Schrödingerjeva teorija preprosto. Schrödingerjeva mačka. Erwin schrödinger

Značilna značilnost dela izjemnega znanstvenika Erwin Schrödinger obstajala je nekakšna "sekundarna". Sam se je redko ukvarjal z določenim znanstvenim problemom. Njegov najljubši žanr dela je bil odziv na znanstvene raziskave, razvoj tega dela ali njegove kritike. Kljub temu, da je bil Schrödinger po svoji naravi individualist, je vedno potreboval nekoga drugega, da bi podpiral nadaljnje delo. Kljub temu enkratnemu pristopu je Schrodinger uspel narediti veliko odkritij.

Biografske informacije

Schrödingerjeva teorija ni znana le študentom fizikalnih in matematičnih fakultet. Zanimivo bo vsem, ki se zanimajo za popularno znanost. To teorijo je ustvaril slavni fizik E. Schrödinger, ki se je v zgodovino uvrstil kot eden od ustvarjalcev kvantne mehanike. Znanstvenik je bil rojen 12. avgusta 1887 v družini lastnika tovarne za proizvodnjo klešče. Prihodnji znanstvenik, znan po vsem svetu po svoji skrivnosti, je v otroštvu užival botaniko in slikarstvo. Njegov prvi mentor je bil njegov oče. Leta 1906 je Schrödinger začel študij na Univerzi na Dunaju, kjer je začel občudovati fiziko. Ko je prišla prva svetovna vojna, se je znanstvenik odpravil v službo artilerija. V svojem prostem času je študiral teorije Alberta Einsteina.

Do začetka leta 1927 se je v znanosti razvila dramatična situacija. E. Schrödinger je verjel, da mora biti ideja o kontinuiteti valov temelj teorije kvantnih procesov. Heisenberg je nasprotno menil, da bi moral biti temelj za to področje znanja tudi koncept valovne diskontinuitete in ideje o kvantnih skokih. Niels Bohr ni prevzel nobenega položaja.

Napredek v znanosti

Za oblikovanje koncepta valovne mehanike leta 1933 je Schrödinger prejel Nobelovo nagrado. Vendar pa je vzgojena v tradiciji klasične fiziki, znanstveniki V drugih kategorijah nisem mogla razmišljati in kvantne mehanike nisem smatrala za polnopravno vejo znanja. Ni mogel zadovoljiti dvojnega obnašanja delcev in ga poskušal zmanjšati izključno na val. Schrödinger je v svoji razpravi z N. Bohrom to povedal tako: »Če nameravamo ohraniti te kvantne skoke v znanosti, potem sem na splošno žal, da sem svoje življenje povezal z atomsko fiziko«.

Nadaljnje delo raziskovalca

Hkrati Schrödinger ni bil le eden od ustvarjalcev sodobne kvantne mehanike. On je bil znanstvenik, ki je v znanstveno uporabo uvedel izraz "objektivnost opisa". To je možnost znanstvenih teorij za opisovanje realnosti brez sodelovanja opazovalca. Njegova nadaljnja raziskava je bila posvečena teoriji relativnosti, termodinamičnim procesom, nelinearni bordni elektrodinamiki. Prav tako so znanstveniki naredili več poskusov za oblikovanje enotne teorije polj. Poleg tega je E. Schrödinger govoril šest jezikov.

Najbolj znana skrivnost

Schrödingerjeva teorija, v kateri se pojavi ista mačka, je izrasla iz kritike znanstvene kvantne teorije. Eno od glavnih načel je, da medtem ko se sistem ne spremlja, je v stanju superpozicije. Namreč, v dveh ali več državah, ki izključujejo obstoj drug drugega. Stanje superpozicije v znanosti ima naslednjo definicijo: sposobnost kvanta, ki je lahko tudi elektronov, foton ali, na primer, jedro atoma, je istočasno v dveh stanjih ali celo na dveh točkah v prostoru, ko nihče ne gleda.

Predmeti v različnih svetovih

Za običajno osebo je zelo težko razumeti takšno opredelitev. Vsak predmet materialnega sveta je lahko bodisi na enem mestu bodisi na drugem. Za ponazoritev tega pojava lahko sledimo. Opazovalec vzame dve škatli in v eno od njih postavi teniško žogico. Jasno bo, da je v eni škatli in ne v drugi. Toda, če v eni izmed posod postavimo elektron, potem bo naslednja izjava resnična: ta delček je v dveh škatlah hkrati, ne glede na to, kako paradoksalno se zdi. Enako elektron v atomu v danem trenutku ni na strogo določeni točki. Vrtlja se okoli jedra, ki se nahaja na vseh točkah orbite hkrati. V znanosti se ta pojav imenuje "elektronski oblak".

Kaj je znanstvenik želel dokazati?

Tako se obnašanje majhnih in velikih objektov izvaja po popolnoma drugačnih pravilih. V kvantnem svetu obstajajo nekateri zakoni, v makrokozmosu pa popolnoma drugačni. Vendar pa ni takega koncepta, ki bi pojasnil prehod iz sveta materialnih predmetov, ki so znani ljudem, v mikrosvijet. Schrödingerjeva teorija je nastala z namenom, da pokaže nezadostnost raziskav na področju fizike. Znanstvenik je želel pokazati, da obstaja znanost, katere namen je opisati majhne objekte, in obstaja področje znanja, ki preučuje običajne predmete. V mnogih pogledih je bilo zaradi znanstvenega dela fizika razdeljena na dve področji: kvantno in klasično.

