Наука
 8.9K
 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

 45.8K
Психология

Кошка — индикатор кармы

Большая часть нормальных людей относится к кошкам исключительно позитивно, но некоторые представители рода людского испытывают к ним ничем необъяснимую неприязнь. Кошки их раздражают, нервируют, мешают им, и вызывают желание немедленно прогнать. На первый взгляд кажется, что тут такого? Ну не любит человек кошек, это его личное дело! Может оно и так, но я утверждаю: «Это повод серьёзно задуматься!» Домашняя кошка, наравне с собакой, живёт рядом с человеком с незапамятных времён. Но если назначение собаки изначально было конкретным и понятным — охота, охрана, то с кошками всё оказалось гораздо сложнее. Истребление мелких вредителей вроде крыс и мышей можно назвать сопутствующей услугой, главное предназначение домашней кошки совсем не в этом. Кошка обладает уникальной биоэнергетической системой. Она способна тонко настраиваться на окружающие биополя и даже входить с ними в резонанс, осуществляя тем самым их коррекцию, а при необходимости и подпитку, а в исключительных случаях даже полное восстановление. Рассказы владельцев домашних кошек о том, как после общения со своей любимицей, у них исчезали головные боли, приходило в норму кровяное давление, вовсе не басни. Любой сбой в нашем организме неизменно проявляется в виде искажения энергетической ауры, кошка чувствует это и спешит на помощь. Однако, на этом таланты этих пушистых красавиц не заканчиваются. Кошка способна служить своеобразным индикатором благополучия человека. Когда в нашей жизни всё в порядке, кошка, живущая рядом, спокойна, она много спит, не пренебрегает гигиеническими процедурами, и у неё хороший аппетит. Если же ваша питомица беспричинно начинает нервничать, перестаёт ухаживать за собой, плохо ест, это значит, что у вас что-то не так. Обычно чувствительнее всего, кошки и коты реагируют на ссоры в семье, причём они всегда принимают сторону, несправедливо пострадавшую в этих конфликтах. Если вы, к примеру, незаслуженно наказали своего ребёнка, кошка обязательно придёт к нему и, ласкаясь и урча, постарается успокоить малыша, восстановить его душевное равновесие. А теперь я хочу перейти, собственно, к тому, ради чего и начал писать эту статью. Как и всякая тонкая связь, взаимоотношения кошки и человека являются двунаправленными. Кошки чувствуют нас, но и человек очень хорошо чувствует кошек. Именно поэтому людей, равнодушных к ним, практически не встречается. Либо симпатия, либо неприязнь. С симпатией всё понятно, а вот неприязнь... По моим наблюдениям, девяносто процентов злостных алкоголиков терпеть не могли кошек, большая часть знакомых женщин, личная жизнь которых не отличалась благополучием, регулярно, и к месту и не к месту, безапелляционно заявляли: «Ненавижу котов!», дети, подвергавшиеся насилию в семье или школе переносили свою обиду на бездомных или соседских кошек. И подобных примеров можно привести не мало. Можно с уверенностью сказать, что у человека, чья карма не идеальна, кошки вызывают негативные эмоции. Таким людям следует всерьёз подумать над тем, как изменить свою жизнь, сделать её более светлой и счастливой. И тогда эти маленькие пушистые симпатяги не будут вызывать у них ничего, кроме улыбки.

