shu bilan hech bo'lmaganda o'z nuqtai nazaridan uning o'lmasligini "isbotlashi" mumkin.
Kvant boqiyligi tarafdorlari bu nazariya hech kimga zid emasligini ta'kidlamoqda ma'lum qonunlar fiziklar (bu pozitsiya bir ovozdan qabul qilinmagan ilmiy dunyo). O'z mulohazalarida ular quyidagi ikkita munozarali farazlarga tayanadilar:
- Kopengagen talqini emas, Everettning ko'p dunyo talqini to'g'ri, chunki ikkinchisi mavjudlikni inkor etadi. parallel olamlar;
- eksperiment davomida ishtirokchi o'lishi mumkin bo'lgan barcha mumkin bo'lgan stsenariylar kamida ishtirokchi tirik qoladigan stsenariylarning kichik qismini o'z ichiga oladi.
Kvant boqiylik nazariyasiga qarshi mumkin bo'lgan dalil shundan iboratki, ikkinchi taxmin Everettning ko'p dunyo talqinidan kelib chiqishi shart emas va u barcha mumkin bo'lgan haqiqatlarga tegishli deb hisoblangan fizika qonunlariga zid bo'lishi mumkin. Kvant fizikasining ko'p dunyo talqini "hamma narsa mumkin" degan ma'noni anglatmaydi. Bu faqat ma'lum bir vaqtning o'zida koinotni boshqa bir qatorga bo'linishi mumkinligini ko'rsatadi, ularning har biri ko'plab mumkin bo'lgan natijalardan biriga mos keladi. Misol uchun, termodinamikaning ikkinchi qonuni barcha mumkin bo'lgan olamlarga tegishli deb hisoblanadi. Bu shuni anglatadiki, nazariy jihatdan, ushbu qonunning mavjudligi parallel olamlarning shakllanishiga to'sqinlik qiladi, bu erda u buziladi. Buning oqibati, eksperimentator nuqtai nazaridan, uning keyingi omon qolishi mumkin bo'lmagan voqelik holatiga erishish bo'lishi mumkin, chunki bu fizika qonunini buzishni talab qiladi, bu esa ilgari aytilgan taxminga ko'ra. , barcha mumkin bo'lgan realliklar uchun amal qiladi.
Masalan, portlashda yadroviy bomba Yuqorida tavsiflangan, ishtirokchi omon qoladigan asosiy biologik tamoyillarni buzmaydigan ishonchli stsenariyni tasvirlash juda qiyin. Tirik hujayralar markazda erishilgan haroratlarda mavjud bo'lolmaydi yadroviy portlash. Kvant boqiylik nazariyasi o'z kuchini saqlab qolishi uchun yo noto'g'ri yonish sodir bo'lishi (va shu bilan yadro portlashining oldini olish) yoki fizikaning hali ochilmagan yoki isbotlanmagan qonunlariga asoslangan biron bir hodisa sodir bo'lishi kerak. Muhokama qilinayotgan nazariyaga qarshi yana bir dalil barcha mavjudotlarda tabiiy biologik o'limning mavjudligi bo'lishi mumkin, uni parallel olamlarning birortasida ham (hech bo'lmaganda) oldini olish mumkin emas. bu bosqichda fanning rivojlanishi)
Boshqa tomondan, termodinamikaning ikkinchi qonuni statistik qonun bo'lib, tebranishlarning paydo bo'lishi hech narsaga zid kelmaydi (masalan, koinotda kuzatuvchining hayoti uchun mos sharoitlar mavjud bo'lgan hududning paydo bo'lishi, bu odatda bir darajaga etgan. termal o'lim holati yoki, qoida tariqasida, yadro portlashi natijasida yuzaga keladigan barcha zarralarning mumkin bo'lgan harakati, ularning har biri kuzatuvchining yonidan uchib o'tadi), garchi bunday tebranish hammasining juda kichik qismida sodir bo'ladi; mumkin bo'lgan natijalar. Biologik o'limning muqarrarligi haqidagi argument, ehtimollik nuqtai nazaridan ham rad etilishi mumkin. Har bir tirik organizm uchun bu daqiqa vaqt uning keyingi soniya davomida tirik qolishi nolga teng bo'lmagan ehtimoli bor. Shunday qilib, uning keyingi milliard yil davomida tirik qolish ehtimoli ham nolga teng emas (chunki bu mahsulot katta raqam nolga teng bo'lmagan omillar), juda kichik bo'lsa-da.
