シュレディンガーの猫: シンプルな言葉で本質を語る

「シュレーディンガーの猫」は、おそらくすでに推測されているように、シュレーディンガー、より正確にはノーベル物理学賞受賞者であるオーストリアの科学者エルヴィン・ルドルフ・ヨーゼフ・アレクサンダー・シュレーディンガーによって行われた面白い思考実験の名前です。「ウィキペディア」はこの実験を次のように定義しています。「密閉箱の猫の中に置かれます。箱の中には放射性核と有毒ガスが入った容器が入っています。核が 1 時間で崩壊する確率が 50% になるように実験パラメータが選択されています。」核が崩壊すると、メカニズムが作動し、ガスの入った容器が開き、猫は死にます。

量子力学によれば、原子核の観察が行われない場合、その状態は崩壊した原子核と崩壊していない原子核の 2 つの状態の重ね合わせ (混合) によって記述されるため、箱の中に座っている猫は生きていると同時に死んでいるということになります。同時に。箱が開いた場合、実験者は「核は崩壊した、猫は死んだ」、または「核は崩壊していない、猫は生きている」という 1 つの特定の状態だけを見なければなりません。

最終的には猫が生きているか死んでいるかがわかりますが、猫は生きていると同時に死んでいる可能性があります。したがって、シュレディンガーは、量子力学に特定の規則を適用することなく、量子力学の限界を証明しようとしました。

量子物理学のコペンハーゲン解釈、特にこの実験は、観察者がプロセスに介入した後にのみ、猫が潜在的な段階の 1 つ (生死) の特性を獲得することを示しています。

つまり、特定のシュレディンガーが箱を開けると、100パーセントの確率でソーセージを切るか、獣医師に電話する必要があるということです。猫は間違いなく生きているか、突然死んでいます。しかし、その過程に観察者がいない限り、つまり、視覚という形で間違いなく有利であり、少なくとも明晰な意識を持っている特定の人物がいる限り、猫は「天と地の間」で宙ぶらりんになるでしょう。

ひとり歩きする猫についての古代のたとえ話は、この文脈で新たな色合いを帯びてきます。間違いなく、シュレディンガーの猫は宇宙で最も繁栄している生き物ではありません。猫の成功を祈り、神秘的で時には容赦のない量子力学の世界からの別の面白い問題に目を向けましょう。

「森で木が倒れる音を知覚できる人が近くにいない場合、どんな音を立てますか?」ここでは、不幸な猫/幸せな猫の白黒の運命とは対照的に、私たちは色とりどりの推測のパレットに直面しています。音はありません/音はありますが、それはどのようなものですか、存在するのか、そしてもしそこには存在しないのですが、なぜでしょうか? この質問には非常に単純な理由、つまり実験を実行することが不可能であるため、答えることができません。結局のところ、どんな実験も、知覚して結論を引き出すことができる観察者の存在を意味します。

有名なアルゼンチンの作家フリオ・カルタサルより、明るい代表「マジカルリアリズム」には、観察者なしで放置されたオフィス家具が、あたかも何かを使っているかのようにオフィス内を動き回るという短編小説があります。自由時間「固まった」手足を伸ばすために。

つまり、私たちがいないときに私たちの周りの現実のオブジェクトに何が起こるかを推測することは不可能です。そして、それが認識できない場合、それは存在しないことになります。私たちが部屋を出るとすぐに、部屋自体とともにそのすべての内容は存在しなくなり、より正確に言えば、可能性の中でのみ存在し続けます。

同時に、火災や洪水、機器の盗難、招かれざる客などが発生します。さらに、私たちはその中に、さまざまな潜在的な状態で存在しています。ある時は部屋を歩き回り、くだらないメロディーを口笛で吹きながら、ある時は悲しそうに窓を眺め、3番目は妻と電話で話しています。私たちの突然の死や予期せぬ電話の形での良い知らせでさえも、その中に生きています。

ドアの後ろに隠されたあらゆる可能性を少し想像してみてください。ここで、私たちの世界全体がそのような未実現の可能性の集合体にすぎないと想像してください。面白いですね。

