Fizika

Vajon milyen lehet a világ?

Friss topikok

Schrödinger macskájának helyes értelmezése

2023.06.04. 15:47 | Takács Ferenc bp. | Szólj hozzá!

Schrödinger macskája egy híres gondolatkísérlet, amely a kvantummechanika Niels Bohr-féle (koppenhágai) értelmezésének egyes nehézségére próbált rávilágítani, és amelynek később abszurd filozófiai (félre)értelmezései adódtak.

A gondolatkísérlet a következő. Egy méretes dobozba, vagy szobába bezárunk egy macskát a megfelelő mennyiségű enni-, és innivalóval, valamint egy különleges gyilkos szerkezettel, amelyben egy adott felezési idejű rádióaktív izotóp valamikor, bármikor elbomolhat, és amikor ez megtörténik, akkor a szerkezet mérgező gázt bocsájt ki, amelytől a macska azonnal elpusztul. Schrödinger felteszi nekünk a kérdést, hogy vajon a dobozban élő, vagy halott macska található, és úgy válaszol rá, hogy amíg nem nyitottuk fel a dobozt, addig a dobozban a macska élő, és holt állapotainak szuperpozíciója található, és az izotóp felezési idejének leteltekor éppen 50%-s az élő, és holt fázis aránya. Ha éppen ekkor felnyitjuk a dobozt, akkor a macska hullámfüggvénye összeomlik, és a macska felveszi vagy a biztos élő, vagy a biztos holt állapotot. Vagyis az izotóp hullámfüggvényét Schrödinger kiterjesztette a macskára is, mivel az izotóp állapotát is csak a doboz felnyitásakor tudjuk meg, mivel az izotóp hullámfüggvényének összeomlása csak annak megfigyelésekor (mérésekor) következhet be.

Ezt a hullámfüggvény érvényességi kiterjesztést azután nagyon sokan meglovagolták, amelyben az intelligens megfigyelő mérési aktusát abszolutizálták, egészen odáig menve, hogy az univerzum is csak addig létezik, amíg van, aki megfigyelje.

A koppenhágai értelmezés nem egzakt fizikai, vagy matematikai definíció, és benne valóban nagy szerepet kap a megfigyelés, vagy mérés mozzanata, amelyben meghatározhatjuk ugyan a kvantum részecske valamely korábbi állapotát, ugyanakkor a mérés meg is változtatja ezt az állapotot. Például az izotóp esetében, ha az nem bomlott eddig le, akkor újraindítja az izotóp óráját. Azonban az a kiterjesztés, amelyben Schrödinger az izotóp állapotát kiterjesztette a macskára, nem korrekt, mivel a macska nem kvantumrészecske, állapotai nem írhatók le az élő-holt alternatívákkal. Sőt a macska olyan bonyolult szerkezet, hogy egy macskánál sokkal egyszerűbb szerkezettel helyettesítve írom le a gondolatkísérletet a helyes értelmezés bemutatásához. Legyen ez a szerkezet egy másodperceket is mutató pontos óra amely azonban megáll az izotóp elbomlásakor.

Ekkor viszonylag egyszerűen felírhatjuk a kísérlet lehetséges kimeneteit. Nyilvánvalóvá válik ugyanis, hogy az izotóp bomlásának nem mi vagyunk a megfigyelői, hanem a mellé helyezett óra, amely megáll, mihelyst az izotóp elbomlott. És ahány másodperc eltelik a doboz kinyitásáig, annyi lehetséges óraállapot szuperpozíciójával számolhatunk. Természetesen analóg óránk is lehet, amelyen az időtartam folytonos, így az állapotok száma végtelen. És amikor kinyitjuk a dobozt, akkor válik számunkra is ismertté, hogy melyik állapot valósult meg, vagyis leolvashatjuk, hogy mennyi idő telt el az izotóp elbomlásáig. Könnyen ráismerhetünk ebben a szituációban, hogy a megfigyelésre szánt mérőműszereink általában is pontosan így működnek, tehát tőlünk függetlenül elvégzik a méréseket, vagyis amit a mi megfigyelői szubjektumunk fontosságáról feltételez akár Bohr, akár Schrödinger, az valójában egy lényegtelen mellékkörülmény.

Hasonlóképpen a macska is megfigyelője az izotóp bomlásának, és amikor ez megtörténik, akkor a macska is bomlásnak indul, amely bomlásnak időbeli lefolyása meghatározott törvényszerűségeket mutat, bár azokat sokkal nehezebb értelmeznünk, mint az óra mutatóját.

Hasonlóképpen például a kétréses interferencia kísérletben sem a megfigyelő jelenléte a fontos, hanem a detektorban megfelelő helyeken rögzülő becsapódások ténye, amely akkor is megtörténik a megfelelően összeállított kísérlet beindítása után, ha a megfigyelő személy elmegy közben ebédelni.

A bejegyzés trackback címe:

https://takacs-ferenc-fizika.blog.hu/api/trackback/id/tr2718138790

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.
süti beállítások módosítása