Яка тварина згадується в експерименті шредінгера. Історія кота Шредингера, який постраждав за науку. Або не постраждав — фізики й досі не можуть домовитись. Пару слів про квантову механіку

- Уявний експеримент фізика Ервіна Шредінгера, суть якого полягає в тому, що кіт в коробці одночасно живий і мертвий. Таким чином, вчений доводив неповноту квантової механіки при переході від субатомних систем до макроскопічних.

Походження

Австрійський фізик-теоретик Ервін Шредінгер у 1935 році у статті “Поточна ситуація у квантової механіки” (Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik) у виданні Naturwissenschaften запропонував експеримент із котом у коробці.

Беремо кота і поміщаємо у коробку. У коробці знаходиться атомне ядро та ємність з отруйним газом. Імовірність розпаду ядра - 50%, якщо він відбудеться, ємність із газом відкриється і кіт помре. Якщо розпад не відбувається – кіт живий. Згідно з основами квантової механіки, до того, як ми відкриємо коробку, кіт знаходиться в стані квантової суперпозиції - тобто у всіх станах одночасно.

Виходить, що в системі "кіт-ядро" кіт може бути живий або мертвий з однаковою ймовірністю 50%. Або він одночасно і живий, і мертвий.

Відсилання у популярній культурі

Значну роль у популяризації кота Шредінгера у масовій культурі відіграли фільми, серіали, книги та комп'ютерні ігри, де згадувався цей експеримент. Наведемо лише деякі приклади.

У 16 серії шостого сезону "Футурами" поліцейські затримують Шредінгера та його кота.

У другій серії першого сезону "Рік і Морті" головні герої зустрічаються з котами Шредінгера в паралельній реальності.

Шелдон Купер у “Теорії великого вибуху” за допомогою теорії про кота Шредінгера пояснював Пенні, як працюють відносини між чоловіками та жінками.

Значення

Кіт Шредінгера – не лише інтернет-мем, а й герой масової культури. Кіт, який водночас і живий, і мертвий, символізує певну двозначність. Про Шредінгера згадують, коли щось одночасно є смішним і ні, або коли щось одночасно заборонено і дозволено. Наприклад, світлофор, у якого одночасно горить червоний і зелений сигнал – світлофор Шредінгера.

Галерея

У статті описується, що таке теорія Шредінгера. Показано внесок цього великого вченого в сучасну науку, і навіть описаний вигаданий їм уявний досвід для кота. Коротко змальовано область застосування таких знань.

Ервін Шредінгер

Горезвісного кота, який ні живий, ні мертвий, зараз задіяні скрізь. Про нього знімають фільми, на його честь називають спільноти про фізику та тварин, є навіть такий бренд одягу. Але найчастіше люди мають на увазі парадокс із нещасним котом. А ось про його творця, Ервіна Шредінгера, як правило, забувають. Він народився у Відні, який тоді був частиною Австро-Угорщини. Був сином дуже освіченої та заможної сім'ї. Його батько, Рудольф, виробляв лінолеум і вкладав гроші навіть у науку. Його мати була дочкою хіміка, і Ервін часто ходив слухати до академії лекції діда.

Оскільки одна з бабусь вченого була англійкою, з дитинства він був зацікавлений іноземними мовамиі досконало опанував англійську. Не дивно, що в школі Шредінгер щороку був найкращим у класі, а в університеті ставив складні питання. У науці початку двадцятого століття вже було виявлено невідповідності між більш зрозумілою класичною фізикою та поведінкою частинок мікро- та наноміру. На вирішення суперечностей, що виникають, і кинув усі сили

Внесок в науку

Спочатку варто сказати, що цей фізик займався багатьма областями науки. Однак коли ми вимовляємо «теорія Шредінгера», то маємо на увазі не створене ним математично стрункий опис кольору, а внесок у квантову механіку. У ті часи технологія, експеримент і теорія йшли пліч-о-пліч. Розвивалася фотографія, було зафіксовано перші спектри, відкрилося явище радіоактивності. Вчені, які отримували результати, тісно взаємодіяли з теоретиками: погоджувалися, доповнювали одне одного, сперечалися. Створювалися нові школи та галузі науки. Світ заграв зовсім іншими фарбами, і людство отримало нові загадки. Незважаючи на складність математичного апарату, описати, що таке теорія Шредінгера, простою мовоюможна, можливо.

