قطة شرودنغر

الموسوعة الحرة

قطة شرودنغر: قطة، وقارورة سم، ومصدر إشعاعي موصول بعداد جايجر، توضع جميعها في صندوق مغلق. وكما هو موضح، يستخدم الوصف الكمي تراكبًا بين قطة حية وأخرى ميتة.

في ميكانيكا الكم ، تُعدّ قطة شرودنغر تجربة فكرية تتعلق بالتراكب الكمي . في هذه التجربة، يُمكن اعتبار قطة افتراضية داخل صندوق مغلق حية وميتة في آنٍ واحد، طالما أنها غير مرئية، وذلك لارتباط مصيرها بحدث عشوائي دون ذري قد يقع أو لا يقع. تُوصف هذه التجربة، من هذا المنظور، بأنها مفارقة . وقد ابتكر الفيزيائي إرفين شرودنغر هذه التجربة الفكرية عام ١٩٣٥، [ ١ ] خلال نقاش مع ألبرت أينشتاين ، [ ٢ ] لتوضيح ما رآه شرودنغر من إشكاليات في وجهات نظر نيلز بور وفيرنر هايزنبرغ الفلسفية حول ميكانيكا الكم.

في صياغة شرودنغر الأصلية، وُضعت قطة وقارورة سم ومصدر إشعاعي في صندوق مُحكم الإغلاق. إذا رصد جهاز مراقبة الإشعاع الداخلي، مثل عداد جايجر، نشاطًا إشعاعيًا (ذرة واحدة تتحلل)، تتحطم القارورة، مُطلقةً السم الذي يقتل القطة. أما إذا لم تُفعّل أي ذرة متحللة جهاز المراقبة، فتبقى القطة على قيد الحياة. رياضيًا، الدالة الموجية التي تصف محتويات الصندوق هي مزيج، أو تراكب كمي ، من هذين الاحتمالين. مع ذلك، عندما ينظر المرء داخل الصندوق، يرى القطة إما حية أو ميتة، لا كليهما . وهذا يطرح السؤال: متى ينتهي التراكب الكمي بالضبط، ومتى يؤول الواقع إلى أحد الاحتمالين؟

على الرغم من أن تجربة شرودنغر الفكرية، التي تبدو متناقضة، كانت في الأصل نقدًا لبور وهايزنبرغ، إلا أنها أصبحت جزءًا من أسس ميكانيكا الكم. وكثيرًا ما تُذكر في المناقشات النظرية لتفسيرات ميكانيكا الكم ، لا سيما في الحالات التي تنطوي على مشكلة القياس . ونتيجة لذلك، حظيت قطة شرودنغر بشعبية واسعة في الثقافة الشعبية . لا يُقصد من التجربة إجراؤها فعليًا على قطة، بل هي مجرد توضيح سهل الفهم لسلوك الذرات. وقد أُجريت تجارب على المستوى الذري، أظهرت أن الأجسام الصغيرة جدًا قد توجد في حالة تراكب، لكن تراكب جسم بحجم قطة سيطرح صعوبات تقنية كبيرة. [ 3 ]

في جوهرها، تتساءل تجربة قطة شرودنغر عن مدة استمرار التراكبات الكمومية ومتى (أو ما إذا كانت) تنهار. وقد طُرحت تفسيرات مختلفة لرياضيات ميكانيكا الكم، تُقدم تفسيرات متباينة لهذه العملية.

الأصل والدافع

مشكلة لم تُحل في الفيزياء
كيف يُسهم الوصف الكمومي للواقع، الذي يتضمن عناصر مثل تراكب الحالات وانهيار الدالة الموجية أو التفكك الكمومي، في نشوء الواقع الذي ندركه؟ وبصيغة أخرى، يتعلق هذا السؤال بمشكلة القياس: ما الذي يُشكّل "قياسًا" يُؤدي ظاهريًا إلى انهيار الدالة الموجية إلى حالة محددة؟
المزيد من المشاكل التي لم تُحل في الفيزياء

قصد شرودنغر من تجربته الفكرية مناقشة مقالة إي بي آر - التي سُميت نسبةً إلى مؤلفيها أينشتاين وبودولسكي وروزن - المنشورة عام 1935. [ 4 ] [ 5 ] سلطت مقالة إي بي آر الضوء على الطبيعة غير البديهية للتراكبات الكمومية ، حيث لا ينفصل النظام الكمومي لجسيمين [ 6 ] : 150 حتى عندما يتم رصد الجسيمات بعيدًا عن آخر نقطة تلامس بينهما. وخلصت ورقة إي بي آر إلى أن هذا النقص في قابلية الفصل يعني أن ميكانيكا الكم، كنظرية للواقع، غير مكتملة.

تبادل شرودنغر وآينشتاين رسائل حول مقال آينشتاين عن نظرية EPR، حيث أشار آينشتاين خلالها إلى أن حالة برميل بارود غير مستقر ستحتوي، بعد فترة، على تراكب بين حالتي الانفجار وعدم الانفجار. [ 5 ] ولتوضيح ذلك، وصف شرودنغر كيف يمكن، من حيث المبدأ، خلق تراكب في نظام واسع النطاق بجعله يعتمد على جسيم كمومي في حالة تراكب. واقترح سيناريو لقطة في حجرة فولاذية مغلقة، حيث تعتمد حياة القطة أو موتها على حالة ذرة مشعة ، سواء تحللت وأصدرت إشعاعًا أم لا. ووفقًا لشرودنغر، فإن موقف بور وهايزنبرغ هو أن القطة تبقى حية وميتة في آن واحد حتى تتم ملاحظة حالتها. لم يرغب شرودنغر في الترويج لفكرة القطط الميتة والحية كاحتمال جدي. على العكس من ذلك، فقد قصد من المثال توضيح سخافة النظرة الحالية لميكانيكا الكم، [ 1 ] وبالتالي استخدام الاختزال إلى العبث .

