گربه شرودینگر
 |
این مقاله نیازمند تمیزکاری است. لطفاً تا جای امکان آنرا از نظر املا، انشا، چیدمان و درستی بهتر کنید، سپس این الگو را از بالای مقاله بردارید. محتویات این مقاله ممکن است غیر قابل اعتماد و نادرست یا جانبدارانه باشد یا قوانین حقوق پدیدآورندگان را نقض کرده باشد. |
گربه شرودینگر یک آزمایش فکری در فیزیک کوانتمی است که در سال ۱۹۳۵ توسط اروین شرودینگر، فیزکدان اتریشی، ابداع شد. گاهی این آزمایش به صورت تضاد تعریف میشود. سناریوی آزمایش ارائه یک گربهاست که بسته به یک رویداد تصادفی زودتر، ممکن است مرده باشد یا زنده.
آزمایش چنین است: فرض کنید گربهای در جعبهای دربسته زندانی است. در این جعبه یک شیشه گاز سیانور، یک چکش، یک حسگر پرتوزا و یک منبع پرتوزا نیز وجود دارد. ذرات پرتوزا بصورت نامنظم تابش میکنند و به همین دلیل برای آنها نیمه عمر در نظر میگیرند. حال فرض کنید حسگر و چکش طوری تنظیم شده باشند که در صورت تابش موج پرتوزا بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱، چکش شیشه حاوی گاز را شکسته و گربه بمیرد. اگر در ساعت ۱۲:۰۱ در جعبه را باز کنید چه خواهید دید؟ اگر از طریق فرمول نیمه عمر منبع، احتمال تابش بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱ را ۵۰٪ پیش بینی کنید. گربه داخل جعبه در هنگام برداشتن درب جعبه ۵۰٪ مردهاست و ۵۰٪ زنده است. اما وقتی درب جعبه را برمیدارید خواهید دید که گربه یا مرده و یا زندهاست. نمیتوان گفت ۵۰٪ سلولهای بدن گربه مردهاند و ۵۰٪ آنها زندهاند. در فاصله یک لحظه، احتمال به یقین تبدیل خواهد شد. این امر کاملاً متضاد با مکانیک کوانتومی میباشد. همانطور که گفتیم هیچگاه نمیتوان موقعیت یک سیستم را به دقت اندازهگیری نمود. اما در این مثال کاملاً این امر ممکن شدهاست.
این گونه پارادوکسها در مکانیک کوانتومی بسیار زیادند. اما با این همه مکانیک کوانتومی در پیشبینی نتایج بسیاری از آزمایشها به طور درخشانی موفق بودهاست و زمینه تقریباً تمامی علم و فن نوین است. بر رفتار ترانزیستورها و مدارهای مجتمع که جزء اساسی وسایلی نظیر تلویزیون و رایانهاند، فرمان میراند و نیز بنیاد شیمی و زیستشناسی نوین میباشد.
شرح کپنهاک از مکانیک کوانتوم اشاره بر این دارد که بعد از مدتی گربه به طور همزمان هم مردهاست و هم زنده. هنوز وقتی به داخل جعبه نگاه میکنیم، گربه را میبینیم که یا زندهاست یا مرده نه هر دوی اینها. این آزمایش آنچه را که او به عنوان مشکل از تفسیر کپنهاک از مکانیک کوانتومی اعمال شده به اشیاء روزمره را نشان میدهد، که تضاد با عقل سلیم است.
شرودینگرآزمایش ذهنی خود را به عنوان یک مقاله eprبعد از نویسندههای آن انشتین؛ پودولسکی؛ روزندر سال ۱۹۳۵ نامگذاری کرد. این مقاله طبیعت عجیب درگیری کوانتومی را برجسته کرد. که یکی از ویژگیهای یک حالت کوانتومی است که ترکیبی از وضعیت دو سیستم است. (برای مثال دو ذره ریز) که یک بار با هم تعامل دارندو پس از آن از هم جدامی شوند و در حالت وضعیت قطعی نیستند.