しかし、ここで論理的な疑問が生じます。「だから何?」はい、それは面白いです、はい、興味深いですが、これは本質的に何を変えるのでしょうか？科学はこれについては控えめに沈黙している。量子物理学にとって、そのような知識は宇宙とそのメカニズムを理解する上で新たな道を切り開きますが、私たち人間にとっては、大物とは程遠い存在です。科学的発見、そのような情報は役に立たないようです。

これが役に立たないなんて！だって、人間である私がこの世に存在するなら、不死である私は別の世界にも存在するのですから！私の人生が失敗と失望の連続で構成されているとしたら、私はどこかに存在します - 成功していて幸せですか？実際、私たちがそこに入らない限り空間がないのと同じように、私たちの感覚の外側には何もありません。私たちの知覚器官は私たちを欺き、私たちを「取り囲む」世界の絵を脳の中に描くだけです。私たちの外側に実際に何があるのかは、まだ七つの封印の背後にある秘密のままです。

猫は生きていながら同時に死んでいることはありますか? 平行世界はいくつありますか? そして、それらは存在するのでしょうか？これらはまったく SF 的な問題ではなく、量子物理学によって解決される非常に現実的な科学的問題です。

それでは始めましょう シュレーディンガーの猫。これは、世界に存在するパラドックスを指摘するためにエルヴィン・シュレーディンガーによって提案された思考実験です。量子物理学。実験の要点は次のとおりです。

架空の猫が閉じた箱の中に同時に置かれると同時に、放射性核と有毒ガスの容器を備えた同じ架空の機構も置かれます。実験によると、核が崩壊するとメカニズムが作動し、ガス容器が開いて猫は死ぬという。核崩壊の確率は2分の1です。

この矛盾は、量子力学によれば、原子核が観察されない場合、猫はいわゆる重ね合わせ状態にあること、言い換えれば、猫は同時に相互排他的な状態（生きている状態と死んでいる状態）にあるということです。しかし、観察者が箱を開けると、猫が生きているか死んでいるかという特定の状態にあることを確認できます。シュレディンガーによれば、不完全性とは、量子論それは、どのような条件下で猫が重ね合わせをやめ、生きているのか死んでいるのかが特定されていないことです。

この矛盾は、既存の思考実験に友人というカテゴリーを追加したウィグナーの実験によってさらに悪化します。ウィグナー氏によると、実験者が箱を開けると、猫が生きているのか死んでいるのかが分かるという。実験者にとって、猫は重ね合わせ状態ではなくなりますが、ドアの向こうにいて実験結果をまだ知らない友人にとって、猫は依然として「生と死の間」のどこかにいます。これは無限の数のドアと友達で継続でき、同様の論理によれば、実験者が箱を開けたときに何を見たのかを宇宙のすべての人が知るまで、猫は重ね合わせ状態になります。

量子物理学はこのような矛盾をどのように説明するのでしょうか? 量子物理学は思考実験を提供します 量子自殺そして2つ可能なオプション量子力学のさまざまな解釈に基づいた出来事の展開。

思考実験では、参加者に銃を向けると、放射性原子の崩壊の結果として発砲するか、発砲しないかのどちらかになります。繰り返しますが、50 対 50。したがって、実験の参加者は死ぬか死なないかのどちらかですが、今のところ彼はシュレディンガーの猫のように重ね合わせの状態にあります。

この状況は、量子力学の観点からさまざまな方法で解釈できます。コペンハーゲンの解釈によれば、最終的に銃が暴発し、参加者は死亡するという。エヴェレットの解釈によれば、重ね合わせは参加者が同時に存在する 2 つの並行世界の存在を提供します。一方では参加者は生きており (銃は発砲しませんでした)、もう一方では参加者は死んでいます (銃が発砲されました)。しかし、多世界の解釈が正しければ、いずれかの宇宙では参加者は常に生きていることになり、それが「量子不死」の存在という考えにつながります。

シュレーディンガーの猫と実験の観察者に関しては、エヴェレットの解釈によれば、シュレーディンガーは自分自身と猫が同時に 2 つの宇宙にいて、つまり「量子言語」で彼と「絡み合っている」ことに気づきます。

