О коте Шрёдингера

sadpanther — 17.01.2011 В так называемый год кота расскажу вам байку о квантово-механическом котЭ



В году примерно 35 века ХХ Нобелевский лауреат, один из отцов-основателей квантовой механики Эрвин Шрёдингер придумал модельный эксперимент, который кочует теперь по всем учебникам квантовой физики и имеет название «Кот Шрёдингера».

Эксперимент состоит в следующем. Берётся закрытая коробка, в неё помещается живой кот, а чтобы он не скучал, в коробку вместе с ним помещается колба с отравляющим газом и устройство, которое разбивает колбу, если в радиоактивном источнике, также находящемся в коробке, произойдёт акт распада. Включается секундомер, выбирается такой интервал времени, чтобы вероятность распада составила 50%. Это значит, что если неоднократно проводить такой жуткий эксперимент, то половина котов уцелеет, а половина прикажет долго жить. Если проводить эксперимент неоднократно и набирать статистику, то кроме 50% гибели котов ничего нового мы не узнаем и спорить в этом случае не о чем. Шрёдингера интересовало другое.


Если рассматривается эксперимент с единственным котом, то согласно принципам квантовой механики следует считать, что до открытия коробки нельзя ничего сказать о том, жив ли кот или помер, считается, что кот находится в третьем, особом состоянии: он и не жив и не мёртв. Говоря языком научным, вектор состояния кота может коллапсировать двумя способами: в сторону жизни и в сторону смерти. Можно сказать, что в этом нет ничего нового, коробка закрытая, а с котом происходят обычные житейские события, которые мы просто не видим. А вот и нет! Это как бы смесь двух состояний, ситуация, которую человеческая логика, идущая от Аристотеля, осилить не может. Аристотелева логика двузначная: да или нет. Специалисты по квантовой механике ввели третий член в логику: может быть. Это настолько необычно, что «кот Шрёдингера» больше чем полвека не сходит со страниц научной печати.

Вопрос стоит так: когда система перестаёт существовать как смешение двух состояний и выбирает одно конкретное? Цель эксперимента — показать, что квантовая механика неполна без некоторых правил, которые указывают, при каких условиях происходит коллапс волновой функции, и кот либо становится мёртвым, либо остаётся живым, но перестаёт быть смешением того и другого.
Поскольку ясно, что кот обязательно должен быть либо живым, либо мёртвым (не существует состояния, промежуточного между жизнью и смертью), то означает, что это верно и для атомного ядра. Оно обязательно будет либо распавшимся, либо нераспавшимся.

Вопреки расхожим представлениям, сам Шрёдингер придумал этот опыт вовсе не потому, что он верил, будто «мёртвоживые» коты существуют; наоборот, он считал квантовую механику неполной и не до конца описывающей реальность в данном случае. Поскольку ясно, что кот обязательно должен быть либо живым, либо мёртвым (не существует состояния, промежуточного между жизнью и смертью), то означает, что это верно и для атомного ядра. Оно обязано быть либо распавшимся, либо нераспавшимся.

Оригинальная статья вышла в немецком журнале Naturwissenschaften («Естественные науки») в 1935 году: E. Schrödinger: «Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik» («Текущая ситуация в квантовой механике»), Naturwissenschaften, 48, 807, 49, 823, 50, 844 (November 1935). Целью статьи было обсуждение ЭПР парадокса, опубликованного Эйнштейном, Подольским и Розеном ранее в том же году. Кроме того, что Шрёдингер в этой статье познакомил нас с котом, он ещё ввёл термин «запутанность» (По-немецки: Verschränkung, по-английски: entanglement).

На основе http://www.t-z-n.ru/preupss/int_cat.html
ru.wikipedia.org/wiki/Кот_Шрёдингера

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив