Байгалийн сонголт гэсэн нэр томъёо. Хувьслын хөдөлгөгч хүч: байгалийн шалгарлын ямар хэлбэрүүд байдаг

1935 онд агуу физикч, Нобелийн шагналтан, үүсгэн байгуулагч квант механикЭрвин Шредингер өөрийн алдартай парадоксыг томъёолжээ.

Эрдэмтэд хэрэв та ямар нэгэн муурыг аваад "тамын машин" бүхий тунгалаг ган хайрцагт хийвэл тэр нэг цагийн дараа амьд, үхсэн байх болно гэж зөвлөсөн. Хайрцаг дахь механизм нь иймэрхүү харагдаж байна: Geiger тоолуурын дотор бичил харуурын хэмжээ байдаг цацраг идэвхт бодис, нэг цагийн дотор зөвхөн нэг атом болж задрах чадвартай; Үүний зэрэгцээ, ижил магадлалтайгаар энэ нь ялзрахгүй байж болно. Хэрэв ялзрал үүсвэл хөшүүргийн механизм ажиллаж, алх нь савыг гидроцианы хүчилээр хугалж, муур үхэх болно; хэрэв ялзрал байхгүй бол хөлөг онгоц бүрэн бүтэн хэвээр үлдэж, муур амьд, эрүүл байх болно.

Хэрэв энэ нь муур, хайрцагны тухай биш, харин дэлхийн тухай байсан бол субатомын тоосонцор, тэгвэл эрдэмтэд муурыг нэгэн зэрэг амьд, үхсэн гэж хэлэх байсан ч макро ертөнцийн хувьд ийм дүгнэлт буруу байна. Тэгвэл бид илүү их зүйл ярьж байхад яагаад ийм ойлголттой ажилладаг юм бэ жижиг хэсгүүдасуудал уу?

Шредингерийн дүрслэл хамгийн сайн жишээквант физикийн гол парадоксыг тайлбарлахын тулд: түүний хуулиудын дагуу электрон, фотон, тэр ч байтугай атом зэрэг бөөмсүүд нэгэн зэрэг хоёр төлөвт байдаг ("амьд" ба "үхсэн", хэрэв та удаан тэвчээртэй муурыг санаж байвал). Эдгээр төлөвүүдийг суперпозиция гэж нэрлэдэг.

Арканзасын их сургуулийн (Арканзас мужийн их сургууль) Америкийн физикч Арт Хобсон түүний шийдлийг санал болгов. энэ парадокс.

"Квантын физикийн хэмжилтүүд нь Гейгерийн тоолуур гэх мэт тодорхой макроскопийн төхөөрөмжүүдийн ажиллагаан дээр суурилдаг бөгөөд тэдгээрийн тусламжтайгаар микроскопийн системүүд - атом, фотон, электронуудын квант төлөвийг тодорхойлдог. Квантын онол нь хэрэв та микроскопыг холбосон бол гэсэн үг юм. систем (бөөм) нь хоёрыг ялгах макроскопийн зарим төхөөрөмжид өөр өөр мужуудсистем, дараа нь төхөөрөмж (жишээ нь Гейгерийн тоолуур) квант орооцолдох төлөвт орж, нэгэн зэрэг хоёр суперпозицияд орно. Гэсэн хэдий ч энэ үзэгдлийг шууд ажиглах боломжгүй бөгөөд энэ нь үүнийг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй юм" гэж физикч хэлэв.

Хобсон хэлэхдээ, Шредингерийн парадокс дээр муур нь цацраг идэвхт цөмтэй холбогдсон макроскопийн төхөөрөмж болох Гейгерийн тоолуурын үүргийг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ цөмийн задралын төлөв эсвэл "мууддаггүй" байдлыг тодорхойлдог. Энэ тохиолдолд амьд муур нь "мууддаггүй", үхсэн муур нь ялзрах шинж тэмдэг байх болно. Гэхдээ дагуу квант онол, муур нь цөм шиг амьдрал ба үхлийн хоёр суперпозицияд орших ёстой.

Үүний оронд физикчдийн үзэж байгаагаар муурны квант төлөв нь атомын төлөвтэй орооцолдох ёстой бөгөөд энэ нь тэд бие биетэйгээ "орон нутгийн бус холболттой" гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл, орооцолдсон биетүүдийн аль нэгнийх нь байдал гэнэт эсрэгээр өөрчлөгдвөл хосын төлөв нь бие биенээсээ хэр хол байсан ч өөрчлөгдөнө. Ингэхдээ Хобсон энэхүү квант онолыг иш татдаг.

"Квант орооцолдох онолын хамгийн сонирхолтой зүйл бол хоёр бөөмийн төлөвийн өөрчлөлт нь шууд явагддаг: ямар ч гэрэл эсвэл цахилгаан соронзон дохио нь нэг системээс нөгөөд мэдээлэл дамжуулах цаг байхгүй. Тиймээс бид үүнийг нэг объект гэж хэлж болно Тэдний хоорондын зай хичнээн их байсан ч гэсэн хоёр хэсэгт хуваагдана" гэж Хобсон тайлбарлав.

Шредингерийн муур нэгэн зэрэг амьд, үхэхээ больсон. Хэрэв задрал болвол тэр үхсэн, задрал хэзээ ч болохгүй бол амьд байна.

Энэхүү парадокстой ижил төстэй шийдлүүдийг сүүлийн гучин жилийн хугацаанд гурван бүлэг эрдэмтэд санал болгосон боловч тэдгээрийг нухацтай авч үзээгүй бөгөөд шинжлэх ухааны өргөн хүрээний анхаарлын төвд байсаар ирсэн. Хобсон квант механикийн парадоксуудыг шийдвэрлэх нь наад зах нь онолын хувьд үүнийг гүнзгий ойлгоход зайлшгүй шаардлагатай гэж тэмдэглэжээ.

Шредингерийн муур гэж юу вэ, Шредингерийн муур, Шредингерийн муурны тухай, Шредингерийн муурны парадокс, Шредингерийн муурны туршилт, хайрцагт хийсэн муур, амьд ч биш, үхсэн ч биш, Шредингерийн муур амьд, муурны туршилт

Энэ бол нэгэн зэрэг амьд, үхсэн муур юм. Тэр энэ таагүй нөхцөл байдалд өртэй Нобелийн шагналтанфизикийн чиглэлээр Австрийн эрдэмтэн Эрвин Рудольф Иосеф Александр Шрёдингер.

Хэсэгүүд:

Туршилтын мөн чанар / парадокс

Муур нь цацраг идэвхт цөм, хортой хий бүхий сав бүхий механизм бүхий хаалттай хайрцагт байдаг. Туршилтын шинж чанаруудыг 1 цагийн дотор цөм задрах магадлал 50% байхаар сонгосон. Хэрэв цөм задрах юм бол энэ нь механизмыг идэвхжүүлж, хийн сав нээгдэж, муур үхдэг. Квантын механикийн үзэж байгаагаар, хэрэв цөмд ямар нэгэн ажиглалт хийгдээгүй бол түүний төлөвийг хоёр төлөвийн суперпозиция (холих) -аар дүрсэлсэн байдаг - ялзарсан цөм ба задралгүй цөм, тиймээс хайрцагт сууж буй муур амьд, үхсэн байдаг. нэг дор.

Хайрцагыг нээмэгц туршилт хийгч зөвхөн нэг төлөвийг харах ёстой - "цөм нь ялзарсан, муур үхсэн" эсвэл "цөм нь ялзраагүй, муур амьд". Гэвч энэ үйл явцад ажиглагч байхгүй ч золгүй амьтан "үхсэн" хэвээр байна.

