Теория Шредингера простыми словами – IT-LENTA.RU
- Илья Соболев
- 17 Янв 2017, 16:51
- 189
- 2
Многие слышали загадку про кота, который, попадая в ящик, сразу находился в нескольких состояниях и являлся ни мертвым, ни живым одновременно. Про подарок с несчастным котом большинство из нас слышало, но про ученого, который его придумал – нет. Создателем загадки является ученый из г Вена Эрвин Шредингер.
Шредингер родился в бывшей в те времена Австро-Венгрии в богатой семье. Отец Эрвина поощрял науку, а его дед по материнской линии был химиком. Ученый хорошо учился в школе и стал задумываться над серьезными вопросами физики, будучи студентом. В те времена ученые изучали поведение открытых тогда элементарных частиц и пытались объяснить, почему их поведение нельзя описать законами классической физики. Многие теоретики участвовали в дискуссиях, спорах, делали различные гипотезы и т.
д. Шредингер предложил свое видение природы электромагнитных волн, описав их сложным уравнением. Пусть для математического объяснения требуется записывать непростую функцию, теория Шредингера простыми словами тоже может быть объяснена.
Суть теории Шредингера
На сегодняшний день известно, что описать законами классической физики можно только поведение макроскопических объектов, а те, которые не видны невооруженным глазом, совсем им не поддаются. Теорию ученого можно применять лишь к тем объектам, размеры которых сопоставимы с размерами молекул, атомов и даже таких элементарных частиц, как электроны, протоны и прочие.
Он предположил, что мелкие частицы обладают сразу двумя свойствами: материи (масса, протяженность, скорость) и волны (амплитуда, частота и прочими). Изначально было сложно вообразить, почему так происходит. Поэтому пришлось отбросить все учения классической механики Ньютона. Шредингер считал, что с помощью математики неразделимую взаимосвязь можно объяснить, записав специальное уравнение.
С точки зрения математики ученый оказался прав, но его объяснение взаимосвязи как физика оказалось неверным. Такие физики, как Гейзенберг, Бор, Эйнштейн и Зоммерфельд опровергли его мнение. Здесь и берет свое начало известная загадка про кота.
Восприятие микромира
Частицы, входящие в состав атома и сами атомы настолько малы, что мы не имеем возможности эмпирически оценить их массу, объем, скорость и прочие физические параметры. Ученые могут фиксировать лишь световые полоски, изменения на специальной чувствительной пленке и при помощи расчетов определять характеристики микрообъектов.
С помощью математической функции можно описать состояние частицы, но она является лишь математическим инструментом, лишенным физического смысла. С помощью возведенной в квадрат волновой функции можно определить лишь то, с какой вероятностью микроэлемент окажется в объеме пространства, полученного из дифференциальных значений координат. Только так можно простыми словами раскрыть суть теории Шредингера, какой ее видели такие ученые, как Эйнштейн, Гейзенберг и другие.
Кот Шредингера простыми словами
Сам ученый постоянно спорил, не признавая иного представления об его уравнении. Он считал, что оно таким, каким было выведено, является довольно наглядным, а само понятие вероятность носит весьма размытый характер. По его мнению, микрообъекты оказывали бы влияние на макромир, будь все так, как считали несогласные с ним ученые. В качестве наглядного объяснения своей правоты, он привел пример с котом и ящиком стенки которого не позволяют увидеть и услышать то, что в нем происходит.
Поскольку не существует иного состояния, кроме мертвого или живого для кота, была наглядно показана несостоятельность квантовой теории. Поэтому, в дальнейшем квантовая наука установила некоторые правила своей применимости. Напоследок, видео про кота Шредингера.Но кот всё-равно умрет если его не кормить
Все-равно ничего не понятно.
краткое описание, особенности, эксперименты и применение
В статье описывается, что такое теория Шредингера. Показан вклад этого великого ученого в современную науку, а также описан придуманный им мысленный эксперимент про кота. Вкратце обрисована область применения такого рода знаний.
Эрвин Шредингер
Пресловутого кота, который ни жив, ни мертв, сейчас задействуют везде. Про него снимают фильмы, в его честь называют сообщества про физику и животных, есть даже такой бренд одежды. Но чаще всего люди подразумевают парадокс с несчастным котом. А вот про его создателя, Эрвина Шредингера, как правило, забывают. Он родился в Вене, которая тогда была частью Австро-Венгрии. Был отпрыском весьма образованной и состоятельной семьи. Его отец, Рудольф, производил линолеум и вкладывал деньги в том числе и в науку. Его мать была дочерью химика, и Эрвин часто ходил слушать в академию лекции деда.
Так как одна из бабушек ученого являлась англичанкой, с детства он был заинтересован иностранными языками и в совершенстве овладел английским.
Неудивительно, что в школе Шредингер каждый год был лучшим в классе, а в университете задавался сложными вопросами. В науке начала двадцатого века уже были выявлены несоответствия между более понятной классической физикой и поведением частиц микро- и наномира. На разрешение возникающих противоречий и бросил все силы Эрвин Шредингер.
Вклад в науку
Для начала стоит сказать, что этот физик занимался многими областями науки. Однако когда мы произносим «теория Шредингера», то подразумеваем не созданное им математически стройное описание цвета, а вклад в квантовую механику. В те времена технология, эксперимент и теория шли рука об руку. Развивалась фотография, были зафиксированы первые спектры, открылось явление радиоактивности. Ученые, которые получали результаты, тесно взаимодействовали с теоретиками: соглашались, дополняли друг друга, спорили. Создавались новые школы и отрасли науки. Мир заиграл совсем другими красками, и человечество получило новые загадки. Несмотря на сложность математического аппарата, описать, что такое теория Шредингера, простым языком можно.
Квантовый мир – это просто!
Сейчас хорошо известно, что масштаб исследуемых объектов напрямую влияет на результаты. Видимые глазу предметы подчиняются понятиям классической физики. Теория Шредингера применима к телам размерами сто на сто нанометров и меньше. А чаще всего речь идет вообще об отдельных атомах и более мелких частицах. Итак, каждый элемент микросистем обладает одновременно свойствами как частицы, так и волны (корпускулярно-волновой дуализм). От материального мира электронам, протонам, нейтронам и т. п. присуща масса и связанные с ней инерция, скорость, ускорение. От теоретической волны – такие параметры, как частота и резонанс. Для того чтобы понять, как это возможно одновременно, и почему они неотделимы друг от друга, ученым потребовалось пересмотреть вообще все представление о строении веществ.
Теория Шредингера подразумевает, что математически эти два свойства связаны через некий конструкт, называемый волновой функцией. Нахождение математического описания этого понятия принесло Шредингеру Нобелевскую премию.
