Свежая новость 04.03.22 Котам и кошкам из России запретили участвовать в международных выставках
Международная федерация кошек (FIFE) запретила котам и кошкам из России участвовать в международных выставках. Решение принято в связи с началом военной операции на Украине.
«Погибло много невинных людей, еще больше ранено, сотни тысяч украинцев вынуждены покинуть свои дома,... Читать далее >>
Многие купив породистого котенка испытывают в первое время трудности в разведении и выращивании. Бывает случаи, что случилось купить дешево котенка или бесплатно в качестве подарка кошку, люди заранее не задумывались какие испытания им предстоит преодолеть. В силу небольшого бюджета, многие покупают дешевые корма, недорогие игрушки для котят, ведутся на распродажи, скидки, акции и как правило получают взамен кучу проблем с животными из-за некачественного товара. В наших статьях мы поможем начинающим заводчикам полезными советами, как правильно ухаживать и чем кормить, как предостеречь от заболеваний и обеспечить уют Вашему питомцу из доступных средств.
[98597 просмотров] У кошки слезятся глаза → Подробнее [75763 просмотра] Анатомические особенности кошек (внутренние органы). → Подробнее [71185 просмотров] Народные приметы о кошках → Подробнее [69786 просмотров] Беременность и роды у кошек → Подробнее [63061 просмотр] Агрессия кошки → Подробнее
Кот Шредингера
Кот Шредингера – это вымышленный объект эксперимента, который предложил физик-теоретик Эрвин Шредингер. Суть физического парадокса в преобразовании кота в живого мертвеца. Смысл эксперимента заключается в следующем.
Есть ящик. Он оснащен специальным механизмом, который содержит радиоактивное атомное ядро и ампулу с ядовитым газом. При таких условиях вероятность распада ядра за один час составляет 50%. В случае распада ядра, ампула открывается и высвобождается ядовитый газ, который убивает кота. Если ядро не распадается, то кот живет и здравствует.
Эксперимент проходил в устной форме, то есть никакой реально существующий кот при этом не пострадал.
Мысленно помещаем кота в ящик. Закрываем его. Выжидаем час (время, за которое, по сути, ядро либо распадется, либо не распадется), после чего пытаемся предугадать судьбу бедного животного.
Согласно основам квантовой механики, атомное ядро находится в состоянии квантовой суперпозиции (во всех возможных состояниях одновременно). Еще до открытия ящика мы пытаемся рассчитать состояние ядра и кота согласно законам квантовой механики. По сути, мы должны узреть феноменальное событие – промежуточное состояние между жизнью и смертью. С одинаковой вероятностью ядро распалось, и кот умер, и в то же время ядро не распалось, и кот жив. Несчастного кота превратили в зомби – он и жив, и мертв одновременно.
Безусловно, третьего не дано: кот может быть или живым, или мертвым. Ядро также считается либо распавшимся, либо нераспавшимся. И не существует никаких промежуточных состояний.
В этом и заключена цель эксперимента – показать, что квантовая механика неполноценна без определенных правил, которые регламентируют условия мгновенного изменения состояния объекта. То есть невозможно предопределить, что произойдет с объектом в наше отсутствие. Как только мы закрываем ящик, все содержимое, вместе с самим ящиком перестает открыто существовать для нас. Мы лишь можем представлять происходящее внутри, а наверняка знать об этом не способны.
Эксперимент с котом в ящике стал основой для будущих работ ученого, за которые в итоге он был удостоен Нобелевской премии. Сегодня «кот» активно применяется на практике в квантовых вычислениях и криптографии. Несуществующее животное изменило представление о квантовой механике.
Копенгагенская интерпретация
В копенгагенской интерпретации система перестаёт быть смешением состояний и выбирает одно из них в тот момент, когда происходит наблюдение. Эксперимент с котом показывает, что в этой интерпретации природа этого самого наблюдения — измерения — определена недостаточно. Некоторые полагают, что опыт говорит о том, что до тех пор, пока ящик закрыт, система находится в обоих состояниях одновременно, в суперпозиции состояний «распавшееся ядро, мёртвый кот» и «нераспавшееся ядро, живой кот», а когда ящик открывают, то только тогда происходит коллапс волновой функции до одного из вариантов. Другие догадываются, что «наблюдение» происходит, когда частица из ядра попадает в детектор; однако (и это ключевой момент мысленного эксперимента) в копенгагенской интерпретации нет чёткого правила, которое говорит, когда это происходит, и потому эта интерпретация неполна до тех пор, пока такое правило в неё не введено, или не сказано, как его можно ввести. Точное правило таково: случайность появляется в том месте, где в первый раз используется классическое приближение.
Таким образом, мы можем опираться на следующий подход: в макроскопических системах мы не наблюдаем квантовых явлений (кроме явления сверхтекучести и сверхпроводимости); поэтому, если мы накладываем макроскопическую волновую функцию на квантовое состояние, мы из опыта должны заключить, что суперпозиция разрушается. И хотя не совсем ясно, что́ значит, что нечто является «макроскопическим» вообще, про кота точно известно, что он является макроскопическим объектом. Таким образом, копенгагенская интерпретация не считает, что до открытия ящика кот находится в состоянии смешения живого и мёртвого.
Парадокс друга Вигнера — усложнённый эксперимент о коте Шрёдингера.
Юджин Вигнер ввел категорию друзей. После завершения опыта экспериментатор открывает коробку и видит живого кота. Вектор состояния кота в момент открытия коробки переходит в состояние «ядро не распалось, кот жив». Таким образом, в лаборатории кот признан живым. За пределами лаборатории находится друг. Друг еще не знает, жив кот или мёртв. Друг признает кота живым только тогда, когда экспериментатор сообщит ему исход эксперимента. Но все остальные друзья еще не признали кота живым, и признают только тогда, когда им сообщат результат эксперимента. Таким образом, кота можно признать полностью живым (или полностью мертвым) только тогда, когда все люди во вселенной узнают результат эксперимента. До этого момента в масштабе Большой Вселенной кот остаётся живым и мёртвым одновременно.
Практическое применение
Вышеописанное применяется на практике: в квантовых вычислениях и в квантовой криптографии. По волоконно-оптическому кабелю пересылается световой сигнал, находящийся в суперпозиции двух состояний. Если злоумышленники подключатся к кабелю где-то посередине и сделают там отвод сигнала, чтобы подслушивать передаваемую информацию, то это схлопнет волновую функцию (с точки зрения копенгагенской интерпретации будет произведено наблюдение) и свет перейдёт в одно из состояний. Проведя статистические пробы света на приёмном конце кабеля, можно будет обнаружить, находится ли свет в суперпозиции состояний или над ним уже произведено наблюдение и передача в другой пункт. Это делает возможным создание средств связи, которые исключают незаметный перехват сигнала и подслушивание.