خانه / پارادوکس / گربه شرودینگر – Schrödinger’s cat

گربه شرودینگر – Schrödinger’s cat

گربه شرودینگر
گربه شرودینگر

گربه شرودینگر یک آزمایش فکری است که در سال ۱۹۳۵ از سوی اروین شرودینگر- فیزیکدان اتریشی ابداع شد- این آزمایش که گاهی به صورت پارادوکس تعریف می‌شود- نشان می‌دهد که اگر قوانین مکانیک کوانتومی بر اشیای عادی و روزمره اعمال شود چه اتفاقی می‌افتد

مقدمه

اصل عدم قطعیت هایزنبرگ دیدگاه ما را نسبت به رویدادهای آینده و نحوه پیش گویی رویدادها از طریق قوانین علمی به کلی دگر گون ساخت. این مطلب در دهه بیست- هایزنبرگ‏- اروین شرودینگر و پل دیراک را بر آن داشت تا مکانیک را بازسازی نمایند. آنها براساس اصل عدم قطعیت- نظریه جدیدی بنام مکانیک کوانتومی تدوین نمودند. در این نظریه- ذرات دارای وضعیت و سرعت مجزا و در عین حال مشاهده ناپذیر نیستند. بلکه آنها دارای حالت کوانتومی اند که ترکیبی از وضعیت و سرعت می باشد.

به طور کلی مکانیک کوانتومی- برای یک مشاهده- نتیجه ای واحد را پیش بینی نمی کند. بلکه مجموعه ای از احتمالات را مطرح می سازد و درجه احتمال هریک را مشخص می کند. این بدین معنی است که اگر سیستمهای مشابه بسیاری را در شرایط مساوی اندازه گیری کنیم- در می یابیم که تعداد معینی سیستم در حالت A و تعدادی دیگر در حالت B و… قرار دارند. اما برای یک سیستم منفرد هیچگاه نمی توان گفت که این سیستم پس از اندازه گیری در کدام حالت قرار خواهد گرفت.مکانیک کوانتومی به این ترتیب عنصر پشبینی ناپذیری یا تصادف و احتمال را وارد علم می کند. انشتین برغم نقش مهمی که در تدوین مکانیک کوانتومی داشت قویا به این امر اعتراض داشت. او به خاطر آزمایش فوتوالکتریک که یکی از پایه های شکل گیری مکانیک کوانتومی به حساب می آید- جایزه نوبل دریافت کرد اما با این همه هرگز نپذیرفت که جهان بر حسب تصادف اداره می شود. این جمله معروف او احساساتش را به خوبی بیان می کند: – خداوند در اداره جهان تاس نمی ریزد.-

توصیف گربه شرودینگر

فرض کنید گربه‌ای در جعبه‌ای دربسته زندانی است. در این جعبه یک شیشه گاز سیانور- یک چکش- یک حسگر پرتوزا و یک منبع پرتوزا نیز وجود دارد. ذرات پرتوزا بصورت نامنظم تابش می‌کنند و به همین دلیل برای آن‌ها نیمه عمر در نظر می‌گیرند. حال فرض کنید حسگر و چکش طوری تنظیم شده باشند که در صورت تابش موج پرتوزا بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱- چکش شیشه حاوی گاز را شکسته و گربه بمیرد. اگر در ساعت ۱۲:۰۱ در جعبه را باز کنید چه خواهید دید؟ اگر از طریق فرمول نیمه عمر منبع- احتمال تابش بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱ را ۵۰٪ پیش بینی کنید. گربه داخل جعبه در هنگام برداشتن درب جعبه ۵۰٪ مرده‌است و ۵۰٪ زنده است. اما وقتی درب جعبه را برمی‌دارید خواهید دید که گربه یا مرده و یا زنده‌است. نمی‌توان گفت ۵۰٪ سلولهای بدن گربه مرده‌اند و ۵۰٪ آنها زنده‌اند. در فاصله یک لحظه- احتمال به یقین تبدیل خواهد شد. این امر کاملا متضاد با مکانیک کوانتومی می‌باشد. همان‌طور که گفتیم هیچگاه نمی‌توان موقعیت یک سیستم را به دقت اندازه‌گیری نمود. اما در این مثال کاملا این امر ممکن شده‌است.

این گونه پارادوکس‌ها در مکانیک کوانتومی بسیار زیادند. اما با این همه مکانیک کوانتومی در پیش‌بینی نتایج بسیاری از آزمایش‌ها به طور درخشانی موفق بوده‌است و زمینه تقریبا تمامی علم و فن نوین است. بر رفتار ترانزیستورها و مدارهای مجتمع که جز اساسی وسایلی نظیر تلویزیون و رایانه‌اند- فرمان می‌راند و نیز بنیاد شیمی و زیست‌شناسی نوین می‌باشد.

