Παράδοξο της Γαλής του Schrodinger
Schrodinger's Cat, paradoxes, Γάτα Scrodinger, Γάτα του Σρέντιγκερ
Κβαντική Θεωρία
Κβαντικό Παράδοξο
Παράδοξο Schrodinger
Schrodinger Erwin
Συμβολισμός braket
Παράδοξο
Λογικό Παράδοξο
Επιστημονικό Παράδοξο
Επιστημονικά Παράδοξα Λογικά Παράδοξα Φιλοσοφικά Παράδοξα
Φυσικά Παράδοξα Κβαντικά Παράδοξα Σχετικιστικά Παράδοξα
Μαθηματικά Παράδοξα Χημικά Παράδοξα Βιολογικά Παράδοξα Γεωλογικά Παράδοξα Οικονομικά Παράδοξα
- Ένα Επιστημονικό Παράδοξο.
- Είναι ένα υποθετικό πείραμα και παράδοξο της Κβαντικής Φυσικής.
Ετυμολογία[]
Το όνομα "γαλή" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη "γάλα".
Περιγραφή[]
Μία γάτα εγκλείεται σε ένα κιβώτιο. Δεν μπορούμε να τη δούμε. Δεν την παρατηρούμε. Στο κιβώτιο υπάρχει και ένα μόριο τοξικής ουσίας.
Το μόριο αυτό σύμφωνα με τους νόμους της κβαντομηχανικής την ίδια στιγμή και ταυτόχρονα εκλύει και δεν εκλύει Τοξικό Αέριο, σκοτώνει και δεν σκοτώνει τη γάτα.
Ετσι λοιπόν, για όσον καιρό η γάτα είναι κλεισμένη στο κιβώτιο είναι ταυτόχρονα και την ίδια στιγμή ζώσα και νεκρή.
Το αν η γάτα είναι τελικά ζωντανή εξαρτάται από τον παρατηρητή, ο οποίος με την παρατήρηση επηρεάζει την εξέλιξη των κβαντικών γεγονότων. Όλα εξαρτώνται δηλαδή από τον παρατηρητή όταν ανοίξει το κιβώτιο. Πριν το άνοιγμα, όμως, η γάτα υποτίθεται ότι είναι ταυτόχρονα και ζωντανή και νεκρή.
Πώς είναι δυνατόν να ισχύει κάτι τέτοιο;
Γενική Απάντηση[]
«Δεν μπορούμε να ξέρουμε. H απάντηση είναι ότι απλώς δεν ξέρουμε. Πολύ απλά γιατί ο μόνος τρόπος με τον οποίο έχουμε την εμπειρία, μπορούμε και αντιλαμβανόμαστε τα ζώα είναι διά μέσου της παρατήρησής τους. Αυτή είναι η μοναδική απάντηση που μπορεί να δοθεί στο αίνιγμα».
Σύμφωνα με μια απλή και δημοφιλή ερμηνεία των νόμων της κβαντομηχανικής, οι άνθρωποι είναι ζωντανοί ακριβώς επειδή αποτελούν αντικείμενα συγκεκριμένης «παρατήρησης». Είναι ζωντανοί επειδή κάποιος τους παρατηρεί».
Εισαγωγή[]
Η Κβαντική Φυσική ερμήνευσε μια σειρά από φαινόμενα, τα οποία είχαν παρατηρηθεί προηγουμένως από επιστήμονες όπως ο Max Planck (1900), ο Einstein (1905) και ο Niels Bohr (το 1913).
Επρόκειτο για φαινόμενα που αναφέρονταν στη φύση του φωτός και των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων γενικότερα, καθώς και των στοιχειωδών σωματιδίων. Η Κβαντομηχανική στηρίζεται στο γεγονός ότι κάποιες ποσότητες εμφανίζονται στη Φύση μόνο ως πολλαπλάσια διακριτών μονάδων που ονομάζονται κβάντα.
Δύο είναι οι βασικοί δημιουργοί της, ο Werner Heisenberg (1925) και ο Erwin Schroedinger (1926). Οι εργασίες τους δημοσιεύθηκαν ανεξάρτητα η μία από την άλλη, αλλά σύντομα οι επιστήμονες κατάλαβαν και απέδειξαν ότι πρόκειται για δύο διατυπώσεις της ίδιας θεωρίας.
Στην καρδιά της Κβαντομηχανικής βρίσκεται η «κυματοσυνάρτηση ψ». Κάθε αντικείμενο στη Φύση εκφράζεται από αυτή την μιγαδική συνάρτηση.
Υλοκύμα και Πιθανότητα[]
Ας πάρουμε ένα δωμάτιο στο οποίο μια εξαιρετικά ασθενής φωτεινή πηγή είναι σε θέση να εκπέμψει ένα μόνο φωτόνιο. Το φωτόνιο (το σωματίδιο κβάντο του φωτός) είναι ταυτόχρονα και κύμα.
Εξαπλώνεται λοιπόν σε ολόκληρο το χώρο του δωματίου. Ας υποθέσουμε τώρα ότι έχουμε γεμίσει όλους τους τοίχους του δωματίου με χιλιάδες υπερευαίσθητους φωτοαισθητήρες. Το κύμα του φωτονίου μπορεί να εξαπλώνεται σε ολόκληρο το Χώρο, αλλά δεν παύει να αντιστοιχεί σε ένα μόνο φωτόνιο. Αυτό σημαίνει ότι κάποια στιγμή μετά την εκπομπή του, ένας και μόνο ένας από τους αισθητήρες θα ανάψει, δηλώνοντάς ότι ανίχνευσε ένα φωτόνιο.
