Шредингерийн хууль энгийн үгээр. Шредингерийн онол: тайлбар, онцлог, туршилт, хэрэглээ

1935 онд агуу физикч, Нобелийн шагналт, квант механикийг үндэслэгч Эрвин Шрөдингер 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: Гейгерийн тоолуурын дотор нэг цагийн дотор зөвхөн нэг атом болж задрах боломжтой цацраг идэвхт бодис бичил харуурын хэмжээгээр байдаг; 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 бид муур, хайрцагны тухай биш, харин атомын доорх бөөмсийн ертөнцийн тухай ярьж байсан бол эрдэмтэд муурыг нэгэн зэрэг амьд, үхсэн гэж хэлэх байсан ч макро ертөнцийн хувьд ийм дүгнэлт буруу байна. Тэгвэл бид материйн жижиг хэсгүүдийн тухай ярьж байхад яагаад ийм ойлголттой ажилладаг юм бэ?

Шредингерийн жишээ бол квант физикийн үндсэн парадоксыг тайлбарлах хамгийн сайн жишээ юм: түүний хуулиудын дагуу электрон, фотон, тэр ч байтугай атом зэрэг бөөмсүүд нэгэн зэрэг хоёр төлөвт ("амьд" ба "үхсэн", хэрэв та санаж байвал) оршдог. удаан тэвчээртэй муур). Эдгээр төлөвүүдийг суперпозиция гэж нэрлэдэг.

Арканзасын Их Сургуулийн (Арканзас Улсын Их Сургууль) Америкийн физикч Арт Хобсон энэхүү парадоксыг шийдвэрлэх арга замыг санал болгов.

"Квантын физикийн хэмжилтүүд нь Гейгерийн тоолуур гэх мэт тодорхой макроскопийн төхөөрөмжүүдийн ажиллагаан дээр суурилдаг бөгөөд тэдгээрийн тусламжтайгаар микроскопийн системүүдийн квант төлөвийг тодорхойлдог - атом, фотон, электронууд нь микроскопыг холбодог систем (бөөм) нь системийн хоёр өөр төлөвийг ялгаж салгаж, дараа нь төхөөрөмж (жишээ нь Гейгерийн тоолуур) квант орооцолдох төлөвт орж, нэгэн зэрэг хоёр суперпозицияд орно Энэ үзэгдлийг шууд ажиглах боломжгүй тул үүнийг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй" 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. Гэвч квант онолын дагуу 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.

Би энэ хэллэгийг сонссон боловч ямар утгатай болохыг, тэр байтугай ямар сэдвээр ашигласан болохыг мэдэхгүй гэдгээ хүлээн зөвшөөрөхийг ичмээр байна. Энэ муурны талаар интернэтээс уншсан зүйлээ хэлье...

« Shroedinger-ийн муур"- энэ бол Австрийн нэрт онолын физикч, мөн Нобелийн шагналт Эрвин Шрөдингерийн алдартай сэтгэхүйн туршилтын нэр юм. Энэхүү зохиомол туршилтын тусламжтайгаар эрдэмтэн субатын системээс макроскоп системд шилжихэд квант механикийн бүрэн бус байдлыг харуулахыг хүссэн юм.

Эрвин Шрөдингерийн анхны нийтлэл 1935 онд хэвлэгдсэн. Энд ишлэл байна:

Та бас нэлээн бурлеск байгаа тохиолдлуудыг барьж болно. Зарим муурыг ган камерт (муурын оролцооноос үл хамааран) дараах диаболын машинаар түгжигдүүлээрэй: Гейгерийн тоолуурын дотор маш бага хэмжээний цацраг идэвхт бодис байдаг бөгөөд нэг цагийн дотор зөвхөн нэг атом ялзарч чаддаг. гэхдээ ижил магадлалтайгаар задрахгүй байж болно; Хэрэв ийм зүйл тохиолдвол унших хоолой нь цэнэггүй болж, реле идэвхжиж, алхыг суллаж, колбыг гидроцианы хүчлээр эвддэг.

