Shredingerning mushuk paradoksi. Ma'noni tushuntirish. Shredingerning mushuki oddiy so'zlar bilan. Eksperimentning mohiyati. Shredingerning mushuk paradoksi nimani anglatadi?

Albatta, siz "Shredingerning mushuki" kabi hodisa mavjudligini bir necha bor eshitgansiz. Ammo agar siz fizik bo'lmasangiz, unda bu qanday mushuk ekanligi va u nima uchun kerakligi haqida noaniq tasavvurga ega bo'lishingiz mumkin.
"Shredingerning mushuki" - mashhur avstriyalik nazariy fizik Ervin Shredingerning mashhur fikrlash tajribasining nomi, u ham laureatdir. Nobel mukofoti. Olim ushbu uydirma tajriba yordamida subatomik tizimlardan makroskopik tizimlarga o‘tishda kvant mexanikasining to‘liq emasligini ko‘rsatmoqchi bo‘ldi.
Ushbu maqola tushuntirishga harakat qiladi oddiy so'zlar bilan Shredingerning mushuk va kvant mexanikasi haqidagi nazariyasining mohiyati, shuning uchun u oliy texnik ma'lumotga ega bo'lmagan odam uchun ochiq bo'ladi. Maqolada tajribaning turli talqinlari, shu jumladan “Katta portlash nazariyasi” teleserialidagi sharhlar ham taqdim etiladi.
Tarkib:
1. Tajribaning tavsifi
2. Oddiy so'zlar bilan tushuntirish
3. Katta portlash nazariyasidan video
4. Sharhlar va sharhlar
Tajribaning tavsifi
Ervin Shredingerning asl maqolasi 1935 yilda nashr etilgan. Unda tajriba taqqoslash yoki hatto shaxslashtirish texnikasi yordamida 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. lekin bir xil ehtimollik bilan parchalanib ketmasligi mumkin; agar bu sodir bo'lsa, o'qish trubkasi zaryadsizlanadi va o'rni ishga tushadi, bolg'ani bo'shatadi, bu konusni buzadi. gidrosiyan kislotasi.
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 holatlarga xos narsa shundaki, dastlab atom dunyosi bilan chegaralangan noaniqlik makroskopik noaniqlikka aylanadi, uni bevosita kuzatish orqali bartaraf etish mumkin. Bu bizga "loyqa model" ni haqiqatni aks ettiruvchi sifatida soddalik bilan 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:
1. Bir quti va mushuk bor. Qutida radioaktiv atom yadrosi bo'lgan mexanizm va konteyner mavjud zaharli gaz. Eksperimental parametrlar shunday tanlanganki, yadroning 1 soat ichida parchalanish ehtimoli 50% ni tashkil qiladi. Agar yadro parchalansa, gazli idish ochiladi va mushuk o'ladi. Agar yadro parchalanmasa, mushuk tirik va yaxshi qoladi.
2. Biz mushukni qutiga yopamiz, bir soat kutamiz va o'zimizga savol beramiz: mushuk tirikmi yoki o'likmi?
3. Kvant mexanikasi bizga atom yadrosi (demak, 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.
4. 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.

Oddiy so'zlar bilan tushuntirish
Ga binoan kvant mexanikasi, agar atom yadrosi kuzatilmasa, uning holati ikki holatning aralashmasi bilan tavsiflanadi - chirigan yadro va parchalanmagan yadro, shuning uchun qutida o'tirgan va atom yadrosini tasvirlaydigan mushuk ikkalasi ham. bir vaqtning o'zida tirik va o'lik. Agar quti ochilsa, eksperimentator faqat bitta aniq holatni ko'rishi mumkin - "yadro chirigan, mushuk o'lgan" yoki "yadro parchalanmagan, mushuk tirik".
Inson tilidagi mohiyat: 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 mexanikasining to'liq emasligini ko'rsatishdan iborat bo'lib, to'lqin funksiyasi qanday sharoitda qulashi va mushuk yo o'lib qoladi yoki tirik qoladi, lekin ikkalasining aralashmasi bo'lishni to'xtatadi. 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 chirilmagan bo'lishi kerak (Vikipediya).
Katta portlash nazariyasidan video
Shredingerning fikrlash tajribasining yana bir so'nggi talqini - Katta portlash nazariyasi qahramoni Sheldon Kuper o'zining kam ma'lumotli qo'shnisi Penniga aytgan hikoya. 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.
Tajriba natijasida mushuk tirik qoldimi?
Maqolani diqqat bilan o'qimagan, lekin hali ham mushuk haqida qayg'urayotganlar uchun - yaxshi xabarlar: Xavotir olmang, bizning ma'lumotlarimizga ko'ra, aqldan ozgan avstriyalik fizikning fikrlash tajribasi natijasi
HECH QANDAY MUSHUK JAROR ETMADI

