Reklama

komiks żywy i martwy kot
zobacz informacje o obrazie
© Shutterstock

Kot Schrödingera jest jednocześnie żywy i martwy. Na czym polegał słynny eksperyment myślowy?

Przez Aleksandra Kupras Redaktor

Opublikowano

Chcesz udostępnić to ogłoszenie

Kot Schrödingera znany jest nie tylko nerdom nauki, ale także niektórym fanom seriali. Wyjaśniamy, jaką rolę odgrywa Mruczek wokół jednej z najgłośniejszych kontrowersji we współczesnej fizyce.

O co chodzi z kotem Schrödingera? Jest to eksperyment, który dotyczy różnych praw fizyki dla mikrokosmosu i makrokosmosu.

Prawa naturalne w makrokosmosie i w mikrokosmosie

Przyjrzyjmy się najpierw makrokosmosowi. Odnosi się to do wszystkiego, co możemy zobaczyć gołym okiem: Wszystkie żywe istoty i przedmioty w naszym codziennym życiu są na pierwszy rzut oka zawsze w jednym miejscu i mają konkretne wartości. Kot Merlin na przykład, mimo czarującego imienia, nie może leżeć jednocześnie na kanapie i w przytulnym łóżku. Nie może ważyć jednocześnie czterech i pięciu kilogramów.

Ale te zasady nie dotyczą mikrokosmosu, a więc tego, co opisuje teoria kwantowa. Teoria kwantowa dotyczy najmniejszych cząstek takich jak atomy czy elektrony. Jednak zgodnie z teorią kwantową mogą one znajdować się w kilku miejscach jednocześnie i mieć różne właściwości. Na przykład atom może się rozpadać i nie rozpadać w tym samym czasie. Fizycy kwantowi określają ten stan jako "koherentną superpozycję".

Kot Schrödingera: na czym polegał eksperyment myślowy Schrödingera?

Erwin Schrödinger
© Shutterstock

Brzmi dziwnie? Właśnie to chciał wyjaśnić austriacki noblista i fizyk Erwin Schrödinger. W 1935 roku wymyślił eksperyment myślowy, który doprowadza do skrajności różne prawa w makrokosmosie i mikrokosmosie. 

Dekady przed trendem umieszczania w sieci filmików z kotami w roli głównej, Schrödinger umieścił żywego kota w pudełku. Aby uspokoić zaniepokojonych miłosników kotów, zwierzak był czysto fikcyjny - ani on, ani pudełko nie istniały. Na dodatek, wynik eksperymetu naukowca kompletnie kłóci się ze zdrowym rozsądkiem i być może właśnie to sprawia, że stał się tak słynny.

Zapisz się na nasz cotygodniowy newsletter!
Zapisz się do newslettera

Żywy i martwy kot, czyli paradoks kota Schrödingera

Schrödinger opisuje swój eksperymentalny układ w następujący sposób.

W zamkniętym pudełku znajduje się radioaktywny atom, licznik Geigera, podłączony do niego młotek, szklanka z trucizną i oczywiście kot. Gdy radioaktywny atom rozpada się, licznik Geigera wskazuje to i uruchamia młotek, który niszczy słoik z trucizną. W ten sposób trucizna wycieka i powoduje śmierć kota, gdy tylko atom się rozpadnie.

Nie wiadomo jednak, czy i kiedy atom się rozpada. Zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej, atom znajduje się jednak we wspomnianej koherentnej superpozycji, podczas gdy my go nie obserwujemy.

Kot Schrödingera w pudełku
© Shutterstock

Naukowcy mówią o "superpozycji": czyli jednocześnie każdym możliwym stanie. A więc kot jest jednocześnie i żywy i martwy lub też nie jest ani żywy, ani martwy. Dopiero otwarcie pudełka powoduje tzw. załamanie funkcji falowej i kot jednoznacznie przyjmuje jeden stan. Wtedy dowiadujemy się, czy kot jest żywy czy też nie.

Co Schrödinger próbuje nam powiedzieć za pomocą eksperymentu z kotem?

Wnioski z eksperymentu mogą wydawać się zagmatwane. Przynajmniej dla laików. Schrödinger chciał bowiem za pomocą fikcyjnego układu eksperymentalnego pokazać konflikt między prawami naturalnymi z makrokosmosu i mikrokosmosu. Ponieważ kot nie jest obiektem kwantowym, nie może być jednocześnie martwy i żywy - nawet jeśli jego stan zależy od obiektu kwantowego. Prawa makrokosmosu jasno regulują, że kot musi być cały czas albo martwy, albo żywy.

Jeśli jednak zagłębić się w świat fizyki, otwierają się nowe wymiary, które opierają się na eksperymencie myślowym kota Schrödingera. Na przykład "teoria wielu światów”, która mówi o tym, że oba możliwe stany stają się rzeczywiste: kot umiera, kot pozostaje żywy. Ale te dwie rzeczywistości mają miejsce w różnych wszechświatach. Konsekwencją tego byłyby niezliczone wszechświaty równoległe.

Kot Schrödingera w kulturze masowej

Kot Schrödingera daje zainteresowanym osobom wiele do myślenia. Ale może być również używany do celów relaksacyjnych: jeśli nie chcesz zagłębiać się w fizykę kwantową, możesz zrelaksować się na kanapie z Kotem Schrödingera. Wisienką na torcie jest oczywiście Twój własny kot na kolanach!

Kot Schrödingera jest bohaterem wielu zabawnych historii. Na przykład w jednym z odcinków sitcomu "Teorii wielkiego podrywu” fizyk Sheldon Lee Cooper próbuje wykorzystać eksperyment myślowy Schrödingera, aby pomóc sąsiadowi w problemach ze związkiem:

Inne seriale, takie jak "Doctor Who" i "Futurama", gry komputerowe, takie jak "World of Warcraft", i znani autorzy, jak Douglas Adams i Terry Pratchett, również wykorzystują aluzje do najsłynniejszego kota ze świata nauki.

Co sądzisz o tym artykule?

Dziękuję za odpowiedź!

Dziękuję za odpowiedź!

0 osób uznało tę poradę za pomocną.

Zostaw komentarz
Dodaj komentarz