Наблюдение Шрёдингера
Copyright © Хорхе Б.
Кот Шрёдингера — объект мысленного эксперимента, предложенного австрийским физиком-теоретиком, одним из создателей квантовой механики, Эрвином Шрёдингером, которым он хотел показать неполноту квантовой механики при переходе от субатомных систем к макроскопическим. © Википедия
Если не всем, то многим, звестна загадка квантовой механики о том,
что если событие А произошло, но измерение
системы внешним наблюдателем не произведено,
то система пребывает в как бы неопределенном состоянии:
1/2 * А + 1/2 * не-А
Иными словами, ее состояние неизвестно.
Но человеческий ум не терпит неопределенностей,
ненавидит слово "неизвестность", он любит ясность
и четкость: "ДА", "НЕТ", а вот "НЕ ЗНАЮ" его просто бесит и выводит из себя.
Для иллюстрации общечеловеческой нелюбви к "НЕ ЗНАЮ"
физик Шредингер изобрел такой мысленный эксперимент:
в черном непрозрачном ящике имеется источник гамма-лучей
и детектор. Если детектор срабатывает, он через реле инициирует
молоток, разбивающий склянку с синильной кислотой.
В ящик запускается кот, и ящик закрывается.
Через некоторое время ящик открывают. В зависимости от того,
попала ли в датчик хоть одна гамма-частица, кот окажется
либо жив, либо отравлен и мертв. Попадание частицы в
детектор может случиться в любой момент пребывания
кота в ящике или не случиться вовсе. Пусть вероятность
события "частица попала в детектор" есть 1/2.
Вопрос: в каком состоянии пребывал кот НЕПОСРЕДСТВЕННО ПЕРЕД
открытием крышки?
После - мы уже знаем это, измерение, то бишь НАБЛЮДЕНИЕ
сделано. А вот что мы можем сказать ДО? Кот мог уже умереть.
А мог сидеть живой и тоскливо мяукать в темном и непроницаемом
ящике. Мы НЕ ЗНАЕМ. Парадокс состоит в том, что согласно
формулам квантовой механики, волновая функция кота
описывает его в этот период как "наполовину живого,
наполовину мертвого". В момент открытия крышки и передачи
информации функция редуцируется к 0 или 1.
Утверждается, что для элементарной частицы "гамма"
такое неопределенное состояние наш ум с кряхтением,
но согласен принять. Мол, микромир, у него свои странности.
Но когда подобная неопределенность переносится на живую и
пушистую макроскопическую систему, каковой является кот, -
это выглядит абсурдно. Кот или жив или мертв - но не
одновременно то и другое! Тем не менее, квантовая
механика трактует ситуацию именно так.
В 1998 году профессор J.B.Wockey решил провести опыт на натуре.
Он изготовил бронированный ящик, детектор, усилитель,
поставил внутрь бутыль с синильной кислотой, засунул
внутрь кота и стал ждать. Надо отметить, что опыт производился
в вечернее время, когда все ассистенты уже разошлись - ибо
опыт выглядел совершенно элементарным.
Наутро профессор был найден у открытого ящика отравленным
синильной кислотой и вскоре умер не приходя в сознание.
Кот обнаружен не был, хотя окно лаборатории было открыто -
по-видимому, он просто удрал.
По заключению экспертов, профессор открыл ящик, сунул туда
свой нос, и ИМЕННО В ЭТОТ МОМЕНТ сработал
датчик и разбилась
склянка с кислотой. Профессор был отравлен парами, а шустрый
кот успел убежать.
По-видимому, профессор так и не успел осознать судьбу кота, ибо сознание покинуло его ВО ВРЕМЯ выполнения измерения,
а точнее - ровно в момент его начала. Кот остался непознаваемым
и нередуцированным.
Опыт показал, что не только наблюдатель изменяет состояние
системы, но и система способна изменить состояние наблюдателя,
в том числе отказаться быть измерянной и редуцированной,
редуцировав самого наблюдателя.