Shredingerning mushuki nima, Shredinger mushuki, Shredingerning mushuki haqida hamma narsa, Shredingerning mushuk paradoksi, Shredingerning mushuk bilan tajribasi, qutidagi mushuk, na tirik va na o'lik mushuk, Shredingerning mushuki tirik, mushuk bilan tajriba

Bu bir vaqtning o'zida tirik va o'lik bo'lgan mushuk. U bu baxtsiz holat uchun fizika bo'yicha Nobel mukofoti sovrindori, avstriyalik olim Ervin Rudolf Iosif Aleksandr Shredingerdan qarzdor.

Bo'limlar:

Eksperimentning mohiyati / paradoks

Mushuk radioaktiv yadro va zaharli gazli idishni o'z ichiga olgan mexanizmga ega yopiq qutida. Tajribaning xarakteristikalari shunday tanlanadiki, yadroning 1 soat ichida parchalanish ehtimoli 50% ga teng. Agar yadro parchalanib ketsa, u mexanizmni ishga tushiradi, gaz idishi ochiladi 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. birdaniga.

Qutini ochishingiz bilan eksperimentator faqat bitta holatni ko'rishi kerak - "yadro chirigan, mushuk o'lgan" yoki "yadro parchalanmagan, mushuk tirik". Ammo bu jarayonda hech qanday kuzatuvchi bo'lmasa-da, baxtsiz hayvon "o'lik" bo'lib qoladi.

Marginallashgan

• Baxtsizlik hech qachon yolg'iz kelmaydi
  Qutidagi dumli yashovchining nafaqat sog'lig'i, balki uning jinsi ham shubha ostida: dastlabki tajribada Shredingerning mushuki hali ham mushuk edi (Katze o'ldi).
• "O'lik" mushuklar yo'q
  Shuni yodda tutish kerakki, Shredingerning tajribasi "o'lik" mushuklarning mavjudligini isbotlash uchun mo'ljallanmagan (va "Portal" o'yinining ikkinchi qismidagi bayonotdan farqli o'laroq, mushuklarni o'ldirish uchun bahona o'ylab topilmagan). Shubhasiz, mushuk tirik yoki o'lik bo'lishi kerak, chunki oraliq holat yo'q.
  Tajriba shuni ko'rsatadiki, kvant mexanikasi makrotizimlarning (mushukni o'z ichiga oladi) xatti-harakatlarini tasvirlashga qodir emas: tizim qachon ma'lum bir holatni tanlashini, qanday sharoitlarda to'lqin funktsiyasi qulab tushishini va mushuk tirik qolishini ko'rsatadigan ba'zi qoidalarsiz to'liq emas. yoki o'lik bo'ladi, lekin ikkalasining aralashmasi bo'lishni to'xtatadi.

