Uy Pulmonologiya Amerikalik fizik Shredinger mushukining paradoksini hal qildi. Oddiy so'zlar bilan "Shrödingerning mushuki" ning mashhur topishmoqlari

Pulmonologiya

Amerikalik fizik Shredinger mushukining paradoksini hal qildi. Oddiy so'zlar bilan "Shrödingerning mushuki" ning mashhur topishmoqlari

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 mushugi” mashhur avstriyalik nazariy fizik Ervin Shredingerning mashhur fikrlash tajribasining nomi, u ham Nobel mukofoti sovrindori. Olim ushbu uydirma tajriba yordamida subatomik tizimlardan makroskopik tizimlarga o‘tishda kvant mexanikasining to‘liq emasligini ko‘rsatmoqchi bo‘ldi.
Ushbu maqola Shredingerning mushuk va kvant mexanikasi haqidagi nazariyasining mohiyatini oddiy so'zlar bilan tushuntirishga urinish bo'lib, u oliy texnik ma'lumotga ega bo'lmagan odam uchun ochiq bo'lishi mumkin. 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. Ko'rib chiqish 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 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 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 va zaharli gaz idishi bo'lgan mexanizm mavjud. Eksperimental parametrlar shunday tanlanganki, yadroning 1 soat ichida parchalanish ehtimoli 50% ni tashkil qiladi. Agar yadro parchalanib ketsa, 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 yadro 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
Kvant mexanikasiga ko'ra, agar atomning yadrosi kuzatilmasa, uning holati ikki holatning aralashmasi bilan tavsiflanadi - chirigan yadro va parchalanmagan yadro, shuning uchun qutida o'tirgan va atom yadrosini aks ettiruvchi mushuk. bir vaqtning o'zida ham tirik, ham o'lik. Agar quti ochilsa, eksperimentator faqat bitta aniq holatni ko'rishi mumkin - "yadro chirigan, mushuk o'lgan" yoki "yadro chirimagan, 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 - 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, 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 yangilik: bizning ma'lumotlarimizga ko'ra, avstriyalik aqldan ozgan fizikning fikrlash tajribasi natijasida tashvishlanmang.
HECH QANDAY MUSHUK JAROR ETMADI

“Kvant nazariyasidan hayratga tushmagan har bir kishi, buni tushunmaydi, - dedi Nils Bor, kvant nazariyasi asoschisi.
Klassik fizikaning asosi dunyoni aniq dasturlashdir, aks holda Laplas determinizmi, kvant mexanikasi paydo bo'lishi bilan uning o'rnini noaniqliklar va ehtimollik hodisalari dunyosiga bostirib kirish egalladi. Va bu erda fikrlash tajribalari nazariy fiziklar uchun foydali bo'ldi. Bular yangi g'oyalar sinovdan o'tgan tayanch toshlar edi.

"Shrodingerning mushuki" - bu fikrlash tajribasi, Ervin Shredinger tomonidan taklif qilingan, u bilan subatomik tizimlardan makroskopik tizimlarga o'tishda kvant mexanikasining to'liq emasligini ko'rsatmoqchi edi.

Mushuk yopiq qutiga joylashtirilgan. Qutida radioaktiv yadro va zaharli gaz idishi bo'lgan mexanizm mavjud. Yadroning 1 soat ichida parchalanish ehtimoli 1/2 ga teng. Agar yadro parchalanib ketsa, u mexanizmni ishga tushiradi, u gazli idishni ochadi 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. xuddi o'sha payt. Agar quti ochilsa, eksperimentator faqat bitta aniq holatni ko'rishi mumkin - "yadro chirigan, mushuk o'lgan" yoki "yadro parchalanmagan, mushuk tirik".

Tizim qachon o'z faoliyatini to'xtatadi? Qanday qilib ikkita holatni aralashtirib, bittasini tanlash mumkin?

Tajribaning maqsadi- kvant mexanikasi to'liq emasligini ko'rsatuvchi ba'zi qoidalarsiz to'lqin funksiyasi qanday sharoitda qulashi (o'lchanganida sodir bo'ladigan ob'ektning kvant holatining bir zumda o'zgarishi) va mushuk yo o'lib qoladi yoki tirik qoladi, lekin bo'lishni to'xtatadi. ikkalasining aralashmasi.

Mushuk tirik yoki o'lik bo'lishi kerakligi aniq bo'lgani uchun (hayot va o'lim o'rtasida oraliq holat yo'q), demak, bu atom yadrosiga ham tegishli. U, albatta, chirigan yoki chirimagan bo'ladi.

Shredingerning mushuk bilan fikrlash tajribasini taqdim etgan "Kvant mexanikasidagi hozirgi holat" maqolasi 1935 yilda Germaniyaning Natural Sciences jurnalida EPR paradoksini muhokama qilish uchun paydo bo'ldi.

Eynshteyn-Podolskiy-Rozen va Shredingerning maqolalarida ikkita tizim (masalan, ikkita subatomik zarralar) holatlarining superpozitsiyasi bo'lgan kvant holatlariga xos bo'lgan "kvant chalkashliklari" (Shredinger tomonidan kiritilgan atama)ning g'alati tabiati tasvirlangan.