Kvant boqiyligi g'oyasining muammoli tomoni shundaki, unga ko'ra, o'z-o'zini anglaydigan mavjudot ishtirokchi o'lib ko'ringan vaziyatlarda yuzaga kelishi mumkin bo'lmagan hodisalarni boshdan kechirishga "majbur bo'ladi". Garchi ko'plab parallel olamlarda ishtirokchi vafot etsa ham, ishtirokchi sub'ektiv ravishda idrok eta oladigan bir nechta olamlar juda qiyin stsenariyda rivojlanadi. Bu, o'z navbatida, qaysidir ma'noda sababiylik printsipining buzilishiga olib kelishi mumkin, uning tabiati kvant fizikasida hali etarlicha aniq emas.
Kvant boqiyligi g'oyasi asosan "kvant o'z joniga qasd qilish" tajribasidan kelib chiqqan bo'lsa-da, Tegmark ta'kidlaydiki, har qanday normal sharoitda, o'limdan oldin har bir fikrlovchi mavjudot o'z-o'zini anglash darajasining pasayish bosqichidan (bir necha soniyadan bir necha yilgacha) o'tadi. hech qanday aloqasi bo'lmagan xabardorlik kvant mexanikasi, va ishtirokchi bir dunyodan ikkinchisiga o'tib, unga omon qolish imkoniyatini berib, davomiy yashash imkoniyatiga ega emas.
Bu erda o'z-o'zini anglaydigan aqlli kuzatuvchi faqat nisbatan oz miqdordagi mumkin bo'lgan holatlardagina o'zini o'zi anglashda davom etadi. sog'lom tana" Kuzatuvchi ongini saqlab qolgan holda, nogiron bo'lib qolishi ehtimoli, u zarar ko'rmagandan ko'ra ancha yuqori. Har qanday tizim (jumladan, tirik organizm) juda ko'p narsaga ega ko'proq imkoniyatlar qolishdan ko'ra noto'g'ri ishlaydi mukammal shakl. Boltsmanning ergodik gipotezasi o'lmas kuzatuvchi ertami-kechmi ongni saqlashga mos keladigan barcha holatlardan, shu jumladan u chidab bo'lmas azob-uqubatlarni his qiladigan holatlardan o'tishini talab qiladi - va organizmning optimal ishlashi holatlariga qaraganda, bunday holatlar sezilarli darajada ko'p bo'ladi. Shunday qilib, faylasuf Devid Lyuis ta'kidlaganidek, biz ko'p dunyo talqini noto'g'ri deb umid qilishimiz kerak.
Sharmandalik bilan, men bu iborani eshitganimni tan olmoqchiman, lekin u nimani anglatishini va hatto qaysi mavzuda ishlatilganligini bilmasdim. Bu mushuk haqida internetda o'qiganlarimni aytib beraman... -
« Shroedinger mushuki“- bu mashhur avstriyalik nazariy fizik Ervin Shredingerning mashhur fikrlash tajribasining nomi, u ham Nobel mukofoti laureati. Olim ushbu uydirma tajriba yordamida subatomik tizimlardan makroskopik tizimlarga o‘tishda kvant mexanikasining to‘liq emasligini ko‘rsatmoqchi bo‘ldi.
Ervin Shredingerning asl maqolasi 1935 yilda nashr etilgan. Unda eksperiment quyidagi vositalar yordamida yoki hatto tasvirlangan:
Bundan tashqari, siz juda burlesk bo'lgan holatlarni qurishingiz mumkin. Mushukni po'lat kameraga quyidagi shaytoniy mashina bilan qamab qo'ying (bu mushukning aralashuvidan qat'iy nazar): Geiger hisoblagichi ichida juda oz miqdordagi radioaktiv modda bor, shuning uchun bir soat ichida faqat bitta atom parchalanishi mumkin. ammo, ehtimol, u parchalanib ketmasligi mumkin, agar bu sodir bo'lsa, o'qish trubkasi zaryadsizlanadi va o'rni faollashadi, bolg'ani bo'shatadi, bu kolbani gidrosiyan kislotasi bilan buzadi.
Agar biz bu butun tizimni bir soatga o'z holiga qo'ysak, unda atom parchalanmas ekan, bu vaqtdan keyin mushuk tirik bo'ladi, deb aytishimiz mumkin. Atomning birinchi parchalanishi mushukni zaharlaydi. Butun tizimning psi-funktsiyasi buni tirik va o'lik mushukni (ifodani kechiring) teng qismlarga aralashtirish yoki surtish orqali ifodalaydi. Bunday hollarda noaniqlik dastlab cheklanganligi odatiy holdir atom dunyosi, makroskopik noaniqlikka aylanadi, uni bevosita kuzatish yo'li bilan bartaraf etish mumkin. Bu bizni "loyqa model" ni haqiqatni aks ettiruvchi sifatida sodda qabul qilishimizga to'sqinlik qiladi. Bu o'z-o'zidan tushunarsiz yoki ziddiyatli narsani anglatmaydi. Loyqa yoki fokussiz surat bilan bulut yoki tuman surati oʻrtasida farq bor.
