Pisica lui Schrödinger
Pisica lui Schrödinger este un experiment de gândire despre fizica cuantică. Erwin Schrödinger l-a sugerat în 1935, ca reacție la interpretarea de la Copenhaga a fizicii cuantice.
Schrödinger a scris:
Se pot crea chiar și cazuri destul de ridicole. O pisică este închisă într-o cameră de oțel, împreună cu următorul dispozitiv (care trebuie asigurat împotriva interferenței directe a pisicii): într-un contor Geiger se află o cantitate minusculă de substanță radioactivă, atât de mică, încât poate că în decurs de o oră doar unul dintre atomi se dezintegrează, dar și, cu aceeași probabilitate, poate niciunul; dacă se întâmplă acest lucru, tubul contorului se descarcă și, prin intermediul unui releu, eliberează un ciocan care sparge un mic flacon de acid cianhidric. Dacă cineva a lăsat tot acest sistem să se descurce singur timp de o oră, se va spune că pisica încă trăiește dacă între timp niciun atom nu s-a dezintegrat. Funcția psi a întregului sistem ar exprima acest lucru având în el pisica vie și pisica moartă (scuzați expresia) amestecate sau împrăștiate în părți egale.
Este tipic pentru aceste cazuri faptul că o nedeterminare limitată inițial la domeniul atomic se transformă într-o nedeterminare macroscopică, care poate fi apoi rezolvată prin observare directă. Acest lucru ne împiedică să acceptăm cu atâta naivitate ca fiind valabil un "model neclar" de reprezentare a realității. În sine, acesta nu ar întruchipa nimic neclar sau contradictoriu. Există o diferență între o fotografie tremurată sau neclară și un instantaneu al norilor și al bancurilor de ceață.
- Erwin Schrödinger, Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (Situația actuală a mecanicii cuantice), Naturwissenschaften
(tradus de John D. Trimmer în Proceedings of the American Philosophical Society)
În termeni simpli, Schrödinger a afirmat că, dacă plasați o pisică și ceva care ar putea ucide pisica (un atom radioactiv) într-o cutie și o închideți ermetic, nu veți ști dacă pisica este vie sau moartă până când nu deschideți cutia, astfel încât, până la deschiderea cutiei, pisica era (într-un fel) atât "vie cât și moartă". Acest lucru este folosit pentru a reprezenta modul în care funcționează teoria științifică. Nimeni nu știe dacă o teorie științifică este corectă sau greșită până când respectiva teorie nu poate fi testată și demonstrată.
Fizica poate fi împărțită în două tipuri: fizica clasică și mecanica cuantică. Fizica clasică explică majoritatea interacțiunilor fizice, cum ar fi motivul pentru care o minge sare atunci când cade. De asemenea, poate fi folosită pentru a prezice interacțiunile fizice, cum ar fi ce se va întâmpla atunci când scapi o minge. Cu toate acestea, există unele interacțiuni fizice pe care nu le explică; de exemplu, cum poate fi transformată lumina în electricitate. Mecanica cuantică le oferă fizicienilor o modalitate de a explica de ce se întâmplă aceste lucruri.
Interpretarea de la Copenhaga este utilizată pentru a explica ce se întâmplă cu cea mai mică parte a unui atom (o particulă subatomică) fără a o privi (observa sau măsura). Matematicile sunt folosite pentru a arăta cât de probabil este ca ceva să se întâmple cu particula respectivă. O particulă ar putea fi descrisă ca fiind 50% probabilă să se afle într-un loc la un moment dat sau 50% probabilă să se afle într-un loc la un moment dat. Acest lucru ar putea fi, de asemenea, exprimat sub forma unui grafic (sau a unei forme de undă). Acest lucru este foarte convenabil atunci când se fac calcule de fizică cuantică.
Cu toate acestea, singurul mod de a fi 100% sigur de locul în care se află o particulă este să o observăm. Până în momentul în care o observați, interpretarea de la Copenhaga spune că particula este acolo și nu este acolo. Doar atunci când observați particula știți dacă aceasta se află sau nu acolo.
Deși acest lucru are sens în fizica cuantică, nu are sens în fizica clasică (lumea reală).
Schrödinger a vrut să demonstreze că acest mod de a gândi despre mecanica cuantică ar duce la situații absurde. El a conceput un experiment mental.