Давхардсан

• Золгүй явдал хэзээ ч ганцаараа ирдэггүй
  Хайрцагны сүүлт оршин суугчийн эрүүл мэнд төдийгүй хүйс нь эргэлзээтэй байна: анхны туршилтаар Шредингерийн муур муур хэвээр байсан (үхсэн Катзе).
• "Үхсэн" муур гэж байдаггүй
  Шрөдингерийн туршилт нь "үхсэн" муур байдаг гэдгийг нотлох зорилготой биш гэдгийг санах нь чухал (мөн "Портал" тоглоомын хоёрдугаар хэсэгт дурдсан мэдэгдлээс ялгаатай нь муурыг алах шалтаг болгон зохион бүтээгээгүй). Мэдээжийн хэрэг, муур нь амьд эсвэл үхсэн байх ёстой, учир нь завсрын төлөв байхгүй.
  Туршлагаас харахад квант механик нь макросистемийн (муурыг багтаасан) зан төлөвийг дүрслэх чадваргүй байдаг: систем хэзээ нэг тодорхой төлөвийг сонгох, ямар нөхцөлд уналт үүсэхийг зааж өгдөг зарим дүрэм журамгүйгээр бүрэн бус байдаг. долгионы функцмуур амьд үлдэж эсвэл үхсэн боловч хоёулангийнх нь холимог байхаа болино.

• Калифорнийн их сургуулийн Надав Катц болон түүний хамтрагчид бөөмийн квант төлөвийг "буцах" боломжтой болсон лабораторийн туршилтын үр дүнг нийтэлж, энэ төлөвийг хэмжсэний дараа. Тиймээс долгионы функцийг сүйрүүлэх нөхцөл байдлаас үл хамааран муурны амийг аврах боломжтой. Түүний амьд эсвэл үхсэн эсэх нь хамаагүй: та үүнийг үргэлж буцааж авах боломжтой [холбоос] .
• 2011.06.03 Хятадын физикчид бүтээж чадсан гэж РИА Новости мэдээллээ найман фотон "Шредингерийн муур"[холбоос] , энэ нь ирээдүйн квант компьютерийг хөгжүүлэхэд туслах ёстой

Соёлын зураг

Магадгүй хэн ч квант механикыг сурталчлахын тулд хөөрхий муур шиг илүү их зүйл хийсэнгүй. Энэхүү нарийн төвөгтэй мэдлэгийн салбараас хамгийн хол байгаа хүмүүс ч гэсэн зовж шаналж буй амьтны хувь заяаны талаар санаа зовж, бүх зүйл тийм ч муу биш гэж найдаж, туршилтын нарийн ширийнийг ойлгохыг хичээж байна. Муур нь уран бүтээлчид болон алдартай соёлыг урамшуулдаг.
Түүний гол амжилтуудыг дурдъя:

онцлох хэллэг Ханс Жост "Соёлын тухай сонсохдоо би буу руу тэмүүлдэг": "Би Шрөдингерийн муурны тухай сонсоход миний гар буу руу сунгадаг!" Үүнийг бусад олон физикчдийн нэгэн адил Хокинг квант механикийн "Копенгагены сургууль"-ын тайлбар нь ажиглагчийн үүргийг үндэслэлгүйгээр онцолсон гэж үздэгтэй холбон тайлбарлаж байна. MEPhI теологийн тэнхим нээгдэж байгаатай холбогдуулан дараах зураг цахим ертөнцөд таржээ.

1935 онд шинээр гарч ирж буй квант механикийн ширүүн өрсөлдөгч Эрик Шрөдингер энэхүү зөрчилдөөнийг илчилж, нотлох зорилготой нийтлэл хэвлүүлжээ. шинэ салбар:

1. физикийн хөгжил.
2. Өгүүллийн мөн чанар нь
3. сэтгэлгээний туршилт хийж байна
4. Амьд муурыг бүрэн битүүмжилсэн хайрцагт хийдэг.
5. Нэг цацраг идэвхт атом агуулсан Гейгерийн тоолуурыг муурны хажууд байрлуулсан.
6. Хүчилээр дүүргэсэн колбо нь Гейгерийн тоолууртай шууд холбогддог.

Цацраг идэвхт атомын ялзрал нь Гейгерийн тоолуурыг идэвхжүүлж, улмаар колбыг эвдэж, түүнээс асгарсан хүчил муурыг устгана. Муур ийм эвгүй хөршүүдтэй хамт байвал амьд үлдэх үү эсвэл үхэх үү?Туршилтанд нэг цаг зарцуулдаг.