Квантовий світ – це просто!

Зараз добре відомо, що масштаб об'єктів, що досліджуються, безпосередньо впливає на результати. Бачні оку предмети підпорядковуються поняттям класичної фізики. Теорія Шредінгера застосовна до тіл розмірами сто на сто нанометрів і менше. А найчастіше мова йдевзагалі про окремі атоми і дрібніші частинки. Отже, кожен елемент мікросистем має одночасно властивості як частинки, так і хвилі (корпускулярно-хвильовий дуалізм). Від матеріального світу електронам, протонам, нейтронам тощо притаманна маса і пов'язані з нею інерція, швидкість, прискорення. Від теоретичної хвилі – такі параметри, як частота та резонанс. Для того щоб зрозуміти, як це можливо одночасно, і чому вони невіддільні один від одного, ученим потрібно було переглянути все уявлення про будову речовин.

Теорія Шредінгера передбачає, що ці дві властивості пов'язані через якийсь конструкт, званий хвильової функцією. Знаходження математичного опису цього поняття принесло Шредінгер Нобелівську премію. Проте фізичний сенс, який приписав йому автор, не співпав із уявленнями Бора, Зоммерфельда, Гейзенберга та Ейнштейна, які започаткували так звану Копенгагенську інтерпретацію. Звідси виник «парадокс кота».

Хвильова функція

Коли йдеться про мікросвіт елементарних частинок, втрачають сенс поняття, властиві макромасштабам: маса, обсяг, швидкість, розмір І вступають у свої права хиткі ймовірності. Об'єкти таких розмірів неможливо зафіксувати людині - людям доступні лише опосередковані способи вивчення. Наприклад, смужки світла на чутливому екрані або плівці, кількість клацань, товщина напилюваної плівки. Решта - область розрахунків.

Теорія Шредінгера будується на рівняннях, що їх вивів цей учений. А їхньою невід'ємною складовою є хвильова функція. Вона однозначно визначає тип і квантові властивості досліджуваної частки. Вважається, що показує стан, наприклад, електрона. Однак вона сама, всупереч уявленням її автора, фізичного сенсуне має. Це просто зручний математичний інструмент. Оскільки в нашій статті викладається теорія Шредінгера простими словами, Скажімо, що квадрат хвильової функції визначає можливість знайти систему в заздалегідь заданому стані.

Кіт як приклад макрооб'єкта

З цією інтерпретацією, що називається копенгагенською, сам автор не погодився до кінця життя. Йому зазнала розмитість поняття ймовірності, і він наполягав на наочності самої функції, а не її квадрата.

Як приклад неспроможності таких уявлень він стверджував, що в такому випадку мікросвіт впливав би на макрооб'єкти. Теорія свідчить таке: якщо в герметичну коробку помістити живий організм (наприклад, кота) і капсулу з отруйним газом, що відкривається, якщо радіоактивний елемент розпадається, і залишається закритою, якщо розпад не відбувається, то до відкриття коробки отримуємо парадокс. Згідно з квантовими уявленнями, атом радіоактивного елемента з деякою ймовірністю за певний проміжок часу розпадеться. Таким чином, до експериментального виявлення атом одночасно і цілий, і немає. І, як говорить теорія Шредінгера, на цю ж частку ймовірності кіт одночасно мертвий, а в іншому живий. Що, погодьтеся, абсурдно, бо відкривши коробку, ми виявимо тільки один стан тварини. І в закритій ємності, поруч зі смертоносною капсулою, кіт або мертвий, або живий, тому що ці показники дискретні і не передбачають проміжних варіантів.

Даному феномену є конкретне, але не до кінця доведене пояснення: за відсутності обмежують час умов визначення конкретного стану гіпотетичного кота цей експеримент, безсумнівно, парадоксальний. Проте квантовомеханические правила не можна використовуватиме макрообъектов. Точно провести кордон між мікросвітом та звичайним поки що не вийшло. Проте тварина розміром з кішку, поза сумнівом, - макрооб'єкт.