O pisică este plasată într-o cameră separată de lumea exterioară.
În cameră se află un contor Geiger care numără cantitatea de dezintegrare radioactivă și o mică cantitate de element radioactiv.
În decurs de o oră, unul dintre atomii materialului radioactiv se poate dezintegra (sau se poate descompune, deoarece materialul nu este stabil) sau nu.
Dacă materialul se descompune, va elibera o particulă atomică, care va lovi contorul Geiger, care va elibera gazul otrăvitor, care va ucide pisica.
Întrebarea acum este: la sfârșitul orei, pisica este vie sau moartă? Schrödinger spune că, în conformitate cu interpretarea de la Copenhaga, atâta timp cât ușa este închisă, pisica este moartă și vie. Nu există nicio modalitate de a ști până când ușa nu este deschisă. Dar, deschizând ușa, persoana respectivă intervine în experiment. Persoana și experimentul trebuie să fie descrise în raport unul cu celălalt.
Privind experimentul, persoana a influențat experimentul și, prin urmare, s-ar putea să nu ne dea răspunsul corect.
Experimentul mental a fost inventat de Schrödinger pentru a demonstra prostia de a gândi la stări cuantice pentru obiecte mari. De asemenea, a fost menționat de multe ori în cultura pop.
Figură de pisică în mărime reală în grădina din Huttenstrasse 9, Zurich, unde Erwin Schrödinger a locuit între 1921 și 1926. În funcție de condițiile de lumină, pisica pare fie vie, fie moartă.
O pisică, cu un contor Geiger și un pic de otravă într-o cutie sigilată. Mecanica cuantică spune că, după un timp, pisica este atât vie, cât și moartă. O persoană care se uită în cutie va găsi pisica fie vie, fie moartă, însă se presupune că aceasta este atât vie, cât și moartă înainte de a se uita în cutie.
Pagini conexe
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este pisica lui Schrödinger?
R: Pisica lui Schrödinger este un experiment de gândire despre fizica cuantică, propus de Erwin Schrödinger în 1935 ca reacție la interpretarea de la Copenhaga a fizicii cuantice. Acesta implică un scenariu ipotetic în care o pisică este plasată într-o cameră de oțel cu un dispozitiv care conține material radioactiv și care ar putea ucide pisica. Întrebarea pe care o pune experimentul este dacă pisica va fi vie sau moartă atunci când cutia va fi deschisă.
Î: Ce spune interpretarea de la Copenhaga despre particule?
R: Interpretarea de la Copenhaga afirmă că este imposibil de știut cu certitudine în ce stare se va afla o particulă până când aceasta nu este observată, astfel încât, înainte de observare, se poate spune că aceasta există în ambele stări în același timp.
Î: Cum a demonstrat Schrödinger acest concept?
R: Schrödinger a demonstrat acest concept prin intermediul experimentului său de gândire care implica plasarea unei pisici într-o cutie sigilată cu material radioactiv. El a sugerat că, până la deschiderea cutiei, nu se va ști dacă pisica este moartă sau vie, astfel încât, până atunci, ea va exista în ambele stări în același timp.
Î: Care sunt cele două tipuri de fizică menționate în acest text?
R: Cele două tipuri de fizică menționate în acest text sunt fizica clasică și mecanica cuantică. Fizica clasică explică majoritatea interacțiunilor fizice și poate prezice interacțiunile fizice, în timp ce mecanica cuantică oferă o explicație pentru unele interacțiuni fizice pe care fizica clasică nu le poate explica.
Î: Cum influențează observarea a ceva un experiment?
R: Observarea a ceva poate influența un experiment deoarece, atunci când se observă un experiment, cineva poate interfera cu rezultatele acestuia datorită prezenței și acțiunilor sale în timpul observării. Aceasta înseamnă că orice rezultat obținut în urma unui astfel de experiment poate să nu reflecte neapărat realitatea cu exactitate, deoarece a fost influențat de factori externi.
Î: La ce se referă "funcția psi"?
R: Psi-funcția se referă la ecuațiile matematice utilizate pentru a descrie cât de probabil este ca ceva să se întâmple în cadrul mecanicii cuantice fără a privi efectiv la acel lucru (observându-l).
