Кошка Шредингера

Физик Стивен Хокинс говорит, что когда слышит упоминание о кошке Шредингера, его рука непроизвольно тянется к пистолету. Эйнштейн также пришел в ужас, услышав о мысленном эксперименте, который провел этот выдающийся специалист в области квантовой физики. Впрочем, не исключено, что Шредингер намеренно придал своему опыту настолько абсурдную форму именно для того, чтобы опровергнуть ту самую идею, которую он, возможно, доказывал!

Если изложить его в упрощенном (и осовремененном) виде, опыт этот выглядит следующим образом. Кошку сажают в ящик, внутри которого находится сосуд с нервно-паралитическим газом. На месте выхода одного единственного квантового скачка внутри атома устанавливается электронный спусковой крючок (счетчик Гейгера). Если (непредсказуемый) скачок произойдет в одном направлении, то курок будет спущен, газ выйдет, и кошка умрет. Если же скачок будет осуществлен в другом направлении, то кошка останется жить.

Все это, на первый взгляд, выглядит довольно просто. Мы могли бы предположить, что существует вычислимая вероятность (50/50) того, что в любое данное время соответствующий скачок произойдет или не произойдет, и кошка выживет или умрет. Все, что вам остается сделать, это открыть ящик и узнать судьбу несчастного животного (именно поэтому данный опыт всего лишь мысленный!)

Проблема возникает в тот момент, когда вы начинаете сравнивать это совершенно логичное предположение с истиной, которую устанавливает квантовая теория. Дело в том, что волновая функция, определяющая, какой именно скачок должен произойти, срабатывает лишь тогда, когда что-то заставляет ее это сделать. Если вы будете сидеть возле ящика, не располагая никакой информацией о том, что происходит внутри него, то законы физики, похоже, позволяют предположить нечто совершенно безумное: кошка одновременно жива и мертва, поскольку оба этих варианта являются результатом движения волн вероятности. Они не кристаллизуются в реальное событие до тех пор, пока наблюдатель не измерит результат. Откройте крышку ящика, и кошка будет живой или мертвой, в зависимости от того квантового скачка, который произошел. Однако жизнь или смерть животного будет во многом представлять собой последствие того, что вы открыли крышку (или включили видеокамеру, установленную в ящике - или каким-либо другим образом измерили результат своего эксперимента). Как ни смехотворно это звучит, что-то должно возбудить волновую функцию.

Поскольку нет других вариантов - этим "чем-то" становится человек, производящий наблюдение.

Разумеется, трудность заключается в следующем: как мы можем себе представить, что кошка, ожидающая, когда наблюдатель соизволит определить ее судьбу, одновременно и мертва и жива? А теперь представьте, что спусковой крючок присоединили не только к сосуду в ящике, но и еще к одной колбе со смертельным газом, находящейся в той самой комнате, где за столом экспериментатор сидит и раздумывает, когда же ему проверить кошку? Если в результате эксперимента будет выпущен газ из колбы в ящике и кошка умрет, то одновременно газ выйдет и из сосуда в комнате экспериментатора с соответствующими последствиями.

Теперь перед нами стоит серьезная проблема. Должны ли мы представить себе, что экспериментатор завис в каком-то неопределенном состоянии, одновременно живой и мертвый ожидая, когда, по его мнению, настанет подходящий момент сделать наблюдение в отношении состояния кошки? А если он откроет крышку и кошка окажется мертвой, разве к этому моменту он не должен будет сам умереть, поскольку второй сосуд уже выпустил газ? Но если экспериментатор уже мертв, по той же причине, что уже мертва кошка, тогда кто открывает крышку, чтобы возбудить волну вероятности и убить их обоих? Или же мы должны предположить, что именно в тот момент, когда ученый поднимает крышку, и вызывается волновая функция? Если это так, убивает ли он в этот же момент кошку, убивает ли кошка его, или они связаны каким-то квантовым договором о самоубийстве?

Некоторые ученые считают, что в этой проблеме существует какая-то ошибка, потому что чем глубже вы в нее погружаетесь, тем более вздорной кажется вся эта затея. Они предполагают, что в данном случае мы просмотрели то, что Бом называет "скрытой переменной". Существует что-то еще, чего мы не знаем, что актуализирует реальность из этих статистических вероятностей, однако здравый смысл подсказывает, что это не сознание. Впрочем, до сих пор еще не была успешно продемонстрирована ни одна правдоподобная альтернатива.

Дата добавления: 2015-08-03