-д хариулах энэ асуултМөн суперпозиция дээр үндэслэсэн квант онолын үл нийцлийг нотлохыг уриалав: парадокс хууль - манай дэлхийн бүх бичил хэсгүүд ажиглагдаж эхлэх хүртэл үргэлж хоёр төлөвт байдаг. Энэ нь дотор байх явдал юм:

1. хязгаарлагдмал орон зай
2. (квантын онол), бидний муур, түүний урьдчилан таамаглах аргагүй хөрш атом шиг синхрон байдаг

хоёр мужид

Амьд, нэгэн зэрэг үхсэн муур.

Муудсан, нэгэн зэрэг ялзраагүй атом. Энэ нь сонгодог физикийн дагуу бүрэн утгагүй зүйл юм. Ийм бие биенээ үгүйсгэдэг зүйлс нэгэн зэрэг оршин тогтнох боломжгүй юм., муурыг цацраг идэвхт атомын хамт байрлуулсан бол бид зөвхөн нэгийг нь харах болно боломжит мужуудтуршилтын сэдэв.

Энэ нь батлагдсан Америкийн физикчАрканзасын их сургуулиас Арт Хобсон хүртэл. Түүний онолын дагуу хэрэв та микросистемийг (цацраг идэвхт атом) макросистемтэй (Гейгерийн тоолуур) холбовол сүүлийнх нь эхнийх нь квантын орооцолдсон байдалд нэвт шингэж, суперпозиция руу шилжих болно. Мөн бид энэ үзэгдлийг шууд ажиглаж чадахгүй тул энэ нь бидний хувьд хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй болно (Шредингер нотолсон шиг).

Тиймээс бид атом ба цацрагийн тоолуур ижил байрлалд байгааг олж мэдсэн. Тэгвэл энэ системийн хувьд бид муур гэж хэн эсвэл юу гэж нэрлэж болох вэ? Логикоор хэлэхэд муур нь энэ тохиолдолд төрийн үзүүлэлт болдог цацраг идэвхт цөм(зүгээр л - үзүүлэлт):

1. Муур амьд, гол нь ялзраагүй.
2. Муур үхсэн, гол нь задарсан.

Гэсэн хэдий ч муур нь хайрцаг дотор байдаг тул нэг системийн нэг хэсэг гэдгийг бид анхаарч үзэх хэрэгтэй. Тиймээс квант онолын дагуу муур нь атомтай орон нутгийн бус холболт гэж нэрлэгддэг, өөрөөр хэлбэл. будлиантай байдалд байна, энэ нь бичил ертөнцийн суперпозиция гэсэн үг.

Үүнээс үзэхэд системийн аль нэг объектод гэнэтийн өөрчлөлт гарвал өөр биет нь бие биенээсээ хичнээн хол байсан ч мөн адил зүйл тохиолдох болно. Хоёр объектын төлөвийн агшин зуурын өөрчлөлт нь бид орон зайгаар хоёр хэсэгт хуваагдсан нэг системтэй харьцаж байгааг нотолж байна.

Энэ нь атом задраагүй бол Шредингерийн муур шууд амьд, эсвэл атом задарсан бол үхсэн гэж бид итгэлтэйгээр хэлж чадна гэсэн үг юм.

Гэсэн хэдий ч Шредингерийн сэтгэхүйн туршилтын ачаар бичил ертөнцийн хэт байрлалыг дүрсэлсэн математикийн төхөөрөмжийг бүтээжээ. Энэхүү мэдлэг нь криптограф болон компьютерийн технологид өргөн хэрэглэгддэг.

Эцэст нь би бүх төрлийн зохиолч, кино урлагийн "Шредингерийн муур" хэмээх нууцлаг парадоксыг хайрлах шавхагдашгүй хайрыг тэмдэглэхийг хүсч байна. Зүгээр л хэдэн жишээ:

1. Лукьяненкогийн "Сүүлчийн цаг" роман дахь "Шредингерийн муур" хэмээх ид шидийн төхөөрөмж.
2. Дуглас Адамсын "Дирк Гентлигийн мөрдөгч агентлаг" хэмээх мөрдөгч романд Шрөдингерийн муурны асуудлын талаар идэвхтэй хэлэлцүүлэг өрнөдөг.
3. R. E. Heinlein-ийн "Муур хана дундуур алхаж байна" романд гол дүр болох муур нэг дор хоёр мужид байнга шахуу байдаг.
4. "Алиса гайхамшгийн оронд" романы Льюис Кэрроллын алдарт Чешир муур нэгэн зэрэг хэд хэдэн газар гарч ирэх дуртай.
5. "Фаренгейт 451" романдаа Рэй Брэдбери амьд үхсэн механик нохойн дүрээр Шредингерийн муурны асуудлыг хөндсөн байдаг.
6. Кристофер Сташефф "Эдгээгч илбэчин" романдаа Шрөдингерийн муурны тухай төсөөллөө маш өвөрмөц байдлаар дүрсэлсэн байдаг.