Хэрэв бид энэ системийг бүхэлд нь нэг цагийн турш өөртөө үлдээвэл атом задрахгүй л бол энэ хугацааны дараа муур амьд байх болно гэж хэлж болно. Атомын анхны задрал нь муурыг хордуулна. Системийн psi-функцийг бүхэлд нь амьд ба үхсэн муурыг (илэрхийлэлийг уучлаарай) холих эсвэл түрхэх замаар илэрхийлэх болно. Ийм тохиолдлуудад ердийн зүйл бол атомын ертөнцөөр хязгаарлагдсан тодорхойгүй байдал нь макроскопийн тодорхойгүй байдал болж хувирдаг бөгөөд үүнийг шууд ажиглалтаар арилгах боломжтой байдаг. Энэ нь биднийг бодит байдлыг тусгаж буй “бүдгэрүүлэх загвар”-ыг гэнэн байдлаар хүлээн зөвшөөрөхөөс сэргийлж байна. Энэ нь өөрөө тодорхой бус, зөрчилтэй зүйл гэсэн үг биш юм. Бүдгэрсэн эсвэл фокусгүй гэрэл зураг, үүл эсвэл манангийн зураг хоёрын хооронд ялгаа бий.

Өөрөөр хэлбэл:

1. Хайрцаг, муур байна. Хайрцаг нь цацраг идэвхт атомын цөм, хортой хий агуулсан савыг агуулсан механизмтай. 1 цагийн дотор цөмийн задралын магадлал 50% байхаар туршилтын параметрүүдийг сонгосон. Хэрэв цөм задрах юм бол хийн сав нээгдэж, муур үхдэг. Хэрэв цөм нь задрахгүй бол муур амьд, сайн хэвээр байна.
2. Бид муурыг хайрцагт хааж, нэг цаг хүлээгээд асуулт асуу: муур амьд эсвэл үхсэн үү?
3. Квантын механик нь атомын цөм (тиймээс муур) бүх боломжит төлөвт нэгэн зэрэг оршдог гэдгийг бидэнд хэлж байгаа юм шиг санагддаг (квант суперпозицияг үзнэ үү). Хайрцгийг нээхээс өмнө муурны цөм систем нь 50% магадлалтай "цөм нь ялзарсан, муур үхсэн" төлөвт, "цөм нь ялзраагүй, муур амьд" төлөвт байна. магадлал 50%. Хайрцагт сууж байсан муур нэгэн зэрэг амьд, үхсэн байдаг.
4. Орчин үеийн Копенгагены тайлбарын дагуу муур нь ямар ч завсрын төлөвгүйгээр амьд/үхсэн байна. Цөмийн задралын төлөвийг сонгох нь хайрцгийг нээх үед биш, харин цөм детектор руу орох үед ч тохиолддог. Учир нь “муур-детектор-цөм” системийн долгионы функцийг багасгах нь хайрцагны хүний ​​ажиглагчтай холбоогүй, харин цөмийн илрүүлэгч-ажиглагчтай холбоотой байдаг.

Квант механикийн үзэж байгаагаар хэрэв атомын цөм ажиглагдаагүй бол түүний төлөвийг задарсан цөм ба задралгүй цөм гэсэн хоёр төлөвийн холимогоор тодорхойлдог тул хайрцагт сууж, атомын цөмийг дүрсэлсэн муур. нэгэн зэрэг амьд, үхсэн байдаг. Хэрэв хайрцгийг онгойлгосон бол туршилт хийгч зөвхөн нэг тодорхой төлөвийг харж болно - "цөм нь ялзарсан, муур үхсэн" эсвэл "цөм нь ялзраагүй, муур амьд".

Хүний хэлний мөн чанар: Шредингерийн туршилт квант механикийн үүднээс авч үзвэл муур амьд, үхсэн аль аль нь байж болохгүй гэдгийг харуулсан. Тиймээс квант механик нь ихээхэн дутагдалтай байдаг.

Асуулт нь: систем хэзээ хоёр төлөвийн холимог байхаа больж, тодорхой нэгийг сонгох вэ? Туршилтын зорилго нь долгионы функц ямар нөхцөлд нурж, муур үхэх эсвэл амьд үлдэх боловч хоёулангийнх нь холимог байхаа больсон зарим дүрэм журам байхгүй бол квант механик бүрэн бус болохыг харуулах явдал юм. Муур нь амьд эсвэл үхсэн байх ёстой нь тодорхой тул (амьдрал ба үхлийн хооронд завсрын төлөв байхгүй) энэ нь атомын цөмийн хувьд ижил төстэй байх болно. Энэ нь муудсан эсвэл муудаагүй байх ёстой (Википедиа).

Шрөдингерийн сэтгэхүйн туршилтын өөр нэг сүүлийн үеийн тайлбар бол Их тэсрэлтийн онолын баатар Шелдон Күперийн боловсрол багатай хөрш Пеннидээ ярьсан түүх юм. Шелдоны түүхийн гол санаа нь Шредингерийн муур гэсэн ойлголтыг хүмүүсийн харилцаанд хэрэглэж болно гэсэн үг юм. Эрэгтэй, эмэгтэй хүмүүсийн хооронд юу болж байгааг ойлгохын тулд тэдний хооронд ямар харилцаа байдаг: сайн эсвэл муу, та зүгээр л хайрцгийг нээх хэрэгтэй. Тэр болтол харилцаа сайн муу аль аль нь байдаг.

