Наука
 8.1K
 5 мин.

Почему кот Шредингера — самый противоречивый мысленный эксперимент в науке

Одним из наиболее важных инструментов в арсенале физика-теоретика является мысленный эксперимент. Если вы изучаете теорию относительности, квантовую механику или любую другую область физики, относящуюся к средам или ситуациям, в которые вы не способны (или не должны) поместить себя, вы обнаружите, что тратите гораздо больше времени на работу с воображаемыми сценариями, чем на настройку инструментов или проведение измерений. В отличие от физических экспериментов, мысленные эксперименты заключаются не в сборе данных, а скорее в постановке воображаемого вопроса и проработке логической последовательности «если/то», чтобы выяснить, что на самом деле означает та или иная теория. Вопрос «Что должно произойти, если теория верна?» имеет неоценимое значение для развития интуиции и прогнозирования новых заявлений. В некоторых случаях мысленный эксперимент может раскрыть глубокое философское значение теории или даже представить то, что кажется неразрешимым парадоксом. Вероятно, самым известным из всех физических мысленных экспериментов является эксперимент с котом Шредингера — как потому, что он предполагает (чисто гипотетически!) мясорубку, так и потому, что его последствия для природы реальности в квантовом мире продолжают бросать вызов студентам и теоретикам по всему миру. Базовая — опять же, чисто гипотетическая — экспериментальная установка такова: представьте, что у вас есть радиоактивный материал, в котором существует вероятность в 50% ядерного распада в течение определенного периода времени (скажем, одного часа); вы кладете этот материал в коробку вместе с небольшим стеклянным флаконом с ядом и устройством, которое разобьет флакон, если обнаружится радиоактивный распад. Затем вы помещаете в коробку живого кота, закрываете крышку, ждете час, а затем снова открываете коробку. Основываясь на этой схеме, легко сделать вывод, что, поскольку вероятность того, что атом распадется и вызовет срабатывание яда, составляет 50%, в половине случаев, когда вы проводите эксперимент, вы должны найти живого кота, а в половине — мертвого при условии, что вы не используете одно и то же животное каждый раз. Но когда Эрвин Шредингер описал мысленный эксперимент Альберту Эйнштейну в 1935 году, он сделал это, чтобы подчеркнуть очевидное следствие квантовой теории, которое обоим ученым казалось полной чепухой: идея о том, что до того, как вы откроете коробку, кошка находится в позиции живой и мертвой одновременно. В итоге все сводится к принципу неопределенности в квантовой механике. В отличие от классической механики (такой, которая применима к повседневному опыту), в квантовой механике, по-видимому, в природу реальности заложена фундаментальная неопределенность. Когда вы подбрасываете монету, результат получается случайным, потому что вы недостаточно тщательно отслеживаете все движения и задействованные силы. Если бы вы могли измерить абсолютно все, вы были бы способны каждый раз предсказывать результат, что является детерминированностью — процессом, исход которого полностью определен алгоритмом, значениями входных переменных и начальным состоянием системы. Но в квантово-механической версии подбрасывания монеты, радиоактивного распада, ничто из того, что вы измеряете, не может сказать вам результат до того, как он произойдет. Для стороннего наблюдателя (до тех пор, пока не произойдет измерение квантового подбрасывания монеты) система будет вести себя так, как будто она находится в обоих состояниях одновременно — в суперпозиции, при которой атом и распался, и не распался. Суперпозиция — это реальное явление в квантовой механике, которое иногда даже можно использовать в своих интересах. Квантовые вычисления основаны на идее, что бит квантового компьютера (или кубит) может быть не просто единицей или нулем, а суперпозицией единицы и нуля, что значительно повышает способность компьютера выполнять множество сложных вычислений одновременно. В случае с котом Шредингера кажущийся абсурдным вывод о том, что кот одновременно жив и мертв, проистекает из рассмотрения всей системы — атома, пускового устройства, пузырька с ядом и кота — как единого квантового механизма, каждый элемент которого существует в суперпозиции. Атом и распадается, и нет, устройство срабатывает и бездействует, пузырек разбит и цел, поэтому кошка одновременно и мертва, и жива, пока не откроют коробку. Является ли этот вывод действительно абсурдным — вопрос открытый. И Шредингер, и Эйнштейн пришли к выводу, что истинная фундаментальная неопределенность просто не может применяться к реальному, макроскопическому миру. В наши дни большинство физиков признают, что неопределенность реальна, по крайней мере, для субатомных частиц, но то, как эта неопределенность схлопывается при проведении измерений, до сих пор остается предметом споров. В одной интерпретации любое выполненное измерение коренным образом меняет реальность, хотя обычно утверждается, что для этой цели измерение обеспечивает триггерное устройство или, по крайней мере, сама кошка. В другой интерпретации под названием «Множество миров» вся Вселенная дублируется каждый раз, когда подбрасывается квантовая монета, и измерение просто говорит вам, находитесь ли вы во вселенной мертвого кота или во вселенной живого кота. Пока что нельзя сказать, сколько времени пройдет, прежде чем станет ясно, что на самом деле происходит в черном ящике квантовой суперпозиции. Но достижения квантовой теории уже приносят невероятные технологические результаты, такие как квантовые компьютеры. А тем временем любопытство позволяет идти вслед за подобными мысленными экспериментам, не рискуя убить ни одного кота. По материалам статьи «Why Schrödinger's Cat is still the most controversial thought experiment in science» Science Focus