Boshqa so'z bilan:
- Bir quti va mushuk bor. Qutida radioaktiv atom yadrosi va zaharli gaz idishi bo'lgan mexanizm mavjud. Eksperimental parametrlar shunday tanlanganki, yadroning 1 soat ichida parchalanish ehtimoli 50% ni tashkil qiladi. Agar yadro parchalanib ketsa, gazli idish ochiladi va mushuk o'ladi. Agar yadro parchalanmasa, mushuk tirik va yaxshi qoladi.
- Biz mushukni qutiga yopamiz, bir soat kutamiz va savol beramiz: mushuk tirikmi yoki o'likmi?
- Kvant mexanikasi bizga atom yadrosi (va shuning uchun mushuk) bir vaqtning o'zida barcha mumkin bo'lgan holatlarda ekanligini aytadi (qarang: kvant superpozitsiyasi). Qutini ochishdan oldin, mushuk yadrosi tizimi 50% ehtimollik bilan "yadro parchalanib ketgan, mushuk o'lgan" holatida va "yadro parchalanmagan, mushuk tirik" holatidadir. ehtimoli 50%. Ma’lum bo‘lishicha, qutida o‘tirgan mushuk bir vaqtning o‘zida ham tirik, ham o‘likdir.
- Zamonaviy Kopengagen talqiniga ko'ra, mushuk hech qanday oraliq holatlarsiz tirik / o'likdir. Va yadroning parchalanish holatini tanlash qutini ochish paytida emas, balki yadro detektorga kirganda ham sodir bo'ladi. Chunki "mushuk-detektor-yadro" tizimining to'lqin funktsiyasining kamayishi qutining inson kuzatuvchisi bilan bog'liq emas, balki yadroning detektor-kuzatuvchisi bilan bog'liq.
Kvant mexanikasiga ko'ra, agar atomning yadrosi kuzatilmasa, uning holati ikki holatning aralashmasi bilan tavsiflanadi - chirigan yadro va parchalanmagan yadro, shuning uchun qutida o'tirgan va atom yadrosini aks ettiruvchi mushuk. bir vaqtning o'zida ham tirik, ham o'lik. Agar quti ochilsa, eksperimentator faqat bitta aniq holatni ko'rishi mumkin - "yadro chirigan, mushuk o'lgan" yoki "yadro parchalanmagan, mushuk tirik".
Inson tilining mohiyati: Shredinger tajribasi shuni ko'rsatdiki, kvant mexanikasi nuqtai nazaridan mushuk ham tirik, ham o'likdir, bu bo'lishi mumkin emas. Shuning uchun kvant mexanikasida sezilarli kamchiliklar mavjud.
Savol tug'iladi: qachon tizim ikki holatning aralashmasi sifatida mavjud bo'lishni to'xtatadi va o'ziga xos birini tanlaydi? Tajribaning maqsadi kvant mexanikasi to'liq emasligini ko'rsatishdan iborat bo'lib, to'lqin funksiyasi qanday sharoitda qulashi va mushuk yo o'lib qolishi yoki tirik qolishi, lekin endi ikkalasining aralashmasi emasligini ko'rsatadigan ba'zi qoidalarsiz to'liq emas. Mushuk tirik yoki o'lik bo'lishi kerakligi aniq bo'lgani uchun (hayot va o'lim o'rtasida oraliq holat yo'q), bu atom yadrosi uchun xuddi shunday bo'ladi. U chirigan yoki chirimagan bo'lishi kerak ().
Shredingerning fikrlash tajribasining yana bir so'nggi talqini bu "Nazariya" seriyasining qahramoni Sheldon Kuperning hikoyasidir. katta portlash"("Katta portlash nazariyasi"), uni o'zining kam ma'lumotli qo'shnisi Penni uchun etkazdi. Sheldon hikoyasining mohiyati shundaki, Shredingerning mushuki tushunchasini insoniy munosabatlarga qo'llash mumkin. Erkak va ayol o'rtasida nima sodir bo'layotganini, ular o'rtasida qanday munosabat borligini tushunish uchun: yaxshi yoki yomon, faqat qutini ochishingiz kerak. Ungacha munosabatlar ham yaxshi, ham yomon.
Quyida Sheldon va Penia o'rtasidagi Katta portlash nazariyasi almashinuvining videoklipi keltirilgan.
Shredingerning misoli eng yaxshi misol kvant fizikasining asosiy paradoksini ta'riflash uchun: uning qonunlariga ko'ra, elektronlar, fotonlar va hatto atomlar kabi zarralar bir vaqtning o'zida ikkita holatda ("tirik" va "o'lik", agar sabr-toqatli mushukni eslasangiz) mavjud. Bu davlatlar deyiladi.
