Теорія шредінгера простою мовою. Кіт Шредінгера: чи живий він чи таки ні? Суть експерименту

Як пояснив нам Гейзенберг, через принцип невизначеності опис об'єктів квантового мікросвіту носить інший характер, ніж звичний опис об'єктів ньютонівського макросвіту. Замість просторових координат і швидкості, якими ми звикли описувати механічний рух, наприклад, кулі по більярдному столу, в квантовій механіці об'єкти описуються так званою хвильовою функцією. Гребінь «хвилі» відповідає максимальній ймовірності знаходження частки у просторі в момент виміру. Рух такої хвилі описується рівнянням Шредінгера, яке й говорить нам про те, як змінюється згодом стан квантової системи.

Тепер про кота. Всім відомо, що коти люблять ховатися в коробках. Ервін Шредінгер теж був у курсі. Більше того, з суто нордичним бузувірством він використав цю особливість у знаменитому уявному експерименті. Суть його полягала в тому, що в коробці з пекельною машиною замкнений кіт. Машина через реле приєднана до квантової системи, наприклад, радіоактивно розпадається речовини. Імовірність розпаду відома і становить 50%. Пекельна машина спрацьовує коли квантовий стан системи змінюється (відбувається розпад) і котик гине повністю. Якщо надати систему "Котик-коробка-пекельна машина-кванти" самій собі на одну годину і згадати, що стан квантової системи описується в термінах ймовірності, то стає зрозумілим, що дізнатися чи живий котик, в даний момент часу, напевно не вийде, так само, як не вийде точно передбачити падіння монети орлом або рішкою наперед. Парадокс дуже простий: хвильова функція, що описує квантову систему, змішує в собі два стани кота - він живий і мертвий одночасно, так само як пов'язаний електрон з рівною ймовірністю може перебувати в будь-якому місці простору, рівновіддаленого від атомного ядра. Якщо ми не відкриваємо коробки, ми не знаємо точно, як там котик. Не здійснивши спостереження (читай вимірювання) над атомним ядром ми можемо описати його стан тільки суперпозицією (змішенням) двох станів: ядра, що розпалося і не розпалося. Кіт, що знаходиться в ядерній залежності, і живий і мертвий одночасно. Питання так: коли система перестає існувати як змішання двох станів і вибирає одне конкретне?

Копенгагенська інтерпретація експерименту говорить нам про те, що система перестає бути змішанням станів і вибирає одне з них у той момент, коли відбувається спостереження, воно ж вимір (коробка відкривається). Тобто сам факт виміру змінює фізичну реальність, призводячи до колапсу хвильової функції (котик або стає мертвим, або залишається живим, але перестає бути змішанням того й іншого)! Вдумайтеся, експеримент та виміри, які йому супутні, змінюють реальність навколо нас. Особисто мені цей факт виносить мозок набагато сильніше за алкоголь. Відомий Стів Хокінг теж важко переживає цей парадокс, повторюючи, що коли він чує про кота Шредінгера, його рука тягнеться до браунінгу. Гострота реакції видатного фізика-теоретика пов'язана з тим, що, на його думку, роль спостерігача в колапсі хвильової функції (звалювання її до одного з двох імовірнісних) станів сильно перебільшена.

Звичайно, коли професор Ервін у далекому 1935 р. замислював своє кото-знущання це був дотепний спосіб показати недосконалість квантової механіки. Справді, кіт може бути живий і мертвий одночасно. В результаті однієї з інтерпретацій експерименту стала очевидність протиріччя законів макросвіту (наприклад, другого закону термодинаміки - кіт або живий, або мертвий) і мікросвіту (кіт живий і мертвий одночасно).

