КОТ ШРЁДИНГЕРА: самый загадочный кот в нашей Вселенной

 

(с) Сэм Столл "100 кошек, которые изменили цивилизацию"

В течение столетия физики пыталис разгадать тайны квантовой механики, понять, как ведут себя субатомне частицы. Эти знания важны, потому что могут пригодиться в разных областях - от атомной энергетии, до кибернетики и генетики. Но исследования в этой области настолько сложны, что могут свести с ума: эти невероятно маленькие объекты ведут себя с точки зрения обычного человека не вполне нормально. И даже иррационально. 

Больше всего сбивает с толку следующая проблема: в "большой" вселенной можно вычислить местоположение планет и звезд, опираясь на математические формулы. В субатомном мире положение частиц не так просто предсказать. Например, совершенно невозможно одновременно определить движущую силу (моментум) электрона и его точное место в пространстве. Это означает, если говорить простым языком, что весь наш мир состоит из объектов, которые не могут быть поняты.

Великие умы исписали формулами тысячи досок и стерли тысячи мелков во время попыток примирить принципы квантовой вселенной с законами "настоящего " мира. В 1934 году физик Эрвин Шрёдингер попытался проиллюстрировать эти трудности, используя образ воображаемой кошки.

Шрёдингер провел мысленный эксперимент, в котором кошка сыграла в "русскую рулетку" с использованием атомного ядра. Он описал его в статье, опубликованной в немецком журнале "Естественные науки". Кот помещен в закрытый ящик, в котором находится атомное ядро и канистра с ядовитым газом. С вероятностью в 50% ядро распадется в течение часа. В этом случае образуется радиация, которая приведет к разгерметизации канистры, и в результате кот погибнет. Если ядро не распадется, кот останется жив.

Возникает парадоксальная ситуация. Согласно нашему пониманию квантовой механики, субатомная частица может одновременно пребывать в разных состояниях, пока внешнее воздействие не заставит ее принять какое-либо одно. Таковым воздействием может быть простое наблюдение. Другими словами, если кто-то сможет посмотреть на субатомную частицу, она прекратит колебаться между разными состояниями и, образно говоря, пристанет к какому-то берегу. Поэтому наблюдатель, открыв ящик через час, увидит только одно конкретное состояние ядра  - и кота.

Но что происходит в ящике до того, как туда заглянет человек и заставит субатомную частицу зафиксировать свое положение? Согласно некоторым интерпретациям квантовой теории, в этой "сумеречной зоне" внутри ящика могут одновременно существовать два варианта вещей. Ядро в одно и то же время распалось и не распалось, а кот и жив, и мертв. Более того, некоторые физики предполагают, что даже после того, как ящик в конце концов откроют и увидят результат, оба альтернативных состояния  вещей продолжат существование.  Время и пространство расщепляются, и возникают параллельные вселенные. В одной из них кот жив, в другой - мертв.

Неудивительно, что загадочный кот Шрёдингера стал знаменитостью у образованной публики. Упоминания этого кота регулярно появляются в произведениях культуры, например фильме "Доктор Кто", мультфильме "Футурама", книгах Урсулы Ле Гуин и Роберта Хайнлайна.

Такая большая слава досталась животному, которое даже не существовало в реальности. Впрочем, поклонники кота Шрёдингеар могут утешить себя тем, что хотя он и не существует в данном пространственно-временном континууме, он наверняка есть в параллельной вселенной.

Серия сообщений "Кошачьи истории":

https://www.liveinternet.ru/community/the_book_of_fairy_tales/rubric/1353189/

......