Schrödingerova teorija jednostavnim izrazima. Schrödingerova mačka. Erwin schrödinger

Karakteristično obilježje rada istaknutog znanstvenika Erwin Schrödinger postojala je neka vrsta "sekundarnog". Sam se rijetko bavio određenim znanstvenim problemom. Njegov omiljeni žanr rada bio je odgovor na nečije znanstveno istraživanje, razvoj ovog djela ili njegove kritike. Unatoč činjenici da je sam Schrödinger po prirodi bio individualist, uvijek mu je trebala tuđa misao, podrška za daljnji rad. Unatoč tom jedinstvenom pristupu, Schrodinger je uspio napraviti mnoga otkrića.

Biografske informacije

Schroddingerova teorija sada je poznata ne samo studentima fizičkih i matematičkih fakulteta. Bit će zanimljivo svakome tko ima interes za popularnu znanost. Tu teoriju stvorio je poznati fizičar E. Schrödinger, koji je ušao u povijest kao jedan od tvoraca kvantne mehanike. Znanstvenik je rođen 12. kolovoza 1887. u obitelji vlasnika tvornice za proizvodnju platna. Budući znanstvenik, poznat u cijelom svijetu zbog svoje tajne, bio je oduševljen botanikom i slikanjem u djetinjstvu. Njegov prvi mentor bio je njegov otac. Godine 1906. Schrödinger je započeo studij na Sveučilištu u Beču, tijekom kojeg se počeo diviti fizici. Kada je Prvi svjetski rat stigao, znanstvenik je otišao u službu artiljerije. U slobodno vrijeme proučavao je teorije Alberta Einsteina.

Do početka 1927. razvila se dramatična situacija u znanosti. E. Schrödinger je smatrao da ideja kontinuiteta valova treba biti temelj teorije kvantnih procesa. Heisenberg je, naprotiv, vjerovao da je temelj za ovo polje znanja trebao biti koncept valnog diskontinuiteta, kao i ideja kvantnih skokova. Niels Bohr nije zauzimao nijednu poziciju.

Napredak u znanosti

Za stvaranje koncepta valne mehanike 1933. Schrödinger je dobio Nobelovu nagradu. Međutim, odgajani u tradiciji klasične fizičari, znanstvenici Nisam mogao razmišljati u drugim kategorijama i nisam smatrao da je kvantna mehanika punopravna grana znanja. Nije mogao zadovoljiti dvojno ponašanje čestica i pokušao ga je isključivo svesti na val. U svojoj raspravi s N. Bohrom, Schrödinger je to rekao ovako: "Ako planiramo očuvati ove kvantne skokove u znanosti, onda mi je općenito žao što sam svoj život povezao s atomskom fizikom".

Daljnji rad istraživača

U isto vrijeme, Schrödinger nije bio samo jedan od tvoraca moderne kvantne mehanike. On je bio znanstvenik koji je u znanstvenu upotrebu uveo pojam "objektivnost opisa". To je mogućnost znanstvenih teorija da opišu stvarnost bez sudjelovanja promatrača. Njegova daljnja istraživanja bila su posvećena teoriji relativnosti, termodinamičkim procesima, nelinearnoj elektrodinamici Born. Također, znanstvenici su nekoliko puta pokušali stvoriti jedinstvenu teoriju polja. Osim toga, E. Schrödinger je govorio na šest jezika.

Najpoznatija tajna

Schrodingerova teorija, u kojoj se pojavljuje ista mačka, izrasla je iz kritike kvantne teorije znanstvenika. Jedno od glavnih načela je da, dok se sustav ne prati, on je u stanju superpozicije. Naime, u dvije ili više država koje isključuju međusobno postojanje. Stanje superpozicije u znanosti ima sljedeću definiciju: sposobnost kvanta, koji također može biti elektron, foton ili, na primjer, jezgra atoma, biti će istodobno u dva stanja ili čak u dvije točke u prostoru u vrijeme kada nitko ne gleda.

Objekti u različitim svjetovima

Vrlo je teško običnoj osobi razumjeti takvu definiciju. Doista, svaki predmet materijalnog svijeta može biti ili u jednoj točki u prostoru ili u drugoj. Da bi se ilustrirao ovaj fenomen može biti kako slijedi. Promatrač uzima dvije kutije i stavlja tenisku lopticu u jednu od njih. Jasno je da je on u jednoj kutiji, a ne u drugoj. Ali ako stavimo elektron u jedan od spremnika, onda će sljedeća tvrdnja biti istinita: ova se čestica nalazi u dvije kutije u isto vrijeme, bez obzira na to koliko se čini paradoksalno. Na isti način, elektron u atomu nije u točno određenoj točki u bilo kojem trenutku. Okreće se oko jezgre, koja se nalazi na svim točkama orbite u isto vrijeme. U znanosti se ovaj fenomen naziva "elektronski oblak".

Što je znanstvenik želio dokazati?

Dakle, ponašanje malih i velikih objekata provodi se prema potpuno različitim pravilima. U kvantnom svijetu postoje neki zakoni, au makrokozmosu potpuno različiti. Međutim, ne postoji takav koncept koji bi objasnio prijelaz iz svijeta materijalnih objekata, poznatih ljudima, u mikrosvijet. Schrödingerova teorija nastala je kako bi pokazala nedostatnost istraživanja u području fizike. Znanstvenik je htio pokazati da postoji znanost, čija je svrha opisati male objekte, a postoji i područje znanja koje proučava obične predmete. Na mnogo načina, zahvaljujući radu znanstvenika, postojala je podjela fizike na dva područja: kvantna i klasična.