Застосування квантової механіки

Як і будь-якого, навіть теоретичного, явища, постає питання, чим може бути корисний кіт Шредінгера. Теорія великого вибуху, наприклад, ґрунтується саме на процесах, що стосуються цього уявного експерименту. Все, що відноситься до надвисоких швидкостей, надмалу будову речовини, вивчення всесвіту як такої, пояснюється навіть квантовою механікою.

У 1935 році, затятим противником щойно виниклої квантової механіки, Еріком Шредінгером була опублікована стаття, що передбачала викрити і довести неспроможність нової гілки розвитку фізики.

Суть статті полягає в проведенні уявного експерименту:

У герметичному ящику розміщується живий кіт.
Поруч із котом міститься лічильник Гейгера, в якому розташовується один радіоактивний атом.
Безпосередньо до лічильника Гейгера приєднується колба наповнена кислотою.
Можливий розпад радіоактивного атома приведе в дію лічильник Гейгера, який, у свою чергу, розіб'є колбу і кислота, що вилилася з неї, вб'є кота.
Чи залишиться живим кіт чи помре, якщо перебуватиме разом із такими незручними сусідами?
Для експерименту виділяється одна година.

Відповідь на це питанняі був покликаний довести неспроможність квантової теорії, в основі якої лежить суперпозиція: закон парадоксу — всі мікрочастинки нашого світу завжди миттєво перебувають у двох станах, доки за ними не починають спостерігати.

Тобто, перебуваючи в замкнутому просторі (квантова теорія), наш кіт, як і його непередбачуваний сусід — атом, присутні синхронно у двох станах:

Живий і водночас мертвий кіт.
Розпався, і в той же час атом, що не розпався.

Що, згідно з класичною фізикою, є досконалим абсурдом. Неможливе одномоментне існування таких, взаємовиключних речей.

І це правильно, але лише з погляду макросвіту. Тоді як у мікросвіті діють зовсім інші закони, тому Шредінгер помилявся, застосовуючи закони макросвіту до відносин всередині мікросвіту. Не розуміючи, що цілеспрямоване спостереження за невизначеностями мікросвіту, що відбуваються, усувають останні.

Іншими словами, якщо відкрити замкнуту систему, в яку поміщений кіт разом з радіоактивним атомом, ми побачимо лише один із можливих станів випробуваного.

Це вдалося довести американському фізику з університету штату Арканзас, Арту Хобсону (Art Hobson). Відповідно до його теорії, якщо з'єднати мікросистему (радіоактивний атом) з макросистемою (лічильником Гейгера), остання обов'язково перейметься станом квантової заплутаності першою і перейде в суперпозицію. А оскільки ми не можемо зробити безпосереднє спостереження цього явища, воно для нас стане неприйнятним (що і доводив Шредінгер).

Отже, ми з'ясували, що атом та лічильник радіації знаходяться в одній суперпозиції. Тоді ким чи чим для цієї системи можна назвати кота? Якщо міркувати логічно, кіт, у разі, стає покажчиком стану радіоактивного ядра (просто — індикатором):

Кіт живий, ядро не розпалося.
Кіт - мертвий, ядро розпалося.

Однак, треба врахувати і той факт, що кіт також є частиною єдиної системи, тому що також знаходиться всередині ящика. Тому, відповідно до теорії кванта, кіт перебуває у, так званої, не локальної зв'язку з атомом, тобто. у заплутаному стані, а значить у суперпозиції мікросвіту.

Звідси випливає, що при раптовій зміні одного з об'єктів системи теж відбудеться і з іншим об'єктом, як би далеко один від одного вони не знаходилися. Миттєва зміна стану обох об'єктів доводить, що ми маємо справу з єдиною системою, просто розділеною простором на дві частини.

А значить, можна з упевненістю говорити про те, що кіт Шредінгера миттєво, або живий, якщо атом не розпався, або мертвий, якщо стався розпад атома.