منذ زمن شرودنغر، قدم الفيزيائيون تفسيراتٍ متنوعة لرياضيات ميكانيكا الكم ، بعضها يعتبر تراكب "القط الحي والميت" حقيقةً واقعة، بينما ينفيها البعض الآخر. [ 7 ] [ 8 ] وباعتبارها نقدًا للأفكار السائدة عام 1935، لا تزال تجربة قطة شرودنغر الفكرية مرجعًا أساسيًا للتفسيرات الحديثة لميكانيكا الكم، ويمكن استخدامها لتوضيح نقاط قوتها وضعفها ومقارنتها. [ 9 ]

تجربة فكرية

تمثال قطة بالحجم الطبيعي في حديقة هوتينشتراس 9، زيورخ، حيث عاش إرفين شرودنغر من عام 1921 إلى عام 1926. اعتمادًا على ظروف الإضاءة، يبدو التمثال إما قطة حية أو ميتة.

كتب شرودنغر: [ 1 ] [ 10 ]

يمكن للمرء أن يبتكر حتى حالاتٍ هزليةً تمامًا. تُوضع قطة في حجرة فولاذية مع الجهاز الجهنمي التالي (الذي يجب تأمينه ضد أي تدخل مباشر من القطة): في عداد جايجر ، توجد كمية ضئيلة من مادة مشعة، ضئيلة جدًا لدرجة أنه خلال ساعة قد تتحلل إحدى الذرات، ولكن أيضًا، باحتمالية متساوية، قد لا تتحلل أي منها؛ إذا حدث ذلك، فإن أنبوب العداد سيفرغ شحنته، ومن خلال مرحل، سيطلق مطرقةً تحطم قارورة صغيرة من حمض الهيدروسيانيك . إذا ترك المرء هذا النظام بأكمله دون مراقبة لمدة ساعة، فسيقول لنفسه إن القطة لا تزال على قيد الحياة إذا لم تتحلل أي ذرة خلال هذه المدة. حتى تحلل ذرة واحدة كان كافيًا لتسميمها. ستعبر دالة الطاقة النفسية للنظام بأكمله عن ذلك بوجود القطة الحية والميتة (معذرةً على التعبير) مختلطة أو منتشرة بنسب متساوية.

من سمات هذه الحالات أن الغموض الذي كان محصورًا في الأصل بالمجال الذري يتحول إلى غموض محسوس [مجهري]، يمكن حله بالملاحظة المباشرة. وهذا يمنعنا من قبول "النموذج الضبابي" ببساطة باعتباره ممثلًا للواقع. فهو في حد ذاته لا يحمل أي غموض أو تناقض. ثمة فرق بين صورة مهتزة أو غير واضحة ولقطة فوتوغرافية للسحب والضباب.

طوّر شرودنغر تجربته الفكرية الشهيرة في مراسلاته مع أينشتاين. واقترح هذه "الحالة السخيفة نوعًا ما" لتوضيح استنتاجه بأن الدالة الموجية لا يمكنها تمثيل الواقع. [ 6 ] : 153 يشير وصف الدالة الموجية لنظام القط الكامل إلى أن واقع القط يمزج بين القط الحي والقط الميت. [ 6 ] : 154 أُعجب أينشتاين بقدرة التجربة الفكرية على تسليط الضوء على هذه المسائل. في رسالة إلى شرودنغر مؤرخة عام 1950، كتب: [ 6 ] : 157

أنت الفيزيائي المعاصر الوحيد، إلى جانب لاو ، الذي يدرك أنه لا مفر من افتراض الواقع، إن كان المرء صادقًا. معظمهم ببساطة لا يدركون خطورة ما يفعلونه بالواقع - الواقع كشيء مستقل عما تم إثباته تجريبيًا. إلا أن تفسيرهم يُدحض بأبهى صورة من خلال نظامك المكون من ذرة مشعة + مضخم + شحنة من البارود + قطة في صندوق، حيث تحتوي دالة بسي للنظام على كل من القطة حية وممزقة إربًا. لا أحد يشك حقًا في أن وجود القطة أو عدمه أمر مستقل عن عملية الملاحظة. [ 11 ]

تجدر الإشارة إلى أن شحنة البارود لم تُذكر في تجربة شرودنغر، التي استخدمت عداد غايغر كمضخم وسم الهيدروسيانيك بدلاً من البارود. وقد ذُكر البارود في اقتراح أينشتاين الأصلي لشرودنغر قبل 15 عامًا، واستمر أينشتاين في استخدامه في هذه المناقشة. [ 5 ]

تحليل

بتعبير معاصر، تصف تجربة شرودنغر الافتراضية للقطة مشكلة القياس : إذ تصف نظرية الكم نظام القطة بأنه مزيج من نتيجتين محتملتين، لكن لا تُلاحظ إلا نتيجة واحدة. [ 12 ] : 57 [ 13 ] : 1269 تطرح التجربة السؤال التالي: " متى يتوقف نظام الكم عن الوجود كتراكب لحالات، ويصبح حالة واحدة فقط؟" (بشكل أدق، متى تتوقف حالة الكم الفعلية عن كونها مزيجًا خطيًا غير تافه من الحالات، كل منها يشبه حالة كلاسيكية مختلفة، وتبدأ بدلًا من ذلك في امتلاك وصف كلاسيكي فريد؟) تصف ميكانيكا الكم المجهرية القياسية نتائج متعددة محتملة للتجارب، لكن لا تُلاحظ إلا نتيجة واحدة. توضح التجربة الفكرية هذه المفارقة الظاهرية. يقول حدسنا إن القطة لا يمكن أن تكون في أكثر من حالة واحدة في الوقت نفسه، ومع ذلك، يتطلب الوصف الكمي للتجربة الفكرية مثل هذا الشرط.

التفسيرات

منذ زمن شرودنغر، تم اقتراح تفسيرات أخرى لميكانيكا الكم تقدم إجابات مختلفة على الأسئلة التي طرحتها قطة شرودنغر حول المدة التي تدوم فيها التراكبات ومتى (أو ما إذا كانت ) تنهار.

