Отиди на
Форум "Наука"

Котка на Шрьодингер


Recommended Posts

  • Потребители

Попаднах на нещо много интересно "Котка на Шрьодингер"

Котката на Шрьодингер е персонаж от изглеждащ парадоксално мисловен експеримент, предложен от Е. Шрьодингер, когато искал да покаже непълнотата на квантовата механика при прехода от суб-атомни към макроскопични системи.

post-10610-0-47222100-1371198347_thumb.p

В затворена кутия е поставена котка. В кутията има механизъм, съдържащ радиоактивно ядро и съд с отровен газ. Параметрите на експеримента са така подбрани, че вероятността ядрото да се разпадне за 1 час е 50%. Ако ядрото се разпадне, механизмът се задейства, отваря съда с отровен газ и котката умира. Според квантовата механика, ако върху ядрото не се провежда наблюдение, състоянието му се описва като суперпозиция (смесване) на две състояния — разпаднало се ядро и не-разпаднало се ядро, следователно, котката е жива и мъртва едновременно. Ако кутията бъде отворена, експериментаторът трябва да види кое да е от двете състояния — «ядрото се е разпаднало, котката е мъртва» или «ядрото не се е разпаднало, котката е жива».
Въпросът е следният: кога системата престава да съществува като смесване на две състояния и избира едно конкретно? Целта на експеримента — да покаже, че квантовата механика е непълна без някои правила, които показват, при какви условия се случва колапс на вълновата функция и котката става или жива, или мъртва, но не и едното и другото едновременно.

Обратно на популярното мнение, Шрьодингер е замислил експеримента не защото е вярвал, че може да съществува живо-мъртва котка; напротив, смятал е квантовата механика за непълна и не докрай описваща реалността в дадения случай. Понеже котката може да бъде само жива или само мъртва (не съществува състояние живо-мъртъв), то това означава, че същото трябва да е вярно и за атомното ядро. То трябва да е или разпаднало се или не-разпаднало се.
Ето и от къде разбрах за този експеримент: http://www.obekti.bg/nauka/5007-%D0%92%D0%B8%D1%86-%D0%A2%D1%8A%D1%80%D1%81%D0%B8-%D1%81%D0%B5
post-10610-0-08706700-1371198416_thumb.j
Link to comment
Share on other sites

  • Глобален Модератор

Аз не мога да разбера каква е идеята на темата?

Би ли дал малко повече информация какво имаш предвид публикувайки описанието на този мислен експеримент.

Експериментът е обсъждан в редица теми в настоящия форум /не само в разделите Физика и Теоретична физика/.

Доколкото си спомням, разгледани са свързаните с него копенхагенската интерпретация, АПР /Айнщайн, Подолски, Розен/, експеримент на Аспе, интерпретацията на Хю Еверет - Дойч и т.н.

Link to comment
Share on other sites

  • Глобален Модератор

Чувал съм за този експеримент. И винаги ми е било странно, защо на Шрьодингер му е било необходимо по толкова изкелефанчен начин да доказва очевидни неща :)

Продължавам да не разбирам и квантовите физици. Как така са достигнали до умозаключението, че ядрата са "смесени" когато не са под наблюдение, т.е. излиза че се държат по един определен начин, когато са под наблюдение и по-друг, доста неопределен когато не са. Все пак не говорим за циганета в магазин, които се държат по един начин когато знаят, че ги наблюдават и по-малко по-различен когато знаят, че никой не ги наблюдава.

Редактирано от Warlord
Link to comment
Share on other sites

  • Потребители

По скоро искам да запозная участниците във форума с този експеримент, а и да се започне някаква дискусия по темата...лично нямам идея от физика и искам да науча нещо повече...

Link to comment
Share on other sites

  • Глобален Модератор

Чувал съм за този експеримент. И винаги ми е било странно, защо на Шрьодингер му е било необходимо по толкова изкелефанчен начин да доказва очевидни неща :)

Продължавам да не разбирам и квантовите физици. Как така са достигнали до умозаключението, че ядрата са "смесени" когато не са под наблюдение, т.е. излиза че се държат по един определен начин, когато са под наблюдение и по-друг, доста неопределен когато не са. Все пак не говорим за циганета в магазин, които се държат по един начин когато знаят, че ги наблюдават и по-малко по-различен когато знаят, че никой не ги наблюдава.

Казано с една дума -

Когато се извършва наблюдение върху поток елементарни частици - те се държат като частици. Когато не се наблюдават, техните свойства са като на вълна.

Не е умозаключение, а резултат от експеримент извършен в началото на двадесети век. Този експеримент е имал други цели, но появилата се картината на екрана атакуван с електрони е била напълно неочаквана. Подобна картина се появява само при разпространението на вълни.

След провеждане на допълнителни експерименти се установило, че елементарните частици имат свойства характерни за частици и в същото време за вълни. Това седи в основата на КМ.