Kvant mexanikasining talqinlari

Kvant mexanikasi mavjud bo'lgan davrda olimlar uning turli talqinlarini ilgari surdilar, ammo bugungi kunda eng ko'p qo'llab-quvvatlanadigan "Kopengagen" va "ko'p dunyo".

"Kopengagen talqini"- kvant mexanikasining bunday talqini Niels Bor va Verner Heisenberg tomonidan Kopengagendagi (1927) birgalikdagi faoliyati davomida ishlab chiqilgan. Olimlar kvant mexanikasiga xos bo'lgan to'lqin-zarracha ikkiligidan kelib chiqadigan savollarga, xususan, o'lchov masalasiga javob berishga harakat qilishdi.

Kopengagen talqinida tizim davlatlar aralashmasi bo'lishni to'xtatadi va kuzatish sodir bo'lgan paytda ulardan birini tanlaydi. Mushuk bilan olib borilgan tajriba shuni ko'rsatadiki, bu talqinda aynan shu kuzatishning tabiati - o'lchov etarli darajada aniqlanmagan. Ba'zilarning fikricha, tajriba shuni ko'rsatadiki, agar quti yopiq bo'lsa, tizim bir vaqtning o'zida ikkala holatda ham, "chirigan yadro, o'lik mushuk" va "chirilmagan yadro, tirik mushuk" holatlarining superpozitsiyasida va quti ochilganda. , shundan keyingina to'lqin funksiyasi variantlardan biriga tushadi. Boshqalar esa "kuzatish" yadrodan zarracha detektorga urilganda sodir bo'ladi, deb taxmin qilishadi; ammo (va bu fikrlash tajribasining asosiy nuqtasi) Kopengagen talqinida bu qachon sodir bo'lishini aytadigan aniq qoida yo'q va shuning uchun unga bunday qoida kiritilmaguncha yoki uni qanday qilish mumkinligini aytmaguncha talqin to'liq bo'lmaydi. tanishtirdi. Aniq qoida shundaki, tasodifiylik klassik yaqinlashish birinchi marta qo'llaniladigan nuqtada paydo bo'ladi.

Shunday qilib, biz quyidagi yondashuvga tayanishimiz mumkin: makroskopik tizimlarda biz kvant hodisalarini kuzatmaymiz (o'ta suyuqlik va o'ta o'tkazuvchanlik fenomenidan tashqari); shuning uchun kvant holatiga makroskopik to'lqin funksiyasini yuklasak, tajribadan xulosa qilishimiz kerakki, superpozitsiya buziladi. Va umuman olganda, biror narsaning "makroskopik" bo'lishi nimani anglatishini to'liq tushunib bo'lmasa-da, mushuk haqida aniq narsa shundaki, u makroskopik ob'ektdir. Shunday qilib, Kopengagen talqini mushukning quti ochilgunga qadar tirik va o'lik o'rtasidagi chalkashlik holatida ekanligini hisobga olmaydi.

"Ko'p dunyo talqinida" o'lchov jarayonini alohida narsa deb hisoblamaydigan kvant mexanikasi, mushukning ikkala holati ham mavjud, lekin dekohere, ya'ni. kvant-mexanik tizimning o'z muhiti bilan o'zaro ta'siri va atrof-muhitda mavjud bo'lgan ma'lumotlarga ega bo'lishi yoki boshqa yo'l bilan atrof-muhit bilan "chuvib qolgan" jarayon sodir bo'ladi. Kuzatuvchi esa qutichani ochgach, u mushuk bilan chigallashib qoladi va bundan tirik va o'lik mushukga mos keladigan kuzatuvchining ikki holati hosil bo'ladi va bu holatlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Kvant dekoherentsiyasining bir xil mexanizmi "qo'shma" tarixlar uchun muhimdir. Ushbu talqinda "umumiy hikoyada" faqat "o'lik mushuk" yoki "tirik mushuk" bo'lishi mumkin.

Boshqacha qilib aytganda, quti ochilganda, olam ikki xil koinotga bo'linadi, birida kuzatuvchi o'lik mushuk bilan qutiga, ikkinchisida kuzatuvchi tirik mushukga qaraydi.

"Vignerning do'sti" paradoksi

Vignerning doʻsti paradoksi — Shredingerning mushuk paradoksining murakkab tajribasi. Nobel mukofoti sovrindori, amerikalik fizik Yevgeniy Vigner "do'stlar" toifasini kiritdi. Tajribani tugatgandan so'ng, eksperimentator qutini ochadi va tirik mushukni ko'radi. Qutini ochish paytidagi mushukning holati "yadro buzilmagan, mushuk tirik" holatiga o'tadi. Shunday qilib, laboratoriyada mushuk tirik deb tan olindi. Laboratoriyadan tashqarida "do'st" bor. Do'st mushukning tirik yoki o'likligini hali bilmaydi. Do'st mushukni tirik deb biladi, agar tajriba o'tkazuvchi unga tajriba natijasini aytsagina. Ammo boshqa barcha "do'stlar" hali mushukni tirik deb tan olishmagan va ular buni faqat tajriba natijasi aytilganda taniydilar. Shunday qilib, mushuk koinotdagi barcha odamlar tajriba natijasini bilsagina, to'liq tirik deb tan olinishi mumkin. Shu paytgacha, Katta Koinot miqyosida mushuk bir vaqtning o'zida yarim tirik va yarim o'lik bo'lib qoladi.