تفسير كوبنهاغن

يُعد تفسير كوبنهاغن أحد التفسيرات الشائعة لميكانيكا الكم. [ 14 ] في هذا التفسير، ينتج عن القياس حالة واحدة فقط من حالات التراكب. تُظهر هذه التجربة الفكرية بوضوح أن هذا التفسير لا يُقدم أي تفسير لحالة القطة عندما يكون الصندوق مغلقًا. يتكون وصف دالة الموجة للنظام من تراكب حالتي "نواة متحللة/قطة ميتة" و"نواة غير متحللة/قطة حية". فقط عند فتح الصندوق ومراقبته، يُمكننا التوصل إلى استنتاج بشأن القطة. [ 6 ] : 157

دور الوعي

في عام ١٩٣٢، وصف جون فون نيومان في كتابه "الأسس الرياضية لميكانيكا الكم" نمطًا يُرصد فيه المصدر المشع بواسطة جهاز، يُرصد بدوره بواسطة جهاز آخر، وهكذا. ولا يُؤثر موقع انهيار التراكب على طول سلسلة التأثيرات السببية هذه على تنبؤات نظرية الكم. [ ١٥ ] ويمكن كسر هذه السلسلة التي قد تكون لانهائية إذا استُبدل الجهاز الأخير بمراقب واعٍ. وقد حلّ هذا المشكلة لأنه زُعم أن وعي الفرد لا يمكن أن يكون متعددًا. [ ١٦ ] وأكد يوجين ويغنر أن وجود مراقب ضروري لحدوث انهيار أحد الحدين الموجودين على الجانب الأيمن من دالة الموجة إلى أحدهما (مثلًا، إما قطة حية أو قطة ميتة) . وناقش ويغنر هذا التفسير في تجربة فكرية عُرفت باسم "صديق ويغنر" . [ ١٧ ] افترض ويغنر أن صديقًا فتح الصندوق وراقب القطة دون إخبار أحد. من منظور ويغنر الواعي، أصبح الصديق الآن جزءًا من الدالة الموجية، وقد رأى قطة حية وأخرى ميتة. أما من منظور شخص ثالث واعٍ، فيصبح ويغنر نفسه جزءًا من الدالة الموجية بمجرد أن يعلم بالنتيجة من الصديق. ويمكن تمديد هذا إلى ما لا نهاية. [ 17 ]

يكمن حل هذه المفارقة في أن تشغيل عداد جايجر يُعد قياسًا لحالة المادة المشعة. ولأن القياس قد تم بالفعل لتحديد حالة القطة، فإن الملاحظة اللاحقة من قِبل الإنسان لا تسجل إلا ما حدث بالفعل. [ 18 ] وقد أظهر تحليل تجربة فعلية أجراها روجر كاربنتر وإيه جيه أندرسون أن القياس وحده (باستخدام عداد جايجر على سبيل المثال) يكفي لانهيار دالة موجية كمومية قبل أن يعلم أي إنسان بالنتيجة. [ 19 ] يشير الجهاز إلى أحد لونين حسب النتيجة. يرى المراقب البشري اللون المُشار إليه، لكنه لا يعلم بوعي النتيجة التي يمثلها. يُخبر شخص آخر، وهو من قام بإعداد الجهاز، باللون ويصبح واعيًا بالنتيجة، ثم يُفتح الصندوق للتحقق من تطابق النتيجة. [ 15 ] ومع ذلك، ثمة خلاف حول ما إذا كانت مجرد ملاحظة اللون تُعد ملاحظة واعية للنتيجة. [ 20 ]

تفسير بور

يشير تحليل أعمال نيلز بور ، أحد أبرز العلماء المرتبطين بتفسير كوبنهاغن، إلى أنه اعتبر حالة القطة قبل فتح الصندوق غير محددة. لم يكن للتراكب نفسه أي معنى فيزيائي بالنسبة لبور: فقطة شرودنغر ستكون إما ميتة أو حية قبل فتح الصندوق بوقت طويل، لكن القطة والصندوق يشكلان مزيجًا لا ينفصل. [ 21 ] لم يرَ بور أي دور للمراقب البشري. [ 22 ] : 35 أكد بور على الطبيعة الكلاسيكية لنتائج القياس. فالعملية "غير القابلة للانعكاس" أو التي تكاد تكون غير قابلة للانعكاس تُضفي السلوك الكلاسيكي لـ"الملاحظة" أو "القياس". [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]

تفسير العوالم المتعددة

مفارقة "قطة شرودنغر" في ميكانيكا الكم، وفقًا لتفسير الأكوان المتعددة. في هذا التفسير، كل حدث هو نقطة تفرع. القطة حية وميتة في آنٍ واحد - بغض النظر عما إذا كان الصندوق مفتوحًا أم لا - لكن القطتين "الحية" و"الميتة" موجودتان في فرعين مختلفين من الكون، متساويين في الواقعية، لكنهما لا تستطيعان التفاعل مع بعضهما البعض.

في عام ١٩٥٧، صاغ هيو إيفريت تفسير العوالم المتعددة لميكانيكا الكم، والذي لا يُميّز الملاحظة كعملية خاصة. في هذا التفسير، تستمر حالتا القطة، حيةً كانت أم ميتة، بعد فتح الصندوق، لكنهما منفصلتان تمامًا عن بعضهما. بعبارة أخرى، عند فتح الصندوق، ينقسم المراقب والقطة، التي قد تكون ميتة، إلى مراقب ينظر إلى صندوق بداخله قطة ميتة، ومراقب آخر ينظر إلى صندوق بداخله قطة حية. ولأن حالتي القطة الميتة والحية منفصلتان تمامًا، فلا يوجد أي تواصل أو تفاعل بينهما.

عند فتح الصندوق، يصبح المراقب متشابكًا مع القطة، فتتشكل "حالات مراقب" تُشير إلى كون القطة حية أو ميتة؛ كل حالة مراقب متشابكة ، أو مرتبطة، بالقطة بحيث تتطابق ملاحظة حالة القطة مع ملاحظة حالة القطة نفسها. يضمن التفكك الكمي عدم وجود تفاعل بين النتائج المختلفة. يُعتبر التفكك الكمي عمومًا مانعًا للملاحظة المتزامنة لحالات متعددة. [ 26 ] [ 27 ]

اقترح عالم الكونيات ماكس تيغمارك نسخة معدلة من تجربة قطة شرودنغر، تُعرف باسم آلة الانتحار الكمومية . تدرس هذه النسخة تجربة قطة شرودنغر من منظور القطة، وتجادل بأنه باستخدام هذا النهج، قد يكون من الممكن التمييز بين تفسير كوبنهاغن ونظرية الأكوان المتعددة.