І все-таки, саме завдяки уявному експерименту Шредінгера, був сконструйований математичний прилад, що описує суперпозицію мікросвіту. Ці знання знайшли широке застосуванняу криптографії та комп'ютерних технологіях.

Насамкінець хотілося б відзначити невичерпну любов до таємничого парадоксу «кота Шредінгера» з боку всіляких письменників та кінематографа. Ось тільки кілька прикладів:

Магічний пристрій, під назвою, «Кіт Шредінгера», у романі Лук'яненка «Останній Дозор».
У детективному романі Дугласа Адамса «Детективне агентство Дірка Джентлі» йде живе обговорення проблеми кота Шредінгера.
У романі Р. Е. Хайнлайна «Кіт, що проходить крізь стіни», головний герой, Кіт, майже постійно знаходиться одномоментно у двох станах
Знаменитий чеширський кіт Льюїса Керролла у романі «Аліси у країні чудес», любить, миттєво з'являтися у кількох місцях.
У романі «451 градус за Фаренгейтом» Рей Бредбері порушує питання про кота Шредінгера, в образі живого — мертвого механічного пса.
У романі «Маг-цілитель» Крістофер Сташеф дуже своєрідно описує своє бачення кота Шредінгера.

І ще багато інших феєричних, абсолютно неможливих уявлень про такий загадковий мислений експеримент.

До свого сорому хочу зізнатися, що чув цей вислів, але не знав взагалі, що воно означає і хоча б по якій темі вживається. Давайте я вам розповім, що вичитав в інтернеті про цього кота.

« кіт Шредінгера» – так називається знаменитий уявний експеримент знаменитого австрійського фізика-теоретика Ервіна Шредінгера, який також є лауреатом Нобелівської премії. За допомогою цього вигаданого досвіду вчений хотів показати неповноту квантової механіки під час переходу від субатомних систем до макроскопічних систем.

Оригінальна стаття Ервіна Шредінгера побачила світ 1935 року. Ось цитата:

Можна побудувати й випадки, у яких досить бурлеску. Нехай який-небудь кіт замкнений у сталевій камері разом із наступною диявольською машиною (яка має бути незалежно від втручання кота): усередині лічильника Гейгера знаходиться крихітна кількість радіоактивної речовини, настільки невелике, що протягом години може розпастись лише один атом, але з такою ж ймовірністю може і не розпастись; якщо ж це станеться, трубка, що зчитує, розряджається і спрацьовує реле, що спускає молот, який розбиває колбочку з синильною кислотою.

Якщо на годину надати всю цю систему самій собі, то можна сказати, що кіт буде живий після цього часу, якщо розпаду атома не відбудеться. Перший розпад атома отруїв би кота. Пси-функція системи в цілому виражатиме це, змішуючи в собі або розмазуючи живого і мертвого кота (вибачте за вираз) у рівних частках. Типовим у разі є те, що невизначеність, спочатку обмежена атомним світом, перетворюється на макроскопічну невизначеність, яка може бути усунена шляхом прямого спостереження. Це заважає нам наївно прийняти «модель розмиття» як дійсність, що відображає. Саме собою це означає нічого неясного чи суперечливого. Є різниця між нечітким або розфокусованим фото та знімком хмар або туману.

Іншими словами:

Є ящик та кіт. У ящику є механізм, що містить радіоактивне атомне ядро та ємність з отруйним газом. Параметри експерименту підібрані так, що ймовірність розпаду ядра за годину становить 50%. Якщо ядро розпадається, відкривається ємність із газом і кіт гине. Якщо розпаду ядра не відбувається - кіт залишається живий-здоровий.
Закриваємо кота в ящик, чекаємо годину і запитуємо: чи живий кіт чи мертвий?
Квантова ж механіка говорить нам, що атомне ядро (а отже і кіт) знаходиться у всіх можливих станах одночасно (див. квантова суперпозиція). Перш ніж ми відкрили ящик, система «кіт-ядро» знаходиться в стані «ядро розпалося, кіт мертвий» з ймовірністю 50% і в стані «ядро не розпалося, кіт живий» з ймовірністю 50%. Виходить, що кіт, що сидить у ящику, і живий, і мертвий одночасно.
Відповідно до сучасної копенгагенської інтерпретації, кіт-таки живий/мертвий без будь-яких проміжних станів. А вибір стану розпаду ядра відбувається не в момент відкриття ящика, а коли ядро потрапляє в детектор. Тому що редукція хвильової функції системи "кіт-детектор-ядро" не пов'язана з людиною-спостерігачем ящика, а пов'язана з детектором-спостерігачем ядра.