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 aniqlanmaydigan signalni ushlab turish va tinglashni istisno qiladigan aloqa vositalarini yaratishga imkon beradi.

Tajriba (amalda katta hajmdagi ma'lumotlarni uzatishga qodir bo'lgan ishchi kvant kriptografiya tizimlari hali yaratilmagan bo'lsa ham) tajriba shuni ko'rsatadiki, Kopengagen talqinidagi "kuzatish" kuzatuvchining ongiga hech qanday aloqasi yo'q, chunki bu holda kabelning oxirigacha statistikaning o'zgarishi simning butunlay jonsiz filialiga olib keladi.

Kvant hisoblashda esa Shredinger mushuk holati qubitlarning maxsus chigal holatidir, unda ularning barchasi barcha nollar yoki birliklar superpozitsiyasida joylashgan.

("Qubit" kvant kompyuterida axborotni saqlash uchun eng kichik element hisoblanadi. U ikkita xos holatni qabul qiladi, lekin u ularning superpozitsiyasida ham bo'lishi mumkin. Qubit holati o'lchanganda, u tasodifiy ravishda o'z holatlaridan biriga o'tadi.)

Haqiqatda! "Shrodinger mushuki" ning kichik ukasi

Shredingerning mushugi paydo bo'lganiga 75 yil bo'ldi, lekin baribir kvant fizikasining ba'zi oqibatlari materiya va uning xususiyatlari haqidagi kundalik g'oyalarimizga zid bo'lib ko'rinadi. Kvant mexanikasi qonunlariga ko'ra, u tirik va o'lik bo'lgan "mushuk" holatini yaratish mumkin bo'lishi kerak, ya'ni. ikki holatning kvant superpozitsiyasi holatida bo'ladi. Biroq, amalda bunday katta miqdordagi atomlarning kvant superpozitsiyasini yaratish hali mumkin emas. Qiyinchilik shundaki, superpozitsiyada qancha atomlar bo'lsa, bu holat shunchalik barqaror emas, chunki tashqi ta'sirlar uni yo'q qilishga moyildir.

Vena universiteti fiziklariga (jurnalda nashr etilgan Tabiat aloqalari", 2011) dunyoda birinchi marta 430 atomdan iborat va kvant superpozitsiyasi holatida bo'lgan organik molekulaning kvant xatti-harakatlarini namoyish qilish mumkin bo'ldi. Tajribachilar tomonidan olingan molekula ko'proq sakkizoyoqqa o'xshaydi. Molekulalarning o'lchami taxminan 60 angstromni tashkil qiladi va molekula uchun de Broyl to'lqin uzunligi atigi 1 pikometr edi. Ushbu "molekulyar sakkizoyoq" Shredingerning mushukiga xos xususiyatlarni namoyish eta oldi.

Kvant o'z joniga qasd qilish

Kvant o'z joniga qasd qilish - bu G. Moravek va B. Marshall tomonidan mustaqil ravishda taklif qilingan va 1998 yilda kosmolog Maks Tegmark tomonidan kengaytirilgan kvant mexanikasidagi fikrlash tajribasi. Shredingerning mushuk fikrlash tajribasining modifikatsiyasi bo'lgan ushbu fikrlash tajribasi kvant mexanikasining ikkita talqini: Kopengagen talqini va Everettning ko'p dunyo talqini o'rtasidagi farqni aniq ko'rsatadi.

Tajriba, aslida, mushuk nuqtai nazaridan Shredingerning mushuki bilan tajribadir.

Taklif etilayotgan tajribada ishtirokchiga to'pponcha yo'naltiriladi, u ba'zi radioaktiv atomlarning parchalanishiga qarab o't ochadi yoki o'tmaydi. Qurolning o'chib ketishi va ishtirokchining o'lishi ehtimoli 50%. Agar Kopengagen talqini to'g'ri bo'lsa, unda qurol oxir-oqibat o'chadi va ishtirokchi o'ladi.
Agar Everettning ko'p dunyo talqini to'g'ri bo'lsa, unda har bir o'tkazilgan tajriba natijasida koinot ikki olamga bo'linadi, ularning birida ishtirokchi tirik qoladi, ikkinchisida esa o'ladi. Ishtirokchi vafot etgan dunyolarda u mavjud bo'lishni to'xtatadi. Aksincha, o'lik bo'lmagan ishtirokchi nuqtai nazaridan, tajriba ishtirokchining yo'qolishiga olib kelmasdan davom etadi. Buning sababi shundaki, har qanday filialda ishtirokchi tajriba natijasini faqat o'zi omon qolgan dunyoda kuzatishi mumkin. Va agar ko'p olamlarning talqini to'g'ri bo'lsa, unda ishtirokchi eksperiment davomida hech qachon o'lmasligini sezishi mumkin.

Ishtirokchi hech qachon bu natijalar haqida gapira olmaydi, chunki tashqi kuzatuvchi nuqtai nazaridan, tajriba natijasi ehtimoli ko'p dunyoda ham, Kopengagen talqinida ham bir xil bo'ladi.