تفسير جماعي

في تفسيرات المجموعات الإحصائية ، تُعدّ التراكبات مجموعات فرعية من مجموعة إحصائية أكبر. لا ينطبق متجه الحالة على تجارب القطط الفردية، بل على إحصائيات العديد من تجارب القطط المُعدّة بشكل مماثل. يجادل مؤيدو هذه التفسيرات بأن هذا يجعل مفارقة قطة شرودنغر مسألةً بسيطة، أو غير ذات أهمية. فعندما يفتح الفيزيائي الصندوق، يكتشف ببساطة المجموعة الفرعية التي تنتمي إليها تلك القطة تحديدًا. [ 28 ]

التفسير العلائقي

لا يُفرّق التفسير العلائقي جوهريًا بين المُجرِّب البشري والقط والجهاز، أو بين الأنظمة الحية وغير الحية؛ فجميعها أنظمة كمومية تخضع لنفس قواعد تطور الدالة الموجية ، ويمكن اعتبارها جميعًا "مُراقبين". لكن التفسير العلائقي يسمح بأن يُقدِّم مُراقبون مختلفون روايات مُتباينة لنفس سلسلة الأحداث، اعتمادًا على المعلومات التي لديهم عن النظام. [ 29 ] يُمكن اعتبار القط مُراقبًا للجهاز؛ وفي الوقت نفسه، يُمكن اعتبار المُجرِّب مُراقبًا آخر للنظام داخل الصندوق (القطة بالإضافة إلى الجهاز). قبل فتح الصندوق، يمتلك القط، بحكم كونه حيًا أو ميتًا، معلومات حول حالة الجهاز (إما أن الذرة قد تحللت أو لم تتحلل)؛ لكن المُجرِّب لا يمتلك معلومات حول حالة محتويات الصندوق. وبهذه الطريقة، يمتلك المُراقبان في آنٍ واحد روايات مُختلفة عن الموقف: بالنسبة للقطة، بدت الدالة الموجية للجهاز وكأنها "تنهار"؛ وبالنسبة للمُجرِّب، تبدو محتويات الصندوق وكأنها في حالة تراكب. لا يحدث ذلك إلا بعد فتح الصندوق، وعندما يكون لدى كلا المراقبين نفس المعلومات حول ما حدث، حيث يبدو أن حالتي النظام "تنهار" إلى نفس النتيجة المحددة، وهي قطة إما حية أو ميتة.

الترجمة الفورية للمعاملات

في التفسير التفاعلي، يُصدر الجهاز موجة متقدمة في اتجاه معاكس للزمن، والتي تتحد مع الموجة التي يُصدرها المصدر في اتجاه معاكس للزمن، لتُشكّل موجة ثابتة. تُعتبر هذه الموجات حقيقية فيزيائيًا، ويُعتبر الجهاز "مُراقبًا". في هذا التفسير، يكون انهيار دالة الموجة "غير زمني" ويحدث على امتداد التفاعل بين المصدر والجهاز. لا تكون القطة أبدًا في حالة تراكب، بل تكون في حالة واحدة فقط في أي لحظة، بغض النظر عن وقت نظر المُجرِّب البشري داخل الصندوق. يُحل التفسير التفاعلي هذه المفارقة الكمومية. [ 30 ]

نظريات الانهيار الموضوعي

وفقًا لنظريات الانهيار الموضوعي ، تتلاشى حالات التراكب تلقائيًا (بغض النظر عن الملاحظة الخارجية) عند بلوغ عتبة فيزيائية موضوعية معينة (من حيث الزمن، أو الكتلة، أو درجة الحرارة، أو اللاعكوسية ، إلخ). لذا، يُتوقع أن تكون القطة قد استقرت في حالة محددة قبل فتح الصندوق بوقت طويل. ويمكن التعبير عن ذلك بشكل مبسط بعبارة "القطة تراقب نفسها" أو "البيئة تراقب القطة".

تتطلب نظريات الانهيار الموضوعي تعديلًا لميكانيكا الكم القياسية للسماح بتدمير التراكبات من خلال عملية التطور الزمني. [ 31 ] ويمكن اختبار هذه النظريات، من الناحية المثالية، عن طريق إنشاء حالات تراكب ميزوسكوبية في التجربة. على سبيل المثال، اقتُرحت حالات طاقة القط ككاشف دقيق لنماذج فقدان الترابط الطاقي المرتبطة بجاذبية الكم. [ 32 ]

التطبيقات والاختبارات

قطة شرودنغر: التراكب الكمي للحالات وتأثير البيئة من خلال فقدان الترابط

التجربة الموصوفة نظرية بحتة، والآلة المقترحة غير معروفة الصنع. مع ذلك، أُجريت تجارب ناجحة باستخدام مبادئ مشابهة، مثل تراكب أجسام كبيرة نسبيًا (بمعايير الفيزياء الكمومية). [ 33 ] لا تُظهر هذه التجارب إمكانية تراكب جسم بحجم قطة، لكنها رفعت الحد الأعلى المعروف لـ" حالات القطط ". في كثير من الحالات، تكون الحالة قصيرة الأمد، حتى عند تبريدها إلى ما يقارب الصفر المطلق .