これは SF 小説の物語のように聞こえますが、多くの物語のうちの 1 つです... 科学理論、それは現代物理学で起こります。

「シュレディンガーの猫」という言葉を聞いたことがある人もいるかもしれません。しかし、ほとんどの人にとって、この名前は何の意味も持ちません。

もしあなたが自分を思考の主体であると考え、知識人であるとさえ主張するなら、シュレディンガーの猫とは何なのか、そしてなぜ彼が有名になったのかを必ず調べるべきです。

シュレーディンガーの猫オーストリアの理論物理学者エルヴィン・シュレディンガーが提唱した思考実験です。この才能ある科学者は 1933 年にノーベル物理学賞を受賞しました。

彼は、有名な実験を通じて、素粒子系から巨視的系への移行における量子力学の不完全性を示したかったのです。

エルヴィン・シュレディンガーは自分の理論を次のように説明しようとしました。元の例猫彼は自分のアイデアを誰にでも理解できるように、できるだけシンプルにしたいと考えました。

彼が成功したかどうかは、記事を最後まで読めばわかります。

シュレーディンガーの猫の実験の本質

ある猫が、そのような地獄のような機械が設置された鋼鉄製の部屋に閉じ込められていると仮定します（猫による直接介入から保護されなければなりません）。ガイガーカウンター内には非常に微量の放射性物質があり、1時間以内に崩壊できる原子は1つだけです。、しかし同じ確率で崩壊しない可能性があります。これが起こると、読み取り管が放電され、リレーが作動してハンマーが解放され、青酸でフラスコが破壊されます。

このシステム全体を 1 時間放置しておくと、原子が崩壊しない限り、猫はその後も生きていると言えます。

原子の最初の崩壊は猫を毒殺するでしょう。システム全体のサイ機能は、生きている猫と死んだ猫（表現はご容赦ください）を同じ部分で混合または塗りつぶすことによってこれを表現します。

このようなケースでは、最初は不確実性が限定されていたのが一般的です。原子の世界、巨視的な不確実性に変換され、直接観察することで除去できます。

これにより、「ぼかしモデル」を現実を反映しているものとして素朴に受け入れることができなくなります。これ自体は、明確でないことや矛盾することを意味するものではありません。

ぼやけた写真や焦点が合っていない写真と、雲や霧の写真との間には違いがあります。

言い換えれば、私たちは箱と猫を持っています。箱の中には放射性原子核を備えた装置と有毒ガスの容器が入っている。

実験中、核が崩壊するか非崩壊する確率は 50% に等しくなります。したがって、核が崩壊すれば動物は死に、核が崩壊しなければシュレーディンガーの猫は生き続けることになります。

私たちは猫を箱に閉じ込めて1時間待ち、人生のはかなさを思い返します。

量子力学の法則によれば、原子核 (そしてその結果として猫自体) は同時にすべての可能な状態になることができます (量子の重ね合わせを参照)。

箱が開けられる瞬間まで、「キャットコア」システムは、50% の確率で「核崩壊 - 猫は死亡」、および「核崩壊は起こらなかった - 猫は生きている」という 2 つのイベントの可能な結果を想定します。」と同程度の確率で表示されます。

箱の中に座っているシュレーディンガーの猫は、生きていると同時に死んでいることが判明しました。

コペンハーゲン解釈では、いずれにしても猫は生きていると同時に死んでいるということになります。核崩壊の選択は、箱を開けるときではなく、核が検出器に衝突するときにも行われます。

これは、「猫-検出器-コア」システムの波動関数の減少が、外部から観察している人間とはまったく関係がないという事実によるものです。検出器監視装置に直接接続されています原子核.

シュレディンガーの猫を簡単に言うと

量子力学の法則によれば、原子核の観察がなければ、原子核は二重の状態になる可能性があります。つまり、崩壊は起こるか起こらないかのどちらかです。

このことから、箱の中にいる核を表す猫は、生きていると同時に死んでいる可能性があるということになります。

しかし、観察者が箱を開けようと決めた瞬間、彼は 2 つの可能な状態のうちの 1 つしか見ることができません。

しかしここで、論理的な疑問が生じます。システムが二重形式で存在しなくなるのは、一体いつなのでしょうか?

