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

 50.8K
Интересности

Почему кошки обожают спать рядом со своими хозяевами?

Каждый, у кого дома живет кошка, знает, что ночью (или в 5 утра) она обязательно проберется к вам в кровать, устроится рядом и уснет, медитативно мурлыкая прямо под ушко. И, конечно, нам от этого спится еще слаще. Но все-таки, почему они так любят спать рядом со своими хозяевами? Стоит знать, что каждая кошка в первую очередь выбирает то место, в котором она будет ощущать себя в предельной безопасности. Животные инстинкты заставляют их располагаться в тех местах, где есть защита от возможных врагов. И как раз таким местом является кровать большого и сильного хозяина, с которым удобно и спокойно. В природе котята всегда сбиваются в кучу, превращаясь в один большой, мягкий комок. Такой отдых в обнимку с братьями и сестрами не позволяет замерзнуть, пока их мать отлучилась на охоту. Вырастая, они уже так себя не ведут, становясь более независимыми. Кошки, как правило, одиночки. Однако домашние кошки совсем не такие, это детское поведение у них сохраняется на всю жизнь. Только в качестве сородича выступает человек — хозяин. При таком тесном физическом контакте животному спокойнее, комфортнее и значительно теплее. Что уж тут скрывать, нам такая близость приносит не меньшее удовольствие.

 37K
Интересности

Кто мешает нам всем так сделать?

Гениальный канадский ролик о том, что нас действительно сближает в жизни.

 31K
Психология

У всех, кроме меня, такая интересная жизнь. Что со мной не так?

В чем проблема? Многим знакомо ощущение, что все вокруг бесконечно ходят на выставки, лекции, в гости, в спортзал и много гуляют — ну и, конечно же, успевают смотреть все новые сериалы. Кроме того, половина френдленты побросала работу и переехала в теплые страны. Даже завтраки в инстаграме выглядят интереснее ваших. Складывается впечатление, что у всех, кроме вас, не жизнь, а фейерверк. На самом деле это не так — просто такой жизнь знакомых представляется со стороны. Если вы ловите себя на том, что испытываете тревогу и ощущение собственной никчемности, а претензии начинаете с фразы «все, кроме меня», — возможно, дело не в том (или не только в том), что вам действительно чего-то не хватает. Не исключено, что у вас синдром упущенной выгоды. Что такое синдром упущенной выгоды? По-английски это называется FOMO — fear of missing out, буквально «страх, что вы что-то упускаете». Это навязчивое ощущение, что вы живете куда менее полноценной жизнью, чем окружающие, ничего не успеваете, хотя могли бы, а все самое интересное происходит там, где вас нет. И чем сильнее это ощущение, тем больше желание все время проверять — а как у других? FOMO? Впервые о таком слышу. Да, это новое явление, но на самом деле потребность «быть в курсе», как подтверждают психологи, сама по себе не нова, ведь когда-то она помогала нам выживать. Именно о синдроме упущенной выгоды впервые заговорили лишь в нулевых — на примере покупателей, оказавшихся перед неограниченным выбором. Аббревиатуру FOMO включили в онлайн-версию Оксфордского словаря в 2013 году (вместе с ней туда, например, вошло слово «тверк»). Несмотря на новизну термина, синдром уже относительно изучен. В частности, в 2013 году ученые из Эссекского и Калифорнийского университетов провели серию исследований. Выяснилось, что синдром напрямую связан не только с недовольством своей жизнью, но и с активным использованием соцсетей. Это потому, что мы стали слишком много знать о жизни других людей? Не совсем так. Социальные сети действительно показывают нам, как живут другие люди. Нам кажется, что фейсбук, «ВКонтакте», твиттер и инстаграм сделали чужую жизнь максимально открытой. Но не стоит забывать, что мы (осознанно или неосознанно) стремимся создать в соцсетях «лучшую версию» себя: для этого даже появился термин «фейсбук-личность». Мы не только выбираем фотографии в лучших ракурсах, но и «правильные» ссылки, которыми делимся; мы отмечаемся исключительно в «нужных» событиях и местах. Поэтому не стоит считать соцсети достоверным и полным отражением реальности. Вроде бы все это понимают, но удержаться от сравнений все равно сложно: ярких примеров перед глазами так много, что собственная жизнь может казаться менее стоящей. Разве это не обычная зависть? На базовом уровне — да, ведь зависть — чувство досады и болезненная реакция на чужие успехи. Но в случае синдрома упущенной выгоды к ней примешивается чувство, что можно стать частью «лучшей жизни», если постоянно сидеть в соцсетях. Причем активное потребление информации из френдленты может вызывать как чувство сопричастности, так и еще большей изоляции и одиночества. Как отмечают исследователи, оно может обостряться, если у вас есть привычка просто скроллить ленту — то есть наблюдать за чужой жизнью, не участвуя в ней хотя бы на уровне комментариев. Но мы все сидим в фейсбуке. Как понять, что у меня именно синдром упущенной выгоды? Все зависит от того, как социальные сети влияют на вашу жизнь. Плохо, когда желание проверять инстаграм или фейсбук становится навязчивым, неконтролируемым, вызывает сильную тревогу или подавленность. Человека с синдромом упущенной выгоды преследует иррациональный страх, что стоит закрыть ноутбук или выключить телефон, как обязательно произойдет какое-то важное событие, а он его пропустит, потеряет что-то важное в своей жизни. Еще одним симптомом синдрома упущенной выгоды может быть фабинг — привычка постоянно отвлекаться на свой смартфон, что бы вы ни делали (даже во время свидания или за рулем). И что, у многих такая проблема? Скорее всего — да, но точных данных об этом пока нет. Исследование, проведенное сервисом MyLife, показало, что в той или иной степени синдром был у 56% опрошенных: пользователи соцсетей признавались, что, уходя офлайн, боялись пропустить важные события, новости и интересные посты. По еще одним данным, синдром упущенной выгоды в большей степени свойственен мужчинам, чем женщинам, — но не намного. Так что, это заболевание? Само по себе нет. Строго говоря, состояние или заболевание можно назвать психическим расстройством, только если оно есть в разделе «Психические расстройства» Международной классификации болезней. Синдрома упущенной выгоды там нет, но тем не менее он может сопутствовать ряду расстройств. Выраженный синдром упущенной выгоды может быть связан с обсессивно-компульсивным, тревожным или депрессивным расстройствами, с пограничным расстройством личности. Но ставить такие диагнозы, конечно, может только специалист. И что с этим делать? Если вы понимаете, что у вас есть проблема, — ее нужно решать. Большинство тех, у кого есть такой синдром, считают это мелочью и неизбежной частью современной культуры, поэтому не задумываются о помощи. Конечно, если вы просто переживаете, что тратите слишком много времени на пустую активность в Сети, можно попробовать справиться самостоятельно. Например, удалить приложения из телефона, больше думать о своих достоинствах и интересах, принять как факт, что вы не обязаны успевать все, устраивать себе диджитал-детокс, начать медитировать. А вот если это не помогает и вы понимаете, что бесконтрольно проверяете соцсети, испытываете тревожность или приступы паники, если у вас какое-то время нет возможности зайти в соцсети, — стоит всерьез задуматься о терапии. В части случаев достаточно психотерапевта или психолога. Если же ваше состояние становится тяжелым, почти невыносимым, вы испытываете сильную напряженность или подавленность, то лучше обратиться к психиатру, который может назначить лекарства. Источник: Meduza. Изображение: Jeremy Mann.