Доорх нь Шелдон, Пениа хоёрын Их тэсрэлтийн онолын солилцооны видео клип юм.

Шредингерийн жишээ бол квант физикийн үндсэн парадоксыг тайлбарлах хамгийн сайн жишээ юм: түүний хуулиудын дагуу электрон, фотон, тэр ч байтугай атом зэрэг бөөмсүүд нэгэн зэрэг хоёр төлөвт ("амьд" ба "үхсэн") оршдог. удаан тэвчээртэй муур). Эдгээр төлөвүүдийг суперпозиция гэж нэрлэдэг.

Арканзасын Их Сургуулийн (Арканзас Улсын Их Сургууль) Америкийн физикч Арт Хобсон энэхүү парадоксыг шийдвэрлэх арга замыг санал болгов.

"Квантын физикийн хэмжилтүүд нь Гейгерийн тоолуур гэх мэт тодорхой макроскопийн төхөөрөмжүүдийн ажиллагаан дээр суурилдаг бөгөөд тэдгээрийн тусламжтайгаар микроскопийн системүүд болох атом, фотон, электронуудын квант төлөвийг тодорхойлдог. Квантын онол нь хэрэв та микроскопийн системийг (бөөм) системийн хоёр өөр төлөвийг ялгадаг макроскоп төхөөрөмжтэй холбовол төхөөрөмж (жишээ нь, Гейгерийн тоолуур) квант орооцолдох төлөвт орж, хоёр хэсэгт байрлана гэсэн үг юм. нэгэн зэрэг суперпозиция. 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. Гэвч квант онолын дагуу муур нь цөм шиг амьдрал ба үхлийн хоёр суперпозицияд орших ёстой.

Харин физикч хэлэхдээ муурны квант төлөв нь атомын төлөвтэй холбоотой байх ёстой бөгөөд энэ нь тэд бие биетэйгээ "орон нутгийн бус харилцаатай" гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл, орооцолдсон биетүүдийн аль нэгнийх нь байдал гэнэт эсрэгээр өөрчлөгдвөл хосын төлөв нь бие биенээсээ хэр хол байсан ч өөрчлөгдөнө. Үүний зэрэгцээ, Хобсон энэхүү квант онолыг туршилтаар баталгаажуулахыг хэлнэ.

“Квант орооцолдох онолын хамгийн сонирхолтой зүйл бол хоёр бөөмийн төлөвийн өөрчлөлт шууд явагддаг: ямар ч гэрэл эсвэл цахилгаан соронзон дохио нэг системээс нөгөөд мэдээлэл дамжуулах цаг байхгүй. Тэгэхээр энэ нь хэчнээн хол зайтай байсан ч орон зайгаар хоёр хэсэгт хуваагдсан нэг объект гэж хэлж болно” 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.

Шредингер

Гэтэл саяхан ОНОЛЧИД ШРОДИНГЕРИЙН МУРНЫ ХҮНДИЙН ХҮЧ ХЭРХЭН ҮХДЭГИЙГ ТАЙЛБАРЛАСАН ч энэ нь илүү төвөгтэй...

Дүрмээр бол физикчид бөөмсийн ертөнцөд суперпозиция хийх боломжтой, харин муур эсвэл бусад макро объект, хүрээлэн буй орчны хөндлөнгийн оролцоотойгоор боломжгүй гэсэн үзэгдлийг тайлбарладаг. Квантын объект талбараар дамжин өнгөрөх эсвэл санамсаргүй тоосонцортой харьцах үед тэр даруй зөвхөн нэг төлөвийг авдаг - үүнийг хэмжсэн мэт. Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар суперпозиция яг ийм байдлаар устдаг.

Гэхдээ ямар нэгэн байдлаар суперпозиция төлөвт байгаа макро объектыг бусад бөөмс, талбайн харилцан үйлчлэлээс тусгаарлах боломжтой болсон ч эрт орой хэзээ нэгэн цагт нэг төлөвт орох болно. Наад зах нь энэ нь дэлхийн гадаргуу дээр болж буй үйл явцын хувьд үнэн юм.