Читайте также

 67.7K
Жизнь

17 чувств, которые ты должен забыть

1. Чувство веры в идеал. В мире нет ничего идеального. Это невозможно. Все можно сделать еще лучше. Без отсутствия недоступного ориентира нет стремления к совершенству. Иначе деградация. 2. Чувство одиночества. Это чувство непродуктивно, следовательно, это лень. Лень - это отсутствие желания. Без желания можно быть только одиноким. Это парадоксальное чувство. 3. Чувство важности. Ты не важен. Важно то, чем ты можешь быть полезен другим. И наоборот. 4. Чувство, что ты кому-то чем-то обязан. Ты никому и ничем не обязан с самого рождения. За исключением себя. Это факт. Его невозможно оспорить. 5. Чувство ожидания. Не жди никого и ничего, если это уже не случилось. Ищи новые пути, другие возможности. Имей другой план. Ждать - это удел ленивых. 6. Чувство, что тебе кто-то что-то должен. Никто тебе ничего не должен. С этой логикой ты кому-то чем-то обязан. А ты ведь никому ничем не обязан? 7. Чувство отчаяния. Забудь. Только эйфория. Только удовольствие. Делай то, чего хочешь ты, а не то, что хотят, что бы ты делал, другие. Не существует двух одинаковых жизненных опытов. Опыт всегда уникален. 8. Чувство страха. Страх и самосохранение разные вещи. Пока ты боишься, ты бездействуешь. Бездействие - это лень. Лень - это одиночество. Дальше ты знаешь. 9. Чувство, что кто-то прав. Пока не доказано - всё ложь. 10. Чувство неспособности. Человек обучаем. Всему и всегда. Если это не так - это не человек. 11. Чувство того, что жизнь проходит мимо. Уволься. 12. Чувство ответственности. Это не должно быть чувством. Это должно быть фактом. 13. Чувство обиды. Не обижайся. Это всего лишь люди. Их работа подводить тебя. 14. Чувство стыда. Если ты все сделал правильно, тебе не должно быть стыдно. Если кто-то сделал что-то не правильное - не обижайся. Стыдом ты лишь замещаешь это чувство. 15. Чувство любви. Умей забывать о нем хоть иногда. Оно отвлекает тебя от действительно важного. В этом мире нет идеала. Помнишь? 16. Чувство отсутствия выбора. Выбора не существует. Если это не так - не выбирай. 17. Чувство паники. Запомни. Мы все равно умрем. А пока ты жив - избавляйся от всего лишнего.17 чувств, которые ты должен забыть.