Однако физический смысл, который приписал ему автор, не совпал с представлениями Бора, Зоммерфельда, Гейзенберга и Эйнштейна, которые основали так называемую Копенгагенскую интерпретацию. Отсюда и возник «парадокс кота».
Волновая функция
Когда речь идет о микромире элементарных частиц, теряют смысл понятия, присущие макромасштабам: масса, объем, скорость, размер. И вступают в свои права зыбкие вероятности. Объекты таких размеров невозможно человеку зафиксировать – людям доступны только опосредованные способы изучения. Например, полоски света на чувствительном экране или на пленке, количество щелчков, толщина напыляемой пленки. Все остальное – область расчетов.
Теория Шредингера строится на уравнениях, которые вывел этот ученый. А их неотъемлемой составляющей является волновая функция. Она однозначно описывает тип и квантовые свойства исследуемой частицы. Считается, что волновая функция показывает состояние, к примеру, электрона. Однако она сама, вопреки представлениям её автора, физического смысла не имеет.
Это просто удобный математический инструмент. Так как в нашей статье излагается теория Шредингера простыми словами, скажем, что квадрат волновой функции описывает вероятность найти систему в заранее заданном состоянии.
Кот как пример макрообъекта
С данной интерпретацией, которая называется копенгагенской, сам автор не согласился до конца жизни. Ему претила размытость понятия вероятности, и он настаивал на наглядности самой функции, а не ее квадрата.
Как пример несостоятельности таких представлений, он утверждал, что в таком случае микромир влиял бы на макрообъекты. Теория кота Шредингера гласит следующее: если в герметичную коробку поместить живой организм (например, кота) и капсулу с ядовитым газом, которая открывается, если некий радиоактивный элемент распадается, и остается закрытой, если распад не происходит, то до открытия коробки получаем парадокс. Согласно квантовым представлениям, атом радиоактивного элемента с некоторой вероятностью за определенный промежуток времени распадется.
Таким образом, до экспериментального обнаружения атом одновременно и цел, и нет. И, как гласит теория Шредингера, на эту же долю вероятности кот одновременно мертв, а в остальном жив. Что, согласитесь, абсурдно, ибо, открыв коробку, мы обнаружим только одно состояние животного. И в закрытой емкости, рядом со смертоносной капсулой, кот либо мертв, либо жив, так как данные показатели дискретны и не предполагают промежуточных вариантов.
Данному феномену есть конкретное, но пока не до конца доказанное объяснение: при отсутствии ограничивающих время условий для определения конкретного состояния гипотетического кота этот эксперимент, несомненно, парадоксален. Однако квантовомеханические правила нельзя употреблять для макрообъектов. Точно провести границу между микромиром и обычным пока не получилось. Тем не менее животное размером с кошку, без сомнений, – макрообъект.
Применение квантовой механики
Как и для любого, даже теоретического, явления, встает вопрос о том, чем может быть полезен кот Шредингера.
Теория большого взрыва, например, основывается именно на процессах, которые касаются этого мысленного эксперимента. Все, что относится к сверхвысоким скоростям, сверхмалому строению вещества, изучению вселенной как таковой, объясняется в том числе и квантовой механикой.
Теория Шредингера простыми словами. Кот Шредингера. Эрвин Шредингер :: SYL.ru
Укрываем не только хвоей. Какие ошибки совершают перед зимой дачники
Яблочный тарт татен и еще 3 несложных рецепта к яблочному сезону
“Осьминог” – тренд 2022 года: как подобрать стрижку на волосы разной длины
Вон, осенняя хандра: полноценный домашний спа против осенней хандры
Голливудские локоны без плойки и затрат времени: берем кондиционер и носки
Ошибки в приготовлении ньокки, из-за которых блюдо получается невкусным
“Адаптировался тяжело”: как сын Подольской воспринял первые школьные дни
С длиной расставаться не придется: подбираем модный вариант многослойной стрижки
Подходит для любого возраста: выбираем модный вариант стрижки пикси-боб
Что учесть при выборе растений для каждой комнаты, чтобы цветы хорошо росли
Автор принцесса Клея
Характерной чертой работы выдающегося ученого Эрвина Шредингера была своего рода «вторичность».
Биографические данные
Теория Шредингера сейчас известна не только студентам физико-математических факультетов. Она будет интересна всякому, кто испытывает интерес к популярной науке. Эта теория была создана известным физиком Э. Шредингером, который вошел в историю как один из создателей квантовой механики. Ученый родился 12 августа 1887 года в семье владельца фабрики по изготовлению клеенки. Будущий ученый, прославившийся на весь мир своей загадкой, увлекался в детстве ботаникой и рисованием. Первым его наставником был отец. В 1906 году Шредингер начал учебу в Венском университете, во время которой и начал восхищаться физикой.
Когда настала Первая мировая война, ученый пошел на службу артиллеристом. В свободное время занимался изучением теорий Альберта Эйнштейна.
К началу 1927 года в науке сложилась драматическая ситуация. Э. Шредингер считал, что основанием теории о квантовых процессах должна служить идея о непрерывности волн. Гейзенберг, напротив, считал, что фундаментом для этой области знаний должна быть концепция о дискретности волн, а также идея о квантовых скачках. Нильс Бор не принимал ни одной из позиций.
Достижения в науке
За создание концепции волновой механики в 1933 году Шредингер получил Нобелевскую премию. Однако, воспитанный в традициях классической физики, ученый не мог мыслить иными категориями и не считал квантовую механику полноценной отраслью знания. Его не могло удовлетворить двойственное поведение частиц, и он пытался свести его исключительно к волновому. В своей дискуссии с Н. Бором Шредингер выразился так: «Если мы планируем сохранить в науке эти квантовые скачки, тогда я вообще жалею, что связал свою жизнь с атомной физикой».
Дальнейшие работы исследователя
При этом Шредингер был не только одним из создателей современной квантовой механики. Именно он был тем ученым, который ввел в научный обиход термин «объектность описания». Это возможность научных теорий описывать реальность без участия наблюдателя. Его дальнейшие исследования были посвящены теории относительности, термодинамическим процессам, нелинейной электродинамике Борна. Также ученым было сделано несколько попыток создать единую теорию поля. Кроме того, Э. Шредингер владел шестью языками.
Самая знаменитая загадка
Теория Шредингера, в которой фигурирует тот самый кот, выросла из критики ученого квантовой теории. Один из ее основных постулатов гласит, что пока за системой не производится наблюдение, она находится в состоянии суперпозиции. А именно, в двух и более состояниях, которые исключают существование друг друга. Состояние суперпозиции в науке имеет следующее определение: это способность кванта, которым может быть также электрон, фотон, или, например, ядро атома, находиться одновременно в двух состояниях или даже в двух точках пространства в тот момент, когда никто за ним не наблюдает.