Izohlar Kopengagen talqini qutini ochishdan oldin mushuk tirik va o'lik o'rtasida chalkashlik holatida ekanligini rad etadi. Ba'zilarning fikricha, quti yopiq ekan, tizim "chirigan yadro, o'lik mushuk" va "chirilmagan yadro, tirik mushuk" holatlarining superpozitsiyasida bo'ladi va quti ochilganda, faqat to'lqin funktsiyasi qulab tushadi. variantlardan biriga. Boshqalarning aytishicha, yadrodan zarracha detektorga urilganda "kuzatish" sodir bo'ladi; ammo, afsuski, Kopengagen talqinida bu qachon sodir bo'lishini aytadigan aniq qoida yo'q va shuning uchun unga bunday qoida kiritilmaguncha yoki uni printsipial ravishda qanday kiritish mumkinligi aytilmaguncha bu talqin to'liq emas. Everettning ko'p dunyo talqini, Kopengagendan farqli o'laroq, kuzatish jarayonini alohida narsa deb hisoblamaydi. Bu erda mushukning ikkala holati ham mavjud, ammo dekohere - ya'ni muallif tushunganidek, bu holatlarning birligi bilan o'zaro ta'sir qilish natijasida buziladi. muhit. Kuzatuvchi qutini ochganda, u mushuk bilan aralashib qoladi (aralashadi), bu ikkita kuzatuvchi holatini yaratadi, biri tirik mushukga, ikkinchisi o'likga mos keladi. Bu davlatlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Mushuk malakali kuzatuvchi sifatida
Muallifning fikricha, yakuniy so'zni mushukka qoldirish kerak, u kvant mexanikasi haqida hech narsa bilmasa ham, uning ahvoli haqida boshqalarga qaraganda yaxshiroq ma'lumotga ega. Biroq, uning kuzatuvchi sifatidagi malakasi olimlarda shubha uyg'otadi. Istisno Xans Moravek, Bruno Marshall va Maks Tegmark bo'lib, ular "kvant o'z joniga qasd qilish" deb nomlanuvchi Shredinger tajribasining modifikatsiyasini taklif qildilar va bu mushuk nuqtai nazaridan mushuk bilan tajriba. Olimlar Kopengagen va kvant mexanikasining ko'p dunyo talqinlari o'rtasidagi farqni ko'rsatishni maqsad qilgan. Agar ko'p olamlarning talqini to'g'ri bo'lsa, mushuk o'z xayrixohlarining xursandchiligi uchun Tsoyga aylanadi va har doim tirik qoladi, chunki ishtirokchi tajriba natijasini faqat o'zi omon qolgan dunyoda kuzatishi mumkin.

• Kaliforniya universitetidan Nadav Katz va uning hamkasblari laboratoriya tajribasi natijalarini e'lon qilishdi, ularda zarrachaning kvant holatini orqaga qaytarishga muvaffaq bo'lishdi va bu holatni o'lchashdan keyin. Shunday qilib, to'lqin funktsiyasining qulashi shartlaridan qat'i nazar, mushukning hayotini saqlab qolish mumkin. Uning tirik yoki o'likligi muhim emas: siz uni har doim qaytarib olishingiz mumkin [link] .
• 06/03/2011 RIA Novosti xitoylik fiziklar yaratishga muvaffaq bo‘ldi, deb xabar berdi sakkiz fotonli "Shrodinger mushuki"[link] , bu kelajakdagi kvant kompyuterlarining rivojlanishiga yordam berishi kerak

Madaniyatdagi tasvir

Ehtimol, hech kim kvant mexanikasini ommalashtirish uchun kambag'al mushukdan ko'ra ko'proq ish qilmagan. Hatto bu murakkab bilim maydonidan eng uzoqda bo'lgan, ehtimol azob chekayotgan hayvonning taqdiri haqida qayg'urgan odamlar ham, hamma narsa unchalik yomon emasligiga umid qilib, tajribaning nozik tomonlarini tushunishga harakat qilmoqdalar. Mushuk rassomlarni va mashhur madaniyatni ilhomlantiradi.
Uning asosiy yutuqlarini aytib o'tamiz:

