შროდინგერის კატა

 ეს არის წარმოსახვითი ექსპერიმენტი, რომელიც ერვინ შროდინგერმა წარმოადგინა, რითაც მას უნდოდა ეჩვენებინა კვანტური მექანიკის არასრულფასოვნება, სუბატომური ნაწილაკებიდან მაკროსკოპულ (დიდ) სისტემებზე გადასვლისას. ანუ შროდინგერმა კვანტური სუპერპოზიციის პრინციპი გამოიყენა მაკროსამყაროსთვის (სუბატომურ ნაწილაკებზე დიდი). სუპერპოზიცია არის კვანტური ფენომენი, რომლის მიხედვით, ობიექტი შეიძლება იყოს ყველანაირ მდგომარეობაში ერთბაშად, სანამ მასზე არ ხდება დაკვირვება.

 ან ანეკდოტი, რომელიც არ ვიცით როგორ მთავრდება, ანუ სანამ არ გავიგებთ დასასრულს ის (ორ მდგომარეობაშია ერთდროულად) სასაცილოცაა და ისე რა .

 კლასიკური მექანიკა, რომელიც კარგად აღწერს მაკროსკოპული მასშტაბების სისტემებს, არ გამოდგება ატომების, მოლეკულების, ელექტრონებისა და ფოტონების მდგომარეობების აღსაწერად. კვანტური მექანიკა ადეკვატურად აღწერს ატომების, იონების, მოლეკულების, კონდენსატებისზ და სხვა ელექტრონულ-ბირთვული სისტემების თვისებებსა და ქცევებს. კვანტურ მექანიკას ძალუძს ელექტრონების, ფოტონების, სხვა ელემენტარული ნაწილაკების ქცევეის აღწერა, თუ უგულებელვყოფთ ნაწილაკების ურთიერთგარდაქმნებს. ელემენტარული ნაწილაკების გარდაქმნები ველის კვანტური თეორიის ჩარჩოებში აღიწერება. ექსპერიმენტები ამტკიცებს იმ შედეგებს, რომლებიც კვანტური მექანიკითაა მიღებული. ამ დისციპლინის მთავრი არსი არის ე.წ. დაკვირვებული და მდგომარეობა.

ექსპერიმენტი

 დახურულ ყუთში მოთავსებულია კატა. ამ ყუთში არის მექანიზმი რადიოაქტიური ბირთვით, რადიაციის დეტექტორითა და მომწამლავი გაზით ავსებული ჭურჭლით. ექსპერიმენტის პარამეტრები ისეთნაირადაა შერჩეული, რომ 50/50-ზეა ალბათობა იმისა, რომ რადიოაქტიური ბირთვი 1 საათში დაიშლება. თუ ბირთვი დაიშალა, მოხდება მექანიზმის ამუშავება, რომელიც ჭურჭელს გატეხავს და კატაც მოკვდება. კვანტური მექანიკის თანახმად, თუ ბირთვზე დაკვირვება არ ხდება, მაშინ მისი მდგომარეობა ორი მდგომარეობის (შერევით) სუპერპოზიციით აღიწერება – დაშლილი ბირთვით და დაუშლელი ბირთვით, შესაბამისად, ყუთში მყოფი კატა, ერთდროულად ცოცხალიცაა და მკვდარიც. თუ ყუთი გახსნილია, მაშინ ექსპერიმენტატორი რომელიმე ერთ კონკრეტულ მდგომარეობას დაინახავს – <<ბირთვი დაიშალა, კატა მკვდარია>> ან <<ბირთვი არ დაშლილა, კატა ცოცხალია>>.