Amerikalik fizik Arkanzas universitetidan (Arkanzas shtat universiteti) Art Xobson () ushbu paradoksga o'z yechimini taklif qildi.
“Kvant fizikasidagi o'lchovlar Geiger hisoblagichi kabi ma'lum makroskopik qurilmalarning ishlashiga asoslanadi, ular yordamida mikroskopik tizimlarning kvant holati - atomlar, fotonlar va elektronlar aniqlanadi. Kvant nazariyasi shuni anglatadiki, agar siz mikroskopik tizimni (zarrachani) tizimning ikki xil holatini ajratib turadigan ba'zi bir makroskopik qurilmaga ulasangiz, u holda qurilma (masalan, Geiger hisoblagichi) kvant chalkashlik holatiga o'tadi va o'zini ikkita holatda topadi. bir vaqtning o'zida superpozitsiyalar. Biroq, bu hodisani bevosita kuzatish mumkin emas, bu esa uni qabul qilib bo'lmas holga keltiradi”, - deydi fizik olim.
Xobsonning aytishicha, Shredinger paradoksida mushuk radioaktiv yadroga ulangan makroskopik qurilma, Geyger hisoblagichi rolini o'ynaydi, bu yadroning parchalanish holatini yoki "emirmasligi" ni aniqlaydi. Bunday holda, tirik mushuk "chirimaslik" ko'rsatkichi bo'ladi, o'lik mushuk esa parchalanish ko'rsatkichi bo'ladi. Ammo kvant nazariyasiga ko'ra, mushuk, xuddi yadro kabi, hayot va o'limning ikkita superpozitsiyasida mavjud bo'lishi kerak.
Buning o'rniga, fizikning so'zlariga ko'ra, mushukning kvant holati atom holati bilan chigal bo'lishi kerak, ya'ni ular bir-biri bilan "nolokal munosabatda". Ya'ni, chigallashgan jismlardan birining holati birdaniga teskari tomonga o'zgarsa, u holda ular bir-biridan qanchalik uzoqda bo'lishidan qat'i nazar, uning juftining holati ham o'zgaradi. Bunda Xobson ushbu kvant nazariyasiga ishora qiladi.
“Kvant chalkashlik nazariyasining eng qiziq tomoni shundaki, har ikkala zarracha holatining o'zgarishi bir zumda sodir bo'ladi: hech qanday yorug'lik yoki elektromagnit signal bir tizimdan ikkinchisiga ma'lumot uzatishga ulgurmaydi. Demak, ular orasidagi masofa qanchalik katta bo‘lishidan qat’i nazar, bu fazo bo‘yicha ikki qismga bo‘lingan bitta ob’ekt, deyishingiz mumkin”, — deb tushuntiradi Xobson.
Shredingerning mushuki endi tirik va bir vaqtning o'zida o'lik emas. Agar parchalanish sodir bo'lsa, u o'lik va parchalanish hech qachon sodir bo'lmasa, tirikdir.
Shuni qo'shimcha qilish kerakki, ushbu paradoksga o'xshash echimlar so'nggi o'ttiz yil ichida yana uchta olimlar guruhi tomonidan taklif qilingan, ammo ular jiddiy qabul qilinmagan va keng ilmiy doiralarda e'tibordan chetda qolgan. Xobsonning fikricha, kvant mexanikasining paradokslarini hal qilish, hech bo'lmaganda nazariy jihatdan, uni chuqur tushunish uchun mutlaqo zarurdir.
Shredinger
Ammo yaqinda NAZORIYATLAR SHRODINGER MUSHUGINI gravitatsiya qanday qilib o'ldirishini tushuntirdilar, ammo bu yanada murakkabroq...-
Qoidaga ko'ra, fiziklar zarralar dunyosida superpozitsiya mumkin, ammo mushuklar yoki boshqa so'l ob'ektlar bilan mumkin bo'lmagan hodisani tushuntiradilar. muhit. Kvant ob'ekti maydondan o'tganda yoki tasodifiy zarralar bilan o'zaro ta'sirlashganda, u darhol faqat bitta holatni oladi - go'yo u o'lchangandek. Olimlarning fikriga ko'ra, superpozitsiya aynan shunday yo'q qilinadi.
Ammo, agar qandaydir tarzda superpozitsiya holatidagi makroob'ektni boshqa zarralar va maydonlar bilan o'zaro ta'sirlardan ajratib olish mumkin bo'lsa ham, u ertami-kechmi bitta holatni oladi. Hech bo'lmaganda bu Yer yuzasida sodir bo'ladigan jarayonlar uchun to'g'ri keladi.