Adabiyot: Shredingerning mushuki bilan bog'liq vaziyat Duglas Adamsning "Dirk Gently's Detective Agency" kitobining bosh qahramonlari tomonidan muhokama qilinadi. Den Simmonsning "Endymion" kitobida Bosh qahramon Raul Endimion o'z hikoyasini Shredingerning "mushuk qutisi" da Armagast atrofidagi orbitada yozadi. IN oxirgi uchinchi Robert Xaynlaynning "Mushuk devorlardan o'tadi" kitobida Shredinger mushukining bir vaqtning o'zida ikkita shtatda bo'lish qobiliyatiga ega bo'lgan zanjabil mushuk Pixel tasvirlangan. Terri Pratchettning "The Cat No Fool" kitobida xuddi shu Shredinger mushukidan kelib chiqqan "Shrodinger mushuklari" nasli hazil bilan tasvirlangan. Ushbu fikrlash tajribasi Pratchettning boshqa asarlarida, masalan, "Xonimlar va janoblar" romanida bir necha bor eslatib o'tilgan. F.Gvinplen Makintayrning "Mushukni parvarish qiluvchi Shredinger" hikoyasida qahramonlardan biri Shredingerning o'z uy hayvoni Tibbles mushuki bo'lib chiqadi. Harakat aslida bu mushuk atrofida sodir bo'ladi. kulgili hikoya, fizikaning turli sohalariga oid tafsilotlar bilan saxiylik bilan tajribali. Frederik Pohlning "Kvant mushuklarining kelishi" (1986) ilmiy-fantastik romanining syujeti "qo'shni" olamlarning o'zaro ta'siri g'oyasiga asoslangan. Nikolay Baytovning “Shrodinger mushugi” falsafiy-satirik miniatyurasida Shredingerning paradoksi ich-ichidan aks ettirilgan: “Qaytariladigan vaqt ligasi” deb nomlangan tashkilot 50 yil davomida qutidagi tirik mushukni to‘xtovsiz kuzatib boradi. kuzatuv olib borilmoqda - davlat , mushuk yashaydigan, o'zgarmasligi kerak. Lukyanenkoning "So'nggi soat" kitobida bosh qahramonning bo'yniga "Schrödingerning mushuki" deb nomlangan ilmoq beriladi, uning o'ziga xos xususiyati sehrgarlar bu jonzot tirik yoki yo'qligini tushunmaydi. Greg Eganning “Karantin” romanida, Kristofer Stasheffning “Shifokor sehrgar” fantaziyasida, Gregori Deyl Ayiqning “Shredinger vabosi” hikoyasida tilga olingan; Polsha yozuvchisi Sapkovski Kodringerning mushukini eslatib o'tadi. Mercy Shelleyning 2048 kiberpunk romanida aytilishicha, "familiyasi faylga o'xshab ketadigan yigit temir qutiga bir oz zahar solingan shishadan boshqa hech narsasi yo'q bir kambag'al biorgni qo'ygan". Svetlana Shirankovaning "Shrodingerning mushuki" she'rida juda ilhomlantiruvchi boshlanish bor: "Doktor Shrodinger, sizning mushukingiz hali ham tirik". Ekran: Aka-uka Koenning "Jiddiy odam" filmida talaba professorga: "Men o'lik mushuk tajribasini tushunaman", deb aytadi, bu, albatta, buning aksini ko'rsatadi. "Repo odam" filmida ("Kollektorlar", ruscha "Rippers") film boshida bosh qahramon mushuki bor noma'lum olim haqida gapiradi. Va bu mushuk "... bir vaqtning o'zida ham tirik, ham o'lik ..." holatida. Yulduz darvozasi SG-1 ilmiy fantastika seriyasining epizodlaridan birida Shredinger ismli mushuk paydo bo'ladi. "Slithers" ilmiy-fantastik seriyasining bosh qahramonida ham xuddi shu nomdagi mushuk bor. Stargate SG-1 teleserialida Shredinger ismli apelsin mushuk o'zga sayyoralikka berilgan. O'lik mushuk Shredinger CSI: Las-Vegas teleserialida paydo bo'ladi (8-mavsum, 15-qism: Hamma narsa nazariyasi). Shredingerning mushuki "Katta portlash nazariyasi" teleserialida ham eslatib o'tiladi, bu erda qizning uchrashuvga borish kerakmi degan savoliga javob sifatida qahramon Shredingerning mushukiga o'xshatadi, ya'ni siz urinmaguningizcha, siz g'alaba qozonasiz. Bilmayman: "Penni, mushukning tirik yoki o'likligini bilish uchun siz qutini ochishingiz kerak." Bugs teleserialida Shredingerning mushuki rolini bubi tuzoqqa ilingan seyfdagi Qizil Merkuriyning isboti bilan o'ynagan. Yaponiyaning Hellsing (OVA) animesida (shuningdek, xuddi shu nomdagi manga) Shredinger ismli mushuk-odam qahramoni bor, u na tirik, na o'lik, teleportatsiya qilish qobiliyatiga ega (“hamma joyda va hech qayerda bo'l”) , va butunlay buzilmaydi. "To Aru Majutsu no Index" animesida qiz mushukchaga Shredinger deb nom berishni