 29.6K
Жизнь

Живите

Открывайте по утрам занавески. Смотрите в окна, варите кофе, обжигайтесь кипятком, танцуйте под радио в одних носках и нижнем белье, смотрите на детей, целуйте бабушек и мам, растите цветы, вдыхайте холодный воздух, читайте маленькие книги, выглядывайте из окон вагонов и, прикрывая глаза, представляйте себя иногда частью большого, живого, дышащего, которое ни объять, ни увидеть целиком, кроме как вот так — за закрытыми веками воспалённых от компьютера глаз. Вбирайте в себя цитаты художников и писателей, учите наизусть абзацы из старых книг и народные песни, даты больших поражений и славных побед, повторяйте губами имена мировых столиц и горских деревень, заголовки газет, названия духов и театров, цитируйте Есенина и Бродского, запоминайте слова длинною больше одиннадцати букв и фразы на португальском. Живите. Это и есть вдохновение.

 22.3K
Жизнь

Выйти из любовной зависимости

Они не могут жить без любимых, страдают, буквально сходят с ума. В поисках избавления от этих мук некоторые обращаются к специалисту. О том, как развивается любовная зависимость и как от нее освободиться, рассказывает семейный психотерапевт Валентина Москаленко. Светлана пришла на консультацию, чтобы избавиться от своей зависимости. Ей 40 лет, она не пьет, не принимает наркотики, но чувствует себя настоящей наркоманкой: «Я не могу себе и дня представить без Вадима. Стоит ему уехать на выходные на встречу с детьми от первого брака, и я уже плачу, чувствую себя никому не нужной… И постоянно звоню ему. Такой страсти я не пожелаю никому». Если даже отсутствие любимого трудно вынести, то уж мысль о том, что он может разлюбить, для зависимого человек невыносима, а уход партнера становится катастрофой. Любовь превращается в силу, которой нельзя управлять. «Я хочу, чтоб он любил меня до смерти, — заявляет 34-летняя Ольга, — а иначе пусть лучше умрет». Удушающие объятия Любовная зависимость, как и другие аддикции, заставляет человека стремиться к объекту страсти, забывая при этом о себе. Одержимый любовью человек нередко не в состоянии позаботиться о себе самом: плохо ест, плохо спит, не обращает внимания на свое здоровье. Пренебрегая собой, всю жизненную энергию он тратит на партнера… тем самым заставляя того страдать. Все внимание, все мысли и чувства сосредотачиваются на нем и только на нем, все остальное кажется бессмысленным и скучным. «Зависимые люди не могут определить границы личности, они захватывают любимого человека, не оставляя ему свободного пространства, — рассказывает Валентина Москаленко. — Когда любовь превращается в полный контроль над партнером, это мешает развитию полноценного сексуального и любовного союза». Нередко встречается зависимость от партнера, который(ая) с самим влюбленным(ой) обращается плохо. Вопреки сложившемуся мнению, риску стать жертвой такой страсти подвержены все: мужчины и женщины, молодые и зрелые, богатые и бедные. Другой случай — когда бурные эмоции вообще становятся смыслом существования. Такой человек буквально «падает» в любовь. Этот прыжок нередко вызван потребностью приглушить ощущение бессмысленности жизни. «Все то, что относится к повседневности, становится невыносимым, — считает Валентина Москаленко. — Человек живет только ради этого прыжка». У этих двух ситуаций общий знаменатель — страдание, порождаемое зависимостью. Юлиана Пучкова