تفسیر کپنهاک حاکی ازآن است که وضعیت دو سیستم دچار فروپاشی را به یک حالت مشخص زمانی که یکی از سیستمها اندازه گیری شدهاست دراورد. شرودینگر و انشتین نامههایی در بارهٔ مقاله رد و بدل کردند.
- مبداءوانگیزه: برای توضیح بیشتر شرودینگر توضیح میدهد که چگونه یک شخص در اصل میتواند اطباق یک اتم به اتمهای در مقیاس بزرگ را معکوس کند. او پیشنهاد می کندیک سنارید با یک گربه در جعبهٔ مهرو موم شده، مرگ و زندگی گربه بستگی به وضعیت ذرات درون اتمی دارد.
شمادرکنارلئوتنهافیزیکدان امروزی هستید که می دانداگرفردی صادق باشدهیچ کس نمیتواندورای فریضه حقیقت راببیند. بسیاری ازانها نمی دانندکه چه بازی خطرناکی باحقیقت میکنند. حقیقت بعنوان چیزمستقلی ازانچه بطور عملی انجام میشود. توجیه انهابه وسیله سیستم اتم رادیواکتیوی+تقویت کننده+شارژباروت+گربه داخل جعبه زده می شودبه نحوی که عملکرد-پی اس ای سیستم حاوی گربه زنده وازپادرامده برروی بیتها (ی کامپیوتری) است البته کسی شک نداردکه وجودیاعدم وجودگربه چیزمستقلی ازعمل مشاهدهاست بخاطربسپاریدکه درنصب شرودینگربه هیچ نوع شارژباروت اشاره نشد. که ازشمارنده گیگربعنوان تقویت کننده وسم هیدروکیانیک استفاده میکند. باروت درپیشنهاداصلی انیشتین به شرودینگر۱۵سالپیش ازان اشاره شدهاست وعلی الظاهرانیشتین ان رابه بحث موجودکشاندهاست.
- تفسیرازمایش: اززمان شرودینگرتفاسیردیگرمکانیزم کوانتومی پیشنهادشده اندکه جوابهای متفاوتی به سوالات گربه شرودینگردرموردمدت زمان موقعیت عالی وزمان برخوردانهامی دهد.
- تفسیرکوپن هاگن: پرکاربردترین تفسیرمکانیک کوانتوم، تفسیرکوپن هاگن است. دراین تفسیرتوقفهای سیستمی موقعیت عالی وضعیت هابوده وهنگام مشاهده شدن میتواندهمان یادگیری باشد. این ازمایش حقیقتی رااشکارمی سازدکه ماهیت اندازه گیری یامشاهده دراین تفسیربه خوبی تعریف نشدهاست.
این تفسیرمیتواندای ن گونه بیان شودکه هنگامی که جعبه بستهاست سیستم درموقعیت عالی وضعیتهای مقابل است:"انرژی هستهای تخریب شده/گربه مرده""انرژی هستهای سالم/گربه زنده"وزمانی که جعبه بازاست ومشاهده روی می دهدتخریب عملکردموج رابرروی یک یادو وضعیت اعمال میکند. بااین وجودیکی ازدانشمندان برجسته درارتباط باتفسیرکوپن هانگ، نیلس بورمی باشدکه تخریب برداشت شده ازمشاهده کننده عملکردموج راهرگزدرذهن نداشت به این نحوکه گربه شرودینگرهیچ معمائی درذهن اوایجادنکرد ممکن است گربه مدت هاقبل ازاینکه جعبه توسط مشاهده کننده اگاهی بازشود، مرده باشدویازنده باشد، تحلیل ازمایش حقیقی نشان دادکه خودمعیار (بعنوان مثال شمارشگرگیگربرای تخریب عملکردموجب کوانتوم قبل ازاینکه هرگونه مشاهده اگاهی ازاندازه گیری باشد، کفایت میکند. این دیدگاه که مشاهدات زمانی روی می دهدکه ذرهای ازهسته به موج یاب برخورد کندمربوط به تئوریهای تخریب ذهنی میشود. درمقابل راهکار چندین-دنیاروی دادن تخریب راانکارمی کند.