"Од хоорондын огторгуйн хаа нэгтээ муур квантын уялдаа холбоог хадгалах боломжтой байж магадгүй ч Дэлхий дээр эсвэл аль ч гаригийн ойролцоо энэ нь маш бага юм. Үүний шалтгаан нь таталцал юм" гэж Харвард-Смитсоны астрофизикийн төвийн ажилтан Игорь Пиковски шинэ судалгааны удирдагч тайлбарлав.

Пиковский болон түүний Венийн их сургуулийн хамтрагчид таталцал нь макро объектуудын квантын суперпозицияд хортой нөлөө үзүүлдэг тул макро сансарт үүнтэй төстэй үзэгдлийг бид ажигладаггүй гэж үздэг. Дашрамд дурдахад шинэ таамаглалын үндсэн ойлголтыг “Оддын хоорондын” уран сайхны кинонд товч тайлбарласан болно.

Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолд маш том биет орон зай цагийг тойрон гулзайлгана гэж заасан байдаг. Нөхцөл байдлыг бага түвшинд авч үзвэл дэлхийн гадаргын ойролцоо байрлуулсан молекулын хувьд цаг хугацаа манай гаригийн тойрог замд байрладаг молекулынхаас арай удаан өнгөрөх болно гэж хэлж болно.

Орон зай-цаг хугацааны таталцлын нөлөөгөөр энэ нөлөөлөлд өртсөн молекул байрлалдаа хазайлтыг мэдрэх болно. Энэ нь эргээд түүний дотоод энергид нөлөөлөх ёстой - цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг молекул дахь бөөмсийн чичиргээ. Хэрэв молекулыг хоёр байршлын квант суперпозиция төлөвт оруулсан бол байрлал ба дотоод энергийн хоорондын хамаарал нь молекулыг удалгүй орон зай дахь хоёр байрлалаас зөвхөн нэгийг нь "сонгох"-д хүргэх болно.

"Ихэнх тохиолдолд декогерентийн үзэгдэл нь гадны нөлөөлөлтэй холбоотой байдаг, гэхдээ энэ тохиолдолд бөөмсийн дотоод чичиргээ нь молекулын хөдөлгөөнтэй харилцан үйлчилдэг" гэж Пиковский тайлбарлав.

Соронзон орон, дулааны цацраг, чичиргээ зэрэг задралын бусад эх үүсвэрүүд нь ихэвчлэн илүү хүчтэй байдаг тул таталцлаас хамаагүй өмнө квант системийг устгадаг тул энэ нөлөө хараахан ажиглагдаагүй байна. Гэхдээ туршилтчид таамаглалыг шалгахыг хичээдэг.

Үүнтэй төстэй тохиргоог таталцлын хүчийг квант системийг устгах чадварыг шалгахад ашиглаж болно. Үүнийг хийхийн тулд босоо болон хэвтээ интерферометрийг харьцуулах шаардлагатай болно: нэгдүгээрт, замын янз бүрийн "өндөрт" цаг хугацаа өргөссөний улмаас суперпозиция удахгүй алга болох ба хоёрдугаарт квант суперпозиция хэвээр үлдэж болно.

1935 онд шинээр гарч ирж буй квант механикийн ширүүн өрсөлдөгч Эрик Шрөдингер физикийн хөгжлийн шинэ салбарын үл нийцэх байдлыг илчилж, нотлох зорилготой нийтлэл хэвлүүлжээ.

Өгүүллийн мөн чанар нь сэтгэлгээний туршилт хийж байна:

1. Амьд муурыг бүрэн битүүмжилсэн хайрцагт хийдэг.
2. Нэг цацраг идэвхт атом агуулсан Гейгерийн тоолуурыг муурны хажууд байрлуулсан.
3. Хүчилээр дүүргэсэн колбо нь Гейгерийн тоолууртай шууд холбогддог.
4. Цацраг идэвхт атомын ялзрал нь Гейгерийн тоолуурыг идэвхжүүлж, улмаар колбыг эвдэж, түүнээс асгарсан хүчил муурыг устгана.
5. Муур ийм эвгүй хөршүүдтэй хамт байвал амьд үлдэх үү эсвэл үхэх үү?
6. Туршилтанд нэг цаг зарцуулдаг.

Энэ асуултын хариулт нь суперпозиция дээр суурилдаг квант онолын зөрчилдөөнийг нотлох зорилготой байв: парадокс хууль - манай дэлхийн бүх бичил хэсгүүд ажиглагдаж эхлэх хүртэл үргэлж хоёр төлөвт байдаг.

