Кот Шрёдингера напоминает мне привидение или, быть может, ужасающего зомби — существо, которое одновременно и живо, и мертво. В 1935 г. австрийский физик Эрвин Шрёдингер опубликовал статью о замечательном парадоксе, из которого вытекали столь поразительные следствия, что он беспокоит и озадачивает ученых и сегодня.
Шрёдингеру не нравилась предложенная незадолго до того копенгагенская интерпретация, согласно которой квантовая система (например, электрон) существует как облако вероятности, пока над ним не произведено наблюдение. Это означало, по-видимому, что бессмысленно спрашивать в расчете на точный ответ, что делают атомы и частицы, когда за ними никто не наблюдает. То есть действительность в некотором смысле создается наблюдателем. До акта наблюдения для системы доступны все возможности. Что это означает в нашей повседневной жизни? Представим себе живого кота, помещенного в коробку, где лежат источник радиоактивности, счетчик Гейгера и закрытая стеклянная колба со смертельным ядом. При радиоактивном распаде ядра счетчик Гейгера регистрирует это событие и запускает механизм, освобождающий молоток, который разбивает колбу, и распространившийся яд убивает кота.
Предположим, квантовая теория предсказывает, что с вероятностью 50% за час произойдет один распад. Стало быть, через час равновероятно найти кота живым или мертвым. Вся изюминка копенгагенской интерпретации состоит в том, что кота можно считать иживым, и мертвым, он пребывает в смеси этих двух состояний или, как говорят, в их суперпозиции. Некоторые теоретики считают, что, когда мы открываем коробку, сам акт наблюдения за состоянием кота приводит к редукции (коллапсу) этой суперпозиции, и кот будет обнаружен живым или мертвым.
Шрёдингер говорил, что его мысленный эксперимент демонстрирует несостоятельность копенгагенской интерпретации, и Альберт Эйнштейн с ним согласился. Вокруг этого несчастного кота возникло много вопросов. Кого или что считать истинным наблюдателем - счетчик Гейгера или муху? Может ли кот наблюдать сам за собой и таким образом редуцировать собственное состояние? Что на самом деле сообщает нам этот эксперимент о природе реальности?
Когда коробку открывают, сам акт наблюдения может редуцировать суперпозицию, и кот Шрёдингера обнаруживается либо живым, либо мертвым. На этой фотографии кот, по счастью, вполне жив.