Schrödingerova teorija: Opis

Znanstvenik je opisao svoj poznati misaoni eksperiment 1935. godine. U svom se ponašanju oslanjao na Schrödingera princip superpozicije. Schrödinger je naglasio da sve dok ne promatramo foton, on može biti i čestica i val; i crvene i zelene; i okrugli i kvadratni. Ovaj princip nesigurnosti, koji izravno proizlazi iz koncepta kvantnog dualizma, Schrödinger je upotrijebio u svojoj dobro poznatoj zagonetki o mački. Ukratko, značenje eksperimenta je sljedeće:

• Mačka se stavlja u zatvorenu kutiju, kao i spremnik koji sadrži hidrocianična kiselina i radioaktivne tvari.
• Jezgra unutar jednog sata može se prekinuti. Vjerojatnost za to je 50%.
• Ako se atomska jezgra raspada, ona će biti fiksirana pomoću Geigerovog brojača. Mehanizam će raditi, a kutija s otrovom će biti slomljena. Mačka će umrijeti.
• Ako se kolaps ne dogodi, Schrödingerova mačka bit će živa.

Prema toj teoriji, dok se mačka ne prati, ona je istodobno u dva stanja (mrtva i živa), baš kao i jezgra atoma (raspadnuta ili ne raspada). Naravno, to je moguće samo pod zakonima kvantnog svijeta. U makrokozmosu, mačka ne može biti živa i mrtva u isto vrijeme.

Paradoks promatrača

Da bismo razumjeli suštinu Schrödingerove teorije, također je potrebno imati ideju o paradoksu promatrača. Njegovo značenje je da objekti mikrosvijeta mogu biti istodobno u dva stanja samo kada se ne prate. Na primjer, u znanosti je poznat takozvani "Eksperiment s 2 mjesta i promatrača". Znanstvenici su usmjerili snop elektrona na neprozirnu ploču na kojoj su napravljena dva okomita otvora. Na zaslonu iza ploče, elektroni su obojili valni uzorak. Drugim riječima, ostavili su crne i bijele pruge. Kada su istraživači željeli promatrati kako elektroni prolaze kroz utore, čestice su prikazale samo dvije okomite pruge na zaslonu. Ponašali su se kao čestice, ne kao valovi.

Kopenhaško objašnjenje

Moderno objašnjenje Schrödinger-ove teorije naziva se Kopenhagen. Polazeći od paradoksa promatrača, zvuči ovako: sve dok nitko ne gleda atomsku jezgru u sustavu, ona je istovremeno u dva stanja - dezintegrirana i neintegrirana. Međutim, tvrdnja da je mačka živa i mrtva u isto vrijeme je iznimno pogrešna. Doista, u makrokozmosu se nikada ne promatraju isti fenomeni kao u mikrosvijetu.

Dakle, ne govorimo o sustavu mačje jezgre, već o činjenici da su Geigerov brojač i atomska jezgra međusobno povezani. Kernel može odabrati jedno ili drugo stanje u trenutku mjerenja. Međutim, taj se izbor ne događa u trenutku kada eksperimentator otvori kutiju s Schrodingerovom mačkom. Zapravo, otvaranje kutije se odvija u makrokozmosu. Drugim riječima, u sustavu koji je vrlo udaljen od atomskog svijeta. Stoga, kernel bira svoje stanje u trenutku kada pogodi detektor Geigerovog brojača. Tako je Erwin Schrödinger u svom misaonom eksperimentu nedovoljno opisao sustav.

Opći zaključci

Stoga nije posve ispravno povezati makrosustav s mikroskopskim svijetom. U makrokozmosu, kvantni zakoni gube svoju moć. Jezgra atoma može biti istodobno u dva stanja samo u mikrosvijetu. Isto se ne može reći za mačku, budući da je ona predmet makrokozmosa. Stoga se na prvi pogled čini da se mačka iz superpozicije kreće u jednu od država u trenutku otvaranja kutije. Zapravo, njegova se sudbina određuje u trenutku kada atomska jezgra stupa u interakciju s detektorom. Zaključak se može iznijeti na sljedeći način: stanje sustava u enigmi Erwina Schrodingera ni na koji način nije povezano s čovjekom. Ne ovisi o eksperimentatoru, nego o detektoru - objektu koji "promatra" jezgru.

Nastavak koncepta

Schrödingerova teorija opisana je jednostavnim riječima kako slijedi: sve dok promatrač ne gleda u sustav, može biti u dva stanja istovremeno. Međutim, drugi znanstvenik, Eugene Wigner, otišao je dalje i odlučio donijeti Schrödingerov koncept do potpune apsurdnosti. "Dopustite mi!", Rekao je Wigner. "A što ako njegov kolega stoji pored eksperimenta promatrajući mačku?" Partner ne zna što je točno eksperimentator vidio kad je otvorio kutiju s mačkom. Schrödingerova mačka izlazi iz stanja superpozicije. Međutim, ne za kolegu promatrača. Tek u tom trenutku kada sudbina mačke postane poznata potonjem, životinja se konačno može nazvati živom ili mrtvom. Osim toga, milijarde ljudi žive na planeti Zemlji. I posljednja presuda može se donijeti samo kada rezultat eksperimenta postane vlasništvo svih živih bića. Naravno, svi ljudi mogu kratko reći sudbinu mačke i teoriju o Schrödingeru, ali to je vrlo dug i naporan proces.

Principi kvantnog dualizma u fizici nikada nisu bili pobijeni Schrödingerovim mentalnim eksperimentom. U određenom smislu, svako se biće može nazvati živim ili mrtvim (u superpoziciji) sve dok postoji barem jedna osoba koja ga ne promatra.