“Yulduzlararo fazoda biror joyda mushukda imkoniyat bo'lishi mumkin, lekin Yerda yoki biron bir sayyora yaqinida bu juda dargumon. Buning sababi esa tortishishdir”, deb tushuntiradi yangi tadqiqotning yetakchi muallifi, Garvard-Smitson astrofizika markazidan Igor Pikovskiy ().
Pikovskiy va uning Vena universitetidagi hamkasblari tortishish kuchi makroob'ektlarning kvant superpozitsiyalariga halokatli ta'sir ko'rsatadi, shuning uchun biz makrokosmosda shunga o'xshash hodisalarni kuzatmaymiz. Aytgancha, yangi gipotezaning asosiy tushunchasi badiiy film"-Yulduzlararo"-.
Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasi shuni ko'rsatadiki, o'ta massiv jism uning atrofida fazo vaqtini egadi. Vaziyatni kichikroq darajada hisobga olsak, Yer yuzasiga yaqin joylashgan molekula uchun vaqt sayyoramiz orbitasida joylashganga qaraganda bir oz sekinroq o'tadi, deb aytishimiz mumkin.
Gravitatsiyaning fazo-vaqtga ta'siri tufayli bu ta'sirga uchragan molekula o'z pozitsiyasida og'ishni boshdan kechiradi. Va bu, o'z navbatida, uning ichki energiyasiga - vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadigan molekuladagi zarrachalarning tebranishiga ta'sir qilishi kerak. Agar molekula ikkita joylashuvning kvant superpozitsiyasi holatiga kiritilgan bo'lsa, u holda pozitsiya va joy o'rtasidagi bog'liqlik. ichki energiya tez orada molekulani kosmosdagi ikkita pozitsiyadan faqat bittasini "tanlashga" majbur qiladi.
“-Ko'p hollarda dekogerentlik hodisasi bilan bog'liq tashqi ta'sir, lekin bu holda zarrachalarning ichki tebranishi molekulaning o'zi harakati bilan o'zaro ta'sir qiladi, - deb tushuntiradi Pikovskiy.
Bu ta'sir hali kuzatilmagan, chunki dekoherentlikning boshqa manbalari, masalan magnit maydonlar, termal nurlanish va tebranishlar odatda ancha kuchliroq bo'lib, tortishish kuchidan ancha oldin kvant tizimlarining yo'q qilinishiga olib keladi. Ammo eksperimentchilar gipotezani sinab ko'rishga intilishadi.
Xuddi shunday o'rnatish ham tortishish kuchining kvant tizimlarini yo'q qilish qobiliyatini tekshirish uchun ishlatilishi mumkin. Buning uchun vertikal va gorizontal interferometrlarni solishtirish kerak bo'ladi: birinchisida, yo'lning turli "balandliklarida" vaqtning kengayishi tufayli superpozitsiya tez orada yo'qoladi, ikkinchisida esa kvant superpozitsiyasi qolishi mumkin.
manbalar
http://4brain.ru/blog/%D0%BA%D0%BE%D1%82-%D1%88%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0% B3%D0%B5%D1%80%D0%B0-%D1%81%D1%83%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1% 82%D1%8B%D0%BC%D0%B8-%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BC%D0%B8/
http://www.vesti.ru/doc.html?id=2632838
Bu erda biroz ko'proq psevdo-ilmiy: masalan, va bu erda. Agar siz hali bilmasangiz, bu nima ekanligini o'qing. Va biz nimani bilib olamiz
Shunga qaramasdan sayyora modeli atom o'z qiymatini isbotladi, o'sha paytda mavjud bo'lgan nazariya barcha jarayonlarni to'liq tushuntira olmadi da kuzatilgan haqiqiy hayot. Ma'lum bo'lishicha, haqiqatda negadir klassik Nyuton mexanikasi mikro darajada ishlamaydi. Bular. real hayotdan olingan prototip modeli bizning quyosh sistemamiz o'rniga atomni ko'rib chiqishda o'sha davr olimlarining kuzatishlariga mos kelmaydi.
Shunga asoslanib, kontseptsiya sezilarli darajada qayta ishlandi. kabi intizom mavjud edi kvant mexanikasi. Ushbu yo'nalishning kelib chiqishi taniqli fizik Ervin Shredinger edi.
Superpozitsiya tushunchasi
Ajratib turuvchi asosiy tamoyil yangi nazariya, hisoblanadi superpozitsiya printsipi. Ushbu printsipga ko'ra, kvant (elektron, foton yoki proton) bir vaqtning o'zida ikkita holatda bo'lishi mumkin. Agar tushunishni osonlashtiring bu formuladan biz ongimizda tasavvur qilib bo'lmaydigan haqiqatni olamiz. Kvant bir vaqtning o'zida ikkita joyda bo'lishi mumkin.