so'raganida, bosh qahramon mushuklarni bu nom bilan atash mumkin emasligini ta'kidlaydi. Shigofumi animesida Shredinger ismli mushuk ham bor. Yapon anime va Umineko no naku koro ni oʻyinida tajriba Battlerning sehrning mumkin emasligini isbotlashga urinishida qoʻllaniladi (“Iblisning isboti”, “Xempel qargʻalari”, “Laplas iblisi”da ham qoʻllaniladi). Futurama epizodlaridan birida "Qonun va Oracle" Shredinger giyohvand moddalarni mushuk bilan qutiga yashirgan. Komikslar/manga: Shredingerning mushuki va Maksvellning iblislari haqida kichik komiks. U o'ldi: Mushuk Shredinger: va joyreactor.ru saytidagi boshqa komikslar. Oʻyinlar:"Kvant mushukining qaytishi" kvest o'yini mavjud. "Nethack" o'yinida "Kvant mexanikasi" yirtqich hayvon bor, uning yonida ba'zida mushuk bilan quti bor. Mushukning holati quti ochilmaguncha aniqlanmaydi. "Half-Life 2" o'yinida teleporterlari bo'lgan laboratoriyada mushuk bor edi, Barni bu haqda "haligacha" dahshatli tush ko'radi. Shredinger mushukining portreti 1998 yilda Half-Life asosidagi remeykda ham uchraydi. - "Black Mesa" (ilgari "Black Mesa: Manba" nomi bilan mashhur). Notarial tasdiqlangan skrinshotga havola. Bioshockning har bir darajasida tanho burchakda Shrodinger nomi bilan aniqlangan o'lik mushuk bor. Ikkinchi qismda siz uni ham topishingiz mumkin - mushuk burchaklarida to'rtta kuzatuv kamerasi bo'lgan muzlatilgan xonadagi muz qatlamlaridan birida yotadi. Xuddi shu nomdagi NPC mushuki yapon RPG Shin Megami Tensei: Digital Devil Saga-da paydo bo'ladi. Portal o'yinining asosiy shiori "Tort - yolg'on" - Shredinger tajribasining natijalaridan biri, ya'ni "Mushuk tirik" degan xato. O'yinning ikkinchi qismida mushuk ham unutilmaydi. Tajribani eslatib o'tishni rus qoidalari kitobida topish mumkin o'yin"Aquarius yoshi". Mushukning hatto o'ziga xos plastinkasi ham bor - u butunlay bo'sh, shuning uchun u mavjud emas. Musiqa:“Haqiqiy hayot – haqiqiy o‘lim – haqiqiy musiqa!” shiori ostida o‘tkazilgan “Shrodinger mushuki” nomli nostandart musiqa festivali bir necha bosqichlardan o‘tdi. va “Shredingerning mushuki tirikmi yoki o‘likmi? Sizchi?" Google shuningdek, "KoT Schrödinger" nomi Moskva yaqinidagi Korolevlik juda kichik guruhning deyarli musiqiy loyihasi ekanligini xabar qiladi. Britaniyaning Tears for Fears guruhining Saturnine Martial va Lunatic albomida xuddi shu nomdagi qo'shiq mavjud. Rossiyaning "Allein Fur" Immer guruhi ham xuddi shu nomdagi qo'shiqni ijro etadi. Hazil: Shredingerning mushuki haqidagi har qanday hazil bir vaqtning o'zida kulgili va kulgili emas. Shredinger va Geyzenberg shosse bo'ylab konferentsiyaga borishmoqda, Shredinger esa mashinada. To'satdan portlash eshitiladi va u mashinani to'xtatadi. Geyzenberg yo‘lga qaradi:
- Ey Xudoyim, mushukni urganga o'xshayman!
- U o'ldi?
- Aniq ayta olmayman. Shredinger xonani aylanib chiqayotgan mushukchani qidirdi va u qutida na tirik, na o'lik edi. Turli xil: Rassomlar Shredingerning mushukiga e'tibor berishadi, uning pozitsiyasining noaniqligini rasm va grafika orqali etkazishga harakat qilishadi. Shuningdek, bu hayvonning tasvirlarini futbolkalar va krujkalarda ko'rish mumkin. O‘lik yoki tirikligi ma’lum bo‘lmagan terrorchilarni ba’zan “Shrodinger terrorchilari” deb ham atashadi. Kimdan Masalan, Yosir Arofat o‘limidan oldin komada bo‘lganida ham, Usama Bin Lodin ham shunday holatda edi. Absurdopedia ma'lumotlariga ko'ra, cho'chqa cho'chqasi Shredingerning mushuk tajribasining soddalashtirilgan versiyasidir [link]. Stiven Xoking nima bo'lganini izohlab berdi ibora Hans Jost "Madaniyat haqida eshitganimda, qurolga qo'l cho'zaman": "Shredingerning mushuki haqida eshitganimda, qo'lim qurolga cho'ziladi!" Bu, boshqa ko'plab fiziklar singari, Xoking ham kvant mexanikasining "Kopengagen maktabi" talqinida kuzatuvchi rolini asossiz ravishda ta'kidlaydi, degan fikrda ekanligi bilan izohlanadi. MEPhI ilohiyot bo'limi ochilishi munosabati bilan Internetda quyidagi rasm tarqaldi:

