Is this bloody cat dead? / Czy ten cholerny kot jest martwy? [EN / PL]

Koty w internecie;

Internet jest po to, aby oglądać filmiki ze śmiesznymi kotami. Ten fakt jest niezaprzeczalny! Kto nie lubi oglądać śmiesznych kotów... Jednak niewielu wie, że pewien hipotetyczny kot przyczynił się do rozwoju nauki, a w konsekwencji do rozwoju komputerów!

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger;

Mechanika kwantowa okazuje się być jedną z najbardziej udanych teorii w historii. Doskonale przewiduje wyniki eksperymentów w skali mikro. Jednak jej interpretacja nie jest jasna. W okolicach roku 1927 fizycy Niels Bohr oraz Werner Heisenberg oraz kilku innych stworzyli Interpretację Kopenhaską mechaniki kwantowej, według której:

1. Funkcja falowa układu kwantowego reprezentuje w pełni stan wiedzy obserwatora o tym układzie.
2. Opis przyrody jest probabilistyczny.
3. Nie możemy poznać wszystkich właściwości systemu w danym czasie (zasada nieokreśloności Heisenberga).
4. Materia wykazuje dualizm korpuskularno-falowy.
5. W granicy gdy rozmiar układu zbliża się do makroskopowego, opis kwantowo-mechaniczny powinien dawać rezultaty zgodne z wynikami opisu klasycznego.

Jednak nie wszyscy zgadzali się z tą interpretacją. Jej przeciwnikami byli między innymi Albert Einstein oraz Erwin Schrödinger, który to postanowił przedstawić eksperyment myślowy znany dziś jako Kot Schrödingera.

Superpozycja stanu;

Zanim przejdziemy do opisu eksperymentu Schrödingera musimy poznać, czym jest superpozycja. Powszechnie znany jest eksperyment, w którym przez dwie położone obok siebie szczeliny przepuszczano światło. Światło w owym eksperymencie zachowywało się jak fala, tworząc na ekranie umieszczonym za szczelinami wzór interferencyjny. Naukowcy powtórzyli ten eksperyment, jednak tym razem zamiast wiązki światła strzelali pojedynczym elektronem. Okazało się, że na ekranie znów powstał wzór interferencyjny... Ale zaraz, jak to jest możliwe? Przecież oznacza to, że elektron przeleciał przez dwie szczeliny jednocześnie! Okazuje się, że elektron był w stanie superpozycji, czyli występował we wszystkich możliwych stanach w tym samym czasie. Co ciekawe, gdy naukowcy umieścili przy szczelinach detektor, to elektron przestał być we wszystkich miejscach jednocześnie i "wybrał" jedną szczelinę, przez którą przeleciał i na ekranie nie zaobserwowali oni wzoru interferencyjnego. Oznacza to, że dodanie obserwatora zmienia wynik eksperymentu!

Kot Schrödingera;

Schrödinger był przeciwnikiem Interpretacji Kopenhaskiej i aby pokazać absurdalność jej założeń przedstawił pewien eksperyment myślowy. Polegał on na zamknięciu kota w szczelnym pudle, w którym miał 50% szans na przeżycie. I teraz - jeśli nie wiemy co się stało w środku, tzn. nie dokonaliśmy obserwacji - czy możemy stwierdzić z całą pewnością, że kot jest żywy lub martwy? Intuicyjnie powiemy, że kot może być tylko żywy lub martwy, jednak według Interpretacji Kopenhaskiej kot jest jednocześnie żywy i martwy! Widzimy tu superpozycję kota żywego z martwym (wszystkie możliwe stany). Jednak po otworzeniu pudełka zobaczymy kota żywego bądź martwego.

Ten cholerny kot!;

Od przedstawienia tego eksperymentu myślowego w 1935 roku przyjmuje się, że każda nowa interpretacja mechaniki kwantowej musi poradzić sobie z problemem Kota Schrödingera.

A Ty jak uważasz, czy można stwierdzić stan kota przed obserwacją? A może kot jest sam w sobie obserwatorem?