Kvant boqiyligi

Kvant boqiyligi - bu o'z joniga qasd qilish haqidagi kvant tajribasidan kelib chiqadigan fikrlash tajribasi va kvant mexanikasining ko'p dunyo talqiniga ko'ra, o'z-o'zini anglash qobiliyatiga ega mavjudotlar o'lmas ekanligini ta'kidlaydi.

Tasavvur qilaylik, tajriba ishtirokchisi uning yonida yadro bombasini portlatib yuboradi. Deyarli barcha parallel olamlarda yadro portlashi ishtirokchini yo'q qiladi. Ammo shunga qaramay, ishtirokchi qandaydir tarzda omon qoladigan oz sonli muqobil olamlar bo'lishi kerak (ya'ni, potentsial qutqarish stsenariysi mumkin bo'lgan olamlar). Kvant o'lmasligi g'oyasi shundan iboratki, ishtirokchi tirik qoladi va shu bilan hech bo'lmaganda to'plamdagi koinotlardan birida atrofdagi haqiqatni idrok eta oladi, garchi bunday olamlarning soni koinotlarning soniga nisbatan juda oz bo'lsa ham. barcha mumkin bo'lgan olamlar. Shunday qilib, vaqt o'tishi bilan ishtirokchi abadiy yashashi mumkinligini bilib oladi. Ushbu xulosaga ba'zi o'xshashliklarni antropik printsip tushunchasida topish mumkin.

Yana bir misol kvant o'z joniga qasd qilish g'oyasidan kelib chiqadi. Ushbu fikrlash tajribasida ishtirokchi o'ziga qurol ko'rsatadi, u ba'zi radioaktiv atomlarning parchalanishining natijasiga qarab o'q uzishi yoki o'tmasligi mumkin. Qurolning o'chib ketishi va ishtirokchining o'lishi ehtimoli 50%. Agar Kopengagen talqini to'g'ri bo'lsa, unda qurol oxir-oqibat o'chadi va ishtirokchi o'ladi.

Agar Everettning ko'p dunyo talqini to'g'ri bo'lsa, unda har bir o'tkazilgan tajriba natijasida koinot ikki olamga bo'linadi, ularning birida ishtirokchi tirik qoladi, ikkinchisida esa o'ladi. Ishtirokchi vafot etgan dunyolarda u mavjud bo'lishni to'xtatadi. Bundan farqli o'laroq, o'lmagan ishtirokchi nuqtai nazaridan, tajriba ishtirokchining yo'qolishiga olib kelmasdan davom etadi, chunki har bir koinot bo'linishidan so'ng, u o'zini faqat tirik qolgan olamlarda bilishi mumkin bo'ladi. Shunday qilib, agar Everettning ko'p dunyo talqini to'g'ri bo'lsa, unda ishtirokchi eksperimentda u hech qachon o'lmasligini payqashi va shu bilan hech bo'lmaganda o'z nuqtai nazaridan uning o'lmasligini "isbotlashi" mumkin.

Kvant boqiyligi tarafdorlari bu nazariya fizikaning ma'lum qonunlariga zid emasligini ta'kidlaydilar (bu pozitsiya ilmiy dunyoda bir ovozdan qabul qilinganidan yiroq). O'z mulohazalarida ular quyidagi ikkita munozarali farazlarga tayanadilar:
- Everettning ko'p dunyo talqini Kopengagen talqini emas, balki to'g'ri, chunki ikkinchisi parallel olamlar mavjudligini inkor etadi;
- eksperiment davomida ishtirokchi o'lishi mumkin bo'lgan barcha mumkin bo'lgan stsenariylar kamida ishtirokchi tirik qoladigan stsenariylarning kichik qismini o'z ichiga oladi.

Kvant boqiylik nazariyasiga qarshi mumkin bo'lgan dalillar shundan iboratki, ikkinchi taxmin Everettning ko'p dunyo talqinidan kelib chiqishi shart emas va u barcha mumkin bo'lgan voqeliklarga tegishli deb hisoblangan fizika qonunlariga zid bo'lishi mumkin. Kvant fizikasining ko'p dunyo talqini "hamma narsa mumkin" degan ma'noni anglatmaydi. Bu faqat ma'lum bir vaqtning o'zida koinotni boshqa bir qatorga bo'linishi mumkinligini ko'rsatadi, ularning har biri ko'plab mumkin bo'lgan natijalardan biriga mos keladi. Misol uchun, termodinamikaning ikkinchi qonuni barcha mumkin bo'lgan olamlarga tegishli deb hisoblanadi. Bu shuni anglatadiki, nazariy jihatdan, ushbu qonunning mavjudligi parallel olamlarning shakllanishiga to'sqinlik qiladi, bu erda u buziladi. Buning oqibati, eksperimentator nuqtai nazaridan, uning keyingi omon qolishi mumkin bo'lmagan voqelik holatiga erishish bo'lishi mumkin, chunki bu fizika qonunini buzishni talab qiladi, bu esa ilgari aytilgan taxminga ko'ra. , barcha mumkin bo'lgan realliklar uchun amal qiladi.