Heisenberg bizga tushuntirganidek, noaniqlik printsipi tufayli kvant mikrodunyosidagi ob'ektlarning tavsifi Nyuton makrodunyosidagi ob'ektlarning odatiy tavsifidan boshqacha xarakterga ega. Biz mexanik harakatni tasvirlashga odatlangan fazoviy koordinatalar va tezlik o'rniga, masalan, bilyard stolidagi to'p, kvant mexanikasida ob'ektlar to'lqin funktsiyasi deb ataladi. "To'lqin" ning tepasi o'lchov momentida kosmosda zarrachani topishning maksimal ehtimoliga mos keladi. Bunday to'lqinning harakati Shredinger tenglamasi bilan tavsiflanadi, bu bizga kvant tizimining holati vaqt o'tishi bilan qanday o'zgarishini aytadi.

Endi mushuk haqida. Mushuklar qutilarga yashirishni yaxshi ko'rishini hamma biladi (). Ervin Shredinger ham bilar edi. Bundan tashqari, sof Nordic fanatizmi bilan u bu xususiyatdan mashhur fikrlash tajribasida foydalangan. Buning mohiyati shundan iborat ediki, u erda do'zax mashinasi bilan qutiga qamalgan mushuk bor edi. Mashina rele orqali kvant tizimiga, masalan, radioaktiv parchalanadigan moddaga ulanadi. Parchalanish ehtimoli ma'lum va 50% ni tashkil qiladi. Jahannam mashinasi tizimning kvant holati o'zgarganda (parchalanish sodir bo'lganda) ishga tushadi va mushuk butunlay o'ladi. Agar siz "Mushuk-quti-jahannam mashinasi-kvanta" tizimini bir soatga o'zingizga qoldirsangiz va kvant tizimining holati ehtimollik nuqtai nazaridan tasvirlanganligini eslasangiz, mushukning tirik yoki yo'qligi aniq bo'ladi. bu daqiqa vaqt, ehtimol, ishlamaydi, xuddi tanganing boshlarga yoki dumlarga tushishini oldindan to'g'ri taxmin qilish mumkin emas. Paradoks juda oddiy: kvant tizimini tavsiflovchi to‘lqin funksiyasi mushukning ikki holatini aralashtirib yuboradi – u bir vaqtning o‘zida tirik va o‘likdir, xuddi bog‘langan elektron fazoning istalgan joyidan teng masofada teng ehtimollik bilan joylashishi mumkin. atom yadrosi. Agar biz qutini ochmasak, mushukning ahvolini aniq bilmaymiz. Atom yadrosini kuzatishlarsiz (o'lchovlarni o'qing) biz uning holatini faqat ikkita holatning superpozitsiyasi (aralashmasi) orqali tasvirlashimiz mumkin: chirigan va parchalanmagan yadro. Yadroviy giyohvandlikdagi mushuk bir vaqtning o'zida ham tirik, ham o'likdir. Savol tug'iladi: qachon tizim ikki holatning aralashmasi sifatida mavjud bo'lishni to'xtatadi va o'ziga xos birini tanlaydi?

Tajribaning Kopengagen talqini shuni ko'rsatadiki, tizim holatlar aralashmasi bo'lishni to'xtatadi va kuzatish sodir bo'lgan paytda ulardan birini tanlaydi, bu ham o'lchovdir (quti ochiladi). Ya'ni, o'lchov faktining o'zi jismoniy haqiqatni o'zgartirib, to'lqin funktsiyasining qulashiga olib keladi (mushuk yo o'lib qoladi yoki tirik qoladi, lekin ikkalasining aralashmasi bo'lishni to'xtatadi)! O'ylab ko'ring, tajriba va u bilan birga keladigan o'lchovlar atrofimizdagi haqiqatni o'zgartiradi. Shaxsan, bu fakt mening miyamni spirtli ichimliklardan ko'ra ko'proq bezovta qiladi. Taniqli Stiv Xoking ham bu paradoksni boshdan kechirishda qiynalib, Shredingerning mushugi haqida eshitgach, qo‘li Brauningga cho‘zilganini takrorlaydi. Ajoyib nazariy fizik reaktsiyasining jiddiyligi, uning fikricha, to'lqin funktsiyasining qulashida (uni ikkita ehtimollik holatidan biriga yiqilishida) kuzatuvchining roli juda bo'rttirilganligi bilan bog'liq.