Объекты в разных мирах
Простому человеку очень сложно понять такое определение. Ведь каждый объект материального мира может быть либо в одной точке пространства, либо в другой. Проиллюстрировать этот феномен можно следующим образом. Наблюдатель берет две коробки, и кладет в одну из них шарик для тенниса. Будет ясно, что в одной коробке он находится, а в другой – нет. Но если в одну из емкостей положить электрон, то верным будет следующее утверждение: эта частица находится одновременно в двух коробках, каким бы парадоксальным это ни казалось. Точно так же электрон в атоме не находится в строго определенной точке в тот или иной момент времени. Он вращается вокруг ядра, располагаясь на всех точках орбиты одновременно. В науке этот феномен называется «электронным облаком».
Что хотел доказать ученый?
Таким образом, поведение маленьких и больших объектов реализуется по совершенно разным правилам. В квантовом мире существуют одни законы, а в макромире – абсолютно другие.
Однако нет такой концепции, которая объясняла бы переход от мира материальных предметов, привычных для людей, к микромиру. Теория Шредингера и была создана, для того чтобы продемонстрировать недостаточность исследований в области физики. Ученый хотел показать, что есть наука, целью которой является описание небольших объектов, и есть область знаний, изучающая обычные предметы. Во многом благодаря работам ученого и произошло разделение физики на две области: квантовую и классическую.
Теория Шредингера: описание
Свой знаменитый мысленный эксперимент ученый описал в 1935 году. В его проведении Шредингер опирался на принцип суперпозиции. Шредингер подчеркивал, что пока мы не наблюдаем за фотоном, он может быть как частицей, так и волной; как красным, так и зеленым; как круглым, так и квадратным. Этот принцип неопределенности, который непосредственно вытекает из концепции квантового дуализма, Шредингер и использовал в своей известной загадке про кота. Смысл эксперимента вкратце состоит в следующем:
- В закрытую коробку помещается кот, а также емкость, в которой содержится синильная кислота и радиоактивное вещество.
- Ядро в течение часа может распадаться. Вероятность этого составляет 50%.
- Если атомное ядро распадется, то это будет зафиксировано счетчиком Гейгера. Механизм сработает, и ящик с отравой будет разбита. Кот умрет.
- Если же распада не произойдет, то кот Шредингера будет жив.
Согласно этой теории, пока не осуществляется наблюдение за котом, он находится одновременно в двух состояниях (мертв и жив), точно так же, как и ядро атома (распавшееся или не распавшееся). Конечно, это возможно только лишь по законам квантового мира. В макромире кот не может быть и живым, и мертвым одновременно.
Парадокс наблюдателя
Чтобы понять суть теории Шредингера, необходимо также иметь представление о парадоксе наблюдателя. Его смысл состоит в том, что объекты микромира могут находиться одновременно в двух состояниях только тогда, когда за ними не производится наблюдение. К примеру, в науке известен так называемый «Эксперимент с 2-мя щелями и наблюдателем». На непрозрачную пластинку, в которой были сделаны две вертикальные щели, ученые направляли пучок электронов.
На экране, находившемся за пластиной, электроны рисовали волновую картину. Иными словами, они оставляли черные и белые полосы. Когда же исследователи захотели понаблюдать, каким образом электроны пролетают через щели, то частицы отобразили на экране всего лишь две вертикальные полосы. Они вели себя как частицы, а не как волны.
Копенгагенское объяснение
Современное объяснение теории Шредингера носит название копенгагенского. Исходя из парадокса наблюдателя, оно звучит следующим образом: до тех пор, пока никто не наблюдает за ядром атома в системе, оно находится одновременно в двух состояниях – распавшемся и нераспавшемся. Однако утверждение о том, что кот жив и мертв одновременно, крайне ошибочно. Ведь в макромире никогда не наблюдаются те же явления, что и в микромире.
Поэтому речь идет не о системе «кот-ядро», а о том, что между собой связаны счетчик Гейгера и ядро атома. Ядро может выбрать то или иное состояние в момент, когда производятся измерения. Однако данный выбор имеет место не в тот момент, когда экспериментатор открывает ящик с котом Шредингера.
На самом деле, открытие ящика имеет место в макромире. Иными словами, в системе, которая очень далека от атомного мира. Поэтому ядро выбирает свое состояние именно в тот момент, когда оно попадает на детектор счетчика Гейгера. Таким образом, Эрвин Шредингер в своем мысленном эксперименте описал систему недостаточно полно.
Общие выводы
Таким образом, не совсем корректно связывать макросистему с микроскопическим миром. В макромире квантовые законы теряют свою силу. Ядро атома может находиться одновременно в двух состояниях только лишь в микромире. То же самое не может быть сказано относительно кота, поскольку он является объектом макромира. Поэтому только на первый взгляд создается впечатление, что кот переходит из суперпозиции в одно из состояний в момент открытия ящика. В действительности его судьба определяется в тот момент, когда атомное ядро взаимодействует с детектором. Вывод можно сделать такой: состояние системы в загадке Эрвина Шредингера никак не связано с человеком.
Оно зависит не от экспериментатора, а от детектора – предмета, который «ведет наблюдение» за ядром.
Продолжение концепции
Теория Шредингера простыми словами описывается так: пока наблюдатель не смотрит на систему, она может находиться одновременно в двух состояниях. Однако еще один ученый – Юджин Вигнер, пошел дальше и решил довести концепцию Шредингера до полного абсурда. “Позвольте! – сказал Вигнер, – А что если рядом с экспериментатором, наблюдающим за котом, стоит его коллега?” Напарник не знает о том, что именно увидел сам экспериментатор в тот момент, когда открыл коробку с котом. Кот Шредингера выходит из состояния суперпозиции. Однако никак не для коллеги наблюдателя. Только в тот момент, когда последнему станет известна судьба кота, животное можно окончательно назвать живым или мертвым. Кроме того, на планете Земля живут миллиарды людей. И самый последний вердикт можно будет вынести только тогда, когда результат эксперимента станет достоянием всех живых существ. Конечно, всем людям можно рассказать судьбу кота и теорию Шредингера кратко, однако это очень долгий и трудоемкий процесс.
Принципы квантового дуализма в физике так и не были опровергнуты мысленным экспериментом Шредингера. В каком-то смысле каждое существо можно назвать ни живым и ни мертвым (находящимся в суперпозиции) до тех пор, пока есть хотя бы один человек, за ним не наблюдающий.