Странното дуалистично държане на поток електрони е довело до оформянето на тази нова наука КМ.

...

Вярно е, че от средата на средата на седемнадесети век до началото на двадесети, спорът светлината от частици ли се състои или е вълна е бил базиран по скоро на умозаключения отколкото на експерименти. Прието е, че Нютон и Лайбниц са едни от първите представители на двата спорещи лагера частици или вълни... Е, оказало се е, че и двамата имат право.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Казано с една дума -

Когато се извършва наблюдение върху поток елементарни частици - те се държат като частици. Когато не се наблюдават, техните свойства са като на вълна.

А ако ги наблюдаваме скришом, без те да разберат :)

Редактирано от JImBeam
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Ето и оригиналната статия на английски (предполагам може да се намери и на немски). Самият експеримент с котката е на страница 9.

http://www.stp.dias.ie/~dorlas/Papers/QMSTATUS.pdf

Link to comment
Share on other sites

  • Глобален Модератор

Ето и оригиналната статия на английски (предполагам може да се намери и на немски). Самият експеримент с котката е на страница 9.

http://www.stp.dias.ie/~dorlas/Papers/QMSTATUS.pdf

Офф топ.

мразя този експеримент!

Намесена е смъртта на котка - любимото ми домашно животно.

край на офф.

Link to comment
Share on other sites

  • Глобален Модератор

Ами да изясним тогава, какво се има предвид под наблюдение в случая.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Офф, за Б. Богданов, причина да не мрази опита с котката.

Ако имаме две спрегнати величини т.е. такива, за които да е всила приницпа на Хайзенберг, например проекцията на спина по оста зет и по оста хикс, то системата не може да е в състояние, в което и двете величини имат конкретни стойности. Например ако измеря спина по оста зет(на частица със спин 1/2) и получа "нагоре" то по оста хикс е с неопределена стойност. Ако след това измеря по оста хикс тогава по оста зет е с неопределена стойност. И след това отново по оста зет ще получа или "нагоре" или "надолу" т.е. не е задължително да получа отново "нагоре". И това може да се повтаря колкото пъти искам, поне по принцип.

При котка имаме величината Живот, при измерване получаваме една от двете стойност "жива" или "мъртва". Ако намерим спрегната величина, да я наречем А, тогава имаме следната ситуация. Отваряме кутията и виждаме мъртва котка. Затваряме я и мерим величината А, това променя състоянието до супрепозиция на жива и мъртва. Последвало измерване на величината Живот, както и при спина, ще даде резулта или "жива" или "мъртва" с някакви вероятности, например 50 на 50. След няколко измервания, котка ще е отново жива, и Б. Богданов щастлив. Възможно е при котката този номер да работи само девет пъти :)

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Ето защо:

"
Един от начините за частично решаване на тези трънливи философски
въпроси, който започна да набира популярност сред физиците, е известен
като декохерентност. Начинът бе формулиран за първи път през 1970 г. от
немския физик Дитер Зех. Той забелязал, че в реалния свят не можем да
отделим котката от нейното обкръжение. Котката се намира в постоянен
контакт с молекулите на въздуха, кутията и дори с космическите лъчи,
които я пронизват по време на експеримента. Колкото и да са
незначителни, тези взаимодействия оказват радикално влияние върху
вълновата функция — ако се повлияе и в най-малка степен, тя ще се
раздели на две вълнови функции — тази на мъртвата или на живата котка,
които няма да си взаимодействат. Зех показа, че за колапсирането на
вълновата функция е достатъчен контактът и с една-единствена молекула.
Който да доведе до постоянно отделяне на функциите на мъртвата и живата
котка, които вече няма да комуникират помежду си. С други думи, котката е
била в контакт с молекулите на въздуха още преди да сме отворили
кутията и следователно вече е жива или мъртва.



Зех направи ключовото наблюдение, което всички останали бяха пропуснали —
за да бъде едновременно жива и мъртва, вълновите функции на двете
състояния на котката трябва да трептят в почти пълна синхронност —
състояние, наречено кохерентност. На практика обаче това е почти
невъзможно. Създаването на кохерентни обекти в лабораторни условия е
изключително трудно. (Трудно е да получите повече от няколко кохерентно
трептящи атома заради взаимодействията отвън.) В реалния свят телата
взаимодействат с околната среда, което може да наруши двете вълнови
функции и да ги накара да изпаднат в състояние на декохерентност — т.е.,
да престанат да са синхронни и да се разделят. Зех показа, че щом двете
функции престанат да вибрират във фаза една с друга, те престават да си
взаимодействат."

http://chitanka.info/text/24866/8

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Ами да изясним тогава, какво се има предвид под наблюдение в случая.

По-конкретно наблюдението е измерване на някаква физична величина. При наблюдението винаги се получава декохеренция. Проблемът с котката на Шрьодингер е в това, че декохеренцията се получава преди наблюдението.