Відповідно до квантової механіки, якщо над ядром атома не проводиться спостереження, то його стан описується змішанням двох станів - ядра, що розпалося, і ядра, що не розпалося, отже, кіт, що сидить в ящику і втілює ядро атома, і живий, і мертвий одночасно. Якщо ж ящик відкрити, то експериментатор може побачити тільки якийсь один конкретний стан - "ядро розпалося, кіт мертвий" або "ядро не розпалося, кіт живий".

Суть людською мовою: Експеримент Шредінгера показав, що, з погляду квантової механіки, кіт одночасно і живий, і мертвий, чого не може бути. Отже, квантова механіка має суттєві вади.

Питання так: коли система перестає існувати як змішання двох станів і вибирає одне конкретне? Мета експерименту - показати, що квантова механіка неповна без деяких правил, які вказують, за яких умов відбувається колапс хвильової функції, і кіт стає мертвим, або залишається живим, але перестає бути змішанням того й іншого. Оскільки ясно, що кіт обов'язково має бути або живим, або мертвим (не існує стану, проміжного між життям та смертю), то це буде аналогічно і для атомного ядра. Воно обов'язково має бути або розпалася, або нерозпалася (Вікіпедія).

Ще однією найсвіжішою інтерпретацією уявного досвіду Шредінгера є розповідь Шелдона Купера, героя серіалу «Теорія величезного вибуху» («Big Bang Theory»), який він сказав для менш освіченої сусідки Пенні. Суть оповідання Шелдона у тому, що концепція кота Шредінгера можна застосувати у відносинах для людей. Щоб зрозуміти, що відбувається між чоловіком і жінкою, які стосунки між ними: хороші чи погані, – потрібно просто відкрити скриньку. А до цього відносини є одночасно і добрими, і поганими.

Нижче наведено відеофрагмент цього діалогу «Теорії великого вибуху» між Шелдоном та Пенією.

Ілюстрація Шредінгера є найкращим прикладом для опису головного парадоксу квантової фізики: згідно з її законами, частинки, такі як електрони, фотони і навіть атоми існують у двох станах одночасно («живих» і «мертвих», якщо згадувати багатостраждального кота). Ці стани називаються суперпозиціями.

Американський фізик Арт Хобсон (Art Hobson) з університету Арканзасу (Arkansas State University) запропонував своє рішення цього феномена.

«Вимірювання в квантової фізикибазуються на роботі деяких макроскопічних механізмів, таких як лічильник Гейгера, за допомогою яких визначається квантовий стан мікроскопічних систем - атомів, фотонів та електронів. Квантова теорія має на увазі, що якщо ви приєднаєте мікроскопічну систему (частку) до деякого макроскопічного пристрою, що розрізняє два різні стани системи, то прилад (лічильник Гейгера, наприклад) перейде в стан квантової заплутаності і теж опиниться одночасно у двох суперпозиціях. Однак неможливо спостерігати це явище безпосередньо, що робить його неприйнятним», – розповідає фізик.

Хобсон каже, що у парадоксі Шредінгера кіт грає роль макроскопічного приладу, лічильника Гейгера, приєднаного до радіоактивного ядра, визначення стану розпаду чи «нерозпаду» цього ядра. У такому разі живий кіт буде індикатором «нерозпаду», а мертвий кіт – показником розпаду. Але згідно з квантовою теорією, кіт, так само як і ядро, повинен перебувати у двох суперпозиціях життя та смерті.

Натомість, за словами фізика, квантовий стан кота має бути заплутаним із станом атома, що означає, що вони перебувають у «нелокальному зв'язку» один з одним. Тобто, якщо стан одного із заплутаних об'єктів раптово зміниться на протилежне, то стан його пари точно також зміниться, на якій відстані вони не знаходилися б один від одного. При цьому Хобсон посилається на експериментальні підтвердження цієї квантової теорії.

