Sky Wall

Объясните мне простыми словами мысленный эксперимент с котом Шредингера

Мысленный эксперимент с котом Шредингера является одним из наиболее популярных и одновременно трудно понятных концептуальных экспериментов в современной физике. Давайте попробуем следовать его рассуждениям пошагово, используя простые слова.

Предпосылки эксперимента

  1. Мы хотим создать эксперимент, чтобы проверить, работает ли квантовая физика.

  2. В квантовой физике суперпозиция - это состояние, когда частицы находятся во многих возможных состояниях одновременно.

  3. Наблюдение расщепляет суперпозицию. После наблюдения частица находится только в одном состоянии.

  4. По законам квантовой механики наш кот может находиться только в двух возможных состояниях: живом и мертвом.

Эксперимент

Представьте, что мы запираем кота в ящик, где мы помещаем ядерный радиоактивный элемент, который имеет равные вероятности распавшейся и не распавшейся.

Теперь, пока кот находится в ящике, мы не знаем, жив ли он или мертв.

Согласно квантовой физике, кот находится в суперпозиции, то есть он одновременно жив и мертв, пока мы не откроем ящик и не узнаем, в каком состоянии находится наш кот.

Здесь возникает трудность. Суперпозиция находится в таком состоянии, когда и живой, и мертвый кот существует одновременно. Это означает, что мы не можем точно сказать, где и какой кот находится в ящике.

Интерпретация

Как только мы откроем ящик и посмотрим на кота, квантовая суперпозиция расщепляется, и он находится только в одном состоянии - живом или мертвом. Результат является случайным и непредсказуемым, поскольку мы не знаем, будем ли мы иметь дело с живым или мертвым котом.

Мысленный эксперимент с котом Шредингера иллюстрирует проблему общения квантовой механики с классической механикой. Его использование было создано для того, чтобы представить идею о том, что есть возможность суперпозиции состояний. Но, конечно, это только мысленный эксперимент - в реальности такое описание не используется.

Таким образом, мы считаем, что кот Шредингера может находиться одновременно в двух состояниях — живом и мертвом — пока мы не проверим это экспериментально.