この経験のおかげで、シュレーディンガーは、波動関数がいつ崩壊するかを説明する特定の規則がなければ、量子力学は不完全であると主張しました。

シュレディンガーの猫が遅かれ早かれ生きるか死ぬかのどちらかになるという事実を考慮すると、これは原子核についても同様であり、原子崩壊は起こるか起こらないかのどちらかです。

人間の言語における経験の本質

シュレーディンガーは、猫の例を使って、量子力学によれば、動物は生きていると同時に死んでいるということを示したかったのです。これは実際には不可能であり、そこから今日の量子力学には重大な欠陥があるという結論が導き出されます。

「ビッグバンセオリー」のビデオ

シリーズの登場人物シェルドン・クーパーは、「心の狭い」友人にシュレーディンガーの猫の実験の本質を説明しようとした。これを行うために、彼は男性と女性の関係を例に挙げました。

それらがどのような関係にあるのかを知るには、箱を開けてください。その間、それは閉鎖され、彼らの関係は同時に肯定的であると同時に否定的になる可能性があります。

シュレーディンガーの猫はその経験を生き延びたのでしょうか?

読者の中に猫のことを心配している人がいたら、落ち着いてください。実験中、彼らは誰も死亡せず、シュレーディンガー自身が彼の実験を呼び出しました 精神的なつまり、心の中でのみ実行されるものです。

シュレーディンガーの猫の実験の本質を理解していただければ幸いです。質問がある場合は、コメントで質問してください。そしてもちろん、この記事をソーシャルネットワークで共有してください。

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有名な科学ポータル「PostScience」に最近公開されたのは、有名なパラドックスが出現した理由とそれが何でないのかについてのエミール・アフメドフによる著者の記事です。

物理学者エミール・アフメドフが確率的解釈、閉鎖量子システム、パラドックスの定式化について語る。

私の意見では、量子力学の最も難しい部分は、心理的、哲学的、そして他の多くの点で、その確率的解釈です。多くの人が確率論的な解釈について議論しています。たとえば、アインシュタインは、ポドルスキーやローゼンとともに、確率的解釈を否定する逆説を考案しました。

それらに加えて、シュレーディンガーは量子力学の確率的解釈についても議論しました。量子力学の確率的解釈に対する論理的矛盾として、シュレーディンガーは、いわゆるシュレーディンガーの猫のパラドックスを思いつきました。それはさまざまな方法で定式化できます。たとえば、猫が座っている箱があり、致死性ガスのシリンダーがこの箱に接続されているとします。このシリンダーのスイッチには何らかの装置が接続されており、致死性のガスの侵入を許可または遮断します。これは次のように機能します。偏光ガラスがあり、通過する光子が必要な偏光を持っている場合、シリンダーが回転します。オンにすると、ガスが猫に流れます。光子の偏光が間違っている場合、シリンダーはオンにならず、キーもオンにならず、シリンダーは猫にガスを送り込みません。

光子が円偏光で、デバイスが直線偏光に応答するとします。これは明確ではないかもしれませんが、それほど重要ではありません。ある確率で、光子はある方向に偏光され、ある確率で、別の方向に偏光されます。シュレーディンガー氏はこう述べています。「ある時点で、蓋を開けて猫が生きているかどうかを確認するまで（そしてシステムが閉じられている）、猫はある程度の確率で生きており、ある程度の確率で死んでいるという状況が判明する」確率。おそらく私がパラドックスを不用意に定式化しているのかもしれませんが、最終結果は奇妙な状況になります。猫は生きていても死んでもいないのです。このようにしてパラドックスが定式化されます。

私の意見では、この矛盾には完全に明確かつ正確な説明があります。私の個人的な見解かもしれませんが、説明してみます。量子力学の主な性質は次のとおりです。閉じた系を記述する場合、量子力学は波力学、波動力学に他なりません。これは、解が波である微分方程式によって記述されることを意味します。波のあるところや、微分方程式、行列などがあります。これらは、行列記述と波動記述という 2 つの同等の記述です。行列の記述はハイゼンベルクに属し、波の記述はシュレーディンガーに属しますが、それらは同じ状況を記述します。