Misol uchun, yuqorida tavsiflangan yadroviy bomba portlashida, ishtirokchi omon qoladigan asosiy biologik tamoyillarni buzmaydigan ishonchli stsenariyni tasvirlash juda qiyin. Yadro portlashi markazida erishilgan haroratlarda tirik hujayralar mavjud bo'lolmaydi. Kvant boqiylik nazariyasi o'z kuchini saqlab qolishi uchun yo noto'g'ri yonish sodir bo'lishi (va shu bilan yadro portlashining oldini olish) yoki fizikaning hali ochilmagan yoki isbotlanmagan qonunlariga asoslangan biron bir hodisa sodir bo'lishi kerak. Muhokama qilinayotgan nazariyaga qarshi yana bir dalil barcha mavjudotlarda tabiiy biologik o'limning mavjudligi bo'lishi mumkin, bu parallel olamlarning hech birida (hech bo'lmaganda fan rivojlanishining ushbu bosqichida) oldini olish mumkin emas.

Boshqa tomondan, termodinamikaning ikkinchi qonuni statistik qonun bo'lib, tebranishlarning paydo bo'lishi hech narsaga zid kelmaydi (masalan, koinotda kuzatuvchining hayoti uchun mos sharoitlar mavjud bo'lgan hududning paydo bo'lishi, bu odatda bir darajaga etgan. termal o'lim holati yoki, qoida tariqasida, yadro portlashi natijasida yuzaga keladigan barcha zarralarning mumkin bo'lgan harakati, ularning har biri kuzatuvchining yonidan uchib o'tadi), garchi bunday tebranish hammasining juda kichik qismida sodir bo'ladi; mumkin bo'lgan natijalar. Biologik o'limning muqarrarligi haqidagi argument, ehtimollik nuqtai nazaridan ham rad etilishi mumkin. Har bir tirik organizm uchun ma'lum bir vaqtning o'zida uning keyingi soniya davomida tirik qolish ehtimoli nolga teng. Shunday qilib, uning keyingi milliard yil davomida tirik qolish ehtimoli ham nolga teng emas (chunki u juda kichik bo'lsa ham, nolga teng bo'lmagan ko'p sonli omillarning mahsulotidir).

Kvant boqiyligi g'oyasining muammoli tomoni shundaki, unga ko'ra, o'z-o'zini anglaydigan mavjudot ishtirokchi o'lib ko'ringan vaziyatlarda yuzaga kelishi mumkin bo'lmagan hodisalarni boshdan kechirishga "majbur bo'ladi". Garchi ko'plab parallel olamlarda ishtirokchi vafot etsa ham, ishtirokchi sub'ektiv ravishda idrok eta oladigan bir nechta olamlar juda qiyin stsenariyda rivojlanadi. Bu, o'z navbatida, qaysidir ma'noda sababiylik printsipining buzilishiga olib kelishi mumkin, uning tabiati kvant fizikasida hali etarlicha aniq emas.

Kvant boqiyligi g'oyasi asosan "kvant o'z joniga qasd qilish" tajribasidan kelib chiqqan bo'lsa-da, Tegmark ta'kidlaydiki, har qanday normal sharoitda, o'limdan oldin har bir fikrlovchi mavjudot o'z-o'zini anglash darajasining pasayish bosqichidan (bir necha soniyadan bir necha yilgacha) o'tadi. kvant mexanikasi bilan hech qanday aloqasi bo'lmagan xabardorlik va ishtirokchi bir dunyodan ikkinchisiga o'tish orqali davom etish imkoniyatiga ega emas, bu esa unga omon qolish imkoniyatini beradi.

Bu erda o'z-o'zini anglaydigan ratsional kuzatuvchi, ta'bir joiz bo'lsa, "sog'lom tanada" qolishda davom etadi, faqat nisbatan kichik miqdordagi mumkin bo'lgan holatlarda, u o'z-o'zini anglashni saqlaydi. Kuzatuvchi ongini saqlab qolgan holda, nogiron bo'lib qolishi ehtimoli, u zarar ko'rmagandan ko'ra ancha yuqori. Har qanday tizim (shu jumladan tirik organizm) ideal shaklda qolishdan ko'ra noto'g'ri ishlash uchun ko'proq imkoniyatlarga ega. Boltsmanning ergodik gipotezasi o'lmas kuzatuvchi ertami-kechmi ongni saqlashga mos keladigan barcha holatlardan, shu jumladan u chidab bo'lmas azob-uqubatlarni his qiladigan holatlardan o'tishini talab qiladi - va organizmning optimal ishlashi holatlariga qaraganda, bunday holatlar sezilarli darajada ko'p bo'ladi. Shunday qilib, faylasuf Devid Lyuis ta'kidlaganidek, biz ko'p dunyo talqini noto'g'ri deb umid qilishimiz kerak.

Mushuk bir vaqtning o'zida ham tirik, ham o'lik bo'lishi mumkinmi? Qancha parallel olam bor? Va ular hatto mavjudmi? Bular umuman ilmiy fantastika savollari emas, balki kvant fizikasi tomonidan hal qilingan juda real ilmiy muammolar.

Shunday qilib, keling, boshlaylik Shredingerning mushuki. Bu Ervin Shredinger tomonidan kvant fizikasida mavjud bo'lgan paradoksni ko'rsatish uchun taklif qilingan fikrlash tajribasi. Tajribaning mohiyati quyidagicha.