 20.2K
Интересности

Феномен живых гробов

История знает случаи, когда гроб с телом покойного спустя время менял свое положение. Причем подобное происходило не только с деревянными гробами на кладбище, но и с тяжелыми гранитными захоронениями в склепе, которые сдвинуть-то по силам нескольким здоровым мужчинам. Что же это? Аномальное явление? Шутки сверхестественных сил? Смерть человека — это всегда страшно. Похоронив близкого, мы приходим к месту захоронения, чтобы почтить его память. Но иной раз, оказывается, можно увидеть, что гроб по одному ему известной причине сдвинулся с места. Пришедшие на могилу могут увидеть либо его край, показавшийся из под земли, либо и вовсе лицезреть приоткрытую крышку, словно покойник приложил немало усилий, чтобы вылезти наружу. Сразу скажем, что ученые не отрицают существование подобных случаев, но причину объяснить не могут. Когда гроб показывается из-под земли, это можно объяснить подвижкой грунта. Но тогда движение затронуло бы и соседние могилы, а во всех известных случаях был лишь один движущийся гроб. Мистика... На одном кладбище гроб «успокоился» лишь тогда, когда его вынесли за ограду. Как известно, так поступают с покончившими собой людьми. Но давайте поговорим обо все по порядку и узнаем интересные факты обо всех известных случаях с двигающимися гробами. Сначала расскажем о нашумевшей истории, когда двигались невероятно тяжелые гробы в склепе. Это случилось в начале 19 века на острове Барбадос, в склепе семейства Чейзов. Этот склеп, построенный из коралловых блоков и кирпича, небольшой: ширина его — 2,5 м, длина — 4 м, высота — менее 2 м. Сверху вход в склеп закрывала тяжелая мраморная плита, края ее заливались раствором. Свободного места в склепе было мало, так что считать, что в него могли войти с десяток здоровых мужчин и передвинуть гробы, нельзя. Получается, они переместились самопроизвольно. Причем, в склепе Чейзов это случалось неоднократно. Итак, обо всем по порядку. Склеп Чейзов готов, но пока пуст. Первая «жительница» в нем появилась 31.07.1807 года — это была Т. Годдард, спустя полгода (22.02.1808) к ней присоединилась Мэри, младшая дочь господина Чейза, а 6.07.1812 в склеп был поставлен гроб с телом Доркас - старшей дочери Чейза. Томас Чейз не смог справиться с таким количеством смертей родных людей и скончался 9.08.1812 года. Когда в склеп ставили гробы ранее умерших, все было нормально. Во время похорон господина Чейза, когда была поднята мраморная плита, закрывающая вход в склеп, люди застыли в оцепенении — два из трех стоящих в склепе гробов были сдвинуты с места. Причем следов вскрытия на плите не было, как и внутри склепа. Самое большое перемещение совершил свинцовый гроб Мэри. Спустя четыре года (25.09.1816) в семействе Чейзов умер мальчик, С. Эймес. Помня о произошедшем ранее, люди тщательно осмотрели плиту на склепе — она не была вскрыта. Но когда они, хороня ребенка, вошли внутрь, то увидели, что гробы вновь стоят вкривь и вкось. После каждых похорон люди пугались все больше и больше, не зная как объяснить происходящее. И когда 7.07.1819 года умерла Т. Кларк, родственники пригласили на церемонию прощания губернатора острова, чтобы он все смог увидеть воочию. Надо сказать, что губернатор скептически относился к слухам о «ходячих» гробах, поэтому шел на похороны, дабы посмеяться над суеверными родственниками и, что самое главное, успокоить других жителей острова. Но, когда склеп был вскрыт, губернатор увидел, что гробы стоят хаотично. Он приказал своим людям тщательно осмотреть все стены внутри склепа и поставить эти шесть гробов в три ряда (по два гроба друг на друге). Затем губернатор собственноручно нарисовал схему расположения гробов. После этого пол склепа был посыпан белым порошком, после чего склеп был вновь замурован. Более того, в присутствии свидетелей губернатор опечатал склеп своей печатью. С той поры за захоронением стали наблюдать. 18.04.1820 года к губернатору прибежали испуганные жители и сказали, что внутри склепа Чейзов слышен грохот. Губернатор со своими людьми прибыл к злополучному склепу и принял решение вскрыть его. Сначала люди, конечно же, проверили губернаторскую печать — она была цела. Когда мраморная плита была отодвинута, у людей от ужаса волосы встали дыбом на голове! Все гробы вновь были перемешаны, а гроб господина Чейза стоял вертикально! Причем на порошке, рассыпанном на полу, не было никаких следов... Губернатор вновь зарисовал расположение гробов и стал думать, что делать дальше. Надо сказать, что принять решение ему помогли островитяне. Люди, напуганные происходящим, требовали, чтобы умерших захоронили на кладбище около местной церкви, а склеп закрыли. Так и было сделано. С тех пор склеп Чейзов пустует, лишь туристы приходят к нему, чтобы пощекотать себе нервы, а местные жители стараются обходить его стороной. Конечно же, специалисты не раз пытались найти всему этому разумное толкование. Найти научное объяснение этим страшным явлениям не получилось, хотя пытались объяснить это либо землетрясением, либо движением грунта, либо ростом гигантских грибов. Но ведь потолок и стены всех склепов были нетронутыми, да и грибов нигде не было Исследователи паранормальных явлений считают, что случившееся объясняется очень просто. В захоронениях самоубийц часто бывает полтергейст. В происшествии на Барбадосе самоубийца был точно - Доркас ушла из жизни по своей воле, то есть совершила суицид, Возможно, во всех других случаях тоже были «суицидники». Как мы видим, версий много, но ни одна из них не доказана. Кто (или что) был виновником всего происходящего — покажет время. По крайней мере, очень на это надеюсь. А пока у многих, да и у меня лично, возникают сомнения — а были ли самодвижущиеся гробы на самом деле?