شرح کپنهاک از مکانیک کوانتوم اشاره بر این دارد که بعد از مدتی گربه به طور همزمان هم مرده‌است و هم زنده. هنوز وقتی به داخل جعبه نگاه می‌کنیم- گربه را می‌بینیم که یا زنده‌است یا مرده نه هر دوی این‌ها. این آزمایش آنچه را که او به عنوان مشکل از تفسیر کپنهاک از مکانیک کوانتومی اعمال شده به اشیاء روزمره را نشان می‌دهد- که تضاد با عقل سلیم است.

شرودینگر آزمایش ذهنی خود را به عنوان یک مقاله epr بعد از نویسنده‌های آن انشتین- پودولسکی- روزن در سال ۱۹۳۵ نامگذاری کرد. این مقاله طبیعت عجیب درگیری کوانتومی را برجسته کرد- که یکی از ویژگی‌های یک حالت کوانتومی است که ترکیبی از وضعیت دو سیستم است. -برای مثال دو ذره ریز- که یک بار با هم تعامل دارند و پس از آن از هم جدا می‌شوند و در حالت وضعیت قطعی نیستند.

تنها مسایل فیزیکی که مکانیک کوانتومی هنوز موفق به یکپارچگی و وحدت آنها نشده است- عبارنتد از: گرانش و ساختمان کلان جهان.

 

گربه شرودینگر
گربه شرودینگر

تفسیر کپنهاک

تفسیر کپنهاک حاکی ازآن است که وضعیت دو سیستم دچار فروپاشی را به یک حالت مشخص زمانی که یکی از سیستم‌ها اندازه‌گیری شده‌است دراورد. شرودینگر و انشتین نامه‌هایی در باره مقاله رد و بدل کردند.

مبدا و انگیزه

برای توضیح بیشتر شرودینگر توضیح می‌دهد که چگونه یک شخص در اصل می‌تواند انطباق یک اتم به اتم‌های در مقیاس بزرگ را معکوس کند. او پیشنهاد می کندیک سناریو با یک گربه در جعبه مهرو موم شده- مرگ و زندگی گربه بستگی به وضعیت ذرات درون اتمی دارد.

شما در کنار لیو تنها فیزیکدان امروزی هستید که می‌داند اگر فردی صادق باشد هیچ‌کس نمی‌تواند ورای فریضه حقیقت را ببیند. بسیاری از آنها نمی‌دانند که چه بازی خطرناکی با حقیقت می‌کنند. حقیقت بعنوان چیز مستقلی ازآنچه بطور عملی انجام می‌شود. توجیه آنها به وسیله سیستم اتم رادیواکتیوی+تقویت کننده+شارژ باروت+گربه داخل جعبه زده می شودبه نحوی که عملکرد-پی اس ای سیستم حاوی گربه زنده و از پا درآمده برروی بیت‌ها -ی کامپیوتری- است البته کسی شک ندارد که وجود یا عدم وجود گربه چیز مستقلی از عمل مشاهده‌است بخاطر بسپارید که درنصب شرودینگر به هیچ نوع شارژ باروت اشاره نشد- که از شمارنده گیگر به عنوان تقویت کننده وسم هیدروسیانیک استفاده می‌کند. باروت در پیشنهاد اصلی انیشتین به شرودینگر ۱۵سال پیش از آن اشاره شده‌است و علی الظاهر انیشتین آن را به بحث موجود کشانده‌است.

تفسیر آزمایش

از زمان شرودینگر تفاسیر دیگر مکانیزم کوانتومی پیشنهاد شده‌اند که جواب‌های متفاوتی به سوالات گربه شرودینگر در مورد مدت زمان موقعیت عالی و زمان برخورد آنها می‌دهد.

پارادوکس گربه شرودینگر

بر اساس نظریه مکانیک کوانتوم- یک ذره می‌تواند در دو حالت به طور هم‌زمان باشد. هدف شرودینگر نشان دادن این موضوع بود که این مسیله درست نیست. شرودینگر می‌گوید که یک گربه در یک جعبه حاوی مواد سمی قرار داده شده است که احتمال مرگ و زنده بودن گربه- برابر و ۵۰ درصد می‌باشد. بر اساس نظریه کوانتوم- از آنجا که ما داخل جعبه رو نمی‌بینیم- گربه هم زنده و هم مرده است. ما می‌دانیم که این مسیله ممکن نیست- چیزی نمی‌تواند هم زنده باشد و هم مرده- و این مسیله و پارادوکسی بود- که شرودینگر می‌خواست نشان دهد.

گربه شرودینگر

گربه شرودینگر

گربه شرودینگر

گربه شرودینگر

گربه شرودینگر

منبع :

دانشنامه رشد

ویکی پدیا

مطلب پیشنهادی

پارادوکس قدرت مطلق

قدرت مطلق – Omnipotence paradox

پارادوکس قدرت مطلق – پارادوکس‌های قدرت مطلق- پارادوکس‌هایی در ارتباط با کارهایی هستند که یک …

یک دیدگاه

  1. پارادوکس جالبیه.تشکر

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

چهارده − 14 =