Wie is Schrodinger se kat? Ons verduidelik dit vir kat mense

Vir die meeste van ons, sê die woorde "kwantumteorie" of "fisika" en ons oë dadelik glans oor of ons brein stem net uit. Kwantumteorie is `n studieveld wat die kleinste deeltjies wat ons heelal uitmaak, ondersoek: hoe hulle optree en hoe hulle gemeet kan word. Dit is nog steeds `n relatief nuwe veld, wat eers in die begin van die 20ste eeu ernstig begin het. Hoekom is dit van belang vir ons? Omdat, soos ons almal weet dat katte regeer op die internet, is dit ook duidelik dat katte ook die intellek beheer.

Sedert die Oostenrykse fisikus Erwin Schrödinger sy gedagte-eksperiment in 1935 gepubliseer het, het Schrodinger se kat een van die bekendste en sentrale konsepte in fisika geword. Mense wat nie die eerste ding oor wiskunde of wetenskap ken nie, het waarskynlik van Schrodinger se kat gehoor, soos Albert Einstein se massa-energie-ekwivalensie, E = mc2.

Wat is Schrodinger se kat? Op sy mees basiese en fundamentele vlak beskryf dit die volgende paradoks: Daar is `n heeltemal hipotetiese kat in `n boks. Op enige gegewe oomblik is dit moontlik dat die kat op dieselfde tyd dood en lewend is?

Schrodinger se kat vir katmense

Voordat ons in die werklike gedagte-eksperiment duik, en probeer om kwantummeganika vir dummies te doen - of eerder vir `n algemene gehoor - probeer ons verduidelik op `n manier waarop enige kat-eienaar kan verband hou. Kom ons sê jy het `n besonder kwaad kat wat `n reputasie het om dinge van jou kombuisbank af te klop. U het vanoggend te lank in die bed gebly en moes uit die huis uitstap om te gaan werk. Sodra jy by die kantoor kom, vind dit vir jou dat, nadat jy `n glas sap geslaan het, jy dit regs op die rand van die toonbank gelos het. Jou gedagtes is gevul met gelyke mate van paniek en bedanking.

Jy kan hoop dat jou kat nie die glas van die toonbank sal klop nie, maar laat ons dit in die gesig staar, dit is net `n kwessie van tyd voordat die vaartuig die kat se oog vang, daardie speelpote verjaag en oor die kombuisvloer gebreek word. Jy dink daaroor en bekommer dit dwarsdeur die dag. Soms dink jy die glas het die kennis van die kat ontlok. Ander kere is jy seker dat die glas binne `n halfuur gebreek is nadat jy die huis verlaat het. Ding is, jy sal nie weet nie, totdat jy by die huis kom, totdat jy daar is om die skilde van glas op te vee.

Dit is basies die probleem van Schrodinger se gedagte-eksperiment. Jy weet jou kat is `n ruk, maar jy weet nie wanneer die kat gaan nie om op te tree soos `n ruk. Op `n gegewe oomblik tussen nou en dan kan jy die glas op jou toonbank voor oë sien as beide heeltemal en gebroke.

Die oorsprong van Schrodinger se katparadox

Een van die algemeenste teorieë van kwantummeganika is die interpretasie van Kopenhagen. Hierdie gedagterigting het ontwikkel in die 1920`s en beweer dat dit moontlik is dat subatomiese deeltjies in `n geslote sisteem gelyktydig bestaan ​​- `n verskynsel bekend as `superposisie` - en dat `n vaste of definitiewe antwoord slegs moontlik is wanneer die ding word waargeneem of gemeet.

Erwin Schrodinger se gedagte-eksperiment is bedink om hierdie idee uit te daag, of ten minste om sy tekortkominge te beklemtoon. Atome en fotone is onvoorspelbaar, om seker te wees, maar wat as daar `n meer belangrike element in die spel is, sê `n kat?

Die gedagte-eksperiment

Die opstelling sit vyf dinge in die loop van `n uur in `n verseëlde staalkas. Daar is `n kat, `n gedeelte van radioaktiewe materiaal, `n Geiger-toonbank, `n hamer en `n houer sianied, `n dodelike verbinding. Die Geiger-toonbank is daarop gemik om enige verval, of energie-vrystelling, van die radioaktiewe materiaal te registreer. Wanneer die toonbank `n lesing kry, val die hamer af, breek die houer en maak die kat dood.