O'zining paydo bo'lishi davrida bu nazariya nafaqat klassik mexanikaga, balki sog'lom fikrga ham zid edi. Hozir ham fizikadan yiroq bilimli odam bunday holatni tasavvur qila olmaydi. Axir, bu tushuncha oxir-oqibat uning o'zini anglatadi o'quvchi hozir va u erda bo'lishi mumkin. Inson makrodunyodan mikrodunyoga o‘tishni aynan shunday tasavvur qilishga harakat qiladi.
Nyuton mexanikasi harakatini boshdan kechirishga va koinotning bir nuqtasida o'zini idrok etishga odatlangan odam uchun bir vaqtning o'zida ikkita joyda bo'lishni tasavvur qilish juda qiyin edi. Bundan tashqari, makrodan mikroga o'tish davrida hech qanday nazariya yoki naqsh mavjud emas edi. Hech qanday aniq tushuncha yo'q edi raqamli qiymatlar va qoidalar.
Biroq, o'sha davr asboblari ushbu "kvant dissonans" ni aniq yozib olishga imkon berdi.. Laboratoriya asboblari ishlab chiqilgan postulatlar haqiqatan ham izchil ekanligini va kvant ikki holatda bo'lish qobiliyatini tasdiqladi. Masalan, atom yadrosi atrofida elektron gaz aniqlangan.
Shunga asoslanib, Shredinger mashhur kontseptsiyani ishlab chiqdi, u hozir mushuk nazariyasi deb nomlanadi. Ushbu formulaning maqsadi buni ko'rsatish edi klassik nazariya fizika, qo'shimcha o'rganishni talab qiladigan katta bo'shliq paydo bo'ldi.
Shroedinger mushuki
Mushuk haqidagi fikrlash tajribasi shundan iborat edi mushuk yopiq po'lat qutiga joylashtirildi. Quti jihozlandi zaharli gazli qurilma va atom yadroli qurilma.
Ma'lum postulatlarga asoslanib, atom yadrosi bir soat ichida tarkibiy qismlarga parchalanishi mumkin, lekin parchalanmasligi mumkin. Shunga ko'ra, ushbu hodisaning ehtimoli 50% ni tashkil qiladi.
Agar yadro parchalanib ketsa, u holda teskari yozuvchi ishga tushadi va bu hodisaga javoban bo'shatish sodir bo'ladi. toksik modda quti bilan jihozlangan oldindan tasvirlangan qurilmadan. Bular. mushuk zahardan o'ladi. Agar bu sodir bo'lmasa, mushuk shunga mos ravishda o'lmaydi. 50% chirish ehtimoliga asoslanib, mushukning omon qolish ehtimoli 50% ga etadi.
Kvant nazariyasiga asoslanib, atom bir vaqtning o'zida ikkita holatda bo'lishi mumkin. Bular. atom ham parchalangan, ham parchalanmagan. Bu shuni anglatadiki, magnitafon ishlagan, idishni zahar bilan sindirgan va parchalanmagan. Mushuk zahar bilan zaharlangan, mushuk esa bir vaqtning o'zida zahar bilan zaharlanmagan.
Ammo bunday rasmni tasavvur qilishning iloji yo'qki, qutini ochishda tadqiqotchi o'lik va tirik mushukni topdi. Mushuk tirik yoki o'lik. Bu vaziyatning paradoksidir. Tomoshabinning ongi uchun o'lik-tirik mushukni tasavvur qilish mumkin emas.
Paradoks shundaki mushuk makrokosmosning ob'ektidir. Shunga ko'ra, u haqida u tirik va o'lik deb aytish, ya'ni. bir vaqtning o'zida kvantga o'xshash ikkita holatda bo'lishi mutlaqo to'g'ri bo'lmaydi.
Ushbu misoldan foydalanib, Shredinger makro va mikrodunyolar o'rtasida aniq parallellik yo'qligiga alohida e'tibor qaratdi.. Mutaxassislar tomonidan berilgan keyingi sharhlar mushuk-tomoshabin tizimi emas, balki radiatsiya detektori-mushuk tizimini hisobga olish kerakligini tushuntiradi. Detektor-mushuk tizimida faqat bitta hodisa mumkin.
1935 yilda buyuk fizik, Nobel mukofoti laureati va kvant mexanikasi asoschisi Ervin Shredinger o'zining mashhur paradoksini shakllantirdi.