 კითხვა: როდის აღარ არის სისტემა შერეული სახით და ირჩევს ერთ კონკრეტულ მდგომარეობას? ექსპერიმენტის მიზანია – აჩვენოს, რომ ზოგიერთი წესის გარეშე, კვანტურ მექანიკას აქვს არასრული სახე. წესებისა, რომლებიც მიუთითებს თუ როდის მოკვდება ან არ მოკვდება კატა და როდის აღარ იქნება იგი ერთდროულად ცოცხალიც და მკვდარიც (შერეული მდგომარეობა). ცხადია, რომ კატა ან მკვდარი უნდა იყოს ან ცოცხალი (არ არსებობს შუალედური მდგომარეობა სიცოცხლესა და სიკვდილს შორის), ანუ ეს წესი ატომური ბირთვისთვისაც მართებულია. ის აუცილებლად დაშლილი ან დაუშლელი იქნება.

 ორიგინალური ვერსია ჟურნალ Naturwissenschaften-ში 1935 წელს გამოვიდა. სტატიის მიზანი იყო ამ პარადოქსის (ჰაიზენბერგის განუსაზღვრელობის პრინციპის მიხედვით, შეუძლებელია ერთდროულად ნაწილაკის ზუსტი კოორდინატისა და იმპულსის დადგენა, რადგან ერთი სიდიდის გაზომვას შეშფოთებები შეაქვს მდგომარეობაში და ხდება მეორე სიდიდის დამახინჯება. განუსაზღვრელობისგან თავის არიდება მხოლოდ ჰიპოთეტური ხერხითაა  შესაძლებელი) განხილვა, რომელიც ამავე ჟურნალში აინშტაინმა, პოდოლსკიმ და როზენმა (აპრ) გამოაქვეყნეს. სტატიები „კვანტური გადახლართულობის“ (არ ვიცი როგორ მოიხსენიებენ ქართველი მეცნიერები ამ ტერმინს; გერ: Verschränkung, ინგ: entanglement. astronet.ge) უცნაურ ბუნებაზე მიუთითებდა, რაც კვანტური მდგომარეობებისთვისაა დამახასიათებელი, ანუ ორი სისტემის სუპერპოზიციურ (შერეული) მდგომარეობაზე (მაგალითად, ორი სუბატომური ნაწილაკის).

 კოპენჰაგენური ინტერპრეტაცია

 კოპენჰაგენური ინტერპრეტაციით, სისტემა აღარ ხდება შერეული და ირჩევს ერთ-ერთ მდგომარეობას, როცა მოხდება დაკვირვება.

 მაკროსკოპულ სისტემებში კვანტური მოვლენები არ დაიმზირება (ზედენადობისა და ზეგამტარობის გარდა); ამიტომ, თუ ჩვენ მაკროსლოპულ ტალღურ ფუნქციას კვანტური მდგომარეობისთვის გამოვიყენებთ, მაშინ ჩვენ ექსპერიმენტით უნდა დავასკვნათ, რომ სუპერპოზიცია დაირღვა. თუმცა გაუგებარია, რას ნიშნავს საერთოდ, რომ რაღაცა არის „მაკროსკოპული“, კატის შემთხვევაში ზუსტადაა ცნობილი – ის მაკროსკოპული ობიექტია. ამგვარად, კოპენჰაგენური ინტერპრეტაცია არ თვლის, რომ ყუთის გახსნამდე კატა ერთდროულად მკვდარ და ცოცხალ მდგომარეობაშია.

 კვანტური მექანიკის ინტერპერეტაცია – განსხვავებული ფილოსოფიური განსჯა კვანტური მექანიკის, როგორც ფიზიკური თეორიისა, რომელიც მატერილურ სამყაროს აღწერს. კვანტური მექანიკა, მეცნიერების ისტორიაში, ყველაზე უფრო შემოწმებულ და ყველაზე უფრო წარმატებულ თეორიად ითვლება. თუმცა, კონსესუსი მის „სიღრმისეულ აღქმაში“ ჯერ კიდევ არ არსებობს. ყველა მეცნიერი არ ეთანხმება იმას, რომ თითქოს კვანტურ მექანიკას რაიმე ინტერპრეტაცია სჭირდება, მინიმალური ინსტრუმენტულის გარდა. აჟამად მეცნიერებს შორის ყველაზე უფრო პოპულარული კოპენჰაგენური ინტერპერეტაციაა.