Эйнштейн: «Бог не играет в кости со Вселенной»
Бор: «Не указывайте, что Богу делать!»
Кот Шредингера: «Мяу».

 

Мысленный эксперимент Шредингера
Компоненты:
– ящик (герметичный, непрозрачный, с крышкой);
– кот;
– сосуд с ядовитым газом;
– радиоактивный источник (1 распад в час с вероятностью 50%);
– механизм, который разбивает сосуд в случае распада ядра;
– наблюдатель.

Помещаем кота и механизм с радиоактивным источником и сосудом в ящик. Если ядро распадается, то под действием радиоактивного излучения включается механизм¸ разбивающий сосуд, газ вытекает, и кот умирает. Если не распадается – кот остается живым. Итак, наблюдатель, открыв ящик через час, узнает, распалось ядро или нет и выжил ли кот. Пока ящик не открыт, ядро находится в смешанном состоянии (суперпозиция). А кот? Если ящик открыт, то наблюдатель может увидеть только какое-нибудь одно конкретное состояние: «ядро распалось, кот мертв» или «ядро не распалось, кот жив». Но пока ящик не открыт, с точки зрения квантовой механики, кот и жив и мертв одновременно. Только к коту понятие смешанного состояния неприменимо. В этом и заключается парадокс. За все десятилетия развития квантовой теории ученые так и не пришли к единой интерпретации парадокса с котом Шредингера. Правда, в последние годы все более популярной среди исследователей становится интерпретация множественности миров (мультиверса), показавшая свою эффективность в таких современных направлениях, как квантовые вычисления и квантовая космология.

Мысленный эксперимент с котом родился в споре Шредингера с Бором и физиками, поддерживающими так называемую копенгагенскую интерпретацию квантовой механики. Спор проходил настолько бурно, что поселившийся в доме у Бора Шредингер слег с горячкой. «Фрау Бор ухаживала за ним, приносила чай и сладости, – вспоминал Гейзенберг, – но Нильс сидел на краешке кровати и внушал Шредингеру: «Вы все-таки должны понять, что…» – ну, и далее, что он там должен был понять. Когда через много лет молодой ученый из Принстона Хью Эверетт предложил Бору свою разрешающую парадоксы «многомировую интерпретацию», тот не понял его и не принял всерьез. Хью Эверетт после этого ушел из теоретической физики, здорово разбогател на коммерческом внедрении собственных предложений по оптимизации и стал отцом известного рок-музыканта Марка Оливера Эверетта, более известного как Eels.

Многие физики склоняются к так называемой «никакой» интерпретации квантовой механики, емко выраженной в афоризме Дэвида Мермина: «Заткнись и вычисляй!» (Shutupandcalculate).«Прежде всего нужно отбросить все так называемые «физические представления», ибо они не что иное, как термин для обозначения устаревших предрассудков предшествующих поколений» (Поль Дирак).

Эрвин Шредингер – австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии по физике. Профессор Берлинского, Оксфордского, Грацского и Гентского университетов. Владел шестью иностранными языками. О своей теоретической работе говорил: «Я иду против течения, но направление потока изменится».

 Парадокс – ситуация (высказывание, утверждение, суждение или вывод), которая может существовать в реальности, но логически противоречива. В своем мысленном эксперименте Шредингер пытался показать логическую неполноту квантовой механики в трактовке Бора.

«Кот Шредингера» прочно вошел в поп-культуру. В своих произведениях его упоминают Сергей Лукьяненко, Терри Пратчетт, Дуглас Адамс, Дэн Симмонс, Анджей Сапковский и др. Шелдон в сериале «Теория большого взрыва» на вопрос Пенни, стоит ли ей идти на свидание с Леонардом, приводит аналогию с котом Шредингера: «Пока не попробуешь, не узнаешь». Самым знаменитым аналогом кота является Кенни из «Южного парка», который также то жив, то мертв. Не обошлось и без анекдотов типа: «Любая шутка про кота Шредингера смешная и несмешная одновременно».

Радиоактивный источник – источник, содержащий вещество с самопроизвольно распадающимися ядрами атомов (химических элементов). Радиоактивные источники бывают природные и искусственные.

Суперпозиция – квантовая суперпозиция – это смесь состояний, которые не могут быть реализованы одновременно в макромире. С точки зрения классической физики, это суперпозиция альтернативных (взаимоисключающих) состояний.

Квантовая механика и теория относительности сформировали новую физику и новые представления об окружающем нас мире. Основные принципы квантовой механики (квантовой суперпозиции, неопределенности Гейзенберга, корпускулярно-волновой дуализм) настолько не соответствуют нашим привычным интуитивным представлениям, что при первом знакомстве вызывают шок.

Мультиверс – гипотеза Хью Эверетта. «Физическая реальность – это не пространство-время. Это гораздо большая и более многообразная категория, мультиверс. В первом приближении мультиверс подобен огромному количеству сосуществующих и мало взаимодействующих пространств-времен. Если пространство-время подобно пачке снимков, причем каждый снимок является всем пространством в один момент, то мультиверс подобен огромной коллекции этих пачек. Даже это… немного неправильное изображение мультиверса уже способно согласовать причины и следствия» (Дэвид Дойл). В интерпретации мультиверса кот остается живым в одной «вселенной» и мертвым в другой.