Кот Шредингера — мысленный эксперимент, иногда называемый парадоксом, опубликованный в 1935 году австрийским физиком Эрвином Шредингером, лауреатом Нобелевской премии 1933 года по физике, в трех частях обзорной статьи «Текущая ситуация в квантовой механике». Иллюстрирует проблему применения копенгагенской интерпретации квантовой механики к макроскопическим объектам. Этот эксперимент — одна из многих идей по созданию «шестеренки» из мира нанообъектов (в атомном масштабе) в макроскопическом мире (набор многих элементов, описанных в терминах вероятности случайных событий).
Описание эксперимента — Кот Шредингера
Шредингер изобрел устройство, которое воздействовало на гипотетическую кошку, заключенную в контейнер с ядом (например, с ядовитым газом). В контейнере находится: живая кошка, радиоактивный источник в виде одного нестабильного атома (который испускает частицу ионизирующего излучения в результате распада) и детектором излучения (например, счетчиком Гейгера-Мюллера), который выпускает ядовитый газ при обнаружении частицы. По истечении атомного периода полураспада существует 50% — ная вероятность того, что кошка мертва, и такая же вероятность, что она все еще жива. Это то, что называется здравый смысл. Если происходит радиоактивный распад и счетчик его регистрирует, срабатывает механизм, который высвобождает яд, и кошка умирает. Если распада не произойдет, животное останется живым.
Однако квантово — механическое описание подразумевает другое — перед тем, как открыть контейнер, кошка мертва и жива. Как квантовый объект, он одновременно находится в каждом из возможных состояний (так называемая суперпозиция). Только открытие контейнера и проверка его содержимого переводит систему в одно состояние — у кошки нарушается волновая функция, и только в момент наблюдения кошка переходит в одно конкретное состояние. В этом случае возможны только два состояния — кошка либо мертва, либо жива.
По правилам так называемого Согласно копенгагенской интерпретации, до тех пор, пока не будет проведено измерение, т.е. что происходит с кошкой, ее состояние принципиально не определено — кошка одновременно жива и мертва. Физики говорят о наложении живого и мертвого кота. Только измерение решит его судьбу. Возникновение суперпозиции состояний — обычное явление в мире микроскопических объектов.
В настоящее время применяется теория, описывающая декогеренцию среды неопределенной суперпозиции к смешанным состояниям, определяющим поведение в соответствии с классической механикой. Это подтверждено экспериментально и позволяет обойти парадокс кота Шредингера.
Эксперимент идет вразрез со здравым смыслом, потому что его невозможно провести в макроскопическом мире. Объекты, доступные для наблюдения в нашем масштабе, состоят из объектов, подчиняющихся законам квантовой механики. Однако из-за очень большого количества этих объектов их индивидуальные состояния усредняют сами себя, что делает невозможным наблюдение квантовых эффектов.
Кот Шредингера в массовой культуре
Концепция кота Шредингера, которая представляет собой столкновение классической интуиции с правилами квантовой физики, несет с собой интригующие (хотя и очевидные) парадоксы. Таким образом, эта концепция оказалась привлекательной темой, часто используемой в литературе, фильмах и компьютерных играх. 12 августа 2013 года кот Шредингера появился в Google Doodle по случаю 126-летия со дня рождения ученого.
Кот Шредингера в философии
То, что этот кот может быть как мертвым, так и живым (а не суперпозицией того, когда он был жив, и когда он был мертв), является философским предположением диагональности, введенным в квантовую физику в качестве принципа дополнительности. Предположение, что принцип дополнительности правильно описывает каждый опыт, является неправильным обобщением.