Вищеописане застосовується практично: в квантових обчисленнях і квантової криптографії. По волоконно-оптичному кабелю пересилається світловий сигнал, що у суперпозиції двох станів. Якщо зловмисники підключаться до кабелю десь посередині і зроблять там відведення сигналу, щоб підслуховувати інформацію, що передається, то це хлопне хвильову функцію (з точки зору копенгагенської інтерпретації буде зроблено спостереження) і світло перейде в один із станів. Провівши статистичні проби світла на приймальному кінці кабелю, можна буде виявити, чи знаходиться світло в суперпозиції станів або над ним вже здійснено спостереження та передачу в інший пункт. Це уможливлює створення засобів зв'язку, які виключають непомітний перехоплення сигналу та підслуховування.

Ще однією найсвіжішою інтерпретацією уявного експерименту Шредінгера є оповідання Шелдона Купера, героя серіалу «Теорія великого вибуху»(«Big Bang Theory»), який він сказав для менш освіченої сусідки Пенні. Суть оповідання Шелдона у тому, що концепція кота Шредінгера можна застосувати у відносинах для людей. Щоб зрозуміти, що відбувається між чоловіком і жінкою, які стосунки між ними: хороші чи погані, – потрібно просто відкрити ящик. А до цього відносини є водночас і добрими, і поганими.

Ласкаво просимо в блог!

Якщо Ви зацікавилися статтею на тему з квантової фізики, то велика ймовірність того, що Ви любите серіал "Теорія великого вибуху". Так ось, Шелдон Купер придумав свіжу інтерпретацію уявного експерименту Шредінгера(відео з цим фрагментом Ви знайдете наприкінці статті). Але щоб зрозуміти діалог Шелдона з його сусідкою Пенні, звернемося спочатку до класичної інтерпретації. Отже, Кіт Шредінгера простими словами.

У цій статті ми розглянемо:

Коротка історична довідка
Опис експерименту з Котом Шредінгера
Розгадка парадоксу Кота Шредінгера
Інтерпретація Шелдона парадоксу Кота Шредінгера

Відразу гарна новина. Під час експерименту кіт Шредінгера не постраждав. Тому що фізик Ервін Шредінгер, один із творців квантової механіки, провів лише уявний експеримент.

Коротка історична довідка

Перед тим, як поринути в опис експерименту, зробимо міні-екскурс в історію.

На початку минулого століття вченим вдалося заглянути до мікросвіту. Незважаючи на зовнішню схожість моделі «атом-електрон» із моделлю «Сонце-Земля», виявилося, що в мікросвіті не працюють звичні нам ньютонівські закони класичної фізики. Тому з'явилася нова наука-Квантова фізика і її складова - квантова механіка. Квантами назвали всі мікроскопічні об'єкти мікросвіту.

Увага! Один із постулатів квантової механіки – «суперпозиція». Він стане нам у нагоді для розуміння суті експерименту Шредінгера.

«Суперпозиція» - це здатність кванта (їм може бути електрон, фотон, ядро атома) знаходиться не в одному, а в кількох станах одночасно або знаходиться в декількох точках простору одночасно, якщо ніхто за ним не спостерігає

Нам це складно зрозуміти, тому що в нашому світі об'єкт може мати лише один стан, наприклад, бути або живим, або мертвим. І може бути тільки в одному певному місці в просторі. Про «суперпозицію» та приголомшливі результати експериментів квантової фізики можете почитати в цій статті.

Ось проста ілюстрація відмінності поведінки мікро та макро об'єктів.Покладіть в одну з 2 коробок кулю. Т.к. куля – це об'єкт нашого макро світу, Ви з упевненістю скажете: «Куля лежить тільки в одній із коробок, при цьому в другій – порожньо». Якщо ж замість кулі візьмете електрон, то вірним буде висловлювання, що він знаходиться одночасно у 2 коробках. Так працюють закони мікросвіту. Приклад:електрон насправді не обертається навколо ядра атома, а перебуває у всіх точках сфери навколо ядра одночасно. У фізиці та хімії, цей феномен має назву «електронної хмари».

РезюмеМи зрозуміли, що поведінка дуже маленького об'єкта та великого об'єктупідкоряються різним законам. Законам квантової фізики та Законам класичної фізики відповідно.

