Кошка Шредингера

Эрвин Шредингер (1887-1961) — видный австрийский физик, который в 1925 году сформулировал названное его именем волновое уравнение, позволившее описать движение электрона вокруг атомного ядра. Бор написал Шредингеру:

«Ваша волновая механика внесла в мою теорию такую математическую ясность и простоту, что ее можно считать гигантским шагом вперед по сравнению со всеми предыдущими формами квантовой механики «.

Тем не менее Шредингера, так же как Эйнштейна, расстроила неудачная попытка найти причину поведения атомов и субатомных частиц. И Эйнштейн, и Шредингер хотели обнаружить реальность, которая, по их мнению, должна была лежать в основе нереального мира квантов. Чтобы продемонстрировать абсурдность предположительных заключений квантовой теории, Шредингер придумал притчу о кошке, которая одновременно и жива и мертва.

Его мысленный эксперимент проходил примерно так. Представьте себе живую кошку в черном ящике, куда мы не можем заглянуть. В том же ящике находится склянка с ядом, который, попав в воздух, убьет кошку. Вероятность того, что яд вырвется наружу в результате радиоактивного распада, составляет 50/50. Здравый смысл говорит, что в любой конкретный момент кошка должна быть или жива или мертва — яд или попал в воздух или не попал. То, что мы не знаем, жива кошка или мертва, значения не имеет — она или радуется жизни, или уже на том свете. Однако если исходить из квантовой теории, то радиоактивный материал не может «решать», распадаться ему или нет, и узнать, как обстоят дела, мы можем, только заглянув в ящик. Следовательно, согласно квантовой теории, атомный распад не мог произойти и не мог не произойти. В свою очередь кошка не может быть ни мертвой, ни живой — она должна быть одновременно и живой и мертвой. Только открыв ящик, мы сделаем ее определенно живой или мертвой.

Глупость? Шредингер решил, что да. Он высветил пропасть между квантовой реальностью — миром очень маленьких частиц материи — и реальностью, лежащей в основе микромира, то есть повседневную реальность кошек, людей и всего, что размерами превосходит атом. Но как бы ему ни хотелось, Шредингер не смог опровергнуть природу квантовой реальности. Эксперименты убедительно доказали правильность положения квантовой механики о том, что фотоны ведут себя произвольно и в то же время взаимозависимо. Один фотон оказывает моментальное воздействие на другой, даже когда это логически невозможно. Элементарные частицы, из которых состоит мир, представляются нам неразрывно связанными друг с другом. Они часть какого-то неразделимого мира. Каждая частица «знает», что делают остальные.

Лично мне кажется, что своей притчей о кошке Шредингер добился одного: он поставил под вопрос значимость квантовой теории для явлений, происходящих вне мира квантов, и добавил порцию осторожного здравого смысла в каждую попытку экстраполяции принципов микромира в повседневную действительность.