Өөрөөр хэлбэл, хаалттай орон зайд (квант онол) байгаа манай муур түүний урьдчилан таамаглах аргагүй хөрш атом шиг нэгэн зэрэг оршдог. хоёр мужид:

1. Амьд, нэгэн зэрэг үхсэн муур.
2. 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.

Энэ нь зөв, гэхдээ зөвхөн макро ертөнцийн үүднээс авч үзвэл. Харин бичил ертөнцөд огт өөр хууль үйлчилдэг тул Шредингер макро ертөнцийн хуулийг бичил ертөнцийн харилцаанд хэрэглэхдээ эндүүрчээ. Бичил ертөнцийн үргэлжилсэн тодорхой бус байдлыг зорилготойгоор ажиглах нь сүүлийнхийг арилгадаг гэдгийг ойлгохгүй байна.

Өөрөөр хэлбэл, муурыг цацраг идэвхт атомын хамт байрлуулсан хаалттай системийг нээвэл бид тухайн субьектийн боломжит төлөвүүдийн зөвхөн нэгийг л харах болно.

Үүнийг Арканзасын их сургуулийн Америкийн физикч Арт Хобсон баталжээ. 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? Хэрэв бид логикоор бодох юм бол муур нь энэ тохиолдолд цацраг идэвхт цөмийн төлөв байдлын үзүүлэлт болдог (зүгээр л үзүүлэлт):

1. Муур амьд, цөм 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.

Магадгүй та нарын зарим нь "Шредингерийн муур" гэсэн хэллэгийг сонссон байх. Гэсэн хэдий ч ихэнх хүмүүсийн хувьд энэ нэр нь юу ч биш юм.

Хэрэв та өөрийгөө сэтгэдэг субьект гэж үзэж, тэр байтугай өөрийгөө сэхээтэн гэж үздэг бол Шредингерийн муур гэж юу болохыг, яагаад алдартай болсныг олж мэдэх хэрэгтэй.

Shroedinger-ийн муурЭнэ бол Австрийн онолын физикч Эрвин Шрөдингерийн санал болгосон бодлын туршилт юм. Энэхүү авъяаслаг эрдэмтэн 1933 онд физикийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ.

Тэрээр алдарт туршилтаараа субатомоос макроскоп систем рүү шилжихэд квант механикийн бүрэн бус байдлыг харуулахыг хүссэн.

Эрвин Шрөдингер муурны анхны жишээг ашиглан онолоо тайлбарлахыг оролдсон. Түүний санааг хэнд ч ойлгомжтой болгохын тулд аль болох энгийн болгохыг хүссэн.

Тэр амжилтанд хүрсэн эсэхээс үл хамааран та нийтлэлийг эцэс хүртэл унших замаар олж мэдэх болно.

Шредингерийн муурны туршилтын мөн чанар

Тодорхой муурыг ган камерт ийм тамын машинтай (муурын шууд хөндлөнгийн оролцооноос хамгаалах ёстой) түгжигдсэн гэж бодъё: Гейгерийн тоолуурын дотор маш бага хэмжээний цацраг идэвхт бодис байдаг бөгөөд зөвхөн нэг атом нэг цагийн дотор ялзарч чаддаг. , гэхдээ ижил магадлалтайгаар задрахгүй байж болно; Хэрэв ийм зүйл тохиолдвол унших хоолой нь цэнэггүй болж, реле идэвхжиж, алхыг суллаж, колбыг гидроцианы хүчлээр эвддэг.

Хэрэв бид энэ системийг бүхэлд нь нэг цагийн турш өөртөө үлдээвэл атом задрахгүй л бол энэ хугацааны дараа муур амьд байх болно гэж хэлж болно.

Атомын анхны задрал нь муурыг хордуулна. Системийн psi-функцийг бүхэлд нь амьд ба үхсэн муурыг (илэрхийлэлийг уучлаарай) холих эсвэл түрхэх замаар илэрхийлэх болно.

Ийм тохиолдлуудад ердийн зүйл бол атомын ертөнцөөр хязгаарлагдсан тодорхойгүй байдал нь макроскопийн тодорхойгүй байдал болж хувирдаг бөгөөд үүнийг шууд ажиглалтаар арилгах боломжтой байдаг.

Энэ нь биднийг бодит байдлыг тусгаж буй “бүдгэрүүлэх загвар”-ыг гэнэн байдлаар хүлээн зөвшөөрөхөөс сэргийлж байна. Энэ нь өөрөө тодорхой бус, зөрчилтэй зүйл гэсэн үг биш юм.

Бүдгэрсэн эсвэл фокусгүй гэрэл зураг, үүл эсвэл манангийн зураг хоёрын хооронд ялгаа бий.