Albatta, 1935 yilda professor Ervin o'zining mushuk masxarasini tasavvur qilganida, bu kvant mexanikasining nomukammalligini ko'rsatishning ajoyib usuli edi. Aslida, mushuk bir vaqtning o'zida tirik va o'lik bo'lishi mumkin emas. Tajribaning talqinlaridan biri natijasida makrodunyo qonunlari (masalan, termodinamikaning ikkinchi qonuni - mushuk tirik yoki o'lik) va mikro-dunyo qonunlari o'rtasida qarama-qarshilik borligi ma'lum bo'ldi. dunyo (mushuk bir vaqtning o'zida tirik va o'likdir).

Yuqoridagilar amalda qo'llaniladi: kvant hisoblash va kvant kriptografiyasida. 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 qiladi mumkin bo'lgan yaratish aniqlanmaydigan signalni ushlab turish va tinglashni istisno qiladigan aloqa vositalari.

Shredingerning fikrlash tajribasining yana bir so'nggi talqini - bu Katta portlash nazariyasi qahramoni Sheldon Kuper o'zining kam ma'lumotli qo'shnisi Penniga aytgan hikoya. 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, siz faqat qutini ochishingiz kerak. Ungacha munosabatlar ham yaxshi, ham yomon.

Shredingerning mushuki - mashhur fikrlash tajribasi. Uni fizika sohasidagi mashhur Nobel mukofoti sovrindori, avstriyalik olim Ervin Rudolf Iosif Aleksandr Shredinger boshqargan.

Tajribaning mohiyati quyidagicha edi. Mushuk yopiq kameraga (quti) joylashtirildi. Quti radioaktiv yadro va zaharli gazni o'z ichiga olgan mexanizm bilan jihozlangan. Parametrlar shunday tanlanadiki, bir soat ichida yadroviy parchalanish ehtimoli roppa-rosa ellik foizni tashkil qiladi. Agar yadro parchalansa, mexanizm ishga tushadi va zaharli gazli idish ochiladi. Shuning uchun Shredingerning mushuki o'ladi.

Qonunlarga ko'ra, agar siz yadroni kuzatmasangiz, unda uning holatlari ikkita asosiy holat - chirigan va parchalanmagan yadrolar bilan tavsiflanadi. Va bu erda paradoks paydo bo'ladi: qutida o'tirgan Shredingerning mushuki bir vaqtning o'zida ham o'lik, ham tirik bo'lishi mumkin. Ammo agar quti ochilsa, eksperimentator faqat bitta aniq holatni ko'radi. Yoki "yadro parchalanib, mushuk o'ldi" yoki "yadro parchalanmagan va Shredingerning mushuki tirik".

Mantiqan, chiqishda bizda ikkita narsadan biri bo'ladi: tirik mushuk yoki o'lik. Ammo hayvon bir vaqtning o'zida ikkala holatda ham bo'lishi mumkin. Shredinger shu yo'l bilan kvant mexanikasining cheklovlari haqidagi fikrini isbotlashga harakat qildi.

Kopengagen talqiniga va xususan, ushbu tajribaga ko'ra, mushuk o'zining potentsial fazalaridan birida (o'lik-tirik) bu xususiyatlarni faqat tashqi kuzatuvchi jarayonga aralashgandan keyin oladi. Ammo bu kuzatuvchi bo'lmasa-da (bu erda biz ko'rish va ongning ravshanligi afzalliklariga ega bo'lgan o'ziga xos shaxsning mavjudligini nazarda tutamiz), mushuk "hayot va o'lim o'rtasida" bo'ladi.

Mushukning o'zi yuradigan mashhur qadimiy masal bu tajriba doirasida yangi, qiziqarli soyalarni oladi.

Klassik Kopengagendan keskin farq qiluvchi Everettning so'zlariga ko'ra, kuzatish jarayoni alohida narsa hisoblanmaydi. Shredingerning mushuki bo'lishi mumkinligi haqidagi ikkala ta'rif ham ushbu talqinda mavjud bo'lishi mumkin. Ammo ular bir-birlari bilan ajralib turadilar. Bu shuni anglatadiki, bu davlatlarning birligi tashqi dunyo bilan o'zaro ta'sir natijasida buziladi. Mushukning holatiga kelishmovchilik keltiradigan qutini ochadigan kuzatuvchidir.