次のことが重要です。システムが閉じている間、システムは波動方程式によって記述され、この波に何が起こるかは、ある種の波動方程式によって記述されます。量子力学の全体の確率的解釈は、システムが開かれた後に生じます。それは、何らかの大きな古典的な、つまり非量子的な対象によって外部から影響を受けます。インパクトの瞬間には、この波動方程式で記述されなくなります。いわゆる波動関数の縮小と確率的解釈が生じます。オープンの瞬間まで、システムは波動方程式に従って進化します。

ここで、大規模な古典システムが小規模な量子システムとどのように異なるかについて、いくつかコメントする必要があります。一般に、大規模な古典系でも波動方程式を使用して記述できますが、この記述は通常は困難であり、実際にはまったく必要ありません。これらのシステムは、その動作が数学的に異なります。量子力学や場の理論では、いわゆる物体が存在します。古典的な大規模システムの場合、アクションは巨大ですが、量子小規模システムの場合、アクションは小さくなります。さらに、この作用の勾配、つまり時間と空間におけるこの作用の変化率は、大規模な古典系では大きく、小さな量子系では小さくなります。これが 2 つのシステムの主な違いです。古典的なシステムでは作用が非常に大きいという事実により、波動方程式ではなく、単にニュートンの法則などの古典的な法則によって説明する方が便利です。たとえば、この理由により、月は原子核の周りを電子が回るように地球の周りを回転するのではなく、特定の明確に定義された軌道に沿って、古典的な軌道に沿って回転します。電子は小さな量子系であり、原子核の周りの原子内で定在波のように動きますが、その運動は定在波によって記述され、これが 2 つの状況の違いです。

量子力学における測定とは、小さな量子系に大きな古典系に影響を与えることです。この後、波動関数は減少します。私の意見では、シュレーディンガーのパラドックスにおける風船や猫の存在は、光子の偏光を測定する大きな古典系の存在と同じです。したがって、測定は箱の蓋を開けて猫の生死を確認する瞬間ではなく、光子が偏光ガラスと相互作用する瞬間に行われます。したがって、この瞬間、光子の波動関数が減少し、風船は開くか開かないか、そして猫が死ぬか死なないかという非常に特殊な状態になります。全て。彼がある程度の確率で生きていて、ある程度の確率で死んでいるという「確率猫」は存在しない。シュレディンガーの猫のパラドックスにはさまざまな定式化があると述べたとき、私はただ、さまざまな定式化があると述べただけです。さまざまな方法猫を殺すか生かしておく装置を考え出す。本質的に、パラドックスの定式化は変わりません。

このパラドックスを複数の世界などを使って説明しようとする他の試みについても聞いたことがあります。私の意見では、これらの説明はすべて批判に耐えられません。このビデオで私が言葉で説明したことは数学的な形に置き換えることができ、この声明の真実性を検証することができます。私の意見では、小さな量子系の波動関数の測定と縮小は、大きな古典系との相互作用の瞬間に起こるということをもう一度強調します。このような大規模な古典的なシステムは、猫とそれを殺す装置であり、猫の入った箱を開けて猫が生きているかどうかを確認する人ではありません。つまり、測定は、猫をチェックする瞬間ではなく、このシステムと量子粒子との相互作用の瞬間に行われます。私の意見では、そのような矛盾は理論と常識を適用することで説明が得られます。