 43.7K
Наука

13 научных фактов, которые расширят ваши знания о мире

Порой учёные совершают настолько удивительные открытия, что им уступают даже фантастические романы. Подборка необычных научных фактов поможет вам расширить свой кругозор и в очередной раз убедиться в том, что мир вокруг нас интересен и многогранен. 1. У детей примерно на 70 костей больше, чем у взрослых У новорождённых обычно около 270 костей, большинство из которых очень маленькие. Это делает скелет более гибким и помогает ребёнку пройти через родовой канал и быстро расти. По мере взросления многие из этих костей срастаются. Скелет взрослого человека составляют в среднем 200–213 костей. 2. Эйфелева башня вырастает летом на 15 сантиметров Огромная конструкция построена с температурными компенсаторами, благодаря которым сталь может расширяться и сжиматься без каких-либо повреждений. Когда сталь нагревается, она начинает расширяться и занимает больший объём. Это называется тепловым расширением. И наоборот, падение температуры приводит к уменьшению объёма. По этой причине большие сооружения, например мосты, строятся с компенсаторами, которые позволяют им изменяться в размерах без повреждений. 3. 20% кислорода образуется в тропических лесах Амазонии Дождевые леса Амазонии занимают 5,5 миллиона квадратных километров. Амазонские джунгли вырабатывают существенную часть кислорода на Земле, абсорбируя огромное количество углекислого газа, поэтому их часто называют лёгкими планеты. 4. Некоторые металлы настолько химически активны, что взрываются даже при контакте с водой Некоторые металлы и соединения — калий, натрий, литий, рубидий и цезий — проявляют повышенную химическую активность, поэтому способны молниеносно загореться при контакте с воздухом, а если опустить их в воду — даже взорваться. 5. Чайная ложка нейтронной звезды будет весить 6 миллиардов тонн Нейтронные звёзды — это остатки массивных звёзд, состоящие в основном из нейтронной сердцевины, покрытой сравнительно тонкой (около 1 км) корой вещества в виде тяжёлых атомных ядер и электронов. Ядра звёзд, погибших во время вспышки сверхновой, сжимались под воздействием гравитации. Так сформировались сверхплотные нейтронные звёзды. Астрономы установили, что масса нейтронных звёзд может быть сравнима с массой Солнца, при том что их радиус не превышает 10–20 километров. 6. Каждый год Гавайи приближаются к Аляске на 7,5 см Земная кора состоит из нескольких огромных частей — тектонических плит. Эти плиты постоянно двигаются вместе с верхним слоем мантии. Гавайи расположены в средней части Тихоокеанской плиты, которая медленно дрейфует в северо-западном направлении к Северо-Американской плите, на которой как раз и расположена Аляска. Тектонические плиты движутся с такой же скоростью, с какой растут ногти у человека. 7. Через 2,3 миллиарда лет на Земле будет слишком жарко, чтобы на ней была возможна жизнь Наша планета со временем станет бескрайней пустыней, похожей на сегодняшний Марс. Сотни миллионов лет Солнце нагревалось, становилось ярче и горячее и будет продолжать это делать. Где-то через два с лишним миллиарда лет температура станет настолько высокой, что океаны, благодаря которым Земля пригодна для жизни, испарятся. Вся планета превратится в бескрайнюю пустыню. Как предсказывают учёные, в следующие несколько миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта и полностью поглотит Землю — планете определённо придёт конец. 8. Белых медведей практически невозможно обнаружить с помощью тепловизора Тепловизоры способны определять объект по теплу, которое он излучает. А белые медведи являются экспертами в сохранении тепла. Благодаря толстому слою подкожного жира и тёплой шубе, медведи способны переносить даже самые холодные дни в Арктике. 9. Свету потребуется 8 минут 19 секунд, чтобы добраться от Солнца до Земли Известно, что скорость света — 300 000 километров в секунду. Но даже с такой головокружительной скоростью на то, чтобы преодолеть расстояние между Солнцем и Землёй, потребуется время. И 8 минут — это не так уж и много в космических масштабах. Чтобы достичь Плутона, солнечному свету потребуется 5,5 часа. 10. Если убрать всё межатомное пространство, человечество уместится в кубике сахара На самом деле больше 99,9999% атома — это пустое пространство. Атом состоит из крошечного плотного ядра, окружённого облаком электронов, которые в пропорциональном отношении занимают большее пространство. Всё потому, что электроны движутся волнообразно. Они могут существовать только там, где гребни и впадины волн складываются определённым образом. Электроны не остаются в одной точке, их местоположение может быть где угодно в пределах орбиты. И потому они занимают очень много места. 11. Желудочный сок способен растворить бритвенные лезвия Желудок переваривает пищу благодаря едкой соляной кислоте с высоким содержанием pH (водородного показателя) — от двух до трёх. Но в то же время кислота воздействует и на слизистую оболочку желудка, которая, впрочем, способна быстро восстанавливаться. Слизистая вашего желудка полностью обновляется каждые четыре дня. 12. Венера — единственная планета, которая вращается по часовой стрелке У учёных много версий того, почему это происходит. Самые вероятные: из-за огромных астероидов, которые повлияли на её курс в прошлом, или из-за сильной циркуляции воздушных потоков в верхних слоях атмосферы. 13. Блоха может разгоняться быстрее, чем космический шаттл Прыжки блох достигают умопомрачительных высот — 8 сантиметров в миллисекунду. Каждый прыжок придаёт блохе ускорение, в 50 раз превышающее ускорение космического корабля.