Похожие статьи
- Что находится за пределами Вселенной? Устройство Вселенной. Тайны космоса
- Волновая теория Эллиотта в трейдинге
- Принцип суперпозиции: понятие, характерные черты, сферы применения
- Аналитика и прогнозы по волнам Эллиота. Теория и практика
- Принцип неопределенности Гейзенберга в квантовой механике
- Квантовые компьютеры – что это такое? Принцип работы и фото квантового компьютера
- Диггер – это современный кладоискатель
Также читайте
Кот Шредингера (упрощенный): что это такое и почему это важно?
В 1935 году, через два года после получения Нобелевской премии за вклад в квантовую физику, австрийский физик Эрвин Шредингер предложил знаменитый мысленный эксперимент, известный как парадокс кота Шредингера.
Что такое парадокс кота Шрёдингера?
Парадокс — одна из самых известных вещей о квантовой механике в популярной культуре, но это не просто сюрреалистический и забавный способ описать поведение квантового мира, он на самом деле наносит удар по ключевой критике доминирующей интерпретации. квантовой механики.
Он существует, потому что предлагает абсурдную идею одновременно живого и мертвого кота, но имеет некоторый философский вес, потому что, в некотором смысле, квантовая механика действительно может предположить, что это возможно.
Именно по этой причине Шрёдингер придумал мысленный эксперимент. Как и многих других физиков, его не полностью удовлетворила копенгагенская интерпретация квантовой механики, и он искал способ передать то, что он видел как центральный недостаток 9.0012 в нем как способ описания действительности.
Копенгагенская интерпретация квантовой механики
Копенгагенская интерпретация квантовой механики до сих пор является наиболее широко принятой попыткой понять, что на самом деле означает квантовая физика в физическом смысле.
По сути, это говорит о том, что волновая функция (описывающая состояние частицы) и уравнение Шредингера (которое используется для определения волновой функции) говорят вам все, что вы можете знать о квантовом состоянии. На первый взгляд это может показаться разумным, но это подразумевает множество вещей о природе реальности, которые не нравятся многим людям.
Например, волновая функция частицы распространяется в пространстве, поэтому копенгагенская интерпретация утверждает, что частица не имеет определенного местоположения до тех пор, пока не будет произведено измерение.
Когда вы производите измерение, вы вызываете коллапс волновой функции, и частица мгновенно попадает в одно из нескольких возможных состояний, а это можно предсказать только с точки зрения вероятности.
Интерпретация говорит, что квантовые частицы на самом деле не имеют значений наблюдаемых величин, таких как положение, импульс или спин , пока не будет сделано наблюдение . Они существуют в ряде потенциальных состояний, в том, что называется «суперпозицией», и по существу их можно рассматривать как все сразу, хотя и взвешенные, чтобы признать, что некоторые состояния более вероятны, чем другие.
Некоторые воспринимают эту интерпретацию более строго, чем другие — например, волновую функцию можно просто рассматривать как теоретическую конструкцию, которая позволяет ученым предсказывать результаты экспериментов — но в целом интерпретация трактует квантовую теорию именно так.
Кот Шредингера
В мысленном эксперименте Шредингер предложил поместить кота в ящик, чтобы он был скрыт от наблюдателей (можете представить, что это тоже звуконепроницаемый ящик) вместе с пузырьком с ядом. Флакон с ядом устроен так, чтобы разбиться и убить кошку, если произойдет определенное квантовое событие, которое Шредингер принял за распад радиоактивного атома, который можно обнаружить с помощью счетчика Гейгера.
Как квантовый процесс, время радиоактивного распада не может быть предсказано ни в одном конкретном случае, только как среднее значение по многим измерениям. Таким образом, без возможности обнаружить распад и разрушение пузырька с ядом, буквально невозможно узнать, произошло ли это в эксперименте.
Точно так же, как в квантовой теории частицы не считаются находящимися в определенном месте до измерения, а представляют собой квантовую суперпозицию возможных состояний, радиоактивный атом можно рассматривать как находящийся в суперпозиции «распавшегося» и «не разложился».
Вероятность каждого из них можно предсказать до уровня, который будет точным для многих измерений, но не для конкретного случая. Итак, если радиоактивный атом находится в суперпозиции, и жизнь кота целиком зависит от этого состояния, значит ли это, что состояние кота тоже находится в суперпозиции состояний? Другими словами, находится ли кошка в квантовой суперпозиции живого и мертвого?
Происходит ли суперпозиция состояний только на квантовом уровне, или мысленный эксперимент показывает, что она логически применима и к макроскопическим объектам? Если его нельзя применить к макроскопическим объектам, то почему? И самое главное: не смешно ли все это?
Почему это важно?
Мысленный эксперимент проникает в суть философии квантовой механики.
В одном простом для понимания сценарии потенциальные проблемы с копенгагенской интерпретацией обнажаются, и сторонникам объяснения остается кое-что объяснить. Одной из причин, по которой он сохранился в популярной культуре, несомненно, является то, что он наглядно показывает разницу между тем, как квантовая механика описывает состояние квантовых частиц, и тем, как вы описываете макроскопические объекты.
Тем не менее, он также затрагивает понятие того, что вы подразумеваете под «измерением» в квантовой механике. Это важная концепция, потому что процесс коллапса волновой функции фундаментально зависит от того, наблюдалось ли что-то.
Людям нужно физически наблюдать результат квантового события (например, считывание показаний счетчика Гейгера), или им просто нужно взаимодействовать с чем-то макроскопическим? Другими словами, является ли кошка в этом сценарии «измерительным прибором» — так разрешается парадокс?
На эти вопросы нет общепринятого ответа.
Этот парадокс прекрасно отражает то, что такое квантовая механика, которую трудно переварить людям, привыкшим к познанию макроскопического мира, и действительно, чей мозг в конечном итоге эволюционировал, чтобы понимать мир, в котором вы живете, а не мир субатомных частиц.
Парадокс ЭПР
Парадокс ЭПР — еще один мысленный эксперимент, призванный показать проблемы с квантовой механикой, и он был назван в честь Альберта Эйнштейна, Бориса Подольского и Натана Розена, которые разработали парадокс. Это относится к квантовая запутанность , которую Эйнштейн назвал «жутким действием на расстоянии».
В квантовой механике две частицы могут быть «запутаны», так что ни одна из пары не может быть описана без ссылки на другую — их квантовые состояния описываются общей волновой функцией, которую нельзя разделить на одну для одной частицы и один за другим.
Например, две частицы в определенном запутанном состоянии могут иметь измеренный «спин», и если измерено, что одна из них имеет спин «вверх», другая должна иметь спин «вниз», и наоборот, хотя это не так.
т определяется заранее.
В любом случае это немного трудно принять, но что, если, согласно парадоксу ЭПР, две частицы были разделены огромным расстоянием. Выполняется первое измерение и обнаруживается «спин вниз», но вскоре после этого (настолько быстро, что даже световой сигнал не успевает пройти из одного места в другое во времени) проводится измерение второй частицы.