実験そのものの本質

シュレーディンガーの元の論文では、この実験について次のように説明されています。

かなりバーレスクなケースも構築できます。ある猫は、次のような地獄の機械 (猫の直接の介入から保護されなければなりません) とともに鋼鉄の部屋に閉じ込められています。ガイガーカウンターの中には、微量の放射性物質があり、非常に小さいので、原子 1 つだけが崩壊することができます。 1時間ですが、同じ確率で崩れません。これが起こると、読み取り管が放電され、リレーが作動してハンマーが解放され、青酸でフラスコが破壊されます。このシステム全体を 1 時間放置しておくと、原子が崩壊しない限り、猫はその後も生きていると言えます。原子の最初の崩壊は猫を毒殺するでしょう。システム全体のサイ機能は、生きている猫と死んだ猫（表現はご容赦ください）を同じ部分で混合または塗りつぶすことによってこれを表現します。このような場合に典型的なのは、もともと原子の世界に限定されていた不確実性が、直接観察によって除去できる巨視的な不確実性へと変化することです。これにより、「ぼかしモデル」を現実を反映しているものとして素朴に受け入れることができなくなります。これ自体は、明確でないことや矛盾することを意味するものではありません。ぼやけた写真や焦点が合っていない写真と、雲や霧の写真との間には違いがあります。量子力学によれば、原子核の観察が行われない場合、その状態は崩壊した原子核と崩壊していない原子核の 2 つの状態の重ね合わせ (混合) によって記述されるため、箱の中に座っている猫は生きていると同時に死んでいるということになります。同時に。箱が開いた場合、実験者は 1 つの特定の状態、つまり「核が崩壊した、猫は死んだ」または「核は崩壊していない、猫は生きている」だけを見ることができます。問題は、システムが 2 つの状態の混合として存在しなくなり、特定の 1 つを選択するのはいつになるのかということです。実験の目的は、どのような条件下で波動関数が崩壊し、猫が死ぬか生き続けるが、両方の混合ではなくなるかを示すいくつかの規則がなければ、量子力学は不完全であることを示すことです。

猫が生きているか死んでいなければならないことは明らかなので（生と死を組み合わせた状態は存在しません）、これは原子核についても同様です。それは朽ちているか、朽ちていないかのどちらかでなければなりません。

元の記事は 1935 年に出版されました。この記事の目的は、その年初めにアインシュタイン、ポドルスキー、ローゼンによって発表されたアインシュタイン・ポドルスキー・ローゼンのパラドックス (EPR) について議論することでした。

恥ずかしながら、私はこの表現を聞いたことはありますが、それが何を意味するのか、またどのようなテーマで使われているのかさえ知りませんでした。この猫についてインターネットで読んだ内容をお話ししましょう... -

« シュレーディンガーの猫「これは、ノーベル賞受賞者でもある有名なオーストリアの理論物理学者エルヴィン・シュレディンガーの有名な思考実験の名前です。この架空の実験の助けを借りて、科学者は、素粒子系から巨視的系への移行における量子力学の不完全性を示したいと考えました。

Erwin Schrödinger による元の記事は 1935 年に発表されました。その中で、実験は以下を使用して、または擬人化して説明されていました。

かなりバーレスクなケースも構築できます。次のような極悪非道な機械を備えた鋼鉄製の部屋に猫を閉じ込めてみましょう (猫の介入とは関係ありません)。ガイガーカウンターの中には微量の放射性物質があり、非常に小さいため、1 時間に 1 個の原子しか崩壊できません。しかし、同じ場合でも、おそらく崩壊しない可能性が高く、これが起こった場合、読み取り管が放出され、リレーが作動してハンマーが解放され、青酸でフラスコが破壊されます。

このシステム全体を 1 時間放置しておくと、原子が崩壊しない限り、猫はその後も生きていると言えます。原子の最初の崩壊は猫を毒殺するでしょう。システム全体のサイ機能は、生きている猫と死んだ猫（表現はご容赦ください）を同じ部分で混合または塗りつぶすことによってこれを表現します。このような場合に典型的なのは、もともと原子の世界に限定されていた不確実性が、直接観察によって除去できる巨視的な不確実性へと変化することです。これにより、「ぼかしモデル」を現実を反映しているものとして素朴に受け入れることができなくなります。これ自体は、明確でないことや矛盾することを意味するものではありません。ぼやけた写真や焦点が合っていない写真と、雲や霧の写真との間には違いがあります。

言い換えると：

箱と猫があります。箱の中には放射性原子核を収めた機構と有毒ガスの容器が入っている。実験パラメータは、1 時間以内の核崩壊の確率が 50% になるように選択されました。核が崩壊すると、ガスの入った容器が開き、猫は死亡します。核が腐敗しなければ、猫は元気に生き続けます。
猫を箱に入れて1時間待ってから、「猫は生きているのか、死んでいるのか」と質問します。
量子力学は、原子核 (したがって猫) は同時にすべての可能な状態にあると教えているようです (量子の重ね合わせを参照)。箱を開ける前、cat-core システムは 50% の確率で「核が崩壊し、猫は死んでいる」状態にあり、50% の確率で「核は腐っていない、猫は生きている」状態にあります。確率は50%。箱の中に座っている猫は、生きていると同時に死んでいることが判明しました。
現代のコペンハーゲンの解釈によれば、猫は中間状態を持たずに生きているか死んでいる。そして、原子核の崩壊状態の選択は、箱を開けた瞬間ではなく、原子核が検出器に入ったときでも行われます。なぜなら、「猫-検出器-核」システムの波動関数の減少は、箱の人間の観察者には関係しないが、核の検出器-観察者に関係しているからである。