Olim, agar siz biron bir mushukni olib, uni "do'zax mashinasi" bilan shaffof bo'lmagan po'lat qutiga joylashtirsangiz, bir soat ichida u bir vaqtning o'zida tirik va o'lik bo'lishini taklif qildi. Qutidagi mexanizm quyidagicha ko'rinadi: Geiger hisoblagichi ichida bir soat ichida faqat bitta atomga parchalanishi mumkin bo'lgan mikroskopik miqdordagi radioaktiv modda mavjud; bir vaqtning o'zida, bir xil ehtimollik bilan u parchalanmasligi mumkin. Agar parchalanish sodir bo'lsa, unda tutqich mexanizmi ishlaydi va bolg'a idishni gidrosiyan kislotasi bilan buzadi va mushuk o'ladi; agar chirish bo'lmasa, u holda idish saqlanib qoladi va mushuk tirik va sog'lom bo'ladi.
Agar biz mushuk va quti haqida emas, balki subatomik zarralar dunyosi haqida gapirgan bo'lsak, unda olimlar mushuk bir vaqtning o'zida ham tirik, ham o'lik, deb aytishadi, ammo makrokosmosda bunday xulosa noto'g'ri. Xo'sh, nima uchun biz materiyaning kichikroq zarralari haqida gapirganda, bunday tushunchalar bilan ishlaymiz?
Shredingerning illyustratsiyasi kvant fizikasining asosiy paradoksini tasvirlashning eng yaxshi namunasidir: uning qonunlariga ko'ra, elektronlar, fotonlar va hatto atomlar kabi zarralar bir vaqtning o'zida ikkita holatda ("tirik" va "o'lik", agar esda tutsangiz) mavjud. sabrli mushuk). Bu holatlar superpozitsiya deb ataladi.
Arkanzas universitetidan (Arkanzas shtat universiteti) amerikalik fizik Art Xobson ushbu paradoksga o'z yechimini taklif qildi.
"Kvant fizikasidagi o'lchovlar Geiger hisoblagichi kabi ma'lum makroskopik qurilmalarning ishlashiga asoslangan bo'lib, ular yordamida mikroskopik tizimlarning kvant holati - atomlar, fotonlar va elektronlar aniqlanadi. Kvant nazariyasi shuni anglatadiki, agar siz mikroskopikni ulang. tizimni (zarrachani) ba'zi bir makroskopik qurilmaga, tizimning ikki xil holatini ajratib ko'rsatish, keyin qurilma (masalan, Geiger hisoblagichi) kvant chigallik holatiga o'tadi va bir vaqtning o'zida ikkita superpozitsiyada bo'ladi Bu hodisani to'g'ridan-to'g'ri kuzatish mumkin emas, bu esa uni qabul qilib bo'lmaydi, - deydi fizik.
Xobsonning aytishicha, Shredinger paradoksida mushuk radioaktiv yadroga ulangan makroskopik qurilma, Geyger hisoblagichi rolini o‘ynaydi, bu yadroning parchalanish holatini yoki “emirmasligi”ni aniqlaydi. Bunday holda, tirik mushuk "chirimaslik" ko'rsatkichi bo'ladi, o'lik mushuk esa parchalanish ko'rsatkichi bo'ladi. Ammo kvant nazariyasiga ko'ra, mushuk, xuddi yadro kabi, hayot va o'limning ikkita superpozitsiyasida mavjud bo'lishi kerak.
Buning o'rniga, fizikning so'zlariga ko'ra, mushukning kvant holati atom holati bilan chigal bo'lishi kerak, ya'ni ular bir-biri bilan "nolokal aloqada". Ya'ni, chigallashgan jismlardan birining holati birdaniga teskari tomonga o'zgarsa, u holda ular bir-biridan qanchalik uzoqda bo'lishidan qat'i nazar, uning juftining holati ham o'zgaradi. Bunda Xobson ushbu kvant nazariyasiga ishora qiladi.
“Kvant chalkashlik nazariyasining eng qiziq tomoni shundaki, ikkala zarrachaning holati o'zgarishi bir zumda sodir bo'ladi: hech qanday yorug'lik yoki elektromagnit signal bir tizimdan ikkinchisiga ma'lumot uzatish uchun vaqt topa olmaydi ular orasidagi masofa qanchalik katta bo'lishidan qat'i nazar, ikki qismga bo'lingan bo'shliq ", - deb tushuntiradi Xobson.
Shredingerning mushuki endi tirik va bir vaqtning o'zida o'lik emas. Agar parchalanish sodir bo'lsa, u o'lik va parchalanish hech qachon sodir bo'lmasa, tirikdir.
Shuni qo'shimcha qilish kerakki, ushbu paradoksga o'xshash echimlar so'nggi o'ttiz yil ichida yana uchta olimlar guruhi tomonidan taklif qilingan, ammo ular jiddiy qabul qilinmagan va keng ilmiy doiralarda e'tibordan chetda qolgan. Xobsonning ta'kidlashicha, kvant mexanikasining paradokslarini hech bo'lmaganda nazariy jihatdan yechish uni chuqur tushunish uchun mutlaqo zarurdir.