  • تم تحقيق "حالة القط" باستخدام الفوتونات. [ 34 ] [ 35 ]
  • تم احتجاز أيون البريليوم في حالة متراكبة. [ 36 ]
  • تم ربط تجربة تتضمن جهاز تداخل كمي فائق التوصيل ("SQUID") بموضوع التجربة الفكرية: "لا تتوافق حالة التراكب مع تدفق مليار إلكترون في اتجاه واحد ومليار آخر في الاتجاه المعاكس. تتحرك الإلكترونات فائقة التوصيل ككتلة واحدة. تتدفق جميع الإلكترونات فائقة التوصيل في جهاز SQUID في كلا الاتجاهين حول الحلقة في وقت واحد عندما تكون في حالة قطة شرودنغر." [ 37 ]
  • تم بناء "شوكة رنانة" كهرضغطية ، يمكن وضعها في حالة تراكب بين حالتي الاهتزاز وعدم الاهتزاز. يتكون الرنان من حوالي 10 تريليونات ذرة. [ 38 ]
  • تم اقتراح تجربة تتضمن فيروس الإنفلونزا. [ 39 ]
  • تم اقتراح تجربة تتضمن بكتيريا ومذبذبًا كهروميكانيكيًا. [ 40 ]

في الحوسبة الكمومية، تشير عبارة "حالة القطة" أحيانًا إلى حالة GHZ ، حيث تكون عدة كيوبتات في حالة تراكب متساوية، جميعها 0 وجميعها 1؛ على سبيل المثال،

|ψ⟩=12(|٠٠...0⟩+|11...1⟩).{\displaystyle |\psi \rangle ={\frac {1}{\sqrt {2}}}{\bigg (}|00\ldots 0\rangle +|11\ldots 1\rangle {\bigg )}.}

بحسب أحد المقترحات على الأقل، قد يكون من الممكن تحديد حالة القطة قبل مراقبتها. [ 41 ] [ 42 ]

هذا الرسم للفنان إف. غوينبلاين ماكنتاير ، والذي نُشر أصلاً في مجلة أنالوج ، يُجسد قصة الخيال العلمي لماكنتاير بعنوان "جليسة قطة شرودنغر". تظهر القطة في الرسم في آن واحد أمام وخلف الرمح الثلاثي المستحيل في خدعة بصرية .

بحسب مؤرخ العلوم روبرت ب. كريز ، لم تُعرف تجربة شرودنغر الفكرية على نطاق واسع إلا في سبعينيات القرن العشرين. ففي عام ١٩٧٢، اطلعت عليها أورسولا ك. لو غوين أثناء بحثها في ميكانيكا الكم لروايتها " المنبوذون "؛ ويعزو كريز الفضل في نشر هذا المفهوم في الثقافة الشعبية إلى قصتها القصيرة "قطة شرودنغر" التي نُشرت عام ١٩٧٤. [ ٤٣ ] وسرعان ما تبناها كتّاب الخيال العلمي الآخرون ، مستخدمين إياها غالبًا بأسلوب فكاهي. [ ٤٤ ] وقد وظّفت الأعمال الروائية تجربة شرودنغر الفكرية كأداة حبكة وكرمز ، في أنواع أدبية متنوعة، من الخيال العلمي ذي الطابع الكارثي إلى دراما اليافعين، مما جعل القطة أكثر بروزًا في الثقافة الشعبية منها في الفيزياء نفسها. [ ٤٥ ] [ ٤٦ ] [ ٤٧ ] [ ٤٨ ]