Але немає науки, яка описувала б перехід від макросвіту до мікросвіту. Так ось, Ервін Шредінгер описав свій уявний експеримент якраз для того, щоб продемонструвати неповноту загальної теоріїфізики. Він хотів, щоб парадокс Шредінгера показав, що є наука для опису великих об'єктів ( класична фізика) та наука для опису мікрооб'єктів (квантова фізика). Але не вистачає науки для опису переходу від квантових систем до макросистем.

Опис експерименту з Котом Шредінгера

Ервін Шредінгер описав уявний експеримент з котом у 1935 році. Оригінальна версія опису експерименту представлена у Вікіпедії ( Кіт Шредінгера Вікіпедія).

Ось версія опису експерименту Кіт Шредінгера простими словами:

У закриту сталеву скриньку помістили кота.
У «шухляді Шредінгера» є пристрій з радіоактивним ядром і отруйним газом, поміщеним у ємність.
Ядро може розпастися протягом 1 години чи ні. Імовірність розпаду – 50%.
Якщо ядро розпадеться, лічильник Гейгера зафіксує це. Спрацює реле і молоточок розіб'є ємність із газом. Котик Шредінгера помре.
Якщо – ні, то шредінгерівський кіт буде живим.

Відповідно до закону «суперпозиції» квантової механіки в той час, коли ми не спостерігаємо за системою, ядро атома (а отже, і кіт) знаходиться в 2-х станах одночасно. Ядро знаходиться в стані, що розпалося/не розпалося. А кіт – у стані живий/мертвий одночасно.

Але ми точно знаємо, якщо «шухляду Шредінгера» відкрити, то кіт може бути тільки в одному зі станів:

якщо ядро не розпалося – наш кіт живий
якщо ядро розпалося – котик мертвий

Парадокс експерименту полягає в тому, що згідно квантової фізики: до відкриття коробки кіт, і живий, і мертвий одночасноАле згідно з законами фізики нашого світу – це неможливо. Кіт може бути в одному конкретному стані – бути живим чи бути мертвим. Немає змішаного стану «кіт живий/мертвий» одночасно.

Перед тим, як отримати розгадку, перегляньте цю чудову відео-ілюстрацію парадоксу експерименту з котом Шредінгера (менше 2-х хвилин):

Розгадка парадоксу Кота Шредінгера – копенгагенська інтерпретація

Тепер розгадка. Зверніть увагу на особливу загадку квантової механіки. парадокс спостерігача. Об'єкт мікросвіту (у нашому випадку, ядро) знаходиться в кількох станах одночасно тільки поки ми не спостерігаємо за системою.

Наприклад, знаменитий експеримент з двома щілинами та спостерігачем.Коли пучок електронів направляли на непрозору пластину з двома вертикальними щілинами, то на екрані за пластиною електрони малювали «хвильову картину» - вертикальні темні і світлі смуги, що чергуються. Але коли експериментатори захотіли "подивитися", як електрони пролітають крізь щілини і встановили з боку екрану "спостерігача", електрони намалювали на екрані не "хвильову картину", а 2 вертикальні смуги. Тобто. поводилися, не як хвилі, бо як частинки.

Схоже, квантові частинки самі вирішують, який стан їм прийняти в момент, коли їх «заміряють».

Виходячи з цього, сучасне копенгагенське пояснення (інтерпретація) феномена «Кота Шредінгера» звучить так:

Поки ніхто не спостерігає за системою «кіт-ядро», ядро перебуває в стані, що розпалося/не розпалося одночасно. Але помилково стверджувати, що кіт жив/мертвий одночасно. Чому? Та тому, що в макросистемах квантові явища не спостерігаються. Правильніше говорити не про систему "кіт-ядро", а про систему "ядро-детектор (лічильник Гейгера)".

Ядро вибирає один із станів (що розпалося/не розпалося) в момент спостереження (або виміру). Але цей вибір відбувається не в той момент, коли експериментатор відкриває ящик (відкриття ящика відбувається в макросвіті, дуже далекому від світу ядра). Ядро вибирає свій стан у момент, коли воно потрапляє у детектор.Річ у тім, що у експерименті система описана недостатньо.