Xayoliy mushuk bir vaqtning o'zida yopiq qutiga, shuningdek, radioaktiv yadro va zaharli gaz idishi bilan bir xil xayoliy mexanizmga joylashtiriladi. Tajribaga ko'ra, agar yadro parchalansa, u mexanizmni ishga tushiradi: gaz idishi ochiladi va mushuk o'ladi. Yadroviy parchalanish ehtimoli 2 dan 1 ga teng.

Paradoks shundaki, kvant mexanikasiga ko'ra, agar yadro kuzatilmasa, u holda mushuk superpozitsiya deb ataladigan holatda bo'ladi, boshqacha aytganda, mushuk bir vaqtning o'zida bir-birini istisno qiladigan holatlarda (u tirik va o'likdir). Biroq, agar kuzatuvchi qutini ochsa, u mushukning ma'lum bir holatda ekanligini tekshirishi mumkin: u tirik yoki o'lik. Shredingerning fikriga ko'ra, kvant nazariyasining to'liq emasligi shundaki, unda mushuk qanday sharoitlarda superpozitsiyada bo'lishni to'xtatib, tirik yoki o'lik bo'lib chiqishini aniq ko'rsatmaydi.

Ushbu paradoks Wigner tajribasi bilan qo'shiladi, u allaqachon mavjud fikrlash tajribasiga do'stlar toifasini qo'shadi. Vignerning so‘zlariga ko‘ra, tajriba o‘tkazuvchi qutini ochganda, mushuk tirik yoki o‘lik ekanligini bilib oladi. Tajribachi uchun mushuk superpozitsiyada bo'lishni to'xtatadi, lekin eshik ortida turgan va tajriba natijalari haqida hali bilmagan do'sti uchun mushuk hali ham "hayot va o'lim o'rtasida". Buni cheksiz ko'p eshiklar va do'stlar bilan davom ettirish mumkin va shunga o'xshash mantiqqa ko'ra, mushuk koinotdagi barcha odamlar eksperimentator qutini ochganda nimani ko'rganini bilmaguncha superpozitsiyada bo'ladi.

Kvant fizikasi bunday paradoksni qanday tushuntiradi? Kvant fizikasi fikrlash tajribasini taklif qiladi kvant o'z joniga qasd qilish va kvant mexanikasining turli talqinlariga asoslangan ikkita mumkin bo'lgan stsenariy.

Fikrlash tajribasida qurol ishtirokchiga qaratiladi va u radioaktiv atomning parchalanishi natijasida o‘q uzadi yoki yo‘q. Yana 50 dan 50 gacha. Shunday qilib, tajriba ishtirokchisi yo o'ladi yoki yo'q, lekin hozircha u Shredingerning mushuki kabi superpozitsiyada.

Bu holat kvant mexanikasi nuqtai nazaridan turlicha talqin qilinishi mumkin. Kopengagen talqiniga ko'ra, qurol oxir-oqibat o'chadi va ishtirokchi o'ladi. Everettning talqiniga ko'ra, superpozitsiya ishtirokchi bir vaqtning o'zida mavjud bo'lgan ikkita parallel olamning mavjudligini ta'minlaydi: ulardan birida u tirik (qurol otmagan), ikkinchisida u o'lgan (qurol otilgan). Biroq, agar ko'p olamlarning talqini to'g'ri bo'lsa, unda olamlarning birida ishtirokchi doimo tirik qoladi, bu esa "kvant boqiyligi" mavjudligi haqidagi g'oyaga olib keladi.

Shredingerning mushuki va tajriba kuzatuvchisiga kelsak, Everettning talqiniga ko'ra, u ham o'zini va mushukni bir vaqtning o'zida ikkita olamda, ya'ni "kvant tilida" u bilan "chrashgan" holda topadi.

Bu ilmiy fantastika romanidagi hikoyaga o'xshaydi, ammo bu zamonaviy fizikada o'z o'rniga ega bo'lgan ko'plab ilmiy nazariyalardan biridir.

Sharmandalik uchun, men bu iborani eshitganimni tan olmoqchiman, lekin u nimani anglatishini va hatto qaysi mavzuda ishlatilganligini umuman bilmasdim. Bu mushuk haqida internetda o'qiganlarimni aytib beraman... -

« Shroedinger mushuki“- bu mashhur avstriyalik nazariy fizik Ervin Shredingerning mashhur fikrlash tajribasining nomi, u ham Nobel mukofoti laureati. Olim ushbu uydirma tajriba yordamida subatomik tizimlardan makroskopik tizimlarga o‘tishda kvant mexanikasining to‘liq emasligini ko‘rsatmoqchi bo‘ldi.

Ervin Shredingerning asl maqolasi 1935 yilda nashr etilgan. Unda eksperiment quyidagi usullardan foydalangan holda yoki hatto 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. ammo, ehtimol, u 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 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:

Bir quti va mushuk bor. Qutida radioaktiv atom yadrosi va zaharli gaz idishi bo'lgan mexanizm mavjud. Eksperimental parametrlar shunday tanlanganki, yadroning 1 soat ichida parchalanish ehtimoli 50% ni tashkil qiladi. Agar yadro parchalanib ketsa, gazli idish ochiladi va mushuk o'ladi. Agar yadro parchalanmasa, mushuk tirik va yaxshi qoladi.
Biz mushukni qutiga yopamiz, bir soat kutamiz va savol beramiz: mushuk tirikmi yoki o'likmi?
Kvant mexanikasi bizga atom yadrosi (va shuning uchun mushuk) bir vaqtning o'zida barcha mumkin bo'lgan holatlarda ekanligini aytadi (qarang: kvant superpozitsiyasi). Qutini ochishdan oldin, mushuk yadro 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.
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.