量子力学によれば、原子核の観察が行われない場合、その状態は崩壊した原子核と崩壊していない原子核という 2 つの状態の混合によって記述されるため、箱の中に座っている猫は原子核を擬人化しています。原子は生きていると同時に死んでいます。箱が開いた場合、実験者は 1 つの特定の状態、つまり「核が崩壊した、猫は死んだ」または「核は崩壊していない、猫は生きている」だけを見ることができます。

人間の言語の本質: シュレーディンガーの実験は、量子力学の観点から、猫は生きていると同時に死んでいるが、そんなことはありえないことを示した。したがって、量子力学には重大な欠陥があります。

問題は、システムが 2 つの状態の混合として存在しなくなり、特定の 1 つを選択するのはいつになるのかということです。実験の目的は、どのような条件下で波動関数が崩壊し、猫が死ぬか生き続けるが、両方の混合ではなくなるかを示すいくつかの規則がなければ、量子力学は不完全であることを示すことです。猫が生きているか死んでいるに違いないことは明らかなので（生と死の間に中間状態はない）、これは原子核についても同様です。減衰しているか、減衰していない () のいずれかでなければなりません。

シュレディンガーの思考実験のもう 1 つの最新の解釈は、「理論」シリーズの主人公であるシェルドンクーパーの物語です。ビッグバン」（「ビッグバンセオリー」）を、教育を受けていない隣人のペニーに届けました。シェルドンの物語の要点は、シュレディンガーの猫の概念が人間関係に適用できるということです。男性と女性の間で何が起こっているのか、彼らの間にどのような関係があるのか、良いか悪いかを理解するには、箱を開けるだけで十分です。それまでの関係は良くも悪くもなります。

以下は、シェルドンとペニアの間のビッグバンセオリーのやりとりのビデオクリップです。

シュレディンガーのイラストは、最良の例量子物理学の主要なパラドックスを説明するには、量子物理学の法則によれば、電子、光子、さらには原子などの粒子は 2 つの状態 (辛抱強い猫を思い出していただければ、「生きている」と「死んでいる」) で同時に存在します。これらの状態を呼びます。

アーカンソー大学 (アーカンソー州立大学) のアメリカの物理学者アートホブソン () は、この矛盾に対する解決策を提案しました。

「量子物理学における測定は、ガイガーカウンターなどの特定の巨視的装置の動作に基づいており、その助けを借りて、原子、光子、電子などの微視的な系の量子状態が決定されます。量子理論は、微視的なシステム (粒子) を、システムの 2 つの異なる状態を区別する巨視的なデバイスに接続すると、そのデバイス (たとえば、ガイガーカウンター) が量子もつれの状態になり、自身も 2 つの状態にあることを意味します。同時に重ね合わせます。しかし、この現象を直接観察することは不可能なので、容認できません」と物理学者は言います。

ホブソン氏は、シュレディンガーのパラドックスにおいて、猫は放射性核に接続され、核の崩壊状態か「非崩壊」状態を決定する巨視的な装置、ガイガーカウンターの役割を果たしていると述べている。この場合、生きている猫は「非腐敗」の指標となり、死んだ猫は腐敗の指標となります。しかし、量子論によれば、猫は原子核と同様、生と死の二つの重ね合わせの中に存在しなければならない。

その代わりに、物理学者によれば、猫の量子状態は原子の状態と絡み合っているはずであり、それは相互に「非局所的な関係」にあることを意味するという。つまり、絡み合ったオブジェクトの一方の状態が突然反対の状態に変化すると、それらが互いにどれだけ離れていても、そのペアの状態も変化します。その際、ホブソンはこの量子論に言及します。