 31.7K
Жизнь

Со временем и ты поймешь

Я понял, что доверие завоевывают годами, а потерять его можно лишь за считанные секунды. Я понял, что одно лишь слово, написанное или сказанное, способно причинить невыносимую боль. Я понял, что и несказанные слова тоже причиняют боль и меняют многое. Я понял, что обязан контролировать свои эмоции, иначе они будут контролировать меня. Я понял, что если человек теряет уважение, он теряет все. Я понял, что все, что осталось в прошлом невозможно вернуть. Я понял, что люди редко ценят хорошего отношения, твоей любви к ним и искренности. Я понял, что даже в тех, в ком ты уверен на все сто, могут тебя предать, обсудить за спиной, высказаться о тебе плохо, и что на пальцах одной руки я могу назвать тех, в ком я уверен. И только пройдя через многое и поняв эти вещи, я научился быть счастливым.

 30.5K
Интересности

24 признака того, что вы прожили в России слишком долго

Эта подборка была составлена и опубликована американским блогом Matador Network. В ней автор описала то, что может произойти с её соотечественниками, которые прожили в России достаточно продолжительное время. Аплодисменты при посадке самолета. Происхождение этого обычая неизвестно, но, похоже, это затрагивает только рейсы в Россию или из нее. Толстая бронированная входная дверь, обитая дерматином. И обязательно не меньше двух замков. В России это нормально, и так делают для защиты, но не совсем понятно, от чего. Ключи длиной в ладонь. В России они не для красоты, а для настоящих дверей. Привыкание к огромному количеству бумаг и документов. В России все еще действуют бумажные библиотечные картотеки, страховые полисы и медицинские карточки в толстых тетрадях. И все это ведется вручную. Привычка наряжаться и следить за своим внешним видом. Русские одеваются, чтобы производить впечатление. Иностранцам через какое-то время совсем не хочется выглядеть серо на фоне русских. И да, мини-юбка зимой — это норма. Маленькие дети ездят одни в общественном транспорте. Русские — независимые и самостоятельные. Иностранцы со временем перестают спрашивать у детей в транспорте, где их мама и папа. Периодическое использование русских слов в речи на родном языке. Например, «Kashmar!», «Bozhemoi!» и «Allo» вместо «Hello» при ответе на телефонный звонок. Ожидание того, что можно немедленно поймать попутную машину, стоит только поднять большой палец. В России ловить попутные машины гораздо проще по сравнению с другими странами. Это указывает на дружелюбие русских. Не менее 30 Ольг, 20 Елен и еще 20 Наташ среди знакомых. Самые распространенные имена в России действительно широко распространены. Привычка обращаться даже к людям в возрасте «Devushka» и «Maladoi Chelovek». Лечение простуды и гриппа чаем с лимоном и медом. Более частое использование «ВКонтакте», чем Facebook. Теперь «русские» из голливудских фильмов вызывают смех. Нет, серьезно, они даже не могут правильно составить фразу. Поедание блинов в огромных количествах. Особенно во время Масленицы. Коллекционирование пустых банок из-под огурцов. Возможно, они так и не будут использованы, но на всякий случай нужно сохранить. Вопрос «Kto Pasledni?» на почте, в поликлинике или у стоматолога. Очередь есть, но она не обязательно выстроилась в шеренгу. Вместо этого в России люди просто беспорядочно сидят вокруг нужной двери. Поедание варенья и сгущенки ложками (а не намазывание ножом тонким слоем на хлеб или печенье). Покупка нечетного количества цветов. Нечетное число — для живых, четное — для покойных. Безразличие к угрюмым лицам на улице. В глубине души иностранцы, влюбленные в Россию, прекрасно знают, что русские — приветливые и добрые, просто не любят улыбаться кому попало. Грубость окружающих уже не так задевает. Тем более что это не грубость, а особенности фонетики русского языка, из-за которых многим иностранцам кажется, что русские все время ругаются. Поздравления с Рождеством 7 января, а не 25 декабря. И «неправильный Санта» в синем тулупе вместо красного костюма вместе со взрослой внучкой больше не вызывают такого удивления. Зима южнее средней полосы России не может называться зимой. Когда пожил при минус тридцати, при нуле уже тепло. Резкая перемена погоды и перепады температур вообще не пугают. Вчера ноль, сегодня — минус двадцать? Нет проблем! В супе обязательно должна быть сметана, а из мяса можно делать желе под названием «Khaladets». И это вкусно.