 29.7K
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.

 24.7K
Интересности

Причины увольнений из самых настоящих приказов разных компаний

Причины увольнений из самых настоящих приказов разных компаний 1. В течение недели приносил на своё рабочее место тополиный пух и поджигал его. 2. Неожиданно выпрыгнув из шкафа, напугал деловых партнеров фирмы. 3. Подложил на стул своего коллеги канцелярскую кнопку и сам же сел на неё, показав тем самым низкий умственный уровень, не соответствующий занимаемой должности. 4. Выпал из окна курилки второй раз за месяц. 5. Второй год не выходит из отпуска. 6. Поспорил со своим непосредственным руководством на $100, что его не смогут уволить. 7. Дергал женскую половину коллектива за пирсинги. 8. Был замечен в женском туалете. От избытка чувств сказать что-либо в свое оправдание не смог. 9. Скрепил степлером и скотчем деньги, предназначенные для выдачи зарплаты. 10. Вырезал на рабочем столе свои инициалы. 11. Постоянно выливает недопитый чай в аквариум и там же моет кружку. 12. Прямо на рабочем месте курил какую-то гадость. Глупо смеясь, отказался написать объяснительную, мотивируя это тем, что не может взять в руки лист бумаги, так как руки не его! Реальная выдержка из распоряжения по банку «Возрождение»: п.6. запретить юрисконсульту Ёжикову В.А. отвечать по телефону: «банк возрождение ежиков слушаю…», в связи с некорректными последующими вопросами контрагентов. Ещё одна ситуация: на работе (в банке) на охране сидит человек с фамилией Хомяков и когда поднимает трубку говорит: «охрана хомяков слушает …» Реальная история: в локальном офисе турфирмы, находящемся в гостинице «Космос», работала менеджер по фамилии Лось. Когда она звонила в главный офис турфирмы, то сообщала секретарю приятным женским голосом -«…говорит Лось из Космоса..»