Откуда вторая частица «знает» результат первого измерения, если сигнал не может пройти между ними?
Эйнштейн полагал, что это доказательство того, что квантовая механика «неполна» и что существуют «скрытые переменные», которые объясняют кажущиеся нелогичными результаты, подобные этим. Однако в 1964 году Джон Белл нашел способ проверить наличие скрытых переменных, предложенных Эйнштейном, и нашел неравенство, нарушение которого доказывало бы, что результат не может быть получен с помощью теории скрытых переменных.
Эксперименты, проведенные на основе этого, показали, что неравенство Белла нарушается, и поэтому парадокс — это просто еще один аспект квантовой механики, который кажется странным , но это просто то, как работает квантовая механика.
Теория многих миров, объяснение | The MIT Press Reader
Невероятное изложение популярной интерпретации квантовой механики без профессионального жаргона.
Согласно многомировой интерпретации квантовой механики, может существовать несколько наших копий, живущих в нескольких мирах. Исходное изображение: Келли Сиккема, через Unsplash.Автор: Джон Гриббин
Послушайте эту статью
Предоставлено вам Курионом, партнером MIT Press
Квантовая физика странная штука. По крайней мере, нам это странно, потому что правила квантового мира, управляющие тем, как устроен мир на уровне атомов и субатомных частиц (поведением света и материи, как выразился известный физик Ричард Фейнман), — это не те правила, с которыми мы знакомы — правила того, что мы называем «здравым смыслом».
Квантовые правила, которые в основном были установлены к концу 1920-х годов, как бы говорят нам, что кошка может быть и живой, и мертвой одновременно, а частица может находиться в двух местах одновременно.
Но, к великому огорчению многих физиков, не говоря уже о простых смертных, никто (ни тогда, ни после) не смог дать разумного объяснения происходящему. Разумеется, более вдумчивые физики искали утешения другими способами, а именно придумывали множество более или менее отчаянных способов «объяснить» то, что происходит в квантовом мире.
Эти лекарства, кванты утешения, называются «интерпретациями». На уровне уравнений ни одна из этих интерпретаций не лучше любой другой, хотя толкователи и их последователи каждый скажут вам, что их собственная любимая интерпретация является единственной истинной верой, а все те, кто следуют другим верам, являются еретиками. С другой стороны, с математической точки зрения ни одна из интерпретаций не хуже любой другой. Скорее всего, это означает, что мы что-то упускаем. Однажды может быть обнаружено великолепное новое описание мира, которое делает все те же предсказания, что и современная квантовая теория, но также имеет смысл.
Ну, по крайней мере, мы можем надеяться.
Между тем, я подумал, что могу представить независимый обзор одной из наиболее красочных гипотез, теории множества миров или множественных вселенных. Для обзора других пяти ведущих интерпретаций я отсылаю вас к моей книге «Шесть невозможных вещей». Я думаю, вы обнаружите, что все они безумны по сравнению со здравым смыслом, а некоторые еще более безумны, чем другие. Но в этом мире быть сумасшедшим не обязательно значит быть неправильным, а быть более сумасшедшим не обязательно значит более неправильным.
Если вы слышали о Интерпретации многих миров (MWI), скорее всего, вы думаете, что она была изобретена американцем Хью Эвереттом в середине 1950-х годов. В некотором смысле это правда. Он сам придумал эту идею. Но он не знал, что, по сути, та же самая идея пришла в голову Эрвину Шредингеру полвека назад. Версия Эверетта более математическая, версия Шредингера более философская, но существенно то, что оба они руководствовались желанием избавиться от идеи «коллапса волновой функции», и им обоим это удалось.
Как Шредингер обычно указывал любому, кто готов был его слушать, в уравнениях (включая его знаменитое волновое уравнение) нет ничего о коллапсе. Это было то, что Бор прикрутил к теории, чтобы «объяснить», почему мы видим только один результат эксперимента — мертвую кошку или живую кошку, а не смесь, суперпозицию состояний. Но поскольку мы обнаруживаем только один результат — одно решение волновой функции — это не обязательно означает, что альтернативных решений не существует. В статье, опубликованной им в 1952 Шредингер указал на нелепость ожидания коллапса квантовой суперпозиции только потому, что мы смотрим на нее. Он писал, что «совершенно абсурдно» то, что волновая функция должна «контролироваться двумя совершенно разными способами, иногда с помощью волнового уравнения, а иногда с помощью прямого вмешательства наблюдателя, не контролируемого волновым уравнением».
Эрвин Шредингер наиболее известен своим мысленным экспериментом с котом в коробке, одновременно живым и мертвым, который раскрыл кажущуюся парадоксальной природу квантовой механики.
Хотя сам Шредингер не применил свою идею к знаменитому коту, она аккуратно решает эту загадку. Обновляя его терминологию, существуют две параллельные вселенные, или миры, в одной из которых кошка живет, а в одной умирает. Когда ящик открывается в одной вселенной, обнаруживается мертвый кот. В другой вселенной есть живой кот. Но всегда существовали два мира, которые были идентичны друг другу до того момента, пока дьявольское устройство не определило судьбу кота(ов). Коллапса волновой функции нет. Шредингер предвидел реакцию своих коллег в своем выступлении в Дублине, где он тогда жил, в 1919 г.52. Подчеркнув, что, когда его одноименное уравнение описывает различные возможности (они «не являются альтернативами, но все на самом деле происходят одновременно»), он сказал: то или иное… происходит — обычно с большим количеством альтернатив. Мысль о том, что они могут быть не альтернативами, а действительно происходят одновременно, кажется ему безумной, просто невозможной. Он думает, что если бы законы природы приняли такую форму, скажем, на четверть часа, то мы обнаружили бы, что наше окружение быстро превращается в трясину, в какое-то безликое желе или плазму, все контуры стираются, мы сами вероятно, превратится в медузу.
Странно, что он должен в это поверить. Я так понимаю, он допускает, что ненаблюдаемая природа ведет себя именно так, а именно в соответствии с волновым уравнением. Вышеупомянутые альтернативы вступают в игру только тогда, когда мы делаем наблюдение, которое, конечно, не обязательно должно быть научным наблюдением. Тем не менее, может показаться, что, по мнению квантового теоретика, природе препятствует быстрое превращение в студень только благодаря нашему восприятию или наблюдению за ней… это странное решение.
На самом деле никто не откликнулся на идею Шредингера. Его игнорировали и забывали, считали невозможным. Таким образом, Эверетт совершенно независимо разработал свою собственную версию MWI, только для того, чтобы ее почти так же полностью проигнорировали. Но именно Эверетт ввел идею о том, что Вселенная «расщепляется» на разные версии самой себя, когда сталкивается с квантовым выбором, мутя воду на десятилетия.