Таким чином, копенгагенська інтерпретація парадоксу Кота Шредінгера заперечує, що до моменту відкриття ящика Кіт Шредінгера був у стані суперпозиції – перебував у стані живого/мертвого кота одночасно. Кіт у макросвіті може бути і знаходиться лише в одному стані.

РезюмеШредінгер не зовсім повно описав експеримент. Неправильно (точніше, неможливо пов'язувати) макроскопічні та квантові системи. У наших макросистемах не діють квантові закони. У цьому експерименті взаємодіють не «кіт-ядро», а «кіт – детектор-ядро».Кіт із макросвіту, а система «детектор-ядро» – із мікросвіту. І лише у своєму квантовому світі ядро може перебувати у 2-х станах одночасно. Це відбувається до моменту вимірювання чи взаємодії ядра з детектором. А кіт у своєму макросвіті може бути і перебуває лише в одному стані. Тому, це тільки на перший погляд здається, що стан кота «живий-мертвий» визначається в момент відкриття ящика. Насправді його доля визначається момент взаємодії детектора з ядром.

Остаточне резюме.Стан системи «детектор-ядро - кіт» пов'язаний з людиною – спостерігачем за ящиком, і з детектором – спостерігачем за ядром.

Фух. Трохи мізки не закипіли! Але як приємно самій зрозуміти розгадку феномена! Як у старому студентському анекдоті про викладача: «Поки що розповідав, сам зрозумів!».

Інтерпретація Шелдона парадоксу Кота Шредінгера

Тепер можна розслабитися і послухати найсвіжішу інтерпретацію уявного експерименту Шредінгера від Шелдона. Суть його інтерпретації у цьому, що його можна використовувати у відносинах для людей. Щоб зрозуміти, гарні відносиниміж чоловіком та жінкою чи погані – потрібно відкрити скриньку (піти на побачення). А до цього вони, і добрі, і погані одночасно.

Ну, як Вам цей «милий експеримент»? В наш час дісталося б Шредінгеру від захисників тварин за такі звірячі мисленні експерименти з котом. А може, це був не кіт, а Кішка Шредінгера?! Бідолашна дівчинка, натерпілася від цього Шредінгера (((

До зустрічі у наступних публікаціях!

Бажаю всім вдалого дня та приємного вечора!

P.S. Діліться своїми думками у коментарях. І ставте запитання.

P.S. Підписуйтесь на блог – форма підписки перебуває під статтею.

- Уявний експеримент фізика Ервіна Шредінгера, суть якого полягає в тому, що кіт в коробці одночасно живий і мертвий. Таким чином, вчений доводив неповноту квантової механіки при переході від субатомних систем до макроскопічних.

Походження

Австрійський фізик-теоретик Ервін Шредінгер у 1935 році у статті “Поточна ситуація у квантовій механіці” (Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik) у виданні Naturwissenschaften запропонував експеримент із котом у коробці.

Беремо кота та поміщаємо у коробку. У коробці знаходиться атомне ядро та ємність із отруйним газом. Імовірність розпаду ядра - 50%, якщо він відбудеться, ємність з газом відкриється і кіт помре. Якщо розпад не відбувається – кіт живий. Згідно з основами квантової механіки, до того, як ми відкриємо коробку, кіт знаходиться в стані квантової суперпозиції - тобто у всіх станах одночасно.

Виходить, що в системі "кіт-ядро" кіт може бути живий або мертвий з однаковою ймовірністю 50%. Або він одночасно і живий, і мертвий.

Відсилання у популярній культурі

Значну роль у популяризації кота Шредінгера у масовій культурі відіграли фільми, серіали, книги та комп'ютерні ігри, де згадувався цей експеримент. Наведемо лише деякі приклади.

У 16 серії шостого сезону "Футурами" поліцейські затримують Шредінгера та його кота.

У другій серії першого сезону Рік і Морті головні герої зустрічаються з котами Шредінгера в паралельній реальності.

