Zpravodajský portál pro moderní generaci, která se zajímá o aktuální dění.
Zajímá tě aktuální dění? Zprávy z domova i ze světa najdeš na zpravodajském webu. Čti reportáže, rozhovory i komentáře z různých oblastí. Sleduj Refresher News, pokud chceš být v obraze.
Kliknutím na tlačítko tě přesměrujeme na news.refresher.cz
Rozdáváme lístky na letní festivaly
10. června 2016 23:10
Čas čtení 0:00
Matúš Majer

Schrödingerova kočka: Myšlenkový pokus i paradox rozbíjející argumenty kvantové mechaniky

ZAJÍMAVOSTI VĚDA
Uložit Uložené

Kočka, která žije dodnes. Nebo vlastně nežije? Výběr jen jedné reality zkrátka není možný.

Erwin Schrödinger se narodil v roce 1887 ve Vídni do vědecky zaměřené rodiny. Otec byl botanik a matka učitelka chemie. Bylo jen otázkou času, kdy se Erwin vydá na cestu, která ho dovede až na výsluní - k Nobelově ceně.

Schrödingerova kočka: Myšlenkový pokus i paradox rozbíjející argumenty kvantové mechaniky
Zdroj: cvut.cz

Na experiment zvaný Schrödingerova kočka naráželi už scénáristé Teorie velkého třesku, narazit jsme na něj mohli i ve hrách Portal 2 nebo Far Cry 4, nebo si o ní přečíst v knížce od skvělého Terryho Pratchetta. Toto vymyšlené čtyřnohé stvoření je tedy populární více než dost, ale jen zlomek lidí ví, o co přesně jde. Co je tedy tím, čím se tehdy 48letý Erwin proslavil?
Jádro problému je velmi propopulistické. Běžný člověk rychle odpoví, že máme kočku v krabici, která má nějakým způsobem nějakou šanci se do hodiny otrávit. Řekne nám, že do krabice nevidíme, tedy po hodině je pro nás kočka živá i mrtvá zároveň. A to nám nedává smysl, protože pro nás je zkrátka kočka živá nebo mrtvá. To, proč tomu nerozumíme má jeden nepříjemný důvod - drtivá většina vysvětlujících "laiků" si problém zpopulizovala a zapomněla na několik důležitých podrobností. Prostě to vysvětlila špatně, docela pravděpodobně proto, že tomu sama nerozumí, protože k pochopení problému je nutné mít znalosti o složitějších věcech, než je běžná kočka s jedem v krabici.
 
Ervin Schrödinger předestřel v roce 1935 velmi matoucí problém. Mluvil o kočce zavřené v neprůhledné krabici. V ní se nachází ještě přístroj obsahující jed v plynném skupenství a radioaktivní nuklid. Ten má po hodině pravděpodobnost jedna ku jedné, že se rozpadne. Pokud se za těch 60 minut rozpadne, přístroj uvolní jed a kočka umírá.

Schrödingerova kočka: Myšlenkový pokus i paradox rozbíjející argumenty kvantové mechaniky
Zdroj: stuba.sk

A ten nuklid je ta malá podrobnost, ten kousek, který skoro každému chybí do pochopení. Ušetříme vás složitější chemie a fyziky a řekneme jen, že radionuklid je látka, jejíž jádra atomů mají stejné nukleonové číslo a protonové čísla (nukleonové číslo = počet protonů + počet neutronů; protonové číslo = počet protonů). Víme, teď to zní opravdu složitě, ale máme připravený opravdu jednoduchý příklad: Vodík se vyskytuje v mnoha formách a jednou z nich je i látka zvaná protium - chybí jí jeden neutron. Obě čísla tak dosahují hodnoty 1, tedy jde o radionuklid. Skvělé, vyhráli jsme!
Pokud je však něco radionuklid, je to zároveň i izotop - atom, který má více nebo méně neutronů, než by měl mít. Protium jich má nula, měl by mít ale jeden. Izotopy jsou velmi známé jednou vlastností - rozpadají se. Některé rychle, některé pomalu, ale zkrátka jsou nestabilní a po čase se rozpadnou na elementární částice.

Schrödingerova kočka: Myšlenkový pokus i paradox rozbíjející argumenty kvantové mechaniky
Zdroj: stuba.sk

Kvantová mechanika tvrdí, že jelikož se izotop rozpadá nějaký čas, je ve dvou stavech, můžeme s jistotou říci, že je rozpadlý a zároveň i nerozpadlý. Toto se nazývá superpozice. Super, že? Schrödinger však k tomuto principu přidal zkrátka obyčejnou kočku. A teď přijde ten brutální mindblow.
Pokud je radionuklid nerozpadlý - kočka žije. Pokud je radionuklid rozpadlý - kočka je mrtvá. Ale my na ten nuklid nevidíme, krabice je neprůhledná, nuklid je tedy rozpadlý nebo ne. Od toho závisí i stav kočky. Ale pokud bychom krabici otevřeli, kočka nemůže být živá i mrtvá zároveň a to je pointou problému, kterým Erwin Schrödinger před více než 80 lety rozbil všechny interpretace kvantové mechaniky v mikrosvětě, které se snažily převést je i do "naší reality".
Pozorovatel krabice zjistí, zda je kočka živá, až když se na ni podívá. A podle Erwina je to právě naše zvědavost, která tu kočku (na 50%) pošle na onen svět. Nahlédnutím dovnitř do krabice jsme donutili přírodu se rozhodnout - vybrat si první nebo druhou možnost. Paradox se však rozvádí dál - kdo donutí nás podívat se do té krabice? Častou vědeckou odpovědí je, že se odehrají obě možnosti, akorát v paralelních multivesmírech. Celkem spravedlivé. Problém známý také jako "výběr jedné reality" je dodnes předním nevyřešeným problémem kvantové fyziky.

Schrödingerova kočka: Myšlenkový pokus i paradox rozbíjející argumenty kvantové mechaniky
Zdroj: tshirtvortex.net

Snad jen pro ty zděšené vědcovou krutostí - pokus je myšlenkový a nikdy se nestal. Schrödinger dostal i Nobelovu cenu - tu však již v roce 1934 za předvedení Schrödingerovy rovnice, o té však možná někdy jindy. Mimochodem, o známé kočce je vymyšlená pořádná hromada vtipů. A navíc - pokud nevíte, zda vaše kočka v krabici žije nebo ne - doporučuje se zkusit tou krabicí prostě zatřepat.

Domů
Sdílet
Diskuse