Именно Хью Эверетт представил идею о том, что Вселенная «расщепляется» на разные версии самой себя, когда сталкивается с квантовым выбором, мутя воду на десятилетия.
Идея пришла к Эверетту в 1955 году, когда он был аспирантом в Принстоне. В первоначальном варианте своей идеи, развитом в черновике диссертации, который в то время не был опубликован, он сравнил ситуацию с амебой, которая делится на две дочерние клетки. Если бы у амеб был мозг, каждая дочь помнила бы идентичную историю до момента разделения, а затем имела бы свои собственные личные воспоминания. В известной аналогии с кошками у нас есть одна вселенная и одна кошка до того, как сработает дьявольское устройство, затем две вселенные, каждая со своим котом, и так далее. Научный руководитель Эверетта, Джон Уилер, призвал его разработать математическое описание своей идеи для своей диссертации и для статьи, опубликованной в Reviews of Modern Physics в 1919 году.57, но попутно аналогия с амебой была отброшена и появилась в печати лишь позже. Но Эверетт указал, что, поскольку ни один наблюдатель никогда не узнает о существовании других миров, утверждение, что они не могут быть там, потому что мы не можем их видеть, не более справедливо, чем утверждение, что Земля не может вращаться вокруг Солнца, потому что мы не чувствует движения.
Сам Эверетт никогда не продвигал идею MWI. Еще до того, как он защитил докторскую диссертацию, он принял предложение о работе в Пентагоне, работая в группе по оценке систем вооружений над применением математических методов (невинно названной теорией игр) к секретным проблемам холодной войны (некоторые из его работ были настолько тайна, что она до сих пор засекречена) и практически исчезла с академического радара. Только в конце 19В 60-х годах эта идея набрала обороты, когда ее подхватил и с энтузиазмом продвигал Брайс ДеВитт из Университета Северной Каролины, который писал: «Каждый квантовый переход, происходящий в каждой звезде, в каждой галактике, в каждом отдаленном уголке Вселенной разделяет наш локальный мир на Земле на множество копий самого себя». Это стало слишком для Уилера, который отказался от своей первоначальной поддержки MWI и в 1970-х годах сказал: «В конце концов мне неохотно пришлось отказаться от поддержки этой точки зрения, потому что я боюсь, что она слишком большой груз метафизического багажа».
По иронии судьбы, как раз в тот момент идея возрождалась и трансформировалась посредством приложений в космологии и квантовых вычислениях.
«Каждый квантовый переход, происходящий в каждой звезде, в каждой галактике, в каждом отдаленном уголке Вселенной, расщепляет наш локальный мир на Земле на множество его копий».
Сила интерпретации стала цениться даже теми, кто не хотел ее полностью поддерживать. Джон Белл заметил, что «люди, конечно, размножаются вместе с миром, и те, кто принадлежит к какой-либо конкретной отрасли, испытают только то, что происходит в этой отрасли», и неохотно признал, что в этом что-то может быть:
«Многомировая интерпретация» кажется мне экстравагантной и, прежде всего, экстравагантно расплывчатой гипотезой. Я мог почти отвергнуть это как глупость. И все же… В связи с «загадкой Эйнштейна-Подольского-Розена» в ней может быть что-то особенное, и стоило бы, я думаю, сформулировать какую-то ее точную версию, чтобы увидеть, так ли это на самом деле.
И существование всех возможных миров может сделать нас более уверенными в существовании нашего собственного мира… который кажется в некотором смысле маловероятным.
Точная версия MWI была получена от Дэвида Дойча из Оксфорда, и, по сути, закрепила версию идеи Шредингера, хотя, когда он сформулировал свою интерпретацию, Дойч не знал о версии Шредингера. Дойч работал с ДеВиттом в 1970-х, а в 1977 году он встретил Эверетта на конференции, организованной ДеВиттом, — единственный раз, когда Эверетт представил свои идеи большой аудитории. Убежденный, что MWI — это правильный способ понять квантовый мир, Дойч стал пионером в области квантовых вычислений не из-за интереса к компьютерам как таковым, а из-за своей веры в то, что существование работающего квантового компьютера докажет, что реальность МВИ.
Здесь мы возвращаемся к версии идеи Шредингера. В версии загадки с котом Эверетта до момента срабатывания устройства есть один кот. Тогда вся Вселенная разделится надвое.
Точно так же, как указал ДеВитт, электрон в далекой галактике, столкнувшийся с выбором из двух (или более) квантовых путей, заставляет всю Вселенную, включая нас самих, расщепляться. В версии Дойча-Шредингера существует бесконечное множество вселенных (Мультивселенная), соответствующих всем возможным решениям квантовой волновой функции. Что касается эксперимента с кошкой, то существует множество одинаковых вселенных, в которых одни и те же экспериментаторы создают одинаковые дьявольские устройства. Эти вселенные идентичны до момента срабатывания устройства. Затем в некоторых вселенных кошка умирает, в некоторых живет, и последующие истории соответственно различны. Но параллельные миры никогда не смогут общаться друг с другом. Или могут?
Дойч утверждает, что, когда две или более ранее идентичных вселенных вынуждаются квантовыми процессами стать различными, как в эксперименте с двумя дырами, между вселенными возникает временное взаимодействие, которое подавляется по мере их эволюции.
Именно это взаимодействие обуславливает наблюдаемые результаты этих экспериментов. Его мечта — увидеть создание интеллектуальной квантовой машины — компьютера, — который будет отслеживать некое квантовое явление, связанное с интерференцией, происходящей в его «мозге». Используя довольно тонкий аргумент, Дойч утверждает, что интеллектуальный квантовый компьютер сможет запомнить опыт временного существования в параллельных реальностях. Это далеко не практический эксперимент. Но у Дойча есть и гораздо более простое «доказательство» существования Мультивселенной.
Квантовый компьютер качественно отличается от обычного компьютера тем, что «переключатели» внутри него существуют в суперпозиции состояний. Обычный компьютер состоит из набора переключателей (элементов в электрических цепях), которые могут быть включены или выключены, что соответствует цифрам 1 или 0. Это позволяет выполнять вычисления, манипулируя строками чисел в двоичном коде. Каждый переключатель известен как бит, и чем больше битов, тем мощнее компьютер.
Восемь бит составляют байт, а компьютерная память сегодня измеряется миллиардами байтов — гигабайтами или Гб. Строго говоря, поскольку мы имеем дело с двоичным кодом, гигабайт равен 2 9.0133 30 байт, но это обычно считается прочитанным. Однако каждый переключатель в квантовом компьютере — это объект, который может находиться в суперпозиции состояний. Обычно это атомы, но вы можете думать о них как об электронах, спин которых либо направлен вверх, либо направлен вниз. Разница в том, что в суперпозиции они одновременно вращаются вверх и вниз — 0 и 1. Каждый переключатель называется кубитом, произносится как «кубит».