Шелдон Купер у “Теорії великого вибуху” за допомогою теорії про кота Шредінгера пояснював Пенні, як працюють відносини між чоловіками та жінками.

Значення

Кіт Шредінгера – не лише інтернет-мем, а й герой масової культури. Кіт, який водночас і живий, і мертвий, символізує певну двозначність. Про Шредінгера згадують, коли щось є одночасно смішним і ні, чи колись одночасно заборонено і дозволено. Наприклад, світлофор, у якого одночасно горить червоний та зелений сигнал – світлофор Шредінгера.

Галерея

Юрій Гордєєв
Програміст, гейм-девелопер, дизайнер, художник

«Кіт Шредінгера» - це уявний експеримент, запропонований одним із піонерів квантової фізики, щоб показати, наскільки дивно квантові ефекти виглядають стосовно макроскопічних систем.

Постараюся пояснити справді простими словами: панове фізики, не спробуйте. Фраза "грубо кажучи" мається на увазі далі перед кожною пропозицією.

У дуже дрібних масштабах світ складається з речей, що ведуть себе вельми незвичайно. Одна з найдивніших характеристик таких об'єктів – здатність перебувати у двох взаємовиключних станах одночасно.

Що з інтуїтивної точки зору ще більш незвично (хтось навіть скаже, моторошно) - акт цілеспрямованого спостереження усуває цю невизначеність, і об'єкт, який щойно перебував у двох суперечливих станах одночасно, постає перед спостерігачем лише в одному з них, як ні в чому не бувало, дивиться вбік і безневинно посвистує.

На субатомному рівні всі до цих витівок уже давно звикли. Існує математичний апарат, що описує ці процеси, і знання про них знайшли різні застосування: наприклад, в комп'ютерах і криптографії.

На макроскопічному рівні ці ефекти немає: звичні нам об'єкти завжди перебувають у єдиному конкретному стані.

А тепер уявний експеримент. Беремо кота і саджаємо його в ящик. Туди ж поміщаємо колбу з отруйним газом, радіоактивний атом та лічильник Гейгера. Радіоактивний атом може розпастись у будь-який момент, а може не розпастись. Якщо він розпадеться, лічильник засіче радіацію, нехитрий механізм розіб'є колбу з газом, і наш кіт загине. Якщо ні – кіт залишиться живим.

Закриваємо ящик. З цього моменту з погляду квантової механіки наш атом перебуває у стані невизначеності - він розпався з ймовірністю 50% і розпався з ймовірністю 50%. До того, як ми відкриємо ящик і заглянемо туди (виконаємо спостереження), він перебуватиме в обох станах відразу. А оскільки доля кота безпосередньо залежить від стану цього атома, виходить, що кіт теж буквально живий і мертвий одночасно ("...розмазуючи живого та мертвого кота (вибачте за вираз) у рівних частках..." - пише автор експерименту). Саме так цю ситуацію описала квантова теорія.

Шредінгер навряд чи здогадувався, який шум наробить його ідея. Зрозуміло, сам експеримент навіть в оригіналі описаний надзвичайно грубо і без претензії на наукову акуратність: автор хотів донести до колег ідею про те, що теорію необхідно доповнити чіткішими визначеннями таких процесів, як «спостереження», щоб виключити сценарії з кітами в її ящиках. юрисдикції.

Ідею кота використовували навіть для того, щоб «довести» існування Бога як надрозуму, безперервним своїм спостереженням, що робить можливим саме наше існування. Насправді ж «спостереження» не потребує свідомого спостерігача, що позбавляє квантові ефекти деякої частки містики. Але навіть при цьому квантова фізика залишається на сьогодні фронтом науки з безліччю непояснених явищ та їх інтерпретацій.