Өөрөөр хэлбэл, бид хайрцаг, мууртай. Хайрцагт цацраг идэвхт атомын цөм бүхий төхөөрөмж, хортой хийтэй сав байдаг.

Туршилтын явцад цөм задрах эсвэл задрахгүй байх магадлал 50% -тай тэнцүү байна. Тиймээс хэрэв энэ нь ялзарвал амьтан үхэх болно, хэрэв цөм нь задрахгүй бол Шредингерийн муур амьд үлдэнэ.

Бид муурыг хайрцагт түгжиж, амьдралын хэврэг байдлын талаар эргэцүүлэн нэг цаг хүлээдэг.

Квантын механикийн хуулиудын дагуу цөм (мөн улмаар муур өөрөө) нэгэн зэрэг бүх боломжит төлөвт байж болно (квант суперпозицияг үзнэ үү).

Хайрцаг нээгдэх хүртэл "муур-цөм" систем нь үйл явдлын хоёр боломжит үр дүнг тооцдог: "цөм задрах - муур үхсэн" 50% магадлалтай, "цөмийн задрал болоогүй - муур амьд байна" ” магадлалын ижил зэрэгтэй.

Хайрцаг дотор сууж байсан Шредингерийн муур нэгэн зэрэг амьд, үхсэн байх нь тодорхой болов.

Копенгагены тайлбарын тайлбар нь ямар ч тохиолдолд муур амьд, нэгэн зэрэг үхсэн гэж хэлдэг. Цөмийн задралын сонголт нь хайрцгийг онгойлгох үед биш, харин цөм нь детекторыг цохих үед тохиолддог.

Энэ нь "муур-илрүүлэгч-цөм" системийн долгионы функцийг багасгах нь гаднаас ажиглаж буй хүнтэй ямар ч холбоогүйтэй холбоотой юм. Энэ нь атомын цөмийн детектор-ажиглагчтай шууд холбогддог.

Шредингерийн муур энгийн үгээр

Квант механикийн хуулиудын дагуу хэрэв атомын цөмд ажиглалт байхгүй бол энэ нь хоёрдмол шинж чанартай байж болно: өөрөөр хэлбэл задрал нь тохиолдох болно, үгүй ​​болно.

Үүнээс үзэхэд хайрцагт байгаа, цөмийг төлөөлдөг муур нэгэн зэрэг амьд, үхсэн байж болно.

Гэвч ажиглагч хайрцгийг онгойлгохоор шийдсэн тэр агшинд тэрээр боломжит 2 төлөвийн зөвхөн нэгийг нь харах боломжтой болно.

Харин одоо логик асуулт гарч ирж байна: систем яг хэзээ хос хэлбэрээр оршин тогтнохоо болих вэ?

Энэхүү туршлагын ачаар Шрөдингер квант механик нь долгионы функц нурах үед тодорхой дүрмүүдгүйгээр бүрэн бус гэж нотолсон.

Шредингерийн муур эрт орой хэзээ нэгэн цагт амьд эсвэл үхэх ёстой гэдгийг харгалзан үзвэл энэ нь атомын цөмийн хувьд ижил төстэй байх болно: атомын задрал нэг бол тохиолдох болно, эсвэл үгүй.

Хүний хэл дээрх туршлагын мөн чанар

Шредингер муурны жишээг ашиглан квант механикийн дагуу амьтан нэгэн зэрэг амьд, үхсэн байх болно гэдгийг харуулахыг хүссэн. Энэ нь үнэндээ боломжгүй зүйл бөгөөд үүнээс өнөөдөр квант механик ихээхэн дутагдалтай гэсэн дүгнэлтэд хүрч байна.

"Их тэсрэлтийн онол" киноны видео

Олон ангит киноны дүр Шелдон Купер "ойн сэтгэлтэй" найздаа Шрөдингерийн муурны туршилтын мөн чанарыг тайлбарлахыг оролдов. Үүний тулд тэрээр эрэгтэй, эмэгтэй хүмүүсийн харилцааны жишээг ашигласан.

Тэд ямар харилцаатай байгааг мэдэхийн тулд хайрцгийг нээхэд л хангалттай. Энэ хооронд энэ нь хаагдах болно, тэдний харилцаа нэгэн зэрэг эерэг ба сөрөг байж болно.

Шредингерийн муур энэ туршлагыг даван туулж чадсан уу?