Ийм нууцлаг бодлын туршилтын талаархи бусад олон гайхалтай, огт боломжгүй санаанууд.

Хэдийгээр гаригийн загваратом үнэ цэнээ нотолсон, Тухайн үед байсан онол нь бүх үйл явцыг бүрэн тайлбарлаж чадахгүй байв-д ажиглагдсан жинхэнэ амьдрал. Бодит байдал дээр ямар нэг шалтгаанаар Ньютоны сонгодог механик микро түвшинд ажилладаггүй нь тодорхой болсон. Тэдгээр. Бодит амьдралаас авсан прототип загвар нь манай нарны аймгийн оронд атомыг авч үзсэн тохиолдолд тухайн үеийн эрдэмтдийн ажиглалттай нийцэхгүй байна.

Үүний үндсэн дээр үзэл баримтлалыг нэлээд шинэчилсэн. гэх мэт сахилга бат байсан квант механик. Энэ чиг хандлагын гарал үүсэл нь байсан шилдэг физикчЭрвин Schrödinger.

Суперпозиция тухай ойлголт

ялгах гол зарчим шинэ онол, байна суперпозиция зарчим. Энэ зарчмын дагуу квант (электрон, фотон эсвэл протон) нэгэн зэрэг хоёр төлөвт байж болно. Хэрэв ойлгоход хялбар болгохЭнэхүү томъёолол нь бидний оюун санаанд төсөөлөхийн аргагүй үнэнийг олж авдаг. Квант нь нэгэн зэрэг хоёр газарт байж болно.

Энэ онол гарч ирэх үед зөвхөн зөрчилдөөнтэй байсангүй сонгодог механик, Гэхдээ бас эрүүл ухаан. Одоо ч гэсэн, боловсролтой хүн, физикээс хол, ийм нөхцөл байдлыг төсөөлж ч чадахгүй. Эцсийн эцэст, энэ ойлголт нь эцсийн эцэст тэр өөрөө гэсэн үг юм Уншигч одоо энд тэнд байж болно. Макро ертөнцөөс бичил ертөнц рүү шилжих шилжилтийг хүн яг ингэж төсөөлөхийг оролддог.

Ньютоны механикийн үйлдлийг мэдэрч, өөрийгөө сансар огторгуйн нэг цэгт мэдэрч дассан хүний ​​хувьд нэгэн зэрэг хоёр газар байна гэж төсөөлөхөд туйлын хэцүү байсан. Түүнээс гадна, макрогоос микро руу шилжих үед ийм онол, хэв маяг байгаагүй. Тодорхой ойлголт байсангүй тоон утгуудболон дүрэм.

Гэсэн хэдий ч, Тухайн үеийн багаж хэрэгсэл нь энэхүү "квант диссонанс"-ыг тодорхой бичих боломжийг олгосон.. Лабораторийн багажууд томъёолсон постулатууд үнэхээр нийцэж, квант нь хоёр төлөвт байх чадвартай болохыг баталсан. Жишээ нь, бичлэг хийсэн электрон хийатомын цөмийн эргэн тойронд.

Үүнд үндэслэн, Шредингер одоо муурны онол гэж нэрлэгддэг алдартай үзэл баримтлалыг боловсруулсан. Энэ томъёоллын зорилго нь үүнийг харуулах явдал байв сонгодог онолфизикийн хувьд нэмэлт судалгаа шаарддаг асар том цоорхой үүссэн.

Shroedinger-ийн муур

Муурны тухай бодлын туршилт нь ийм байсан муурыг битүү ган хайрцагт хийжээ. Хайрцаг нь тоноглогдсон байв хортой хийтэй төхөөрөмж ба атомын цөмтэй төхөөрөмж.