 18.8K
Интересности

Выход есть всегда

Поехал как-то раз русский посол А.С. Меншиков ко двору одного турецкого султана. Султан, узнав, что Меншиков высокого роста, приказал сделать низкую дверь в своем кабинете, дабы входя, русскому дипломату пришлось поклониться Его Светлости Великому Султану, а следовательно бы вышло так, будто вся Русь поклонилась ему. Меншиков, узнав о коварных намерениях турецкого владыки, ловко вышел из положения – взял да вошел в хоромы не передом, а задом.

 18.3K
Интересности

Истории на дорожку №49

Недавно женился. Моя жена не умела вкусно готовить, но я хвалил каждое её блюдо и с удовольствием на лице съедал очередную порцию. Помучившись месяц, и чтобы из-за этого не ссориться, я подарил ей сертификат на курсы кулинарии, сказав, что она там всем покажет как правильно и вкусно готовить. Прошел месяц. Теперь я питаюсь как царь. Терпение творит чудеса. ***** Во времена обучения в институте в параллельной группе учился чувак, который никогда не запаривался по учёбе, но сдавал все невероятнейшими способами. Магнит для халявы какой-то. Самый эпичный случай был у него с курсачом. Курсач формально был, но там и тройку было не за что поставить, разве что с натягом. И перед защитой он решил подмазаться к преподше, которая вела курсач. К слову, женщина довольно строгая лет 40+, в очках, худая. В общем, классического строгого вида. Вот представьте себе ситуацию, парень лет 20-ти говорит такой вот преподавательнице: "Имя Отчествовна, а вы всегда были такой мулаточкой?" Короче, пошёл ва-банк. И, что удивительно, она сразу же вся засмущалась! Сказала: "Ой, это я на даче просто загорела" - и в итоге поставила ему 4. У всех хвостистов, наверное, в голове крутился один вопрос: "А что, так можно было!?" ***** В одном кафе подсела девушка и с ходу так завела разговор. Мы с ней поговорили о погоде, о работе и о прочих банальных вещах, заказали обед. После, я решился стрельнуть у неё номер. Но в ответ наткнулся на не понимание. - В смысле? Шутишь? Как у тебя нет номера? Я ж тебе писала его в чате. - В каком чате? - Мы же договорились встретиться, ты описал себя, красная куртка, короткие волосы и рюкзак. Я просто решила без звонка подойти. Возникает неловкое молчание, которое нарушает звонок её телефона. Она смотрит недоверчиво на дисплей телефона, на меня. Вскакивает из-за стола и, пробурчав что-то вроде "извините", уходит... ***** Когда мне было лет пять, мама отправила меня в ближайший магазин за луком. В луке я не разбирался, поэтому мама несколько раз повторила, что нужен именно репчатый. Не зеленый, не красный, а репчатый! Прихожу в магазин, смотрю на полку с луком. Ну, вроде, вот он лежит, репчатый лук. Но чтобы точно удостовериться, спрашиваю у проходящей мимо тёти: - Извините, а это репчатый лук? - Это чеснок, - отвечает тётя. ***** В четвёртом классе, мы с одним пацаном повздорили, он бросил мой пенал на пол и раздавил ногой, ну а я заехал ему книгой по голове. Учительница ругала меня, угрожала, что сдаст в комнату милиции. После уроков я и трое друзей шли домой и когда мы дошли до нашей улицы - увидели милицейский бобик около моего дома (оказалось просто дядя устроился на новую работу водителем). Тут я нехило подсел на очко, и давай уговаривать друзей у них залечь, пока бобик не уедет... Короче, потерял я в тот день троих друзей...

