Շրյոդինգերի կատուն ո՞ղջ է, թե՞ մեռած

Մինչև Շրյոդինգերի կատվի մասին պատմելը, կխնդրեմ, որպեսզի ձեր տեսադաշտից հեռացնենք բոլոր կատվիկներին և այս փորձը ոչ մի դեպքում չկրկնեք նրանց վրա:

Կատվի հետ կապված այս փորձի գաղափարը պատկանում է ավստրիացի ֆիզիկոս Էրվին Շրյոդինգերին. ի դեպ, փորձը մտավոր է, այն երբեք չի կատարվել, ու բարեբախտաբար ոչ մի կատու չի զոհվել դրա արդյունքում:

Կատուն, թույնի սրվակը, ռադիոակտիվ ճառագայթման աղբյուրը  և գրանցող սարքը տեղադրված են փակ արկղի մեջ: Մեկ ժամվա ընթացքում ռադիոակտիվ նյութը հավասար հավանականությամբ կա՛մ կարող է ճառագայթել, կա՛մ ոչ: Եվ հենց գրանցող սարքը նույնիսկ շատ փոքր ճառագայթում գրանցի, մուրճը կընկնի թույնով սրվակի վրա, և մեր կատվիկը կսատկի:
Բայց հավանականությունը նույնն է, որ նյութը չի ճառագայթի, մուրճը չի ընկնի, սրվակը չի կոտրվի, և կատուն ողջ-առողջ դուրս կգա արկղից:

Շրյոդինգերի կատվի փորձը` երկու հնարավոր ելքերով

Փորձարարը չի կարող իմանալ, թե արդյոք ռադիոակտիվ նյութը ճառագայթել է, թույնի սրվակը կոտրվել է և կատուն սատկել: Նա կարող է դա միայն այն դեպքում իմանալ, երբ բացի արկղը: Իսկ մինչև արկղը բացելը կատուն և՛ մեռած է, և՛ կենդանի:


Երևի դուք կմտածեք, թե Էրվին Շրյոդինգերը` Նոբելյան մրցանակակիր լուրջ գիտնականը ինչու՞ է նման ծիծաղելի մտքեր ունեցել:
Այդ լուրջ գիտնականը, ում հավասարումների ձեռքին մենք` ապագա ֆիզիկոսներս շատ ենք տառապել, ցանկանում էր բացատրել քվանտային սուպերպոզիցիայի (վերադրման) սկզբունքը:

Մինչև քվանտային վերադրմանն անցնելը փորձենք հասկանալ դասական մեխանիկայի և քվանտային մեխանիկայի տարբերությունը:
Քվանտային մեխանիկան  նկարագրում է նյութն ու էներգիան ատոմների և ավելի փոքր` ներատոմային մասնիկների մակարդակով (10<sup>-9</sup> մետրից փոքր չափեր ունեցող) մինչդեռ դասական մեխանիկան ուսումնասիրում է շատ ավելի մեծ չափեր ունեցող` մակրոսկոպիկ մասնիկներն ու մարմինները:

Դասական մեխանիկան որոշակի է. մենք հստակ կարող ենք որոշել մասնիկի դիրքը և արագությունը ժամանակի ցանկացած պահին, այսինքն կարող ենք գտնել մասնիկի հետագիծը: Իսկ քվանտային մեխանիկայում կանգնում ենք անորոշության առաջ. եթե գիտենք մասնիկի դիրքը, ապա չենք կարող հստակ որոշել արագությունը և հակառակը: Այս դեպքում մենք չենք կարող խոսել հետագծի մասին, ուստի քննարկում ենք մասնիկի այս կամ այն արագությունն ու դիրքն ունենալու հավանականությունը:
Ճիշտ է, մի քիչ շատ տարօրինակ է, բայց համարում ենք, այս անորոշությունների պատճառով մասնիկը կամ համակարգը միաժամանակ գտնվում է իր բոլոր վիճակներում (բոլոր հնարավոր դիրքերում, ունի բոլոր հնարավոր էներգիաներն ու արագությունները): Սա էլ հենց վերադրման կամ սուպերպոզիցիայի սկզբունքն է:
Դժվար է ընկալել, բայց ըստ այս սկզբունքի մասնիկը կարող է գտնվել միաժամանակ երկու տարբեր տեղերում: Սակայն հենց դիտում ենք համակարգը կամ մասնիկը, այսինքն` որոշում նրա էներգիան կամ դիրքը, այդ ժամանակ ֆիքսում ենք մասնիկի հավանական վիճակներից մեկը:

Իսկ հիմա վերադառնանք մեր խեղճ կիսակյանք-կիսամեռած կատվին: Քանի դեռ փորձարարը չի բացել արկղը, կատուն սուպերպոզիցիայի վիճակում է` միաժամանակ կենդանի և մեռած: Բայց հենց բացում ենք արկղը, ու տեսնում` նա կենդանի է թե մեռած, անորոշությունը վերանում է:

Իհարկե, իրականում այս փորձը կիրառելի չէ ոչ միայն կատուների իրավունքների պաշտպանության տեսանկյունից, այլ նաև այն պատճառով, որ կատուն չափազանց մեծ է քվանտային մեխանիկայի օրենքներով բնութագրվելու համար: