Кот Шрёдингера неисчерпаем. Где угодно. Всё зависит от образования. Людям от науки далёким нравится идея мёртво-живого кота. Те, кто учился в школе на пятёрки, находят забавным применение принципов квантовой механики к макроскопическим объектам. Но только физики, действительно, понимают эту шутку.
В квантовой механике состояние частицы описывается как суперпозиция – сумма – возможностей. Грубо это можно описать так: частица «размазана» в пространстве и может наблюдаться, то есть, быть зарегистрированной, в разных точках с разной вероятностью. Причём, предсказать, где именно она будет обнаружена, нельзя. Совсем нельзя. Нет пути.
Это безнадёжное «нельзя» волновало умы, в том числе и лучшие, с момента создания квантовой механики. В 1935 году один из основоположников этой науки — Эрвин Шрёдингер — сформулировал мысленный эксперимент, благодаря всеобщей любви к котикам, ставший наиболее известным из квантово-механических парадоксов. Представим себе стальной ящик, внутрь которого помещены кот, радиоактивный источник, счётчик Гейгера и капсула с синильной кислотой. Вероятность регистрации распада составляет всего 50% в час. Если детектор выдаст сигнал, капсула с ядом будет раздавлена, и кот умрёт… Но ящик-то закрыт, а значит, исследователь кота не регистрирует. И раз уж реализация одного из квантовых состояний невозможна без наблюдения, то до открытия ящика будут существовать два вероятных кота – живой и мёртвый.
Конечно же, повесть о злоключениях кота заставит физика рассмеяться ещё на слове «мысленный», ибо провести подобное испытание в реальности не составляло труда даже в 1935 году. Только, зачем? Кот — не частица и в квантовых состояниях пребывать не способен. Толкование квантово-механического наблюдения, как «наблюдения человеком» тем более абсурдно. Даже с обывательской точки зрения, в качестве «наблюдателя» в описанном устройстве выступает счётчик Гейгера, а не экспериментатор.
В чём же тогда «парадокс», если налицо явный бред, причём, по поверхностным признакам бред невежественный? Но, тем не менее, эксперимент был предложен именно физикам и именно физики в состояниях кота парадокс усматривали. Шрёдингер вызвал в среде специалистов нешуточное бурление, продолжавшиеся около двадцати лет. Разумеется, дело было вовсе не в мысленно-жестоком обращении с животными.
Анекдот про кота в ящике возник в эпоху ожесточённых дискуссий по поводу интерпретации фундаментальных положений квантовой механики. Эйнштейн считал суперпозицию результатом нашей неосведомлённости. То есть, частица-то всегда пребывает в неком определённом состоянии. Мы, просто, не знаем в каком именно, пока не проведём наблюдение. По этому и говорим о «вероятностях». С другой стороны, Нильс Бор настаивал на буквальном толковании суперпозиции, как множественного виртуального существования. Выступая на стороне Эйнштейна, Шрёдингер и предлагал посмеяться над учёным, не видящим кота, и утверждающим на этом сомнительном основании, что животное живо и мертво одновременно. Хотя и ребёнку ясно, что здесь может быть только «или».
Таким образом, мысленный эксперимент вовсе не подразумевал неправомерный перенос закономерностей микромира на макромир. Кот олицетворял элементарную частицу, дверца ящика «наблюдение», а изотоп, капсула с ядом и счётчик Гейгера выполняли лишь роль декорации.
…Итак… Смеяться-то где? А смеяться здесь: истинный юмор истории заключается в том, что прав оказался Нильс Бор. Суперпозиция состояний реальна. Даже более того, — это самая реальная вещь на свете. То есть, нет никакого «парадокса наблюдателя». Кот, если как следует уподобить его элементарный частице, действительно, будет жив и мёртв одновременно, и это нормальное его состояние. Он иначе не может.
Во-вторых же, что не менее смешно, порождённый шуткой Шрёдингера миф о мистическом влиянии пристального взгляда исследователя на квантово-механические процессы до сих пор волнует умы. Даже, несмотря на очевидный факт: «пристальному взгляду исследователя» доступны лишь события, которые уже произошли. Наблюдение события человеком (или прибором), даже с точки зрения «безумной» квантовой механики, заведомо не может быть причиной этого события.
Взаимодействие – форма существования тел. В действительности, мы наблюдаем не кота, а процесс отражения фотонов от поверхности кота. Но если макроскопический объект отражает и испускает излучения постоянно, то частица вступает во взаимодействия лишь эпизодически. В промежутках же между этими событиями частица существует только виртуально -в суперпозиции состояний.
Вкусно и доступно рассказано 🙌🏻