Іван Болдін
кандидат фізико-математичних наук, науковий співробітник, випускник МФТІ

Поведінка об'єктів мікросвіту ( елементарних частинок, атомів, молекул) істотно відрізняється від поведінки об'єктів, з якими нам зазвичай доводиться мати справу. Наприклад, електрон може пролітати одночасно через два просторово віддалені місця або знаходиться одночасно на декількох орбітах в атомі. Щоб описати ці явища була створена теорія – квантова фізика. За цією теорією, наприклад, частинки можуть бути розмазані в просторі, але якщо ви захочете визначити, де ж частка все-таки знаходиться, то ви завжди виявите в якомусь місці всю частинку цілком, тобто вона ніби зхлопнеться зі свого розмазаного стану у якесь певне місце. Тобто вважається, що поки ви не виміряли положення частинки, вона взагалі не має становища, і фізика тільки може передбачити, з якою ймовірністю де ви можете виявити частинку.

Ервін Шредінгер, один із творців квантової фізики, поставив питання: а що, якщо залежно від результату вимірювання стану якоїсь мікрочастинки відбувається або не відбувається якась подія. Наприклад, це можна було б реалізувати так: береться радіоактивний атом з періодом напіврозпаду, скажімо, годину. Атом можна помістити в непрозору шухляду, поставити туди пристрій, який при попаданні на нього продуктів радіоактивного розпаду атома розбиває ампулу з отруйним газом, і посадити в цю шухляду кота. Тоді ви ззовні не побачите, розпався атом чи ні, тобто за квантовою теорією він одночасно розпався і не розпався, а кіт одночасно живий і мертвий. Такого кота стали називати котом Шредінгера.

Може здатися дивним, що кіт може бути одночасно живий і мертвий, хоча формально тут немає суперечності і це не є спростуванням квантової теорії. Однак можуть виникнути питання, наприклад: хто може здійснити схлопування атома з розмазаного у певний стан, а хто за такої спроби сам переходить у розмазаний стан? Як протікає цей процес схлопування? Чи як виходить, що той, хто здійснює схлопування, сам не підкоряється законам квантової фізики? Чи мають ці питання сенс, і якщо так, то які на них відповіді - досі неясно.

George Panin
закінчив РХТУ ім. Д.І. Менделєєва, головний спеціаліст дослідницького департаменту (маркетингові дослідження)

Тепер про кота. Всім відомо, що коти люблять ховатися у коробках (thequestion.ru). Ервін Шредінгер теж був у курсі. Більше того, з суто нордичним бузувірством він використав цю особливість у знаменитому уявному експерименті. Суть його полягала в тому, що в коробці з пекельною машиною замкнений кіт. Машина через реле приєднана до квантової системи, наприклад, радіоактивно розпадається речовини. Імовірність розпаду відома і становить 50%. Пекельна машина спрацьовує коли квантовий стан системи змінюється (відбувається розпад) і котик гине повністю. Якщо надати систему «Котик-коробка-пекельна машина-кванти» самій собі на одну годину і згадати, що стан квантової системи описується в термінах ймовірності, стає зрозумілим, що дізнатися живий котик чи ні, в даний момент часу, напевно не вийде, так само, як не вийде точно передбачити падіння монети орлом або рішкою наперед. Парадокс дуже простий: хвильова функція, що описує квантову систему, змішує в собі два стани кота - він живий і мертвий одночасно, так само як пов'язаний електрон з рівною ймовірністю може перебувати в будь-якому місці простору, рівновіддаленого від атомного ядра. Якщо ми не відкриваємо коробки, ми не знаємо точно, як там котик. Не здійснивши спостереження (читай вимірювання) над атомним ядром ми можемо описати його стан тільки суперпозицією (змішенням) двох станів: ядра, що розпалося і не розпалося. Кіт, що знаходиться в ядерній залежності, і живий і мертвий одночасно. Питання так: коли система перестає існувати як змішання двох станів і вибирає одне конкретне?