Используя довольно тонкий аргумент, Дойч утверждает, что интеллектуальный квантовый компьютер сможет запомнить опыт временного существования в параллельных реальностях.
Из-за этого квантового свойства каждый кубит эквивалентен двум битам. На первый взгляд это не выглядит впечатляюще, но это так. Например, если у вас есть три кубита, их можно расположить восемью способами: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.
Суперпозиция охватывает все эти возможности. Таким образом, три кубита эквивалентны не шести битам (2 x 3), а восьми битам (2 в степени 3). Эквивалентное количество битов всегда равно 2 в степени числа кубитов. Всего 10 кбит будут эквивалентны 2 10 бит, на самом деле 1024, но обычно называется килобит. Подобные экспоненты быстро убегают сами с собой. Компьютер всего с 300 кбитами будет эквивалентен обычному компьютеру с большим количеством битов, чем атомов в наблюдаемой Вселенной. Как такой компьютер мог выполнять вычисления? Вопрос более насущный, поскольку простые квантовые компьютеры, включающие несколько кубитов, уже построены и показали, что они работают должным образом. Они действительно более мощные, чем обычные компьютеры с таким же количеством битов.
Ответ Дойча заключается в том, что расчет ведется одновременно на идентичных компьютерах в каждой из параллельных вселенных, соответствующих суперпозициям. Для трехкубитного компьютера это означает, что восемь суперпозиций компьютерных ученых работают над одной и той же проблемой, используя одинаковые компьютеры, чтобы получить ответ.
Неудивительно, что они должны «сотрудничать» таким образом, поскольку экспериментаторы идентичны и имеют одинаковые причины для решения одной и той же проблемы. Это не так уж сложно представить. Но когда мы построим машину на 300 кбит — а это обязательно произойдет — мы, если Дойч прав, задействуем «сотрудничество» между большим количеством вселенных, чем атомов в нашей видимой Вселенной. Это вопрос выбора, считаете ли вы, что это слишком большой груз метафизического багажа. Но если вы это сделаете, вам понадобится какой-то другой способ объяснить, почему квантовые компьютеры работают.
Большинство ученых, занимающихся квантовыми компьютерами, предпочитают не думать об этих последствиях. Но есть одна группа ученых, которые привыкли перед завтраком думать о более чем шести невозможных вещах, — это космологи. Некоторые из них поддержали многомировую интерпретацию как лучший способ объяснить существование самой Вселенной.
Их отправной точкой является отмеченный Шредингером факт, что в уравнениях нет ничего, относящегося к коллапсу волновой функции.
И они означают волновая функция ; только один, который описывает весь мир как суперпозицию состояний — Мультивселенную, состоящую из суперпозиции вселенных.
Некоторые космологи поддерживают Интерпретацию многих миров как лучший способ объяснить существование самой Вселенной.
Первая версия докторской диссертации Эверетта (позже измененная и сокращенная по совету Уилера) называлась «Теория универсальной волновой функции». И под «всеобщим» он имел в виду буквально это, говоря:
Поскольку утверждается универсальная достоверность описания функции состояния, можно рассматривать сами функции состояния как фундаментальные сущности и даже можно рассматривать функцию состояния всего универсума. В этом смысле эту теорию можно назвать теорией «универсальной волновой функции», поскольку предполагается, что вся физика следует только из этой функции.
… где для данной цели «функция состояния» — это другое название «волновой функции».
«Вся физика» означает все, включая нас — «наблюдателей» на физическом жаргоне. Космологов это волнует не потому, что они включены в волновую функцию, а потому, что эта идея единой несколлапсировавшей волновой функции является единственным способом, которым вся Вселенная может быть описана в терминах квантовой механики, но при этом совместимой с общим теория относительности. В кратком варианте своей диссертации, опубликованном в 1957, Эверетт пришел к выводу, что его формулировка квантовой механики «поэтому может оказаться плодотворной основой для квантования общей теории относительности». Хотя эта мечта еще не осуществилась, она вдохновила космологов на большую работу с середины 1980-х годов, когда они ухватились за эту идею. Но это приносит с собой много багажа.
Универсальная волновая функция описывает положение каждой частицы во Вселенной в определенный момент времени. Но он также описывает все возможные местоположения этих частиц в данный момент. И он также описывает каждое возможное местоположение каждой частицы в любой другой момент времени, хотя количество возможностей ограничено квантовой зернистостью пространства и времени.
Из этого множества возможных вселенных будет множество версий, в которых не могут существовать стабильные звезды и планеты, а также люди, живущие на этих планетах. Но будут, по крайней мере, некоторые вселенные, более или менее точно напоминающие нашу, как это часто изображают в фантастических рассказах. Или, действительно, в другой фантастике. Дойч указал, что согласно MWI любой мир, описанный в художественном произведении, при условии, что он подчиняется законам физики, действительно существует где-то в Мультивселенной. Действительно есть, например, мир «Грозового перевала» (но не мир «Гарри Поттера»).
Это еще не конец. Единая волновая функция описывает все возможные вселенные во все возможные моменты времени. Но ничего не говорится о переходе из одного состояния в другое. Время не течет. Не отходя от дома, параметр Эверетта, называемый вектором состояния, включает описание мира, в котором мы существуем, и существуют все записи об истории этого мира, от наших воспоминаний до окаменелостей и до света, доходящего до нас из далеких галактик.
Будет и другая вселенная, точно такая же, за исключением того, что «временной шаг» будет сдвинут вперед, скажем, на одну секунду (или на один час, или на один год). Но нет никаких предположений, что какая-либо вселенная движется от одного временного шага к другому. В этой второй вселенной будет «я», описываемое универсальной волновой функцией, обладающее всеми воспоминаниями, которые у меня есть в первый момент, плюс воспоминания, соответствующие следующей секунде (или часу, или году, или чему-то еще). Но нельзя сказать, что эти версии «я» — один и тот же человек. Различные временные состояния могут быть упорядочены с точки зрения событий, которые они описывают, определяя разницу между прошлым и будущим, но они не меняются от одного состояния к другому. Все государства просто существуют. Время в том смысле, в каком мы привыкли его представлять, не «течет» в MWI Эверетта.
Джон Гриббин, которого журнал Spectator назвал «одним из лучших и наиболее плодовитых авторов научно-популярных книг», является автором, среди прочего, книг «В поисках кота Шредингера», «Вселенная: биография».