«Найцікавіше теоретично квантової заплутаності - це те, що зміна стану обох частинок відбувається миттєво: ніяке світло або електромагнітний сигнал не встиг би передати інформацію від однієї системи до іншої. Таким чином, можна сказати, що це один об'єкт, розділений на дві частини простором, і неважливо, наскільки велика відстань між ними», - пояснює Хобсон.

Кіт Шредінгера більше не живий і мертвий одночасно. Він мертвий, якщо станеться розпад, і живий, якщо розпад так і не станеться.

Додамо, що схожі варіанти вирішення цього феномена були запропоновані ще трьома групами вчених за останні тридцять років, але вони не були сприйняті всерйоз і так і залишилися непоміченими в широких наукових колах. Хобсон зазначає, що рішення парадоксів квантової механіки, хоча б теоретичні, абсолютно необхідні її глибинного розуміння.

Шредінгер

А ось зовсім недавно ТЕОРЕТИКИ ПОЯСНИЛИ, ЯК ГРАВІТАЦІЯ Вбиває кота Шредінгера, але це вже складніше...

Як правило, фізики пояснюють феномен того, що суперпозиція можлива у світі частинок, але неможлива з котами чи іншими макрооб'єктами, перешкодами від довкілля. Коли квантовий об'єкт проходить крізь поле або взаємодіє з випадковими частинками, він відразу приймає лише один стан - як би його виміряли. Саме так і руйнується суперпозиція, як вважали вчені.

Але навіть якщо будь-яким чином стало можливим ізолювати макрооб'єкт, що знаходиться в стані суперпозиції, від взаємодій з іншими частинками і полями, то все одно рано чи пізно прийняв би один-єдиний стан. Принаймні це вірно для процесів, що протікають на поверхні Землі.

«Десь у міжзоряному просторі, можливо, кіт і мав би шанс зберегти квантову когерентність, але на Землі або поблизу будь-якої планети це дуже малоймовірно. І причина цього – гравітація», - пояснює провідний автор нового дослідження Ігор Піковський (Igor Pikovski) із Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики.

Піковський та його колеги з Віденського університету стверджують, що гравітація має руйнівний вплив на квантові суперпозиції макрооб'єктів, і тому ми не спостерігаємо подібних явищ у макросвіті. Базова концепція нової гіпотези, до речі, стисло викладена в художньому фільмі «Інтерстеллар».

Ейнштейнівська загальна теоріявідносності каже, що надзвичайно масивний об'єктбуде викривляти поблизу себе простір-час. Розглядаючи ситуацію на дрібнішому рівні, можна сказати, що для молекули, вміщеної біля поверхні Землі, час буде йти трохи повільніше, ніж для тієї, що знаходиться на орбіті нашої планети.

Через вплив гравітації на простір-час молекула, що потрапила під цей вплив, зазнає відхилення у своєму становищі. І це, своєю чергою, має вплинути і її внутрішню енергію - коливання частинок у молекулі, які змінюються з часом. Якщо молекулу ввести в стан квантової суперпозиції двох локацій, то співвідношення між становищем і внутрішньою енергією незабаром змусило молекулу «вибрати» тільки одну з двох позицій у просторі.

"У більшості випадків явище декогеренції пов'язане із зовнішнім впливом, але в даному випадку внутрішнє коливання частинок взаємодіє з рухом самої молекули", - пояснює Піковський.

Цей ефект поки що ніхто не спостерігав, оскільки інші джерела декогеренції, такі як магнітні поля, теплове випромінюванняі вібрації, як правило, набагато сильніші, і викликають руйнування квантових систем задовго до того, як це зробить гравітація. Але експериментатори прагнуть перевірити висловлену гіпотезу.

Подібна установка може бути використана для перевірки здатності гравітації руйнувати квантові системи. Для цього необхідно буде порівняти вертикальний і горизонтальний інтерферометри: у першому суперпозиція повинна незабаром зникнути через розтяг часу на різних «висота» шляху, тоді як у другому квантова суперпозиція може і зберегтися.