Kvant mexanikasiga ko'ra, agar atomning yadrosi kuzatilmasa, uning holati ikki holatning aralashmasi bilan tavsiflanadi - chirigan yadro va parchalanmagan yadro, shuning uchun qutida o'tirgan va atom yadrosini aks ettiruvchi mushuk. bir vaqtning o'zida ham tirik, ham o'lik. Agar quti ochilsa, eksperimentator faqat bitta aniq holatni ko'rishi mumkin - "yadro chirigan, mushuk o'lgan" yoki "yadro parchalanmagan, mushuk tirik".

Inson tilining mohiyati: 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 chirimagan bo'lishi kerak ().

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, faqat qutini ochishingiz kerak. Ungacha munosabatlar ham yaxshi, ham yomon.

Quyida Sheldon va Penia o'rtasidagi Katta portlash nazariyasi almashinuvining videoklipi keltirilgan.

Shredingerning illyustratsiyasi kvant fizikasining asosiy paradoksini tasvirlashning eng yaxshi namunasidir: uning qonunlariga ko'ra, elektronlar, fotonlar va hatto atomlar kabi zarralar bir vaqtning o'zida ikkita holatda ("tirik" va "o'lik"), agar esda tutsangiz. sabrli mushuk). Bu davlatlar deyiladi.

Arkanzas universitetidan (Arkanzas shtat universiteti) amerikalik fizik Art Xobson () ushbu paradoksga o'z yechimini taklif qildi.

“Kvant fizikasidagi o'lchovlar Geiger hisoblagichi kabi ma'lum makroskopik qurilmalarning ishlashiga asoslanadi, ular yordamida mikroskopik tizimlarning kvant holati - atomlar, fotonlar va elektronlar aniqlanadi. Kvant nazariyasi shuni anglatadiki, agar siz mikroskopik tizimni (zarrachani) tizimning ikki xil holatini ajratib turadigan ba'zi bir makroskopik qurilmaga ulasangiz, u holda qurilma (masalan, Geiger hisoblagichi) kvant chalkashlik holatiga o'tadi va o'zini ikkita holatda topadi. bir vaqtning o'zida superpozitsiyalar. Biroq, bu hodisani bevosita kuzatish mumkin emas, bu esa uni qabul qilib bo'lmas holga keltiradi”, - deydi fizik olim.

Xobsonning aytishicha, Shredinger paradoksida mushuk radioaktiv yadroga ulangan makroskopik qurilma, Geyger hisoblagichi rolini o'ynaydi, bu yadroning parchalanish holatini yoki "emirmasligi" ni aniqlaydi. Bunday holda, tirik mushuk "chirimaslik" ko'rsatkichi bo'ladi, o'lik mushuk esa parchalanish ko'rsatkichi bo'ladi. Ammo kvant nazariyasiga ko'ra, mushuk, xuddi yadro kabi, hayot va o'limning ikkita superpozitsiyasida mavjud bo'lishi kerak.

Buning o'rniga, fizikning so'zlariga ko'ra, mushukning kvant holati atom holati bilan chigal bo'lishi kerak, ya'ni ular bir-biri bilan "nolokal munosabatda". Ya'ni, chigallashgan jismlardan birining holati birdaniga teskari tomonga o'zgarsa, u holda ular bir-biridan qanchalik uzoqda bo'lishidan qat'i nazar, uning juftining holati ham o'zgaradi. Bunda Xobson ushbu kvant nazariyasiga ishora qiladi.

“Kvant chalkashlik nazariyasining eng qiziq tomoni shundaki, har ikkala zarracha holatining o'zgarishi bir zumda sodir bo'ladi: hech qanday yorug'lik yoki elektromagnit signal bir tizimdan ikkinchisiga ma'lumot uzatishga ulgurmaydi. Demak, ular orasidagi masofa qanchalik katta bo‘lishidan qat’i nazar, bu fazo bo‘yicha ikki qismga bo‘lingan bitta ob’ekt, deyishingiz mumkin”, — deb tushuntiradi Xobson.

Shredingerning mushuki endi tirik va bir vaqtning o'zida o'lik emas. Agar parchalanish sodir bo'lsa, u o'lik va parchalanish hech qachon sodir bo'lmasa, tirikdir.

Shuni qo'shimcha qilish kerakki, ushbu paradoksga o'xshash echimlar so'nggi o'ttiz yil ichida yana uchta olimlar guruhi tomonidan taklif qilingan, ammo ular jiddiy qabul qilinmagan va keng ilmiy doiralarda e'tibordan chetda qolgan. Xobsonning fikricha, kvant mexanikasining paradokslarini hal qilish, hech bo'lmaganda nazariy jihatdan, uni chuqur tushunish uchun mutlaqo zarurdir.

