توضیح آزمایش خیالی گربه شرودینگر

می‌شود فهمید شرودینگر چه می‌خواهد بگوید. اما بعضی حرف‌هایش احتیاج به توضیحات بیشتری دارد تا کاملاً روشن شود. یا دست کم باید گفت که روی بعضی حرف‌هایش باید خوب توجه کرد تا معلوم شود دقیقاً چه می‌خواهد بگوید. فی الواقع، حرف‌هایش وقتی کاملاً روشن می‌شود که مفهوم احتمالات را دقیقاً فهمیده باشیم. شاید بشود گفت درک شهودیِ ما از احتمالات چندان دقیق و عمیق نمی‌تواند باشد. در هر حال، در یادداشت‌های قبلی دیدیم همه آزمایش‌ها نشان می‌دهد که اتفاقات دنیای اتم فقط از روی تصادف اتفاق می‌افتند. مخصوصاً اتم‌های رادیواکتیو این مفهوم را خوب نشان می‌دهند. برای همین است که شرودینگر هم یک اتم رادیواکتیو را برای مثالش انتخاب کرده است. اتم رادیواکتیو اتمی است که هسته‌اش پایدار نیست. هر آن ممکن است این هسته متلاشی شود و مقداری انرژی از خودش خالی کند. اما چیزی که هست هیچ وقت نمی‌توان مشخص کرد این متلاشی شدن در چه لحظه‌ای اتفاق می‌افتد. تنها کاری که می‌شود کرد به این صورت است که مثلاً می‌آیند یک تعداد دلخواه اما نسبتاً زیاد از یک نوع اتم رادیواکتیو را انتخاب می‌کنند، تا ببینند مثلاً یک ساعت بعد چندتا از اینها هسته‌هاشان متلاشی شد. بعد از یک زمانی که تقریباً نصف اتم ها هسته‌هاشان متلاشی شد، آن زمان را هر چه هست می‌گویند نیمه عمر آن اتم رادیواکتیو. مثلاً اگر صد تا اتم را انتخاب کرده باشند، و بعد از گذشت یک ساعت، پنجاه تا از اینها هسته‌شان متلاشی بشود، می‌گویند نیمه عمر این نوع اتم یک ساعت است. بنابراین وقتی یک اتم از نوع ماده رادیواکتیو را برداریم و در یک محفظه قرار دهیم، بعد از گذشت یک ساعت، هم احتمال دارد این اتم هسته‌اش متلاشی شده باشد، هم احتمال دارد که متلاشی نشده باشد. اندازه راضیِ این احتمال هم برای هر دوی این حالت‌ها یکی است. برای هر کدام ۵٠%. یعنی کاملاً مساوی. شرودینگر و انیشتین و بعضی دیگر از فیزیکدان‌ها می‌گفتند این چنین چیزی خیلی مسخره یا بی‌معنی است! آنها لغت اپسورد را به کار می‌بردند که همین معنی‌ها را می دهد. اما شاید درک شهودیِ ما آن طور که باید و شاید نتواند مسخرگی چنین چیزی را نشان دهد. برای همین بود که شرودینگر آزمایش فکری را طرح کرد تا مسخره بودن چنین چیزی را خوب نشان دهد. او در این آزمایش، دنیای اتم را با دنیای قابل مشاهده ما مرتبط کرد. یک گربه را وارد بازی کرد تا بگوید معنای این تصادف و تاس بازی‌ای که در دنیای اتم هست، در دنیای قابل مشاهده ما چنین معنایی خواهد داشت: گاهی یک گربه می‌تواند در عین حال هم مرده باشد هم زنده باشد. چیزی مثل الکترون که، در آنِ واحد، هم موج است هم ذره! و wave function را هم، که از مفاهیم بسیار مهم کوانتومی است و در فارسی آن را تابعِ موج ترجمه کرده‌اند، بعداً توضیح خواهم داد. شرودینگر یک معادله یا فرمول هم برای فانکشن نوشت که از فرمول های بسیار مهم فیزیک است.

Channel: @quantum_by_sedighi
Bot: @physics_sedighi_bot