シュレディンガーの猫は、観察されるまでは生きているか死んでいるかのどちらかです。
物理学の歴史の中で最も有名な猫は、紛れもなくシュレディンガーの猫です。聞いたことがあると思います！しかし、なぜこの有名な猫がそれほど重要なのかわからないかもしれません。シェルドン・クーパーにとってなぜこれほどまでに重要なのか知りたいですか?さて、あなたの質問への答えはここにあります!
まず第一に、猫は伝統的な実験そのものではなく、思考実験に関与していました。その目的は、ニュートン宇宙と量子力学の間のパラドックスを実証することでしたが、現実の子猫の実際のゾンビ化はありませんでした.いいえ、シュレディンガーは狂った猫を拷問する科学者ではありませんでした.彼は実際には量子物理学の創始者の一人でした.
量子物理学の歴史
この「量子力学」ビジネスとは何ですか?簡単に言えば、素粒子の研究を通じて宇宙を理解しようとする物理学の分野です。シンプルに聞こえますか？がっかりさせて申し訳ありませんが、そうではありません。量子力学は物理学の地下世界であり、すべてがうまくいかず、「普遍的な」法則は適用されず、何も意味がありません.
19 世紀の終わりまでに、科学者たちは自信を持って、物理的な世界について知られていることはすべて発見され、理解すべきことは何も残っていないと主張しました。数十年後、アインシュタインや、ニールス ボーア、ヴェルナー ハイゼンベルク、アーウィン シュレディンガーなどの量子物理学者が登場し、物理世界の理解に大きな穴を開けました。 1920 年代は、科学者にとって混乱の時代でした。すべての新しい原子科学と亜原子科学は彼らの口に悪い味を残しました。あなたは彼らを責めることはできません.量子力学は信じられないほど神秘的です!
重ね合わせ
量子領域の特に気が遠くなるような原理の 1 つは、重ね合わせの原理です。この概念は、量子粒子が一度に複数の状態になる可能性があり、観察されるまで完全に区別できないことを示唆しています。この考えはばかげているので、ほとんどの人はその原則に頭を悩ませることができません。この奇妙な概念は、量子力学の 2 番目のルールにつながります。特定の特性を測定または観察する場合、量子オブジェクトは、多くの可能性のある状態から 1 つの状態を選択して、それを観察する必要があります。
混乱している？目の前に 2 つのドアがあるとします。 2つから選択する必要があります。いつでも、どちらかのドアにしか入ることができません。これは、粒子のように振る舞うあなたです。ここで、この 2 つのドアに水が溢れていると想像してください。水は両方のドアに同時に染み込みます。亜原子粒子は、両方のドアに浸透する水の波のようなものです。しかし、亜原子粒子を観察した瞬間、それは波のように振る舞うのをやめ、再び粒子のように振る舞い、1 つのドアだけに入ります。はい、亜原子粒子は卑劣な小さな獣です…
基本的に、まったく同じ原子を2つの同じ環境の2つのボックスに配置すると、2つのボックスを開いたときに同じ結果が得られるはずですよね?いいえ。全くない。その結果は、実験がうまくいかなかったからではありません。代わりに、観測されていないときは原子がまったく同じであっても、測定するという単純な行為が結果を変えるためです.
重ね合わせのこの特性は 1920 年代の科学者を困惑させ、今日でも多くの人々を混乱させていますが、シュレディンガーは今や伝説的な思考実験で多くの混乱した科学者を救いました!
猫:デッド アンド アライブ?
彼は、ガイガー カウンターと 50% の確率で崩壊する放射性物質が取り付けられたハンマーの下に毒のフラスコが入った箱に猫を閉じ込めるという思考実験を提案しました (注:ガイガー カウンターは放射能を測定します)。材料が腐敗すると、ガイガー カウンターによってハンマーが毒のフラスコに落ち、放出された有毒ガスで猫を殺します。物質が腐敗しなければ、猫は生き続けますが、箱の外にいる観察者は結果を知りません。ここで、重ね合わせは、放射性物質が同時に崩壊すると同時に崩壊しないことを示します。箱の中身が観察された場合にのみ、結果がどちらであったかを確認することができます。猫は放射性物質中の亜原子粒子に直接関係しているため、観測前は、猫は生きていて死んでいると言えます。
ここに問題があります。猫は生きていることも死んでいることもありません。猫は他の猫でなければなりません。このように、シュレディンガーはこの思考実験で、量子とマクロの間のパラドックスを提起しました。亜原子オブジェクトは粒子と波動の両方である可能性があり、時計回りと反時計回りに回転し、同時に崩壊する可能性があり、同時に崩壊しないと仮定するのは簡単です.しかし、私たちが住んでいるニュートンの世界と並べると、矛盾が生じます。
この考えが原因でまだ頭がおかしくなっている場合でも、心配しないでください。あなたは一人ではありません!シュレディンガー自身は、重ね合わせという考えに耐えられず、その不条理な性質に関する彼の主張を証明するためだけにこの実験を開発しました。