Το ότι θα ανάψει ένας αισθητήρας και όχι περισσότεροι προκύπτει από το γεγονός ότι στο δωμάτιο κυκλοφορεί ένα μόνο φωτόνιο, και τα φωτόνια είναι τα κβάντα του φωτός: μπορείς να έχεις μόνο ακέραιο αριθμό από τέτοια. «Μισό» φωτόνιο δεν νοείται.
Μέχρι εδώ δεν υπάρχει τίποτα περίεργο.
Πώς εξηγείται όμως:
- ότι το φωτόνιο, προτού ανιχνευθεί από τον αισθητήρα, είχε αρχίσει συμπεριφερόμενο ως κύμα να εξαπλώνεται στο Χώρο;
- Ποιό ήταν το μέλλον του κύματος αυτού, από την στιγμή ο αισθητήρας ανίχνευσε το φωτόνιο και μετά;
Είναι απλό, σύμφωνα με την Κβαντομηχανική. Το κύμα «συρρικνώθηκε» μόλις το φωτόνιο έπεσε στον αισθητήρα, υπέστη αναγωγή, όπως είναι ο τεχνικός όρος.
- Αλλά, εφόσον ως κύμα εξαπλώθηκε προς όλες τις κατευθύνσεις ταυτόχρονα, πώς ήξερε πού βρίσκεται ο αισθητήρας ώστε να κατευθυνθεί και να συρρικνωθεί εκεί;
- Δεν το ήξερε, είναι η απάντηση.
- Αλλά τελικά κάπου συρρικνώθηκε· πώς μπορούμε να περιγράψουμε τη συμπεριφορά του;
- Δεν μπορούμε, απαντά η Κβαντομηχανική.
Το μόνο που μπορούμε να γνωρίζουμε για τη μοίρα του κύματος πριν από την αναγωγή είναι ότι εκφράζεται από μία κυματοσυνάρτηση ψ, που μας δίνει την πιθανότητα να βρίσκεται το φωτόνιο στη μία ή την άλλη θέση.
Η ακριβής γνώση της θέσης του θα διαφεύγει μέχρι να αποφασίσουμε να την μετρήσουμε. Ακόμα και τότε, ωστόσο, δεν θα μπορούμε να ξέρουμε γιατί λάβαμε αυτήν τη μέτρηση και όχι μια άλλη. Η κυματοσυνάρτηση ψ δεν αναφέρεται σε βεβαιότητες αλλά σε πιθανότητες.
Στην πραγματικότητα κακώς αναφερόμαστε σε σωμάτια που διαδίδονται ταυτόχρονα ως κύματα προς όλες τις κατευθύνσεις. Όλα αυτά αποκτούν νόημα μόνο όταν κάνουμε τον κόπο να τα μετρήσουμε. Ουσιαστικά, είναι η διαδικασία της παρατήρησης που προκαλεί την παρατηρούμενη αναγωγή του κύματος.
Όπως καταλαβαίνει κανείς, η εικόνα του Μικρόκοσμου που δίνει η Κβαντομηχανική είναι ιδιαίτερα περίεργη και σίγουρα αναληθοφανής. Ο ίδιος ο Schroedinger δεν ήταν καθόλου ευχαριστημένος με την τροπή που πήραν τα πράγματα και για αυτό επινόησε το γνωστό παράδοξο αυτό τη γάτα του.
Το Κβαντικό Παράδοξο[]
Στο εικονικό πείραμα του Schroedinger υποθέτουμε ότι η μοίρα της γάτας μας, κλεισμένης σε ένα κιβώτιο, εξαρτάται από την πορεία που θα ακολουθήσει ένα σωμάτιο άλφα που ενεργοποιεί τον μηχανισμό της τοξικής ουσίας.
- Αν το σωμάτιο πέσει σε ένα μετρητή Gaiger, θα ενεργοποιηθεί ο μηχανισμός που θα σκοτώσει τη γάτα.
- Αν όχι, η γάτα θα ζήσει.
Έχοντας το κιβώτιο κλειστό, με ποιό τρόπο μπορούμε να περιγράψουμε την κατάσταση της γάτας;
Η κυματοσυνάρτηση που περιγράφει το σωμάτιο άλφα δεν δίνει πληροφορίες:
- για το πού βρίσκεται αυτήν τη στιγμή το σωμάτιο
- ούτε άν αν προσέκρουσε στο μετρητή Geiger ή όχι.
Μας δίνει μόνο σχετικές πιθανότητες να έχει συμβεί το ένα ή το άλλο. Η γάτα, από την σκοπιά της Κβαντομηχανικής τουλάχιστον, βρίσκεται μεταξύ φθοράς και αφθαρσίας. Για να μάθουμε τι έγινε θα πρέπει να παρατηρήσουμε μέσα στο κιβώτιο.
Υποσημειώσεις[]
Εσωτερική Αρθρογραφία[]
- Κβαντική Φυσική
- Κβαντική Κατάσταση
- Κατάρρευση Κυματοσυνάρτησης
- Πείραμα Κβαντικής Πεταλούδας
- Πείραμα Κβαντικού Κέρματος
Βιβλιογραφία[]
Ιστογραφία[]
- Ομώνυμο άρθρο στην Βικιπαίδεια
- Schrodinger Ομώνυμο άρθρο στην Livepedia
- Εκτενής περιγραφή στο περιοδικό RAM
- physicsgg.me
- sciencephysics4all.com
 Κίνδυνοι Χρήσης
|
|---|
|
Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι Επίσης, |
- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν
- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)