Shredinger

Ammo yaqinda NAZORISTLAR SCHRODINGER MUSHUGINI gravitatsiya qanday qilib o'ldirishini tushuntirdilar, ammo bu yanada murakkabroq...-

Qoida tariqasida, fiziklar zarralar dunyosida superpozitsiya mumkin, ammo mushuklar yoki boshqa so'l ob'ektlar, atrof-muhitning aralashuvi bilan mumkin bo'lmagan hodisani tushuntiradilar. Kvant ob'ekti maydondan o'tganda yoki tasodifiy zarrachalar bilan o'zaro ta'sirlashganda, u darhol bitta holatni oladi - go'yo u o'lchangandek. Olimlarning fikriga ko'ra, superpozitsiya aynan shunday yo'q qilinadi.

Ammo, agar qandaydir tarzda superpozitsiya holatidagi makroob'ektni boshqa zarralar va maydonlar bilan o'zaro ta'sirlardan ajratib olish mumkin bo'lsa ham, u ertami-kechmi bitta holatni oladi. Hech bo'lmaganda bu Yer yuzasida sodir bo'ladigan jarayonlar uchun to'g'ri keladi.

“Yulduzlararo fazoning qayerdadir boʻlsa, mushukda ham shunday imkoniyat boʻlar edi, lekin Yerda yoki biron bir sayyora yaqinida bu juda dargumon. Buning sababi esa tortishishdir”, deb tushuntiradi yangi tadqiqotning yetakchi muallifi, Garvard-Smitson astrofizika markazidan Igor Pikovskiy ().

Pikovskiy va uning Vena universitetidagi hamkasblari tortishish kuchi makroob'ektlarning kvant superpozitsiyalariga halokatli ta'sir ko'rsatadi, shuning uchun biz makrokosmosda shunga o'xshash hodisalarni kuzatmaymiz. Aytgancha, yangi gipotezaning asosiy tushunchasi "Yulduzlararo" badiiy filmida.

Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasi shuni ko'rsatadiki, o'ta massiv jism uning atrofida fazo vaqtini egadi. Vaziyatni kichikroq darajada hisobga olsak, Yer yuzasiga yaqin joylashgan molekula uchun vaqt sayyoramiz orbitasida joylashganga qaraganda bir oz sekinroq o'tadi, deb aytishimiz mumkin.

Gravitatsiyaning fazo-vaqtga ta'siri tufayli bu ta'sirga uchragan molekula o'z pozitsiyasida og'ishni boshdan kechiradi. Va bu, o'z navbatida, uning ichki energiyasiga - vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadigan molekuladagi zarrachalarning tebranishiga ta'sir qilishi kerak. Agar molekula ikkita joylashuvning kvant superpozitsiyasi holatiga kiritilgan bo'lsa, u holda pozitsiya va ichki energiya o'rtasidagi munosabatlar tez orada molekulani kosmosdagi ikkita pozitsiyadan faqat bittasini "tanlashga" majbur qiladi.

"Ko'p hollarda dekogerentlik hodisasi tashqi ta'sir bilan bog'liq, ammo bu holda zarrachalarning ichki tebranishi molekulaning o'zi harakati bilan o'zaro ta'sir qiladi", deb tushuntiradi Pikovskiy.

Bu ta'sir hali kuzatilmagan, chunki magnit maydonlar, termal nurlanish va tebranishlar kabi boshqa dekogerentlik manbalari odatda ancha kuchliroq bo'lib, tortishish kuchidan ancha oldin kvant tizimlarining yo'q qilinishiga olib keladi. Ammo eksperimentchilar gipotezani sinab ko'rishga intilishadi.

Xuddi shunday o'rnatish ham tortishish kuchining kvant tizimlarini yo'q qilish qobiliyatini sinab ko'rish uchun ishlatilishi mumkin. Buning uchun vertikal va gorizontal interferometrlarni solishtirish kerak bo'ladi: birinchisida, yo'lning turli "balandliklarida" vaqtning kengayishi tufayli superpozitsiya tez orada yo'qoladi, ikkinchisida esa kvant superpozitsiyasi qolishi mumkin.

manbalar

http://4brain.ru/blog/%D0%BA%D0%BE%D1%82-%D1%88%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0% B3%D0%B5%D1%80%D0%B0-%D1%81%D1%83%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1% 82%D1%8B%D0%BC%D0%B8-%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BC%D0%B8/

http://www.vesti.ru/doc.html?id=2632838

Bu erda biroz ko'proq psevdo-ilmiy: masalan, va bu erda. Agar siz hali bilmasangiz, bu nima ekanligini o'qing. Va biz nimani bilib olamiz

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 soat davomida o'zingizga qoldirsangiz va kvant tizimining holati ehtimollik nuqtai nazaridan tasvirlanganligini eslasangiz, ehtimol buni bilib bo'lmasligi aniq bo'ladi. ma'lum bir vaqtda mushuk tirikmi yoki yo'qmi, xuddi tanganing boshlarga yoki dumlarga tushishini oldindan aniq aytish 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 kuzatishlar (o'lchovlarni o'qish)siz, 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 (uning ikkita ehtimollik holatidan biriga qulashi) qulashida kuzatuvchining roli juda bo'rttirilganligi bilan bog'liq.

Albatta, 1935 yilda professor Ervin o'zining mushuk qiynoqlarini 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).