Интересни интерпретации на експеримента с котката на Шрьодингер
Самият Ервин Шрьодингер описва експеримента по следния начин:
- Можете да изградите и случаи, в които доста бурлеска. Определена котка [1] е заключена в стоманена камера заедно със следната адска машина (която трябва да бъде защитена от пряката намеса на котка): вътре в брояч на Гайгер има малко количество радиоактивен материал, толкова малък, че само един атом може да се разпадне за един час, но със същата вероятност може и да не се разпадне; ако това се случи, четящата тръба се разрежда и се задейства реле, спускащо чука, което разбива конуса на циановодородната киселина. Ако оставим цялата тази система сама за един час, тогава можем да кажем, че котката ще бъде жива след това време, стига атомът да не се разпадне. Първият разпад на атом би отровил котката. Пси-функцията на системата като цяло ще изрази това чрез смесване в себе си или намазване на жива и мъртва котка (простете за израза) в равни пропорции. Типично в такива случаи е, че несигурността, първоначално ограничена до атомния свят, се трансформира в макроскопична несигурност, която може да бъде елиминирана чрез директно наблюдение. Това ни пречи да приемем наивно „модела на замъгляване“ като отразяващ реалността. Само по себе си това не означава нищо неясно или противоречиво. Има разлика между размита или разфокусирана снимка и снимка на облак или мъгла.
Цитат от книгата на Е. Шрьодингер. Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik („Настоящата ситуация в квантовата механика“)
Според квантовата механика, ако ядрото не се наблюдава, тогава неговото състояние се описва чрез суперпозиция (смесване) на две състояния. Прехвърляйки всичко това на котката, можем да кажем, че той е жив и мъртъв едновременно.
Целта на експеримента на Шрьодингер е да покаже, че квантоватамеханиката е непълна без някои правила, които уточняват при какви условия вълновата функция се срива и котката или става мъртва, или остава жива, но престава да бъде смесица от двете. Целта на статията, описваща този експеримент, беше да обсъдим парадокса - странната природа на "квантовото заплитане", характерно за квантовите състояния, които са суперпозиция на състоянията на две системи. В крайна сметка е ясно, че котката не може да бъде едновременно жива и мъртва. При всички случаи държавата ще е едно от двете. Шрьодингер показа, че всичко е подобно за атомното ядро. Той задължително трябва да бъде или разложен, или неразложен.
Копенхагенската интерпретация. Тя е формулирана от Нилс Бор и Вернер Хайзенберг. При тази интерпретация на експеримента не се отчита, че преди отваряне на кутията котката е в състояние на смесване на живи и мъртви. Системата престава да бъде смесица от състояния, като избира едно от тях, когато възникне наблюдение. Наблюдението обаче означава различни неща. Някои смятат, че само след отваряне на кутията отпада една от опциите - котката да е жива или да е мъртва. Други казват, че наблюдението става, когато частица от ядрото удари детектора. В самата копенхагенска интерпретация няма концепция, но се смята, че експериментаторът трябва да заключи от опит, че суперпозицията се срива.
Тълкуването на много светове на Еверет е любопитно. Според нея и двете състояния на котката съществуват, но декохерират, тоест те се смесват или се заплитат с околната среда. С други думи, когато кутията се отвори, вселената се разделя на две различни вселени, в едната от които наблюдателят гледа кутията с мъртва котка, а в другата наблюдателят гледа жива котка. В този случай вселените не взаимодействат една с друга.
Аучените Ханс Моравец и Бруно Маршал разглеждат експеримента от гледна точка на самата котка. Тази модификация на експеримента на Шрьодингер ясно показва разликата между двете интерпретации, описани по-горе. Нарича се"квантово самоубийство" или "квантово безсмъртие". Същността на експеримента е, че към участника се насочва пистолет, който стреля или не стреля в зависимост от разпадането на всеки радиоактивен атом. Вероятността за смърт е 50 процента. Според интерпретацията на Копенхаген пистолетът в крайна сметка ще гръмне и състезателят ще умре. А според мултисвята – в резултат на всеки експеримент Вселената се разделя на две вселени, в едната от които участникът остава жив, а в другата умира. Просто казано, във втората интерпретация (мултисвят) участникът е безсмъртен.
Нека разгледаме друга интерпретация. Нарича се"парадоксът на Вигнер". Юджийн Уигнър е американски физик и математик. Той описа сложна версия на експеримента на Шрьодингер. Вигнер въвежда понятието „приятели“. Изводът е следният: експериментът първоначално протича по същия начин като този на Шрьодингер: изследователят отваря кутията и вижда, да речем, мъртва котка. Изглежда, че експериментът е приключил. Вигнер обаче не спря дотук. Така нареченият "приятел" все още не знае, че котката е мъртва. В крайна сметка резултатите от изследването са известни в лабораторията, а приятелят е отвън. Изследователят разказва на приятел за резултатите. Сега приятелят знае, че котката е мъртва. Но другите „приятели“ не знаят за това. Парадоксът е, че една котка може да бъде разпозната или напълно мъртва само когато всички хора във Вселената знаят резултата от експеримента. До този момент, което всъщност е невъзможно, поне за един човек котката е едновременно жива и мъртва.
Още свързани материали: „Интересни факти“