Kot Schrödingera

Z encyklopediafantastyki.pl
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
LEKSYKON FANTASTYKI
science
Źródło: Internet

Kot Schrödingera to w mechanice kwantowej nazwa słynnego eksperymentu myślowego z hipotetycznym kotem.

Erwin Schrödinger opublikował W 1935 roku artykuł przeglądowy Obecna sytuacja w mechanice kwantowej, w którym przedstawił swój eksperyment. Tak narodził się równocześnie żywy i martwy kot Schrödingera. Eksperyment z kotem Schrödingera jest jednym z wielu pomysłów tworzenia "przekładni" ze świata zjawisk w skali atomowej do świata makroskopowego.

Spis treści

Eksperyment myślowy

Źródło: Internet

Schrödinger wymyślił urządzenie oddziałujące na kota, zamkniętego w pojemniku z trucizną (np. z trującym gazem). Do szczelnego pojemnika wkładamy: żywego kota, źródło promieniotwórcze emitujące średnio jedną cząstkę na godzinę oraz detektor promieniowania (np. licznik Geigera-Müllera), który w chwili wykrycia cząstki uwalnia trujący gaz. Po zamknięciu pojemnika i odczekaniu jednej godziny mamy 50% prawdopodobieństwo, że kot jest martwy, i takie samo prawdopodobieństwo, że jest nadal żywy. Tak sugerowałby tzw. zdrowy rozsądek. Jeśli nastąpi radioaktywny rozpad i licznik go zarejestruje, zostanie uruchomiony mechanizm, który uwolni truciznę, wtedy kot zginie. Jeśli rozpad nie będzie miał miejsca, zwierzę nadal będzie cieszyło się życiem. Z opisu kwantowo-mechanicznego wynika jednak coś innego – przed otwarciem pojemnika kot jest jednocześnie i martwy, i żywy. Jako obiekt kwantowy, znajduje się on równocześnie w każdym z możliwych stanów (tzw. superpozycji). Dopiero otwarcie pojemnika i sprawdzenie jego zawartości redukuje układ do jednego stanu – następuje załamanie funkcji falowej kota, i dopiero w momencie poczynienia obserwacji kot przyjmuje jeden, konkretny stan. W tym przypadku mamy tylko dwa możliwe stany - kot jest martwy lub żywy.

Zgodnie z regułami tzw. interpretacji kopenhaskiej, do momentu przeprowadzenia pomiaru, tzn. stwierdzenia, co dzieje się z kotem, jego stan jest fundamentalnie nieokreślony – kot jest jednocześnie żywy i martwy. Fizycy mówią o superponowanym stanie żywego i martwego kota. Dopiero pomiar rozstrzygnie jego losy. Występowanie superpozycji stanów jest zjawiskiem powszechnym w świecie mikroskopowych obiektów. Eksperyment kłóci się ze zdrowym rozsądkiem, co wynika z faktu, że jest niemożliwy do przeprowadzenia w świecie makroskopowym. Przedmioty dostępne nam do obserwacji w naszej skali składają się z obiektów podlegających prawom mechaniki kwantowej. Jednak, ze względu na bardzo dużą ilość tych obiektów, ich poszczególne stany uśredniają się, nie pozwalając obserwować efektów kwantowych.

Kot Schrödingera w masowej kulturze

Literatura

  • T. Pratchett, Kot w stanie czystym, Prószyński i S-ka, 1989.
  • T. Pratchett, Panowie i damy, Prószyński i S-ka, Warszawa, 2002. Greebo spędził we wnętrzu irytujące dwie minuty. Technicznie rzecz biorąc, kot zamknięty w pudle może być żywy albo martwy. Nigdy nie wiadomo, dopóki nie zajrzy się do środka. W istocie sam fakt otwarcia pudła określa stan kota, chociaż w tym przypadku były trzy stany deterministyczne, w jakich kot mógł się znaleźć: Żywy, Martwy i Piekielnie Wściekły.
  • T. Pratchett, Ostatni bohater, Prószyński i S-ka, Warszawa, 2003, s. 69. Śmierć próbuje przeprowadzić eksperyment myślowy Schrödingera w sposób fizyczny.
  • D. Simmons, Endymion, Wydawnictwo MAG, 2008. Więzienie głównego bohatera, a zarazem narratora to powiększona wersja pudełka więziącego kota Shroedingera orbitująca w kosmosie.
  • Kociątko Schrödingera - George Alec Effinger

Film

  • The Big Bang Theory

Kot Schrödingera wspominany jest przez Sheldona, gdy Penny pyta go o radę w związku z randką z Leonardem. Sheldon tłumaczy, iż tak jak w przypadku omawianego paradoksu randka będzie zarówno udana jak i nieudana, dopóki "nie otworzy się pojemnika z kotem". Tuż przed randką Leonard pyta, czy Penny słyszała o Kocie Schrödingera, po czym całuje ją. Penny po pocałunku stwierdza "kot żyje", sugerując, iż powstała chemia pomiędzy nimi. W 2 odcinku sezonu 2 Penny wracając z randki z Erykiem próbuje bez powodzenia wytłumaczyć mu eksperyment z kotem Schrödingera.

  • Dr House

W siedemdziesiątym drugim odcinku (czwarty sezon), Dr Wilson, rozmawiając o pojawieniu się Alison Cameron (rzekomo miała być w Arizonie) stwierdza, iż "(...) ponieważ nie jest martwym kotem, jest rzeczą naukowo niemożliwą, by mogła być w dwóch miejscach naraz". Dr House odpowiada: "Żart fizyczny. Zbyt mało się ich słyszy".

  • Futurama

W odcinku pt. "A clone of my own", wśród prezentowanych osiągnięć profesora Farnswortha znajduje się nagroda związana z Schrödinger's Kit Kat Club. W odcinku pt. "Law and Oracle", Fry jako policjant łapie Schrödingera przewożącego kota zamkniętego w pudełku.

  • Sliders

Quinn, jeden z bohaterów serialu, ma kota o imieniu Schrödinger.

  • Stargate SG-1

Samantha Carter daje w prezencie kosmicie kota o imieniu Schrödinger.

  • Sześć stóp pod ziemią

W odcinku pt. "Idealny okrąg", Nate'owi śni się program telewizyjny, w którym skrótowo wyjaśnia się eksperyment.

  • Bones

W odcinku pt. "The pain in the heart" Zackowi za pomocą kota jest tłumaczony dylemat "mieć ciastko i zjeść ciastko"

  • Hellsing

W serii OVA oraz mandze występuje chorąży z kocimi uszami który ma na imię Schrödinger. Posiada specjalną umiejętność, która polega na tym, że jak to sam stwierdził, "może być wszędzie, a zarazem nigdzie"

  • FlashForward: Przebłysk jutra

W odcinku 6. Simon podrywa na "Kota Schrödingera" poznaną w pociągu blondynkę. Umineko no Naku Koro ni[edytuj] W odcinku 14. Virgilia wyjaśnia Battlerowi teorię magii odwołując się do lampy oscyloskopowej działającej w telewizorze oraz jednocześnie żywego i martwego Kota Schrödingera.

Osobiste
Przestrzenie nazw
Warianty
Działania
Nawigacja
Narzędzia
Pomoc
Szablony