Мэдэгдэж байгаа постулатууд дээр үндэслэн атомын цөм нэг цагийн дотор бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задарч болох боловч задрахгүй байж болно. Үүний дагуу энэ үйл явдлын магадлал 50% байна.

Хэрэв цөм задрах юм бол эсрэг бичигч идэвхжиж, хариу үйлдэл үзүүлэх болно энэ үйл явдалсуллах тохиолдол гардаг хорт бодисхайрцаг тоноглогдсон өмнө нь тайлбарласан төхөөрөмжөөс. Тэдгээр. муур хордлогын улмаас үхдэг. Хэрэв энэ нь тохиолдоогүй бол муур зохих ёсоор үхдэггүй. 50% ялзрах магадлал дээр үндэслэн муур амьд үлдэх магадлал 50% байна.

Квантын онол дээр үндэслэн, атом нэгэн зэрэг хоёр төлөвт байж болно.Тэдгээр. атом хоёулаа ялзарч, ялзраагүй. Энэ нь бичигч ажиллаж, савыг хордуулсан, задрахгүй гэсэн үг юм. Муур нь хордлоготой байсан бөгөөд муур нь нэгэн зэрэг хордоогүй.

Гэхдээ хайрцгийг нээхэд судлаач үхсэн, амьд муур хоёуланг нь олж мэдсэн ийм зургийг төсөөлөхийн аргагүй юм. Муур нь амьд эсвэл үхсэн. Энэ бол нөхцөл байдлын парадокс юм. Үхсэн амьд муурыг үзэгчийн ухамсарт төсөөлөхийн аргагүй юм.

Парадокс нь тэр юм муур бол макро ертөнцийн объект юм. Үүний дагуу түүний тухай түүнийг амьд, үхсэн гэж хэлэх, i.e. кванттай төстэй хоёр төлөвт байгаа нь бүхэлдээ зөв биш байх болно.

Ашиглаж байна энэ жишээ, Шрөдингер макро болон бичил ертөнцийн хооронд тодорхой параллель байхгүй гэдэгт онцгой анхаарал хандуулсан.. Мэргэжилтнүүдийн өгсөн дараагийн тайлбарууд нь муур-үзэгчийн системийг биш харин цацраг илрүүлэгч-муурын системийг авч үзэх ёстой гэж тайлбарлав. Илрүүлэгч-муурын системд зөвхөн нэг үйл явдал тохиолдох магадлалтай.

Хүн төрөлхтний агуу нээлтийн тухай номыг хүн бүр уншдаггүй. Гэхдээ яг "Онол" цувралыг үзсэн хүн бүр том тэсрэлт", "Шредингерийн муур" гэх мэт үзэгдлийн талаар сонссон. Энэ нь квант механиктай холбоотой учраас хүнгүй техникийн боловсролҮүний утгыг ойлгоход нэлээд хэцүү байдаг. "Шредингерийн муур" гэсэн ойлголт ямар утгатай болохыг энгийн үгээр ойлгохыг хичээцгээе.

Агуулга:

Түүхийн товч мэдээлэл

Эрвин Schrödinger – алдартай физикч, квант механикийн онолыг бүтээгчдийн нэг. Онцлог шинж чанартүүний шинжлэх ухааны үйл ажиллагаахоёрдогч гэж нэрлэгддэг байсан. Тэрээр аливаа зүйлийг судлах эхний алхамыг хийх нь ховор.

Үндсэндээ Шрөдингер хэн нэгний шинэ бүтээлийн талаар шүүмж бичсэн эсвэл шинжлэх ухааны ололт, зохиогчийг шүүмжилсэн, эсвэл бусад хүмүүсийн судалгаа, нээлтийн цаашдын хөгжлийг эхлүүлсэн. Тэрээр угаасаа индивидуалист хүн байсан ч судалгаандаа үндэс болгон бусдын санаа, бодолд найдахаас өөр аргагүй байв. Гэсэн хэдий ч тэрээр "Шредингерийн муур" нууцын ачаар квант механикийн хөгжилд асар их хувь нэмэр оруулсан.