لقد كانت قطة شرودنغر دافعًا في العديد من أعمال الخيال العلمي، واستُخدمت كعنوان لعدد منها، بما في ذلك "طاعون شرودنغر" لغريغ بير ( أنالوج ، 29 مارس 1982)، و " هريرة شرودنغر " لجورج أليك إيفينغر ( أومني ، سبتمبر 1988)، و " جليسة قطة شرودنغر" لـ إف. غوينبلاين ماكنتاير ( أنالوج ، يوليو/أغسطس 2001)، و "قطة شرودنغر" لرودي روكر ( أنالوج ، 30 مارس 1981)، وثلاثية قطة شرودنغر لروبرت أنطون ويلسون (1988)، والتي توضح تفسيرات مختلفة للفيزياء الكمية . [ 49 ] [ 50 ] بالإضافة إلى الروايات والقصص القصيرة، ظهرت قطة شرودنغر في الأفلام، [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] والشعر، [ 55 ] [ 56 ] والمسرح ، [ 57 ] [ 58 ] والمسلسلات التلفزيونية، [ 59 ] والرسوم المتحركة ، [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] والموسيقى، [ 63 ] والقصص المصورة على الإنترنت. [ 45 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 شرودنغر، إروين (نوفمبر 1935). “Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (الوضع الحالي في ميكانيكا الكم)”. ناتورويسنشافتن . 23 (48): 807– 812. بيب كود : 1935NW .....23..807S . دوى : 10.1007/BF01491891 . S2CID 206795705 . يمكن لأي شخص أن يبني سخرية كبيرة. يتم استخدام قطة واحدة في حجرة معدنية واحدة، يتم دمجها مع آلة Höllenmaschine (يتم الحصول عليها مباشرة من Zugriff der Katze sichern muß): في واحدة من Geigerschen Zählrohr، تجد أنها تحتوي على مادة مشعة تحتوي على مادة Substanz، لذا فإن ذلك يدوم طويلاً. من خلال الذرة المنطلقة، سيكون هناك الكثير من الأشياء؛ تم تصميمه خصيصًا لـ Zählrohr و Betätigt über ein Relais ein Hämmerchen، من Kölbchen mit Blausäure zertrummert. Hat man dieses ganze System eine Stunde Lang sich selbst überlassen، so wird man sich sagen، daß die Katze noch lebt، wenn inzwischen kein Atom zerfallen ist. لقد تم التحقق من أول Atomzerfall. Die Psi-Function des ganzen Systems würde das som Ausdruck جلبت، daß in ihr die lebende und die tote Katze (svv) [sit venia Verbo] zu gleichen Teilen Gemischt oder verschmiert sind. إن نموذج السقوط الوحيد هو أن هذا هو السبب في أن Atombereich beschränkte Unbestimmtheit sich in grobsinnliche Unbestimmtheit umsetzt، die sich dann duch Direct Beobachtung entscheiden läßt. هذا يعيقنا، في ذلك السذاجة نحن نصنع "نموذجًا حقيقيًا" كما يمكن أن يتم رسمه من قبل Wirklichkeit. إن sich enthielte es nichts Unklares أو Widerspruchsvolles. إنه أحد Unterschied zwischen einer verwackelten أو unscharf eingestellten Photography und einer Aufnahme von Wolken und Nebelschwaden. 
  2. ↑ فاين، آرثر . "حجة أينشتاين-بودولسكي-روزن في نظرية الكم" . موسوعة ستانفورد للفلسفة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يونيو 2020 .
  3. ↑ بول، فيليب (25 يونيو 2018). "قطط شرودنغر في الواقع تستكشف حدود عالم الكم" . مجلة كوانتا . مؤرشف من الأصل في 28 فبراير 2025. تم الاطلاع عليه في 24 فبراير 2025 .
  4. ↑ أينشتاين، أ.؛ بودولسكي، ب.؛ روزن، ن. (15 مايو 1935). "هل يمكن اعتبار الوصف الكمي للواقع الفيزيائي كاملاً؟". مجلة Physical Review . 47 (10): 777–780 . doi : 10.1103/PhysRev.47.777 . ISSN 0031-899X . 
  5. 1 2 3 فاين، آرثر (2017). "حجة أينشتاين-بودولسكي-روزن في نظرية الكم" . موسوعة ستانفورد للفلسفة . جامعة ستانفورد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أبريل 2021 .
  6. 1 2 3 4 5 باجوت، جيه إي (2013). قصة الكم: تاريخ في 40 لحظة (إمبريشن: الطبعة الثالثة). أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN  978-0-19-965597-7.
  7. ↑ بولكينغورن، جيه سي (1985). عالم الكم . مطبعة جامعة برينستون . ص 67. ISBN  0-691-02388-3أُرشف من الأصل في 19 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 20 نوفمبر 2020 .
  8. ↑ تيتلو، فيليب (2012). فهم المعلومات والحوسبة: من أينشتاين إلى علم الويب . دار نشر جوور المحدودة. ص 321. ISBN  978-1-4094-4040-6تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 19 مايو 2015.
  9. ↑ لازارو، ديميتريس (2007). "تفسير نظرية الكم - نظرة عامة". arXiv : 0712.3466 [ quant-ph ].
  10. ↑ تريمر، جون د. (1980). "الوضع الراهن في ميكانيكا الكم: ترجمة ورقة شرودنغر "مفارقة القطة"". وقائع الجمعية الفلسفية الأمريكية . 124 (5): 323-338 . JSTOR 986572 . تستند الترجمة الإنجليزية هنا إلى النص الألماني الأصلي، وليس إلى النسخة غير الدقيقة في ترجمة هذا المصدر للمقال بأكمله: شرودنغر: "الوضع الحالي في ميكانيكا الكم". 5. هل المتغيرات ضبابية حقًا؟
  11. ↑ ماكسويل، نيكولاس (1 يناير 1993). "الاستقراء والواقعية العلمية: أينشتاين ضد فان فراسن، الجزء الثالث: أينشتاين، والتجريبية الموجهة نحو الهدف، واكتشاف النسبية الخاصة والعامة". المجلة البريطانية لفلسفة العلوم . 44 (2): 275-305 . doi : 10.1093/bjps/44.2.275 . JSTOR 687649 . 
  12. ↑ بيريز، آشر (يناير 1988). "قطة شرودنغر الخالدة" . أسس الفيزياء . 18 (1): 57-76 . Bibcode : 1988FoPh...18...57P . doi : 10.1007/BF01882873 . ISSN 0015-9018 . 
  13. ↑ شلوسهاور، ماكسيميليان (23 فبراير 2005). "فك الترابط، مشكلة القياس، وتفسيرات ميكانيكا الكم" . مراجعات الفيزياء الحديثة . 76 (4): 1267-1305 . arXiv : quant-ph/0312059 . Bibcode : 2004RvMP...76.1267S . doi : 10.1103/RevModPhys.76.1267 .
