Коя е котката на Шрьодингер

С ъздаден през 1935 г. от австрийския физик Ервин Шрьодингер, този мисловен експеримент е предназначен да освети прожекторите върху трудността при тълкуването на квантовата теория.

Квантовата теория е странна. Тя казва, че обект като частица или атом, който се придържа към квантовите правила, няма реалност, която може да бъде фиксирана, докато не бъде измерена. Дотогава неговите свойства, като инерция, са кодирани в математически обект, известен като вълнова функция, която по същество казва: ако направите измерване, ето набор от възможни резултати. Неизбежният въпрос, който възниква с развитието на теорията, е: какво тогава прави нещото преди това?

Най-видният отговор през 30-те години на миналия век идва от интерпретацията на Копенхаген, разработена в датския град от светилата на квантовата теория Нилс Бор и Вернер Хайзенберг. Казва се, че наистина няма окончателна реалност преди измерването и обектът е в недефинирано състояние, известно като суперпозиция.

Експериментът на Шрьодингер

Експериментът се състои в следното. Представете си, че поставяте котка в кутия със смъртоносна отрова в чаша, която има 50% шанс да експлодира в следващата минута и по този начин да убие котката. Докато не отворим кутията и не погледнем в нея, не знаем дали котката е мъртва или жива. Въпреки това, когато отворим кутията и погледнем, тя е или мъртва, или жива - но не и двете.

Снимка: iStock

Ако повтаряме този експеримент отново и отново с различни котки и кутии, ще видим, че през половината време котката оцелява, а през другата половина е мъртва.

Според квантово-механичната интерпретация на експеримента, в момента, преди кутията да бъде отворена, котката е в състояние на суперпозиция - следствие от двойствеността на природата на частиците и вълните - което по същество означава, че тя е мъртва и жива едновременно . Само когато кутията се отвори, виждаме едно определено състояние.

По-противоречивата част от експеримента е когато погледнем проблема отвътре навън. Вътре в кутията имаме две възможности. Отровата или експлодира и котката я вижда да експлодира или отровата не експлодира и котката не я вижда да експлодира  — възникват събития или техните допълнения, но не и двете. Няма опция, при която отровата избухва и котката не я вижда да избухва. Следователно реалността на котката е имплицитно свързана с резултата от експеримента, което означава, че нашето наблюдение на експеримента е това, което принуждава природата да се срине в един или друг резултат.

Това се нарича парадоксът на котката на Шрьодингер и е един от мисловните експерименти, изложени в интерпретацията на Копенхаген. Въпреки че има много възражения и критики на идеята, като се твърди, че събитията се случват в природата, независимо дали ги наблюдаваме или не, този парадокс остава един от най-големите въпроси без отговор в квантовата физика.

Сега нека помислим за проблема от наша гледна точка. За нас също има две възможни реалности; или котката умира и ние я виждаме мъртва, когато кутията се отвори, или оживява и я виждаме жива.

Е, все още никой няма отговор на този въпрос. Самият Шрьодингер намира квантовата физика и парадокси като този за философски тревожни.

Източници: 

Schrödinger’s Cat Experiment and the Conundrum That Rules Modern Physics

Schrödinger’s Cat : An Unanswered Question in Quantum Physics

Schrödinger’s cat