Ще однією найсвіжішою інтерпретацією уявного експерименту Шредінгера є розповідь Шелдона Купера, героя серіалу "Теорія великого вибуху" ("Big Bang Theory"), який він виголосив для менш освіченої сусідки Пенні. Суть оповідання Шелдона у тому, що концепція кота Шредінгера можна застосувати у відносинах для людей. Щоб зрозуміти, що відбувається між чоловіком і жінкою, які стосунки між ними: хороші чи погані, – потрібно просто відкрити ящик. А до цього відносини є водночас і добрими, і поганими. youtube.com

Діти, ми вкладаємо душу в сайт. Дякуємо за те,
що відкриваєте цю красу. Дякую за натхнення та мурашки.
Приєднуйтесь до нас у Facebookі ВКонтакті

Шредінгер примудрився здобути репутацію дивака навіть серед колег, які самі часто бувають відірвані від життя. Вчений одягався так недбало, що його не хотіли пускати в готель, бо брали за бродягу. Одного разу на важливій конференції Шредінгер відмовився говорити про ядерну енергію і прочитав лекцію з філософії.

Ось така неоднозначна людина вирішила потролити наукову громадськість і вигадала жорстокий експеримент за участю кота та смертельного газу. На щастя, жоден котик не постраждав. А все тому, що експеримент був уявним і все відбувалося тільки в уяві окремого фізика.

Пару слів про квантову механіку

Ось простий приклад роботи квантової фізики. Візьміть 2 порожні сірникові коробки. В один із них покладіть сірник - це об'єкт нашого звичного макросвіту. Тепер ви можете сказати, що сірник лежить тільки в одній коробці, а в іншій нічого немає. Так працює звична нам ньютонівська фізика.

Все змінюється, якщо замість сірника взяти електрон: він перебуватиме одночасноу 2 коробках. Так працюють закони квантової фізики.

У 1935 році фізик провів свій знаменитий уявний експеримент. Оригінал тексту німецькою є . Ну а ми переклали його для вас з мови вчених на мову простих людей.

У закриту сталеву скриньку поміщають кота.
Крім кота в ящику є пекельна машина з радіоактивним ядром та отруйним газом. Газ знаходиться у запечатаній скляній посудині.
Радіоактивне ядро може розпастись протягом 1 години. А може й не розпастися. Імовірність події – 50 %. (Примітка:розпад ядра - найлегший приклад, який прийшов вченому на думку, тому що в даному випадку у ядра є тільки 2 варіанти. Якби він узяв якусь іншу змінну, результати експерименту важко було б передбачити.
Якщо ядро розпадеться, котику не пощастить. Тому що розпад ядра буде зафіксований лічильником Гейгера, спрацює реле, і спеціальний молоточок розіб'є ампулу з токсичним газом. Кіт мертвий.
Якщо ядро не розпадається, кіт залишається живим.

Щоб зрозуміти суть експерименту Шредінгера, потрібно познайомитися з ще одним принципом квантової механіки. парадоксом спостерігача .

Радіоактивне ядро, яке загрожує нашому котику, знаходиться в суперпозиції рівно доти, доки ми не спостерігаємоза системою. Як тільки до системи підключається спостерігач і намагається подивитися, що взагалі відбувається, ядро (атоми, фотони) нарешті визначається і займає певну позицію.

Якщо за системою ніхто не спостерігає (не лізе в ящик зі своїми вимірювальними приладами), то ядро розпалося/не розпалося одночасно.

Але кіт - зовсім інша річ. Він точно живий або абсолютно мертвий. Тому що на котика, тобто макросистему, не діють квантові закони - він складається з багатьох різних частинок. Радіоактивне ядро знаходиться в одному світі, а котик живе у світі великих речей.

Коту все одно, коли ви відкриєте кришку. Це ядро розпадеться/не розпадеться, коли з'явиться спостерігач. А кіт буде або живим, або мертвим незалежно від того, дивіться ви на нього чи ні.

Звідки ядро "знає", що за ним спостерігають?Коли люди чи прилади починають спостереження чи вимір, частинки переживають хвильовий (квантовий) колапс: якийсь час вони були у стані невизначеності (у них було багато варіантів), а вимір/спостереження визначає положення ядра у просторі/часі. Говорячи простими словами, ядро з мікросвіту потрапляє в макросвіт. Воно залишає зону дії законів квантової фізики та підпадає під дію ньютонівської фізики.