 21.7K
Жизнь

Что такое «дружба»?

Оказывается, для разных людей это означает совершенно разные вещи! 1. Дружба = партнерство. «Ты – мне, я – тебе». Ты мне интересен, так как можешь мне когда-нибудь пригодиться, я отплачу тебе равнозначным рублем (не больше и не меньше). 2. Дружба = традиция. Общаемся, потому что привыкли друг к другу с детства, а новыми друзьями не обзавелись. 3. Дружба = неодиночество. Общаюсь, потому что не хочется оставаться в одиночестве. Согласен на любое общение, лишь бы не быть одному. 4. “Good weather friend”, или феномен белорусского лауреата нобелевской премии, всю жизнь остававшейся «белой вороной» и обзаведшейся огромным количеством «друзей» лишь после свалившихся успеха и славы. 5. “Bad weather friend” – друг, который с тобой лишь в беде. Переживающий неприятные чувства, когда другу-неудачнику начинает везти, и жизнь складываться в положительную сторону. 6. “Scheduled friendship” – встречи по договоренности, лимитированные по времени. Для друга есть «часы приема», которые лучше не нарушать. Информативное общение, исключающее эмпатию. 7. Друзья=публика. Как правило, в таком виде общения нуждаются люди артистичные, любящие быть в центре внимания. Друзья воспринимаются лишь в качестве публики, выражающие восхищение остроумием, эрудированностью всесторонне развитой личностью «артиста». 8. Дружба=дружба. Искренние отношения, не возникающие из меркантильного обмена, включающие в себя и дружбу-традицию, дружбу как в «хорошую», так и в «плохую» погоду. Дружба без расписания и условностей, «рублей» и славы. Дружба двух нуждающихся друг в друге, и интересующихся друг другом людей, а не бегство от одиночества. Днем с огнем не сыскать.

 20.4K
Интересности

Почему собаки высовывают голову в окно автомобиля при движении

Всё дело в запахах. Собаки во всём полагаются на нос, так как зрение у них не очень, зато обоняние просто потрясающее. Человеческие обонятельные мембраны имеют 5 млн. рецепторов или «клеток запаха», а вот собачьи — более 225 млн. Когда воздух движется над обонятельной мембраной, молекулы запаха оседают на рецепторах и происходит распознавание запаха. Ветер, дующий в морду при быстром движении, несёт огромное количество разнообразной информации в собачий мозг, поэтому собака высовывает нос из окна: чтобы лучше представлять себе окружающий мир и заодно набраться новых впечатлений.