  14. ↑ ويميل، هيرمان (1992). فيزياء الكم والواقع المرصود: تفسير نقدي لميكانيكا الكم . وورلد ساينتيفيك. ص 2. ISBN  978-981-02-1010-6أُرشف من الأصل في 20 مايو 2013. تم الاطلاع عليه في 9 مايو 2011 .
  15. 1 2 هوبسون، آرت (2017). حكايات الكم: فهم النظرية الأساسية للفيزياء . نيويورك، نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 200-202 . ISBN  978-0-19-067963-7تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2022 .
  16. ↑ أومنيس، رولاند (1999). فهم ميكانيكا الكم . برينستون، نيوجيرسي: مطبعة جامعة برينستون. الصفحات 60-62 . ISBN  0-691-00435-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2022 .
  17. 1 2 ليفين، فرانك س. (2017). ركوب الأمواج في عالم الكم . نيويورك، نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 229-232 . ISBN  978-0-19-880827-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2022 .
  18. ↑ بوري، رافيندر ر. (2017). ميكانيكا الكم غير النسبية . كامبريدج، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 146. ISBN  978-1-107-16436-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2022 .
  19. ↑ كاربنتر، آر إتش إس؛ أندرسون، إيه جيه (2006). "موت قطة شرودنغر وانهيار الدالة الموجية القائم على الوعي" (ملف PDF) . حوليات مؤسسة لويس دي بروي . 31 (1): 45-52 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 30 نوفمبر 2006. تم الاطلاع عليه في 10 سبتمبر 2010 .
  20. ↑ أوكون إي، سيباستيان إم إيه (2016). "كيفية دعم أو دحض النظريات الكمية للوعي". العقل والمادة . 14 (1): 25-49 .
  21. ↑ فاي، ج. (24 يناير 2008). "تفسير كوبنهاغن لميكانيكا الكم" . موسوعة ستانفورد للفلسفة . مركز أبحاث الميتافيزيقا لدراسة اللغة والمعلومات، جامعة ستانفورد . تم الاطلاع عليه في 19 سبتمبر 2010 .
  22. ↑ جون بيل (1990). "ضد 'القياس'"". عالم الفيزياء . 3 (8): 33– 41. doi : 10.1088/2058-7058/3/8/26 .
  23. ↑ نيلز بور (1985) [16 مايو 1947]. يورغن كالكر (محرر). أسس الفيزياء الكمية 1 (1926-1932) . نيلز بور: الأعمال الكاملة. المجلد 6. الصفحات 451-454 .  
  24. ↑ ستيغ ستينهولم (1983). "لفهم المكان والزمان". في بيير ميستر (محرر). البصريات الكمية، والجاذبية التجريبية، ونظرية القياس . دار بلينوم للنشر. ص 121. لقد أكد الكثيرون على دور اللاعكوسية في نظرية القياس. فهذه هي الطريقة الوحيدة للحصول على سجل دائم. وقد استُخدمت حقيقة أن مواضع المؤشر المنفصلة يجب أن تكون ذات طبيعة تقاربية، وهي عادةً ما ترتبط باللاعكوسية، في نظرية القياس لدانيري ولوينجر وبروسبيري (1962). وقد اعتُمدت هذه النظرية كتمثيل رسمي لأفكار بور من قِبل روزنفيلد (1966). 
  25. ↑ هاك، فريتز (1 أبريل 1993). "الحركة الكلاسيكية لمتغيرات المتر في نظرية القياس الكمي". مجلة Physical Review A. 47 ( 4): 2506–2517 . Bibcode : 1993PhRvA..47.2506H . doi : 10.1103/PhysRevA.47.2506 . PMID 9909217 . 
  26. ↑ زوريك، فويتش هـ. (2003). "فك الترابط، والانتقاء الذاتي، والأصول الكمومية للكلاسيكية". مراجعات الفيزياء الحديثة . 75 (3): 715. arXiv : quant-ph/0105127 . Bibcode : 2003RvMP...75..715Z . doi : 10.1103/revmodphys.75.715 . S2CID 14759237 . 
  27. ↑ Wojciech H. Zurek ، "فك الترابط والانتقال من الكم إلى الكلاسيكي"، Physics Today ، 44، ص 36-44 (1991)
  28. ↑ هوم، د.؛ ويتاكر، م. أ. ب. (1992). "تفسيرات المجموعة لميكانيكا الكم: منظور حديث". تقارير الفيزياء . 210 (4): 223-317 . Bibcode : 1992PhR...210..223H . doi : 10.1016/0370-1573(92)90088-H .
  29. ↑ روفيلي، كارلو (1996). "ميكانيكا الكم العلائقية". المجلة الدولية للفيزياء النظرية . 35 (8): 1637-1678 . arXiv : quant-ph/9609002 . Bibcode : 1996IJTP...35.1637R . doi : 10.1007/BF02302261 . S2CID 16325959 . 
  30. ↑ كريمر، جون ج. (يوليو 1986). "التفسير التفاعلي لميكانيكا الكم" . مراجعات الفيزياء الحديثة . 58 (3): 647-685 . Bibcode : 1986RvMP...58..647C . doi : 10.1103/RevModPhys.58.647 .
  31. ↑ أوكون، إلياس؛ سودارسكي، دانيال (1 فبراير 2014). "فوائد نماذج الانهيار الموضوعية لعلم الكونيات والجاذبية الكمومية". أسس الفيزياء . 44 (2): 114-143 . arXiv : 1309.1730 . Bibcode : 2014FoPh...44..114O . doi : 10.1007/s10701-014-9772-6 . ISSN 1572-9516 . S2CID 67831520 .  
  32. ↑ خزالي، محمد صادق؛ لاو، هون واي؛ هومينيوك، آدم؛ سيمون، كريستوف (11 أغسطس/آب 2016). "تراكبات الطاقة الكبيرة عبر تغليف ريدبيرغ". مجلة Physical Review A. 94 ( 2) 023408. arXiv : 1509.01303 . Bibcode : 2016PhRvA..94b3408K . doi : 10.1103/physreva.94.023408 . ISSN 2469-9926 . S2CID 118364289 .  
  33. ↑ "ما هي أكبر قطة شرودنغر في العالم؟" . stackexchange.com . مؤرشف من الأصل في 8 يناير 2012.
  34. ↑ "باحثو المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا يصنعون 'قططًا كمومية' مصنوعة من الضوء" . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . 31 أغسطس 2010. مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2017.
  35. ↑ سيتشيف، ديميد ف.؛ أولانوف، ألكسندر إ.؛ بوشكينا، أناستاسيا أ.؛ ريتشاردز، ماثيو و.؛ فيدوروف، إيليا أ.؛ لفوفسكي، ألكسندر إ. (يونيو 2017). "توسيع حالات قطة شرودنغر البصرية" . مجلة نيتشر فوتونيكس . 11 (6): 379-382 . arXiv : 1609.08425 . Bibcode : 2017NaPho..11..379S . doi : 10.1038/nphoton.2017.57 . ISSN 1749-4885 . 