「量子もつれ理論で最も興味深いのは、両方の粒子の状態変化が瞬時に起こることです。光や電磁信号は、ある系から別の系に情報を伝達する時間がありません。したがって、それらの間の距離がどれほど離れていても、それは空間によって 2 つの部分に分割された 1 つの物体であると言えます」とホブソン氏は説明します。

シュレーディンガーの猫は、もはや生きていると同時に死んでいるわけではありません。崩壊が起きれば彼は死んでおり、崩壊が起こらなければ生きています。

このパラドックスに対する同様の解決策が、過去 30 年間にさらに 3 つの科学者グループによって提案されましたが、それらは真剣に受け止められず、幅広い科学界で注目されないままであったことを付け加えておきます。ホブソンは、量子力学のパラドックスを少なくとも理論的に解決することが、量子力学を深く理解するために絶対に必要であると述べた。

シュレーディンガー

しかしつい最近、理論家たちは重力がどのようにしてシュレーディンガーの猫を殺すのかを説明しましたが、これはもっと複雑です...-

一般に、物理学者は、粒子の世界では重ね合わせが可能であるが、猫やその他のマクロオブジェクトでは不可能であるという現象を説明します。環境。量子物体が場を通過するか、ランダムな粒子と相互作用すると、あたかも測定されたかのように、ただ 1 つの状態を即座に仮定します。これはまさに科学者が信じていたように、重ね合わせが破壊される方法です。

しかし、たとえ何らかの方法で他の粒子やフィールドとの相互作用から重ね合わせ状態にあるマクロオブジェクトを分離することが可能になったとしても、それは遅かれ早かれ単一の状態になるでしょう。少なくとも、これは地球の表面で起こるプロセスには当てはまります。

「星間空間のどこかでは、おそらく猫にもチャンスがあるかもしれませんが、地球や惑星の近くでは、その可能性は非常に低いです。そして、その理由は重力です」と、新しい研究の主著者であるハーバード・スミソニアン天体物理学センターのイーゴリ・ピコフスキー () は説明します。

ウィーン大学のピコフスキー氏と同僚は、重力はマクロ物体の量子重ね合わせに破壊的な影響を及ぼし、したがって大宇宙では同様の現象は観察されないと主張している。ちなみに、新しい仮説の基本コンセプトは長編映画『インターステラー』にある。

アインシュタインの一般理論相対性理論は、非常に巨大な物体がその近くで時空を曲げると述べています。より小さなレベルで状況を考えると、地球の表面近くにある分子の場合、地球の軌道上にある分子よりも時間の経過がいくぶん遅くなると言えます。

時空に対する重力の影響により、この影響を受けた分子はその位置にずれが生じます。そしてこれは、その内部エネルギー、つまり時間の経過とともに変化する分子内の粒子の振動に影響を与えるはずです。分子が 2 つの位置の量子重ね合わせの状態に導入されると、位置と内部エネルギーの関係により、分子はすぐに空間内の 2 つの位置のうち 1 つだけを「選択」することになります。

「ほとんどの場合、デコヒーレンス現象は、外部からの影響しかし、この場合、粒子の内部振動が分子自体の動きと相互作用します」とピコフスキーは説明します。

などの他のデコヒーレンスの発生源があるため、この効果はまだ観察されていません。磁場、熱放射と振動は通常、はるかに強力であり、重力が破壊するずっと前に量子システムの破壊を引き起こします。しかし、実験者は仮説を検証しようと努めます。

同様の設定を使用して、重力が量子システムを破壊する能力をテストすることもできます。これを行うには、垂直干渉計と水平干渉計を比較する必要があります。前者では、経路の異なる「高さ」での時間の膨張により重ね合わせがすぐに消えるはずですが、後者では量子重ね合わせが残る可能性があります。

ソース

http://4brain.ru/blog/%D0%BA%D0%BE%D1%82-%D1%88%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0% B3%D0%B5%D1%80%D0%B0-%D1%81%D1%83%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1% 82%D1%8B%D0%BC%D0%B8-%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BC%D0%B8/

http://www.vesti.ru/doc.html?id=2632838

ここではもう少し疑似科学的です: たとえば、ここ。まだ知らない場合は、それが何であるかを読んでください。そして何が分かるでしょう