 12.9K
Жизнь

Любовь по-королевски

У короля Великобритании Эдуарда VIII было все: титул, богатство и целое королевство в придачу. В 1930 году Эдуард, еще будучи принцем Уэльским, познакомился с Уоллис Симпсон, урожденной Уорфилд. Между ними немедленно начался бурный роман. В 1936 году, после смерти своего отца Георга V, Эдуард взошел на престол. Но об Уоллис он не забыл. Король решил, что непременно женится на ней, хотя в миссис Симпсон не было ни капли королевской крови. Хуже того — она была замужем! А развод по английским законам — это непреодолимое препятствие для любой женщины, пожелавшей выйти замуж за короля. Парламент был в ужасе. Королевское семейство хором глотало сердечные лавандовые капли. В результате Эдуарду VIII был предъявлен ультиматум: либо свадьба, либо престол. И он сделал свой выбор. Уоллис развелась с мужем, а Эдуард в конце 1936 года подписал отречение в пользу своего брата Георга VI. Уоллис и Эдуард — теперь уже герцог Виндзорский — поженились в 1937 году в Шато де Канде и жили долго и счастливо до самой смерти Эдуарда в 1972 году.

 12.1K
Искусство

Секрет философских мыслей Ницше

К фразам Ницше стоит мысленно приписывать: "Один я умный в белом пальто стою красивый". И все сразу становится на свои места. Например: Кто чувствует несвободу воли, тот душевнобольной; кто отрицает ее, тот глуп. Один я умный в белом пальто стою красивый. Моральные люди испытывают самодовольство при угрызениях совести. Один я умный в белом пальто стою красивый. Величественные натуры страдают от сомнений в собственном величии. Один я умный в белом пальто стою красивый. Я различаю среди философствующих два сорта людей: одни всегда размышляют о своей защите, другие - о нападении на своих врагов. Один я умный в белом пальто стою красивый. Человек забывает свою вину, когда исповедался в ней другому, но этот последний обыкновенно не забывает её. Один я умный в белом пальто стою красивый. Больные лихорадкой видят лишь призраки вещей, а те, у кого нормальная температура, - лишь тени вещей; при этом те и другие нуждаются в одинаковых словах. Один я умный в белом пальто стою красивый. Если ты раб, то не можешь быть другом. Если тиран — не можешь иметь друзей. Один я умный в белом пальто стою красивый. Человек — это грязный поток. Один я умный в белом пальто стою красивый. Они холодны и ищут себе тепла в спиртном; они разгорячены и ищут прохлады у замерзших умов; все они хилы и одержимы общественным мнением. Один я умный в белом пальто стою красивый. Только тот, кто строит будущее, имеет право быть судьей прошлого. Один я умный в белом пальто стою красивый. С человеком происходит то же, что и с деревом. Чем больше стремится он вверх, к свету, тем глубже уходят корни его в землю, вниз, в мрак и глубину - ко злу. Один я умный в белом пальто стою красивый.

 9.1K
Искусство

Как один еврей у раввина развода просил

Пришёл Абрам к раввину и сказал, что хотел бы развестись со своей женой. Раввин начал его отговаривать: — Абрам, не надо тебе разводиться, от этого тебе будет только хуже. — Нет, я уверен, что мне будет намного лучше. Долго препирались мужчины по этому поводу, наконец раввин не выдержал: — Послушай меня, Абрам. Твоя жена — настоящая красавица, умная и добрая. Большинство мужчин может только мечтать о такой женщине. И я часто слышу, как твои соседи хвалят её достоинства. А ты, неблагодарный, хочешь уйти от неё. Почему же? Абрам, не произнеся ни слова, снял свой ботинок и поставил его прямо перед раввином. — И зачем ты мне суёшь свой ботинок? — возмутился тот. — А вы посмотрите на него. — Зачем я должен смотреть на твой ботинок? И при чём он здесь вообще? — Ребе, это замечательный ботинок. Он красивый и радует глаз, все мои соседи мечтали бы о такой обуви. Но только я один на этом свете знаю, как эта сволочь мне таки жмёт!

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