Чи не втратите.Підпишіться та отримайте посилання на статтю собі на пошту.

Напевно, ви не раз чули, що існує такий феномен, як «Кіт Шредінгера». Але якщо ви не фізик, то, швидше за все, лише віддалено уявляєте, що це за кіт і навіщо він потрібний.

« кіт Шредінгера- так називається знаменитий уявний експеримент знаменитого австрійського фізика-теоретика Ервіна Шредінгера, який також є лауреатом Нобелівської премії. За допомогою цього вигаданого досвіду вчений хотів показати неповноту квантової механіки під час переходу від субатомних систем до макроскопічних систем.

У даній статті дана спроба пояснити простими словами суть теорії Шредінгера про кота та квантову механіку, так щоб це було доступно людині, яка не має вищої технічної освіти. У статті також будуть представлені різні інтерпретації експерименту, зокрема з серіалу «Теорія великого вибуху».

Опис експерименту

Оригінальна стаття Ервіна Шредінгера побачила світ 1935 року. У ній експеримент був описаний з використанням або навіть уособлення:

Можна побудувати й випадки, у яких досить бурлеску. Нехай який-небудь кіт замкнений у сталевій камері разом з наступною диявольською машиною (яка повинна бути незалежно від втручання кота): усередині лічильника Гейгера знаходиться крихітна кількість радіоактивної речовини, така невелика, що протягом години може розпастись тільки один атом, але з такою ж ймовірністю може і не розпастись; якщо ж це станеться, трубка, що зчитує, розряджається і спрацьовує реле, що спускає молот, який розбиває колбочку з синильною кислотою.

Іншими словами:

Є ящик та кіт. У ящику є механізм, що містить радіоактивне атомне ядро та ємність з отруйним газом. Параметри експерименту підібрані так, що ймовірність розпаду ядра за годину становить 50%. Якщо ядро розпадається, відкривається ємність із газом і кіт гине. Якщо розпаду ядра не відбувається - кіт залишається живий-здоровий.
Закриваємо кота в ящик, чекаємо годину і запитуємо: чи живий кіт чи мертвий?
Квантова ж механіка говорить нам, що атомне ядро (а отже і кіт) знаходиться у всіх можливих станах одночасно (див. квантова суперпозиція). Перш ніж ми відкрили ящик, система «кіт-ядро» знаходиться в стані «ядро розпалося, кіт мертвий» з ймовірністю 50% і в стані «ядро не розпалося, кіт живий» з ймовірністю 50%. Виходить, що кіт, що сидить у ящику, і живий, і мертвий одночасно.
Відповідно до сучасної копенгагенської інтерпретації, кіт-таки живий/мертвий без будь-яких проміжних станів. А вибір стану розпаду ядра відбувається не в момент відкриття ящика, а коли ядро потрапляє в детектор. Тому що редукція хвильової функції системи "кіт-детектор-ядро" не пов'язана з людиною-спостерігачем ящика, а пов'язана з детектором-спостерігачем ядра.

Пояснення простими словами

Питання так: коли система перестає існувати як змішання двох станів і вибирає одне конкретне? Мета експерименту - показати, що квантова механіка неповна без деяких правил, які вказують, за яких умов відбувається колапс хвильової функції, і кіт стає мертвим, або залишається живим, але перестає бути змішанням того й іншого. Оскільки ясно, що кіт обов'язково має бути або живим, або мертвим (не існує стану, проміжного між життям і смертю), це буде аналогічно і для атомного ядра. Воно обов'язково має бути або розпалася, або нерозпалася (Вікіпедія).

Відео з «Теорії великого вибуху»

Нижче наведено відеофрагмент цього діалогу «Теорії великого вибуху» між Шелдоном та Пенією.

Чи залишився кіт живим у результаті експерименту?

Для тих, хто неуважно читав статтю, але все одно переживає за кота — добрі новини: не переживайте, за нашими даними, внаслідок уявного експерименту божевільного австрійського фізика

ЖОДНИЙ КІТ НЕ ПОСТРАДАВ