- تفسیرچندین-دنیاوتاریخ ثابت: پارادوکس "گربه-شرودینگر" کوانتوم-مکانیکی مطابق باتفسیرچندین-دنیا. دراین این تفسیرهررویدادی یک شاخه میباشد.
گربه-بدون درنظرگرفتن این امرکه جعبه بازباشدیانه-هم زنده است وهم مرده ولی گربههای زنده ومرده شاخههای متفاوتی ازدنیامی باشندکه بطوربرابرحقیقت داردولی باهم دیگرنمیتوانندتعامل داشته باشند. درسال۱۹۵۷هیوگ اورت تفسیر"چند-دنیایی مکانیسم کوانتوم"راایجادکردکه مشاهدات رابعنوان پروسه خاصی بطورجداگانه فرض نمی کنددراین تفسیرهردووضعیت زنده ومرده گربه پس ازبازشدن جعبه می باشدولی ازهمدیگرمنفصل میباشند. بعبارت دیگرهنگامی که جعبه بازباشد، مشاهده کننده وگربه مردهدردیدمشاهده کننده بایک گربه مرده تقسیم می شودومشاهده کننده درون جعبه به گربه زنده مینگرد. ولی چون وضعیت مرده وزنده منفصل میباشد، هیچ ارتباط یاتعامل موثری بین انها وجودندارد.
هنگام بازکردن جعبه، مشاهده کننده به گربه خیره می شودبنابراین"وضعیت مشاهده کننده"منطبق برزنده بودن یامرده بودن گربه تشکیل می شودهروضعیت مشاهده کننده به نحوی باگربه متصل می شودویاگره می خوردکه"مشاهده وضعیت گربه"و"وضعیت گربه"باهم دیگرمنطبق است. انفصال کوانتومی نشان میدهد که نتایج مختلف هیچ تعاملی باهمدیگرندارد. مکانیزم مشابه انفصال کوانتومی نیزبرای تفسیر باتوجه به تاریخچه ثابت مهم است تنها"گربه مرده"یا"گربه زنده"میتواندجزئی ازتاریخچه ثابت دراین تفسیرباشد. راجرپنروس به این انتقادمی کند:"من امی دوارم که این مساله را روشن کنم که این مساله سوای رزو لوشن پارادوکس است چون چیزی درفرمالیسم مکانیزم کوانتوم وجودندارد که نشان دهد وضعیت اگاهی ادراک همزمان گربه مرده وزنده را درکنارهم داشته باشد"
همچنین دیدگاه مهمی (بون لحاظ کردن چندین- جهان) این است که انفصال مکانیزمی است که چنین ادراک همزمانی راممنوع می کندیک نوع ازمایش گربه شرودینگرمعروف به خودکشی کوانتومی توسط کیهان شناس ماکس تاگمارک ارائه شداوازمایش گربه شرودینگرراازدیدگاه گربه بررسی می کندومی گوید که با استفاده ازاین راهکارفردمیتواندتفاوت بین تفسیرکوپن هاگن وچندین- دنیا رابفهمد. تفسیرکلی: درتفسیرکلی وضعیتهای عالی چیزی نیستندولی زیر گروه ان کل بزرگترمی باشندبرداروضعیت درازمایشات گربه تنهاقابل اجرا نیست ولی تنها به ارقام جندین ازمایش گربه اماده شده مشابه مربوط است. اجزای این تعریف نشان می دهدکه این مساله پارادوکس گربه شرودینگررابه یک غیرمساله جزئی تبدیل میکند. این تفسیر ایده سیستم فیزیکی منفرددرمکانیزمهای کوانتومی را کنار می گذاردوتوصیف مکانیکی داردکه به هرنحومنطبق بران است.
- تفسیرارتباطی:
تفسیرارتباطی هیچ گونه تفکیک اساسی بین ازمایش انسانی، گربه وتجهیزات ویابین سیستم جانداروغیرجاندارنمی بیند همه اینها سیستم کوانتومی میباشند که با قوانین مشابهی از تکامل عملکردموج تبعیت می کنندوهمه انه میتواندبه عنوان"مشاهده کننده"باشدولی تفسیرارتباطی امکان مشاهدات مختلف را می دهدتاازهمان رویدادها، باتوجه به اطلاعاتی که انها درباره سیستم دارند، دیدمتفاوتی داشته باشند.