Mushuk bir vaqtning o'zida ham tirik, ham o'lik bo'lishi mumkinmi? Qancha parallel olam bor? Va ular hatto mavjudmi? Bular umuman ilmiy fantastika savollari emas, balki juda real savollar. ilmiy muammolar, kvant fizikasi tomonidan hal qilingan.
Shunday qilib, keling, boshlaylik Shredingerning mushuki. Bu Ervin Shredinger tomonidan kvant fizikasida mavjud bo'lgan paradoksni ko'rsatish uchun taklif qilingan fikrlash tajribasi. Tajribaning mohiyati quyidagicha.
Xayoliy mushuk bir vaqtning o'zida yopiq qutiga joylashtiriladi, shuningdek, radioaktiv yadro va zaharli gazli idish bilan bir xil xayoliy mexanizm. Tajribaga ko'ra, agar yadro parchalansa, u mexanizmni ishga tushiradi: gaz idishi ochiladi va mushuk o'ladi. Yadroviy parchalanish ehtimoli 2 dan 1 ga teng.
Paradoks shundaki, kvant mexanikasiga ko'ra, agar yadro kuzatilmasa, u holda mushuk superpozitsiya deb ataladigan holatda bo'ladi, boshqacha aytganda, mushuk bir vaqtning o'zida bir-birini istisno qiladigan holatlarda (u tirik va o'likdir). Biroq, agar kuzatuvchi qutini ochsa, u mushukning ma'lum bir holatda ekanligini tekshirishi mumkin: u tirik yoki o'lik. Shredingerning fikriga ko'ra, kvant nazariyasining to'liq emasligi shundaki, unda mushuk qanday sharoitlarda superpozitsiyada bo'lishni to'xtatib, tirik yoki o'lik bo'lib chiqishini aniq ko'rsatmaydi.
Ushbu paradoks Wigner tajribasi bilan qo'shiladi, u allaqachon mavjud fikrlash tajribasiga do'stlar toifasini qo'shadi. Vignerning so‘zlariga ko‘ra, tajriba o‘tkazuvchi qutini ochganda, mushuk tirik yoki o‘lik ekanligini bilib oladi. Tajribachi uchun mushuk superpozitsiyada bo'lishni to'xtatadi, lekin eshik ortida turgan va tajriba natijalari haqida hali bilmagan do'sti uchun mushuk hali ham "hayot va o'lim o'rtasida". Buni cheksiz ko'p eshiklar va do'stlar bilan davom ettirish mumkin va shunga o'xshash mantiqqa ko'ra, mushuk koinotdagi barcha odamlar eksperimentator qutini ochganda nimani ko'rganini bilmaguncha superpozitsiyada bo'ladi.
Kvant fizikasi bunday paradoksni qanday tushuntiradi? Kvant fizikasi fikrlash tajribasini taklif qiladi kvant o'z joniga qasd qilish va ikkita mumkin bo'lgan variantlar kvant mexanikasining turli talqinlariga asoslangan hodisalarning rivojlanishi.
Fikrlash tajribasida qurol ishtirokchiga qaratiladi va u radioaktiv atomning parchalanishi natijasida o‘q uzadi yoki yo‘q. Yana 50 dan 50 gacha. Shunday qilib, tajriba ishtirokchisi yo o'ladi yoki yo'q, lekin hozircha u Shredingerning mushuki kabi superpozitsiyada.
Bu holat kvant mexanikasi nuqtai nazaridan turlicha talqin qilinishi mumkin. Kopengagen talqiniga ko'ra, qurol oxir-oqibat o'chadi va ishtirokchi o'ladi. Everettning talqiniga ko'ra, superpozitsiya ishtirokchi bir vaqtning o'zida mavjud bo'lgan ikkita parallel olamning mavjudligini ta'minlaydi: ulardan birida u tirik (qurol otmagan), ikkinchisida u o'lgan (o'q otilgan qurol). Biroq, agar ko'p olamlarning talqini to'g'ri bo'lsa, unda olamlarning birida ishtirokchi doimo tirik qoladi, bu esa "kvant boqiyligi" mavjudligi haqidagi g'oyaga olib keladi.
Shredingerning mushuki va tajriba kuzatuvchisiga kelsak, Everettning talqiniga ko'ra, u ham o'zini va mushukni bir vaqtning o'zida ikkita olamda, ya'ni "kvant tilida" u bilan "chrashgan" holda topadi.
Bu ilmiy-fantastik romandagi hikoyaga o'xshaydi, lekin u juda ko'p ... ilmiy nazariyalar, bu zamonaviy fizikada sodir bo'ladi.