Bu masalada yakuniy so'zni Shredingerning mushuki kabi mavjudotga topshirish kerak degan fikr bor. Bunday fikrning ma'nosi - bu butun tajribada hayvon yagona mutlaqo vakolatli kuzatuvchi ekanligini qabul qilishdir. Misol uchun, olimlar Maks Tegmark, Bruno Marshall va Xans Moraven yuqoridagi tajribaning modifikatsiyasini taqdim etdilar, bu erda asosiy nuqtai nazar mushukning fikridir. Bunday holda, Shredingerning mushuki shubhasiz omon qoladi, chunki faqat tirik qolgan mushuk natijalarni kuzatishi mumkin. Ammo olim Nadav Katz o'z natijalarini e'lon qildi, unda u zarrachaning holatini o'zgartirgandan so'ng uning holatini "qaytara" oldi. Shunday qilib, mushukning omon qolish ehtimoli sezilarli darajada oshadi.

Biz hammamiz mashhur Shredingerning mushuki haqida eshitganmiz, lekin uning qanday mushuk ekanligini bilamizmi? Keling, buni aniqlaymiz va gaplashishga harakat qilaylik mashhur mushuk Schrödinger oddiy so'zlar bilan.

Shredingerning mushuki - bu kvant mexanikasining asoschilaridan biri Ervin Shredinger tomonidan o'tkazilgan tajriba. Bundan tashqari, bu oddiy jismoniy tajriba emas, balki ruhiy.

Tan olish kerakki, Ervin Shredinger juda boy tasavvurga ega inson edi.

Xo'sh, bizda eksperiment o'tkazish uchun xayoliy asos sifatida nima bor? Bir qutiga joylashtirilgan mushuk bor. Qutida, shuningdek, juda oz miqdorda radioaktiv moddalar bo'lgan Geiger hisoblagichi mavjud. Moddaning miqdori shundayki, bir atomning bir soat ichida parchalanish va parchalanmaslik ehtimoli bir xil bo'ladi. Agar atom parchalanib ketsa, kolbani gidrosiyan kislotasi bilan sindiradigan maxsus mexanizm ishga tushadi va bechora mushuk o'ladi. Agar parchalanish sodir bo'lmasa, u holda mushuk qutida jimgina o'tirishni va kolbasa haqida orzu qilishni davom ettiradi.

Shredinger mushukining mohiyati nimada? Nega bunday syurreal tajribani o'ylab topasiz?

Tajriba natijalariga ko'ra, biz mushukning tirik yoki yo'qligini faqat qutini ochganimizda bilib olamiz. Kvant mexanikasi nuqtai nazaridan mushuk (materiya atomi kabi) bir vaqtning o'zida ikkita holatda - bir vaqtning o'zida ham tirik, ham o'lik holatda bo'ladi. Bu Shredinger mushukining mashhur paradoksidir.

Tabiiyki, bunday bo'lishi mumkin emas. Ervin Shredinger ushbu fikrlash tajribasini subatomik tizimlardan makroskopik tizimlarga o'tishda kvant mexanikasining nomukammalligini ko'rsatish uchun amalga oshirdi.

Mana Shredingerning o'z formulasi:

Bundan tashqari, siz juda burlesk bo'lgan holatlarni qurishingiz mumkin. Ba'zi mushukni po'lat kameraga va quyidagi shaytoniy mashinaga qamab qo'ying (u mushukning aralashuvidan qat'iy nazar mavjud bo'lishi kerak): Geiger hisoblagichida juda oz miqdordagi radioaktiv modda bor - shunchalik kichikki, bir soat ichida faqat bitta atom parchalanishi mumkin. , lekin bir xil ehtimollik bilan 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 holatlarga xos narsa shundaki, dastlab atom dunyosi bilan chegaralangan noaniqlik makroskopik noaniqlikka aylanadi, uni bevosita kuzatish orqali 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.

Albatta ijobiy narsa Bu tajribada shuni ko'rsatadiki, uning davomida bironta ham hayvon zarar ko'rmagan.

Va nihoyat, materialni birlashtirish uchun sizga "Katta portlash nazariyasi" eski yaxshi teleserialidan videoni tomosha qilishni taklif qilamiz.

Va agar sizda to'satdan savollaringiz bo'lsa yoki o'qituvchingiz sizga kvant mexanikasi bo'yicha muammo so'rasa, murojaat qiling. Birgalikda biz barcha muammolarni tezroq hal qilamiz!