Хэрэв манай уншигчдын хэн нэг нь муурны талаар санаа зовж байгаа бол та тайвшир. Туршилтын явцад тэдний хэн нь ч үхээгүй бөгөөд Шредингер өөрөө туршилтаа нэрлэсэн сэтгэцийн, өөрөөр хэлбэл, зөвхөн оюун ухаанд хэрэгждэг нэг.

Шредингерийн муурны туршилтын мөн чанарыг ойлгосон гэдэгт найдаж байна. Хэрэв танд асуулт байвал сэтгэгдэл дээр асууж болно. Мэдээжийн хэрэг, энэ нийтлэлийг нийгмийн сүлжээнд хуваалцаарай.

Хэрэв танд таалагдаж байвал сайтад бүртгүүлээрэй IсонирхолтойФakty.orgямар ч тохиромжтой аргаар. Энэ нь бидэнтэй үргэлж сонирхолтой байдаг!

Нийтлэл таалагдсан уу? Дурын товчлуурыг дарна уу:

"Шредингерийн муур" гэх мэт үзэгдэл байдгийг та нэг бус удаа сонссон байх. Гэхдээ хэрэв та физикч биш бол энэ нь ямар муур болох, яагаад хэрэгтэй байгаа талаар тодорхойгүй ойлголттой байх магадлалтай.

« Shroedinger-ийн муур"- энэ бол Австрийн нэрт онолын физикч, мөн Нобелийн шагналт Эрвин Шрөдингерийн алдартай сэтгэхүйн туршилтын нэр юм. Энэхүү зохиомол туршилтын тусламжтайгаар эрдэмтэн субатын системээс макроскоп системд шилжихэд квант механикийн бүрэн бус байдлыг харуулахыг хүссэн юм.

Энэхүү нийтлэл нь муур ба квант механикийн тухай Шредингерийн онолын мөн чанарыг энгийн үгээр тайлбарлах оролдлого бөгөөд ингэснээр техникийн дээд боловсрол эзэмшээгүй хүнд хүртээмжтэй байх болно. Энэхүү нийтлэлд мөн туршилтын янз бүрийн тайлбарыг, тэр дундаа "Том тэсрэлтийн онол" телевизийн цувралын тайлбарыг багтаасан болно.

Туршилтын тодорхойлолт

Эрвин Шредингерийн анхны нийтлэл 1935 онд хэвлэгдсэн. Үүнд туршилтыг дараах байдлаар эсвэл бүр дүрсэлсэн байдлаар дүрсэлсэн болно.

Та бас нэлээн бурлеск байгаа тохиолдлуудыг барьж болно. Зарим муурыг ган камерт (муурын оролцооноос үл хамааран) дараах диаболын машинаар түгжигдүүлээрэй: Гейгерийн тоолуурын дотор маш бага хэмжээний цацраг идэвхт бодис байдаг бөгөөд нэг цагийн дотор зөвхөн нэг атом ялзарч чаддаг. гэхдээ ижил магадлалтайгаар задрахгүй байж болно; Хэрэв ийм зүйл тохиолдвол унших хоолой нь цэнэггүй болж, реле идэвхжиж, алхыг суллаж, колбыг гидроцианы хүчлээр эвддэг.

Хэрэв бид энэ системийг бүхэлд нь нэг цагийн турш өөртөө үлдээвэл атом задрахгүй л бол энэ хугацааны дараа муур амьд байх болно гэж хэлж болно. Атомын анхны задрал нь муурыг хордуулна. Системийн psi-функцийг бүхэлд нь амьд ба үхсэн муурыг (илэрхийлэлийг уучлаарай) холих эсвэл түрхэх замаар илэрхийлэх болно. Ийм тохиолдлуудад ердийн зүйл бол атомын ертөнцөөр хязгаарлагдсан тодорхойгүй байдал нь макроскопийн тодорхойгүй байдал болж хувирдаг бөгөөд үүнийг шууд ажиглалтаар арилгах боломжтой байдаг. Энэ нь биднийг бодит байдлыг тусгаж буй “бүдгэрүүлэх загвар”-ыг гэнэн байдлаар хүлээн зөвшөөрөхөөс сэргийлж байна. Энэ нь өөрөө тодорхой бус, зөрчилтэй зүйл гэсэн үг биш юм. Бүдгэрсэн эсвэл фокусгүй гэрэл зураг, үүл эсвэл манангийн зураг хоёрын хооронд ялгаа бий.