Die enigste element hier wat verandering kan bewerkstellig, is die verval van die radioaktiewe materiaal. Die aard van die probleem vir fisici is dat bederf willekeurig en moeilik is om te voorspel. Volgens die huidige begrip, aangesien die hoeveelheid radioaktiewe materiaal so klein is, duur `n uur, waartydens die toestel op enige oomblik geaktiveer kan word. Terwyl die kis bly verseël, kan niemand beslis weet of die materiaal verval het of nie.

Aangesien die toestand van die radioaktiewe materiaal so onvoorspelbaar is, kan dit aanvaar word dat dit in albei lande - heeltemal en verval - gelyktydig is. Volgens die interpretasie van Kopenhagen, as die kwantumdeeltjies gelyktydig hipoteties in twee toestande kan wees, moet die kat ook lewend en dood wees totdat dit waargeneem word.

Dis nie wat Schrodinger geglo het nie, natuurlik. Sy bedoeling om hierdie gedagte-eksperiment uit te lig, is dat, terwyl die aard van subatomiese deeltjies skynbaar willekeurig is, is `n kat nie `n subatomiese deeltjie nie. `N Kat moet lewend of dood wees - dit kan nie albei gelyktydig wees nie.

Geen katte word in gedagte eksperimente benadeel nie

In die wetenskap is daar wesenlike verskille tussen teorieë en interpretasies, soos die Kopenhagen-interpretasie wat Schrodinger in gate ingepalm het. Teorieë is dinge wat getoets kan word en bewys word tot `n mate van sekerheid. Aangesien kwantummeganika so onvoorspelbaar is, en so nuut in die 1930`s, was die beste inligting beskikbaar raai en voorspellings, nie waarneembare en toetsbare eksperimente nie.

Wat Schrodinger se gedagte-eksperiment betref, is dit net `n eksperiment in gedagte. Die doel van `n gedagte-eksperiment is om deur te dink en `n moeilike probleem te oorweeg en `n verskeidenheid argumente en moontlike interpretasies te verskaf. Geen kat is ooit onderworpe gemaak aan die belaglike scenario wat Schrodinger beskryf het nie, en het ook nooit beteken dat so `n stelsel gebou moet word nie.

Dit is kommerwekkend om selfs voor te stel dat `n kat in `n situasie geplaas word wat op een van die Bisantynse martelings van die saag horror-film franchise, en dit is presies die punt. Vir Schrodinger se gedagtes was dit net so onwaarskynlik dat subatomiese deeltjies in twee state kon bestaan, aangesien dit beweer dat `n kat albei lewendig en dood gelyktydig is.

Die nalatenskap van Schrodinger se kat

As `n boom in die bos val, en niemand is daar om dit te hoor nie, maak dit `n geluid? Dit is `n vraag wat byna almal bekend is. Gedagte-eksperimente verduur omdat hulle ons uitdaag om uiterste moontlikhede voor te stel. Schrodinger se kat kan gesien word as `n verlenging van die boomvraag. Elke veronderstel dat `n gebeurtenis slegs plaasvind omdat daar `n persoon is om dit waar te neem of te getuig.

Soos ons vroeëre gedagte-eksperiment met die kat en die glas op die kombuistoonbank, illustreer beide die boomvraag en Schrodinger se kat albei die grense van hoe ver gedagte alleen ons kan dra. Gelukkig is wetenskap en filosofie nie die enigste manier om die grense van menslike of kattekennis te ondersoek nie.

Sodra Schrodinger se katparadok in die gewilde verbeelding ingeskryf het, het vertellers begin om die basiese idees te neem en deur die probleme as literêre te werk. Van Douglas Adams ` Dirk Gently`s Holistic Detective Agency na Neil Gaiman se Amerikaanse gode, fiksie het Schrodinger se kat as `n springpunt gebruik. Dit is verwys en uitgebeeld oor die hele reeks kreatiewe strewe, van kuns tot strokiesboeke na videospeletjies.