 24.7K
Наука

Человек с уникальной группой крови

Когда Джеймсу Харрисону было 13 лет, он перенёс тяжелейшую хирургическую операцию, в ходе которой должен был умереть от потери крови. Но не умер из–за вовремя сделанного переливания. В общей сложности в ходе операции ему перелили 13 литров донорской крови, что и спасло ему жизнь. Как только ему исполнилось 18, и он достиг требуемого для сдачи крови возраста, он немедленно пришёл в пункт сдачи крови Красного Креста. Там–то и выяснилось, что кровь Джеймса Харрисона в своём роде уникальна, так как в её плазме содержатся особые антитела, благодаря которым можно предотвратить резус–конфликт беременной матери с её плодом. Без этих антител резус–конфликт приводит минимум к анемии и желтухе ребёнка, максимум к мертворождению. Когда Джеймсу объяснили, что именно нашли в его крови, он задал только один вопрос. Он спросил, насколько часто можно сдавать кровь. С тех пор вот 60 лет каждые три недели Джеймс Харрисон приходит в медицинский пункт неподалёку от своего дома и сдаёт ровно 400 миллилитров крови. Нетрудно посчитать, что к нынешнему моменту он сдал уже примерно 377 литров крови. Выделенными из его крови антителами был предотвращён резус–конфликт примерно двух миллионов беременных женщин по всему миру, включая жену самого Харрисона. Два миллиона женщин и столько же, если не больше, их детей, включая дочь Харрисона, живы и здоровы благодаря вот этому дружелюбному старичку из Австралии.

 22.9K
Искусство

9-ка потрясающих мистических фильмов

1. Другие / The Others (2001) 2. Сонная Лощина / The Hollow (1999) 3. Шестое чувство / Sixth Sense (1999) 4. Ключ от всех дверей / Skeleton Key (2005) 5. Готика / Gothika (2003) 6. Константин: Повелитель тьмы / Constantine (2005) 7. 1408 / 1408 (2007) 8. Омен 666 / The Omen (2006) 9. Девятые врата / The Ninth Gate (1999)

 20.8K
Жизнь

Люси и Мария

Когда вы посмотрите на фотографии Люси и Марии Эйлмере, вам будет трудно поверить, что они сестры, уже не говоря о том, что эти девушки - близнецы. Но это правда - 18-летние дочери Глостеров, Великобритания действительно двухрасовые близнецы. Девушки - двое из пяти детей в семье белого отца и мулатки матери, и, хотя можно было бы ожидать, что гены обоих родителей смешаются равномерно, девочки оказались в разных концах спектра. Люси светлокожая с голубыми глазами и рыжими волосами, а Мария имеет темные, вьющиеся волосы и карамельного цвета кожу. BBC сообщает, что шансы родить двухрасовых близнецов составляют приблизительно 1 на 500. Поэтому нет ничего удивительного в том, что люди приходят в недоумение, глядя на сестер. "Даже когда мы иногда одеваемся в одинаковую одежду по приколу, мы все равно не похожи на родных сестер, не говоря уже про близнецов", рассказала Люси ITV News . "Когда мы знакомимся с людьми, никто не верит нам, что мы близняшки, нам даже приходится показывать свидетельства о рождении, чтобы это доказать".

 8.9K
Наука

Цветы не любят популярную музыку

Британские учёные доказали, что цветы являются придирчивыми меломанами. Оказалось, что растения не любят громкую популярную музыку и выражают отношение к композициям своим ростом. Учёные провели исследование, показавшее, что домашние растения не любят громкую популярную музыку. Это мнение многие восприняли со скептицизмом и решили проверить. Среди таких людей был ведущий радио-передачи о садоводстве Крис Бирдшоу. Мужчина решил провести свой эксперимент. В теплице в три разных отдела были посажены растения, в каждом отделе играла своя музыка: классика, поп или рок. Эксперимент доказал, что цветы чувствительны к музыке. Признанная всем миром классика никак не повлияла на рост цветов и их здоровье. Хотя ранее было распространено мнение, что классика помогает цветам расти. Растения, слушавшие рок, абсолютно все имели короткие стебли и крупные бутоны. Эти цветы оказались наиболее устойчивыми к болезням. А вот поп-музыку не смогло вынести ни одно растение. Оказалось, что это направление музыки губительно для цветов. Эксперимент породил множество вопросов о том, как влияет популярная музыка на организм человека.

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