Өөрөөр хэлбэл:

1. Хайрцаг, муур байна. Хайрцаг нь цацраг идэвхт атомын цөм, хортой хий агуулсан савыг агуулсан механизмтай. 1 цагийн дотор цөмийн задралын магадлал 50% байхаар туршилтын параметрүүдийг сонгосон. Хэрэв цөм задрах юм бол хийн сав нээгдэж, муур үхдэг. Хэрэв цөм нь задрахгүй бол муур амьд, сайн хэвээр байна.
2. Бид муурыг хайрцагт хааж, нэг цаг хүлээгээд асуулт асуу: муур амьд эсвэл үхсэн үү?
3. Квантын механик нь атомын цөм (тиймээс муур) бүх боломжит төлөвт нэгэн зэрэг оршдог гэдгийг бидэнд хэлж байгаа юм шиг санагддаг (квант суперпозицияг үзнэ үү). Хайрцгийг нээхээс өмнө муурны цөм систем нь 50% магадлалтай "цөм нь ялзарсан, муур үхсэн" төлөвт, "цөм нь ялзраагүй, муур амьд" төлөвт байна. магадлал 50%. Хайрцагт сууж байсан муур нэгэн зэрэг амьд, үхсэн байдаг.
4. Орчин үеийн Копенгагены тайлбарын дагуу муур нь ямар ч завсрын төлөвгүйгээр амьд/үхсэн байна. Цөмийн задралын төлөвийг сонгох нь хайрцгийг нээх үед биш, харин цөм детектор руу орох үед ч тохиолддог. Учир нь “муур-детектор-цөм” системийн долгионы функцийг багасгах нь хайрцагны хүний ​​ажиглагчтай холбоогүй, харин цөмийн илрүүлэгч-ажиглагчтай холбоотой байдаг.

Энгийн үгээр тайлбарлах

Квант механикийн үзэж байгаагаар хэрэв атомын цөм ажиглагдаагүй бол түүний төлөвийг задарсан цөм ба задралгүй цөм гэсэн хоёр төлөвийн холимогоор тодорхойлдог тул хайрцагт сууж, атомын цөмийг дүрсэлсэн муур. нэгэн зэрэг амьд, үхсэн байдаг. Хэрэв хайрцгийг онгойлгосон бол туршилт хийгч зөвхөн нэг тодорхой төлөвийг харж болно - "цөм нь ялзарсан, муур үхсэн" эсвэл "цөм нь ялзраагүй, муур амьд".

Хүний хэлний мөн чанар: Шредингерийн туршилт квант механикийн үүднээс авч үзвэл муур амьд, үхсэн аль аль нь байж болохгүй гэдгийг харуулсан. Тиймээс квант механик нь ихээхэн дутагдалтай байдаг.

Асуулт нь: систем хэзээ хоёр төлөвийн холимог байхаа больж, тодорхой нэгийг сонгох вэ? Туршилтын зорилго нь долгионы функц ямар нөхцөлд нурж, муур үхэх эсвэл амьд үлдэх боловч хоёулангийнх нь холимог байхаа больсон зарим дүрэм журам байхгүй бол квант механик бүрэн бус болохыг харуулах явдал юм. Муур нь амьд эсвэл үхсэн байх ёстой нь тодорхой тул (амьдрал ба үхлийн хооронд завсрын төлөв байхгүй) энэ нь атомын цөмийн хувьд ижил төстэй байх болно. Энэ нь муудсан эсвэл муудаагүй байх ёстой (Википедиа).

Их тэсрэлтийн онолын видео

Шрөдингерийн сэтгэхүйн туршилтын өөр нэг сүүлийн үеийн тайлбар бол Их тэсрэлтийн онолын баатар Шелдон Күперийн боловсрол багатай хөрш Пеннидээ ярьсан түүх юм. Шелдоны түүхийн гол санаа нь Шредингерийн муур гэсэн ойлголтыг хүмүүсийн харилцаанд хэрэглэж болно гэсэн үг юм. Эрэгтэй, эмэгтэй хүмүүсийн хооронд юу болж байгааг ойлгохын тулд тэдний хооронд ямар харилцаа байдаг: сайн эсвэл муу, та зүгээр л хайрцгийг нээх хэрэгтэй. Тэр болтол харилцаа сайн муу аль аль нь байдаг.

Доорх нь Шелдон, Пениа хоёрын Их тэсрэлтийн онолын солилцооны видео клип юм.

Туршилтын үр дүнд муур амьд үлдсэн үү?

Өгүүллийг анхааралтай уншаагүй ч муурны талаар санаа зовж байгаа хүмүүст сайн мэдээ байна: Австрийн галзуу физикчийн бодлын туршилтын үр дүнд бидний мэдээллээр бүү санаа зов.

Ямар ч муур гэмтээгүй