Шредингерийн шинжлэх ухаанд ололт амжилтууд нь:

• долгионы механикийн үзэл баримтлалыг бий болгох (Үүний төлөө тэрээр 1933 онд Нобелийн шагнал хүртсэн);
• орсон шинжлэх ухааны эргэлт"Тодорхойлолтын объектив байдал" гэсэн нэр томъёо нь боломжийг зөвтгөсөн шинжлэх ухааны онолуудгүйгээр шууд оролцоохүрээлэн буй бодит байдлыг дүрслэх судалгааны сэдэв (гадны ажиглагч);
• харьцангуйн онолыг боловсруулсан;
• термодинамик процесс болон шугаман бус Born электродинамикийг судалсан;
• бий болгохыг оролдсон нэгдсэн онолталбайнууд.

Шредингерийн муурны тухай ойлголт

"Shroedinger-ийн муур"- Шредингерийн онолын алдартай оньсого, Австрийн онолын физикчийн хийсэн бодлын туршилт, түүний тусламжтайгаар микросистемээс макросистемд шилжихэд квант механикийн бүрэн бус байдлыг харуулах боломжтой болсон. Энэ онол бүхэлдээ шүүмжлэл дээр суурилдаг ололт амжилтын эрдэмтэдквант механик.

Туршилтын тайлбар руу шилжихээсээ өмнө түүнд хэрэглэгддэг үндсэн ойлголтуудыг тодорхойлох шаардлагатай. Алдарт үзэгдлийн гол постулат нь системийг хэн ч ажиглахгүй бол энэ нь дотор байдаг гэж заасан байдаг. суперпозиция байрлал- харилцан оршин тогтнохыг үгүйсгэсэн хоёр ба түүнээс дээш мужид нэгэн зэрэг. Шредингер өөрөө өгсөн дараах тодорхойлолтСуперпозиция гэдэг нь системийг хэн ч ажиглаагүй байхад сансар огторгуйн хэд хэдэн төлөвт эсвэл хэд хэдэн цэгт нэгэн зэрэг байх квант чадвар (квантын үүрэг нь электрон, фотон эсвэл атомын цөм байж болно) юм. Квант бол бичил орчны бичил биет юм.

Туршилтын тодорхойлолт

Шредингер өөрийн туршилтаа тайлбарласан анхны нийтлэл 1935 онд хэвлэгдсэн. Туршилтыг тайлбарлахын тулд харьцуулах, бүр хүн болгох аргыг ашигласан.

Шрөдингер энэ өгүүллийг судалснаар яг юу гэж хэлснийг ойлгоход маш хэцүү. Би туршилтын мөн чанарыг энгийн үгээр тайлбарлахыг хичээх болно.

Бид муурыг цацраг идэвхт атомын цөм, хортой хийгээр дүүргэсэн сав агуулсан механизмтай хайрцагт хийнэ. Туршилтыг нарийн сонгосон задралын магадлалын параметрүүдээр гүйцэтгэдэг атомын цөм- 1 цагийн турш 50%. Цөм задрах үед савнаас хий алдагдаж, муур үхэхэд хүргэдэг. Хэрэв энэ нь тохиолдоогүй бол мууранд юу ч тохиолдохгүй, тэр амьд, эрүүл байна.

Нэг цаг өнгөрч, бид асуултын хариуг авахыг хүсч байна: муур үхсэн үү эсвэл амьд байна уу? Шредингерийн онолоор бол атомын цөм нь муур шиг хайрцагт нэгэн зэрэг хэд хэдэн төлөвт байдаг (суперпозицияны тодорхойлолт). Хайрцаг нээгдэх хүртэл атомын цөм болон муур байрладаг микросистемд 50% магадлалтай "цөм нь ялзарсан, муур үхсэн" төлөвтэй байх ба ижил магадлалтайгаар тэд "Цөм нь муудаагүй, муур амьд" гэж хэлээрэй. Энэ нь хайрцагт сууж буй муур нэгэн зэрэг амьд, үхсэн, өөрөөр хэлбэл, нэгэн зэрэг хэд хэдэн мужид байдаг гэсэн таамаглалыг баталж байна. Хайрцагт сууж байсан муур нэгэн зэрэг амьд, үхсэн байдаг.

Ярьж байна энгийн хэлээр, "Шредингерийн муур" хэмээх үзэгдлийг тайлбарлавбаримт болох боломж квант механикийн үүднээс авч үзвэл муур амьд, үхсэн аль аль нь байдаг, энэ нь бодит байдал дээр боломжгүй юм. Үүний үндсэн дээр бид квант механикийн онолд ихээхэн дутагдалтай гэж дүгнэж болно.

Хэрэв та микросистем дэх атомын цөмийг ажиглахгүй бол хоёр төлөв холилдох болно - ялзарсан ба задралгүй цөм. Хайрцаг нээх үед туршилт хийгч зөвхөн нэг тодорхой төлөвийг ажиглаж болно. Муур нь атомын цөмийг илэрхийлдэг тул энэ нь зөвхөн нэг төлөвт байх болно - амьд эсвэл үхсэн.

Парадоксын шийдэл - Копенгагены тайлбар

Копенгагены эрдэмтэд Шредингерийн муурны нууцыг тайлсан байна. Орчин үеийн Копенгагены тайлбарЭнэ нь муур ямар ч завсрын төлөвгүйгээр амьд/үхсэн гэсэн үг юм, учир нь цөм нь хайрцгийг онгойлгох үед биш, харин бүр эрт - детектор руу илгээгдэх үед цөм задрах эсвэл мууддаггүй. Үүний тайлбар нь "муур-илрүүлэгч-цөм" микросистемийн долгионы функцын бууралт нь хайрцгийг ажиглаж буй хүнтэй ямар ч холбоогүй, харин цөмийн илрүүлэгч-ажиглагчтай холбоотой юм.

Шрөдингерийн муурны үзэгдлийн энэхүү тайлбар нь муурыг хайрцгийг нээхээс өмнө суперпозицийн байдалд байх боломжийг үгүйсгэдэг - нэгэн зэрэг амьд/үхсэн муурны төлөв байдалд. Макросистем дэх муур үргэлж нэг төлөвт байдаг.

Чухал!Шредингерийн туршилт нь микро объект ба макро объект нь өөр өөр хуулиудын дагуу системд ажилладаг болохыг харуулсан - квант физикийн хууль ба сонгодог утгаараа физикийн хуулиудын дагуу.

Гэвч макросистемээс микросистемд шилжих үеийн үзэгдлийг судалдаг шинжлэх ухаан байдаггүй. Эрвин Шрөдингер ийм туршилтыг хийх санааг яг ийм сул тал, бүрэн бус байдлыг нотлох зорилгоор гаргасан. ерөнхий онолфизик. Шинжлэх ухаан бүр өөрийн даалгаврыг биелүүлдэг гэдгийг тодорхой туршлагаар харуулах нь түүний хамгийн их хүсэл байв. сонгодог физикмакро объектуудыг судлах, квант физик- бичил биетүүд. Хөгжих шаардлага бий шинжлэх ухааны мэдлэгсистем дэх том объектоос жижиг объект руу шилжих үйл явцыг тайлбарлах.

Энгийн хүн энэ парадоксийн мөн чанарыг шууд ойлгоход маш хэцүү байдаг. Эцсийн эцэст, хүн бүрийн оюун ухаанд аливаа объект гэсэн итгэл үнэмшил байдаг материаллаг ертөнцВ Энэ мөчцаг хугацаа зөвхөн нэг цэг дээр байж болно.

Гэхдээ Шредингерийн онолыг зөвхөн бичил биетэд ашиглах боломжтой бол муур бол макро ертөнцийн объект юм.

Шрөдингерийн муурны парадоксыг хамгийн сүүлд тайлбарласан нь "Их тэсрэлтийн онол" хэмээх олон ангит кинонд гол дүр Шелдон Купер түүний мөн чанарыг боловсрол муутай Пеннид тайлбарласан байдаг. Купер энэ үзэгдлийг талбайд авчирсан хүний ​​харилцаа. Тэд сайн эсвэл сайн эсэхийг ойлгохын тулд муу харилцааэсрэг хүйсийн хүмүүсийн хооронд та зүгээр л хайрцгийг нээх хэрэгтэй. Энэ мөч хүртэл аливаа харилцаа сайн, муу аль аль нь байдаг.