И!? Всичко това е изцяло квантовомеханично.

Ами разликата между квантовомеханична котка и обикновена е в това, че първата може да е едновременно жива и мъртва, а втората като умре - и край заради декохерентност, нарастване на ентропията, стрела на времето и прочее тъжни моменти.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Декохеренцията обяснява защо суперпозицията на макроскопично различими състояния, предсказвана от квантовата механика, никога не се наблюдава. Използва апарата на КМ , но води към извода, че тези явления се подчиняват на макроскопичната теория.

Редактирано от Doris
Link to comment
Share on other sites

  • 8 years later...
  • Потребител

Котката на Шрьодингер, Тука има-Тука нема и бегачът на Алкивиад.

Моето разбиране за проблема е, че при големи скорости не можем да видим къде е топчето/частицата и възниква неопределеността да приемаме, че е едновременно тук и там, а за котката- че е жива (има я) или мъртва (няма я).

Естествено, при тези предпоставки неяснотата се дължи на това, че скоростта и масата на движещата се частицата са съизмерими с тази на това, което ни дава информация за местоположението/състоянието й. Ако движенията на измамника в Тука има- тука нема са по- бързи отколкото бихме забелязали, ние не можем да установим къде е топчето.

А сега моята интерпретация, представена чрез "Бегачът на Алкивиад".

Алкивиад бил болен, но имал голям залог на състезанието по бягане. Той наел един атлет, който да дотича скоро след старта, та според промяната на събитията да си промени и фаворита. За съжаление когато дотичал вестоносеца бягането, естествено било изменило ситуацията, да не било и свършило, та Алкивиад се развикал "Аз по- добре да бях слушал публиката. Чух старта, чух и фаворита. Мухльо, влечуго, махай се. Да бях хвърлял монета или врачувал на боб" 

С този образ потвърждавам, че информация със скоростта на промените е недостатъчна. Алкивиад трябвало да ползва по- бързата скорост- тази на звука.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Вероятностите при котката не са по- различни от вероятностите при бегачите на Алкивиад. Ако човек знае как се развиват събитията, то вече не става дума за вероятности, а за следене на процес, признаците на който предпоставят резултата. Ако знаем дали се е включила бутилката с отрова, ще прогнозираме дали котката ще е жива. Ако виси езикът на един от бегачите, победител ще е другият.

Важно е да имаме своевременна информация и то със скорост, по- бърза от тази на процеса.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 9 минути, Втори след княза said:

Ако човек знае как се развиват събитията, то вече не става дума за вероятности, а за следене на процес, признаците на който предпоставят резултата.

Може ли да знае? Може ли да знаете кои топки ще се паднат в сферата при тотализатора? Възможно ли е с помощта на науката (физиката) да се изчисли коя топка ще се падне?

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 5 минути, deaf said:

Може ли да знае? Може ли да знаете кои топки ще се паднат в сферата при тотализатора? Възможно ли е с помощта на науката (физиката) да се изчисли коя топка ще се падне?

Не с изчисление. Със следене.

Много ме впечатли една история за "случайно" изтегляне на топки за мачове на световно по футбол. Едни от топките (прим. на групата на слабите отбори) са държани в хладилник. Когато изтегли топката, този честен човек може да изтегли съответна, по желание, топка. Прим. на изтеглена топка България да избере слаб(студен), а на Германия силен(топъл) отбор или обратно.

Та ако имаме информация за топките в сферата, преди да са изтеглени, знаем много. Прим. дали някоя няма магнитче, друга тежест, друг размер... а това е по- важно от математическата статистика.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 14 минути, deaf said:

Може ли да знае? Може ли да знаете кои топки ще се паднат в сферата при тотализатора? Възможно ли е с помощта на науката (физиката) да се изчисли коя топка ще се падне?

Възможно е , но..............на квантово ниво нямаме Знанията,.........за сега прикритата Природа я маскираме с човешки тип вероятности, а вероятно тези закономерности са ъпнормени за конвенционални еволюц. създания.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

И защо проф. Шрьодингер прави метална кутията за котки, а не стъклена? Явно за да илюстрира, че при процеси със скорости близки до светлинната, нямаме възможност да видим, получим информация, какво, къде, колко и изобщо дали...

Поради тази "непрозрачност", нещата стават вероятностни и гадаем, котката има ли я, няма ли я. Ако нещо се разпространяваше по- бързо от светлината... :) щеше да почне такъв живот, че само си викам "Дано".

Link to comment
Share on other sites

Напиши мнение

Може да публикувате сега и да се регистрирате по-късно. Ако вече имате акаунт, влезте от ТУК , за да публикувате.

Guest
Напиши ново мнение...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Зареждане...

За нас

Вече 15 години "Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

 

За контакти:

×
×
  • Create New...