Schrödingerjeva teorija: opis

Znanstvenik je opisal svoj slavni miselni poskus leta 1935. V svojem ravnanju se je skliceval na Schrödingerja načelo superpozicije. Schrödinger je poudaril, da dokler ne opazimo fotona, je lahko delček in val; rdeča in zelena; okrogle in kvadratne. To načelo negotovosti, ki izhaja neposredno iz koncepta kvantnega dualizma, je uporabil Schrödinger v svoji dobro znani uganki o mački. Namen poskusa je naslednji:

• Mačka je nameščena v zaprti škatli kot tudi vsebnik, ki vsebuje cianovodikova kislina in radioaktivne snovi.
• Jedro v eni uri se lahko razbije. Verjetnost je 50%.
• Če se atomsko jedro razgradi, ga bo določil Geigerov števec. Mehanizem bo deloval, škatla s strupom pa bo zlomljena. Mačka bo umrla.
• Če propad ne pride, bo Schrödingerjeva mačka živa.

V skladu s to teorijo, medtem ko se mačka ne spremlja, je istočasno v dveh stvareh (mrtva in živa), tako kot jedro atoma (razpadlo ali ne razpadlo). Seveda je to možno le po zakonih kvantnega sveta. V makrokozmosu mačka ne more biti živa in mrtva ob istem času.

Paradoks opazovalca

Da bi razumeli bistvo Schrödingerjeve teorije, moramo imeti tudi idejo o paradoksu opazovalca. Njegov pomen je, da so lahko objekti mikrosvijeta istočasno v dveh državah le, če se ne spremljajo. V znanosti je na primer znan »eksperiment z dvema režama in opazovalcem«. Znanstveniki so usmerili žarek elektronov na neprosojno ploščo, v kateri sta bili izdelani dve navpični reži. Na zaslonu za ploščo so elektroni pobarvali valni vzorec. Z drugimi besedami, pustili so črne in bele črte. Ko so raziskovalci želeli opazovati, kako elektroni letijo skozi reže, so delci na zaslonu prikazali samo dve navpični črti. Obnašali so se kot delci, ne kot valovi.

Københavnska razlaga

Sodobna razlaga Schrödingerjeve teorije se imenuje Kopenhagen. Izhajajoč iz opazovalčevega paradoksa, se sliši tako: dokler nihče ne spremlja atomskega jedra v sistemu, je hkrati v dveh državah - razpadel in neintegriran. Vendar pa je izjava, da je mačka živa in mrtva ob istem času, izjemno napačna. Dejansko se v makrokozmosu ne pojavljajo isti pojavi kot v mikrosvetu.

Zato ne govorimo o sistemu cat-core, ampak o tem, da sta povezana Geigerov števec in atomsko jedro. Jedro lahko izbere eno ali drugo stanje v trenutku izvajanja meritev. Vendar pa ta izbira ne poteka v trenutku, ko eksperimentator odpre škatlo s Schrodingerjevo mačko. Pravzaprav se odpiranje škatle odvija v makrokozmosu. Z drugimi besedami, v sistemu, ki je zelo daleč od atomskega sveta. Zato jedro izbere svoje stanje v trenutku, ko se dotakne detektorja Geigerovega števca. Tako je Erwin Schrödinger v miselnem eksperimentu sistem opisal nezadostno.

Splošni zaključki

Zato ni povsem pravilno povezati makrosistema z mikroskopskim svetom. V makrokozmosu kvantni zakoni izgubljajo svojo moč. Jedro atoma je lahko istočasno v dveh državah samo v mikrosvijetu. Enako ne moremo reči za mačko, saj je predmet makrokozmosa. Zato se na prvi pogled zdi, da se mačka premakne iz superpozicije v eno od držav v trenutku odpiranja škatle. Pravzaprav je njena usoda določena v trenutku, ko atomsko jedro sodeluje z detektorjem. Zaključek je naslednji: stanje sistema v enigmi Erwina Schrodingerja nikakor ni povezano z človekom. To ni odvisno od eksperimentatorja, ampak od detektorja - predmeta, ki "opazuje" jedro.

Nadaljevanje koncepta

Schrödingerjeva teorija je opisana na enostaven način, kot sledi: dokler opazovalec ne gleda na sistem, je lahko hkrati v dveh stanjih. Vendar pa je drugi znanstvenik, Eugene Wigner, šel še dlje in se odločil, da bo Schrödingerjev koncept povsem nesmiseln. "Dovolite mi!" Je dejal Wigner. "In kaj, če njegov kolega stoji poleg poskusnega opazovalca mačke?" Partner ne ve, kaj točno je opazovalec sam videl, ko je z mačko odprl škatlo. Schrödingerjeva mačka izhaja iz stanja superpozicije. Vendar ne za kolega opazovalca. Šele v tistem trenutku, ko postane slednji znan usodo mačke, se lahko žival končno imenuje živa ali mrtva. Poleg tega milijarde ljudi živi na planetu Zemlja. In najnovejša razsodba se lahko poda šele, ko rezultat eksperimenta postane last vseh živih bitij. Seveda lahko vsi ljudje na kratko povejo usodo mačke in Schrödingerjevo teorijo, vendar je to zelo dolg in težaven proces.

Principi kvantnega dualizma v fiziki niso nikoli ovrgli Schrödingerjev mentalni eksperiment. V nekem smislu se lahko vsako bitje imenuje niti živo niti mrtvo (v superpoziciji), dokler obstaja vsaj ena oseba, ki ga ne opazuje.