» и «Шесть невозможных вещей», из которых взята эта статья. Он является приглашенным научным сотрудником по астрономии в Университете Сассекса, Великобритания.
Эрвин Шредингер | Биография, атомная модель, кошка и факты
Эрвин Шредингер
Смотреть все СМИ
- Дата рождения:
- 12 августа 1887 г. Вена Австрия
- Умер:
- 4 января 1961 г. (73 года) Вена Австрия
- Награды и награды:
- Нобелевская премия (1933) 90 185
- Известные работы:
- «Мой взгляд на мир» «Природа и греки»
- Предметы изучения:
- уравнение Шредингера квант
Просмотреть весь связанный контент →
Популярные вопросы
Какой вклад Эрвин Шредингер в атомную теорию?
Чем известен Эрвин Шредингер?
Эрвин Шредингер наиболее известен благодаря уравнению Шредингера, которое описывает эволюцию волновой функции, величины, описывающей волновые свойства частицы.
Он также известен тем, что сформулировал мысленный эксперимент с кошкой Шредингера, в котором очень мелкие квантово-механические события могут влиять на крупномасштабные объекты, такие как кошка.
Какой был самый известный мысленный эксперимент Эрвина Шрёдингера?
Самый известный мысленный эксперимент Эрвина Шредингера стал известен как «Кот Шредингера»: кошка находится в коробке с пузырьком с ядом. Флакон разбивается, если атом внутри коробки распадается. Атом накладывается в состояниях распада и нераспада до тех пор, пока его не наблюдают, и, таким образом, кошка накладывается в живом и мертвом состояниях.
Сводка
Прочтите краткий обзор этой темы
Erwin Schrödinger , (родился 12 августа 1887 года, Вена, Австрия — умер 4 января 1961 года, Вена), австрийский физик-теоретик, внесший вклад в волновую теорию материи и другие основы квантовой механики. Он разделил Нобелевскую премию по физике 1933 года с британским физиком П.
А.М. Дирак.
обобщенное уравнение Шредингера
Посмотреть все видео к этой статье Шредингер поступил в Венский университет в 1906 году и получил докторскую степень в 1910 году, после чего он занял исследовательскую должность во Втором физическом институте университета. Он прошел военную службу во время Первой мировой войны, а затем в 1919 году поступил в Цюрихский университет.21, где он оставался в течение следующих шести лет. Там, в течение шести месяцев в 1926 году, в возрасте 39 лет, удивительно позднем возрасте для оригинальных работ физиков-теоретиков, он написал статьи, заложившие основы квантовой волновой механики. В этих работах он описал свое дифференциальное уравнение в частных производных, которое является основным уравнением квантовой механики и имеет такое же отношение к механике атома, как уравнения движения Ньютона к планетарной астрономии. Приняв предложение Луи де Бройля в 1924 что частицы материи имеют двойственную природу и в некоторых ситуациях ведут себя как волны, Шредингер ввел теорию, описывающую поведение такой системы волновым уравнением, которое теперь известно как уравнение Шредингера.
Решения уравнения Шредингера, в отличие от решений уравнений Ньютона, представляют собой волновые функции, которые могут быть связаны только с вероятным возникновением физических событий. Определенная и легко визуализируемая последовательность событий планетарных орбит Ньютона в квантовой механике заменена более абстрактным понятием вероятности.
Викторина “Британника”
Наука: правда или вымысел?
Вас увлекает физика? Устали от геологии? С помощью этих вопросов отделите научный факт от вымысла.
Узнайте о квантово-механической интерпретации мысленного эксперимента Шрёдингера с котом
Просмотреть все видео к этой статье Этот аспект квантовой теории глубоко огорчил Шредингера и нескольких других физиков, и большую часть своей дальнейшей жизни он посвятил формулированию философских возражений против общепринятая интерпретация теории, для создания которой он так много сделал. Его самым известным возражением было 1935 мысленных экспериментов, которые позже стали известны как кот Шредингера.
Кошку запирают в стальном ящике с небольшим количеством радиоактивного вещества так, что через час существует одинаковая вероятность того, что один атом либо распадется, либо не распадется. Если атом распадается, устройство разбивает пузырек с ядовитым газом, убивая кошку. Однако до тех пор, пока ящик не будет открыт и волновая функция атома не коллапсирует, волновая функция атома находится в суперпозиции двух состояний: распада и нераспада. Таким образом, кошка находится в суперпозиции двух состояний: живого и мертвого. Шредингер счел этот результат «весьма нелепым», и когда и как решается судьба кота, это стало предметом многочисленных споров среди физиков.
В 1927 году Шредингер принял приглашение сменить Макса Планка, изобретателя квантовой гипотезы, в Берлинском университете и поступил на чрезвычайно выдающийся факультет, в который входил Альберт Эйнштейн. Он оставался в университете до 1933 года, когда принял решение, что больше не может жить в стране, в которой преследование евреев стало национальной политикой.
Затем он отправился в семилетнюю одиссею, которая привела его в Австрию, Великобританию, Бельгию, Папскую академию наук в Риме и, наконец, в 1940 — Дублинский институт перспективных исследований, основанный под влиянием премьер-министра Эймона де Валеры, который был математиком, прежде чем заняться политикой. Шредингер оставался в Ирландии в течение следующих 15 лет, занимаясь исследованиями как в области физики, так и в области философии и истории науки. В этот период он написал What Is Life? (1944), попытка показать, как квантовая физика может быть использована для объяснения стабильности генетической структуры. Хотя многое из того, что Шредингер должен был сказать в этой книге, было изменено и дополнено более поздними разработками в области молекулярной биологии, его книга остается одним из самых полезных и глубоких вступлений в предмет. В 1956 Шредингер вышел на пенсию и вернулся в Вену в качестве почетного профессора университета.
Из всех физиков своего поколения Шредингер выделяется своей необычайной интеллектуальной разносторонностью.
Он чувствовал себя как дома в философии и литературе на всех западных языках, а его научно-популярные сочинения на английском языке, которым он научился еще в детстве, являются одними из лучших в своем роде. Его изучение древнегреческой науки и философии, обобщенное в его книге « Природа и греки».0026 (1954 г.) вызвал у него как восхищение греческим изобретением научного взгляда на мир, так и скептицизм в отношении актуальности науки как уникального инструмента, с помощью которого можно разгадать окончательные тайны человеческого существования. Собственное метафизическое мировоззрение Шрёдингера, выраженное в его последней книге « Meine Weltansicht » (1961; «Мой взгляд на мир» ), близко соответствовало мистицизму веданты.
Благодаря своим исключительным способностям Шредингер в течение своей жизни смог внести значительный вклад почти во все отрасли науки и философии, что было почти уникальным достижением в то время, когда существовала тенденция к усилению технической специализации в этих дисциплинах.