  36. ↑ مونرو، سي.؛ ميكهوف، دي إم؛ كينغ، بي إي؛ وينلاند، دي جيه (24 مايو 1996). "حالة تراكب "قطة شرودنغر" لذرة". مجلة ساينس . 272 ​​(5265): 1131-1136 . رمز Bibcode : 1996Sci...272.1131M . doi : 10.1126/science.272.5265.1131 . PMID 8662445. S2CID 2311821 .  
  37. ↑ "عالم الفيزياء: قطة شرودنغر تظهر للعيان " . 5 يوليو 2000.
  38. ↑ كاستلفيكي، دافيد. "غرابة الماكرو: "ميكروفون كمومي" يضع جسماً مرئياً بالعين المجردة في مكانين في آن واحد" . مجلة ساينتفك أمريكان . مؤرشف من الأصل في 19 مارس 2012.
  39. ↑ روميرو-إيسارت، أ.؛ خوان، م. ل.؛ كويدانت، ر.؛ سيراك، ج. إ. (2010). "نحو التراكب الكمي للكائنات الحية". المجلة الجديدة للفيزياء . 12 (3) 033015. arXiv : 0909.1469 . Bibcode : 2010NJPh...12c3015R . doi : 10.1088/1367-2630/12/3/033015 . S2CID 59151724 . 
  40. ↑ "هل يمكن وضع 'بكتيريا شرودنغر' في حالة تراكب كمي؟" . physicsworld.com . مؤرشف من الأصل في 30 يوليو 2016.
  41. ↑ نجار، دانا (7 نوفمبر 2019). "يمكن لعلماء الفيزياء أخيرًا إلقاء نظرة على قطة شرودنغر دون قتلها إلى الأبد" . لايف ساينس . تم الاسترجاع في 7 نوفمبر 2019 .
  42. ↑ باتيكار، كارتيك؛ هوفمان، هولجر ف. (2019). "دور التشابك بين النظام والمقياس في التحكم بدقة وفك ترابط القياسات الكمومية" . المجلة الجديدة للفيزياء . 21 (10): 103006. arXiv : 1905.09978 . Bibcode : 2019NJPh...21j3006P . doi : 10.1088/1367-2630/ab4451 .
  43. ↑ كريز، روبرت ب. (27 مايو 2024). "أورسولا لو غوين: الكاتبة الرائدة التي يجب أن نشكرها على نشر قصة قطة شرودنغر" . عالم الفيزياء . تم الاطلاع عليه في 27 أكتوبر 2024 .
  44. ↑ سام ستال (1 مايو 2007). 100 قطة غيرت الحضارة . دار كويرك للنشر. ص 34. ISBN  978-1-59474-163-0.
  45. 1 2 كريز، روبرت ب. (2012). "القط الذي لا يموت أبدًا" . عالم الفيزياء . 25 (4): 18-19 . Bibcode : 2012PhyW...25d..18C . doi : 10.1088/2058-7058/25/04/27 .
  46. ↑ رايان، ماري لور (2011). "التشابكات بين السرد والعلم: حول ألف حياة أدبية لقطة شرودنغر" . السرد . 19 (2): 171-186 . ISSN 1063-3685 . JSTOR 41289295 .  
  47. ↑ كرافيتز، بينيت (2013). "أفكار حول المحقق المضاد في ثلاثية نيويورك لبول أوستر، ورواية مستر بينات لآدم روس، ورواية ظلال النبيذ القديم لمارثا غرايمز"" . دراسات في الثقافة الشعبية . 36 (1): 45– 61. ISSN 0888-5753 . JSTOR 23610151 .  
  48. ↑ برانزبورغ، جوديث ف. (31 أكتوبر 2000). "قطط ميتة وأجساد حية" . مجلة مراجعة الكتب للمثليات . 7 (1): 3.
  49. ↑ "SFE: ويلسون، روبرت أنطون" . sf-encyclopedia.com . تم الاطلاع عليه في 3 ديسمبر 2022 .
  50. ↑ "تجربة فكرية في مجال العلوم الاجتماعية" . sf-encyclopedia.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 ديسمبر 2022 .
  51. ↑ غولدبيرغ، مات (17 أبريل 2020). "شرح نهاية رجل جاد: بوتقة اليهودية الأمريكية" . كولايدر . تم الاسترجاع في 3 ديسمبر 2022 .
  52. ↑ أور، كريستوفر (25 سبتمبر 2014). "30 عامًا على كوينز: رجل جاد" . مجلة ذا أتلانتيك . مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 3 ديسمبر 2022 .
  53. ↑ إيبرت، روجر (4 مارس 2013). "الأخوان كوين ونظرية الكم الجادة" . شيكاغو صن تايمز . مؤرشف من الأصل في 29 أكتوبر 2020.
  54. ↑ كوليس، كلارك (20 يونيو 2014). "التماسك" . مجلة إنترتينمنت ويكلي . مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2022. تم الاسترجاع في 3 ديسمبر 2022 .
  55. ^ لاندسمان ، بيجي (1 أبريل 2022). ""قطة شرودنغر"" . مجلة ساينتفك أمريكان . مؤرشف من الأصل في 29 مايو 2022. تم الاطلاع عليه في 22 فبراير 2023 .
  56. ↑ روبنز، هوليس. ""مخالبه على الطبق"" . مجلة بير كونترا . بير كونترا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 فبراير 2023 .
  57. ↑ إيرين، كريستين (18 نوفمبر 2001). "العرض العالمي الأول لمسرحية حبيبة شرودنغر يُختتم في 18 نوفمبر في مسرح ماجيك بسان فرانسيسكو" . حبيبة شرودنغر . مراجعة بلايبيل. مؤرشف من الأصل في 17 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 6 يناير 2015 .
  58. ↑ هورويت، روبرت (5 نوفمبر 2001). ""مسلسل Girlfriend ينضب إلهامه / الأفكار تُعيق الكوميديا ​​الفيزيائية" . مراجعة SFGate . مؤرشف من الأصل في 26 نوفمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2015 .
  59. ↑ موهان، جيفري (12 أغسطس/آب 2013). "شعار جوجل يكرم الفيزيائي إرفين شرودنغر وقطته" . صحيفة بالتيمور صن . مؤرشف من الأصل في 2 ديسمبر/كانون الأول 2022. تم الاطلاع عليه في 2 ديسمبر/كانون الأول 2022 .
  60. ↑ فارير، غوردون (6 يناير 2006). "شيء ما يتعلق بعبقرية الرياضيات" . صحيفة ذا إيج . ملبورن. مؤرشف من الأصل في 15 يناير 2008. تم الاطلاع عليه في 28 أغسطس 2007 .
  61. ↑ سينغ، سيمون (أكتوبر 2014). "نظريات الخفة الكمومية" . عالم الفيزياء . 27 (10): 80. Bibcode : 2014PhyW...27j..80S . doi : 10.1088/2058-7058/27/10/41 . ISSN 0953-8585 . 
  62. ↑ «تجربة قطة شرودنغر الفكرية الشهيرة تُجسّد في فيلم رسوم متحركة غير تقليدي» . أوبن كلتشر . ٢٤ مارس ٢٠١٧. مؤرشف من الأصل في ٢ ديسمبر ٢٠٢٢. تم الاطلاع عليه في ٢ ديسمبر ٢٠٢٢ .
  63. ^ "كابوس シュレディンガナイフ 歌詞 – 歌詞探索[歌詞リリ]" . هراء غنائي . مؤرشفة من الأصلي في 28 مايو 2023 . تم الاسترجاع في 28 مايو 2023 .

للمزيد من القراءة