گربه میتواندبعنوان مشاهده کننده تجهیزات باشدوهمچنین ازمایش کننده بعنوان مشاهده گر دیگری برای سیستم جعبه باشد.(گربه وتجهیزات) قبل ازاینکه جعبه بازشود، گربه ازروی طبیعت خودمیتواندزنده باشد یا مرده باشد، که اطلاعاتی درباره تجهیزات دارد (اتمها خراب شده اندیاسالم هستند) ولی ازمایش کننده اطلاعاتی درباره وضعیت محتوای جعبه ندارد. به این ترتیب دومشاهده گربه طورهمزمان دیدگاه مختلفی نسبت به ان وضعیت دارند. برای گربه عملکردموج تجهیزات"تخریب"شده است هردومشاهده گراطلاعات مشترکی درباره انچه روی می دهددارنددرهردوسیستم تخریب نتیجه معین ومشابه دارد.. وگربه میتواند مرده باشدیازنده.
- تئوریهای تخریب ذهنی:
طبق تئوریهای تخریب ذهنی موقعیت عالی همزمان (برخلاف مشاهده بیرونی) هنگامی که درگاه فیزیکی ذهنی (زمان، حجم، دما، غیرانعکاسی) باشد، تخریب میشود. بتابراین گربه، مدتها قبل ازاینکه جعبه بازشود، انتظارمیرود دروضعیت معینی قرارگیرد. به این عمل"گربه خودش را مشاهده میکند"یا"محیط گربه را مشاهده میکند"گویند. تئوریهای تخریب ذهنی نیازبه اصلاح مکازیزمهای کوانتومی داردتاامکان ان را فراهم اوردتاموقعیت عالی باپروسه تکام لزمان تخریب شود.
- برنامه هاوازمایشها:
این ازمایش یک ازمایش کاملاتئوری است ودستگاه پیشنهادشده محتمل بروجوداست.(شایدساخته نشود) بااین وجودازمایشات موفق اصول مشابهی دارند. مثلاوضعیت عالی اشیا نسبتابزرگ (بااستانداردهای فیزیک کوانتوم) ایجادشده است.
محتویات |
جستارهای وابسته [ویرایش]
منابع [ویرایش]
Wikipedia contributors, "Schrödinger's cat," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Schr%C3%B6dinger%27s_cat&oldid=197129545
13. ^ Schr%C%B6dingers Cat Now Made of Light 14. ^ C. Monroe, et. al. A “Schrodinger Cat” Superposition State of an Atom 15. ^ Physics World: Schrodinger's cat comes into view 16. ^ Scientific American: Macro-Weirdness: "Quantum Microphone" Puts Naked-Eye Object in 2 Places at Once: A new device tests the limits of Schrödinger's cat 17. ^ How to Create Quantum Superpositions of Living Things> 18. ^ Chown, Marcus (2007-11-22). "Has observing the universe hastened its end?". New Scientist. http://www.newscientist.com/channel/fundamentals/mg19626313.800-has-observing-the-universe-hastened-its-end.html. Retrieved 2007-11-25. 19. ^ Krauss, Lawrence M. ; James Dent (April 30, 2008). "Late Time Behavior of False Vacuum Decay: Possible Implications for Cosmology and Metastable Inflating States". Phys. Rev. Lett. (US: APS) 100 (17).
پیوند به بیرون [ویرایش]
 |
در ویکیانبار پروندههایی دربارهٔ گربه شرودینگر موجود است. |
پیوند به بیرون [ویرایش]
جستارهای وابسته [ویرایش]
منابع [ویرایش]
Wikipedia contributors, "Schrödinger's cat," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Schr%C3%B6dinger%27s_cat&oldid=197129545
|
در ویکیانبار پروندههایی دربارهٔ گربه شرودینگر موجود است. |