 10.9K
Интересности

Зажигательная «битва» преподавателей джазовых танцев

Jazz Roots – ежегодный фестиваль джазовых танцев, который проходит в Париже. Даже если вы никогда не интересовались этим направлением культуры, уверены, вам придётся по душе весёлая и озорная атмосфера этого ролика – ведь здесь состязаются в мастерстве преподаватели, то есть настоящие профессионалы!

 9.6K
Искусство

Победителями становятся в борьбе

В отношениях с женщинами есть правило, оно одно из самых важных. Не бывает идеальных мужчин. Даже самые лучшие могут ошибаться. Они могут не справиться. Могут подвести. Для мужчины одним из самых тяжелых моментов - услышать от женщины нет. Потерпеть поражение. Не понравиться. Не удовлетворить. В этой ситуации большинство мужчин совершают ошибку. Они уходят, оставляя возможность завоевать ее другим. Переживают и мучают себя своим поражением. Пытаются забыться с другими женщинами. Оправдывая себя, что найдут другую. Сами страдают. Настоящая храбрость не связана с неуязвимостью и победой. Невозможно всегда побеждать. Храбрость это полная уязвимость. Способность встать после поражения и попробовать снова. Женщины любят говорить нет. Для них это способ выбора мужчины. Побеждают те, кто не сдаются. Те, кто, потерпев поражение, попробует еще раз. Не смог, но исправился и пришел еще раз. Попробовал. Не важно, сколько понадобится времени. Тот, кто может пойти до конца, всегда имеет шанс услышать "да". Так покоряют женщин. Победителями становятся в борьбе. Юрий Нагибин "Дневник"

 8.8K
Искусство

«Бессердечность богатых узаконивает дурное поведение бедных»

Маркиз де Сад, распутник-вольнодумец XVIII века, оставил заметный след в европейской культуре. Его до сих пор нередко вспоминают и даже… побаиваются. Почему? Ответ на этот вопрос — в небольшой подборке смелых мыслей французского философа. «Не может быть справедливым закон, который предписывает человеку, не имеющему ничего, уважать другого, у которого есть все» «Тот, кто желает в одиночку бороться против общественных интересов, должен знать, что погибнет» «Быть оклеветанным — это то испытание на чистоту, из которого добродетельный человек выходит незапятнанным» «Можно заменить кровати, столы и комоды, но только не идеи. Их потеря невосполнима» «Те, кто считаются всеведущими, нерешительны в миг, когда надо повелевать, и строптивы, когда надо повиноваться. Отдавать приказы — им стыдно, получать их — бесчестье» «Не существует ни одного живущего человека, которому не захотелось бы сыграть деспота, если он обладает твердым характером» «Ничто так не воодушевляет, как первое безнаказанное преступление» «Порок рождается от пресыщения, и среди греха рождается преступление» «Ревнивцем движет вовсе не любовь к женщине, а страх перед унижением, которое он может испытать из-за ее неверности» «Счастье состоит не в наслаждении, а в желании; оно означает разбить все преграды на пути к исполнению желания» «Люди осуждают страсти, забывая, что философия зажигает свой факел от их огня» «Как только человек начинает оправдывать свои поступки, он перестает быть добродетельным» «Убеди других довериться тебе — и ты победил» «Никогда не причиняйте больше боли, чем хотели бы сами принять из чужих рук» «Моя манера мыслить не принесла мне несчастий. Их причиной стали мысли других»

Стаканчик

© 2015 — 2024 stakanchik.media

Использование материалов сайта разрешено только с предварительного письменного согласия правообладателей. Права на картинки и тексты принадлежат авторам. Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 16 лет.

Приложение Стаканчик в App Store и Google Play

google playapp store