Przejdź do Taraki "dużej" - na szeroki ekran
zdjęcie Autora

2012-05-17

Wojciech Jóźwiak

Kot całkiem Schroedingera

Nie koniec historii z kotami. Mojej córce wypadł kot z okna, z ósmego piętra. Co mu się stało? Nic. Było to teraz w maju któregoś dnia przed północą, kot od razu został zawieziony do dyżurującego w nocy weterynarza: i nic, żadnych złamań, stłuczeń, ani przemieszczeń narządów. Kot zdrowy, tylko przestraszony. (Ale jego pani wyciągnęła wniosek i kot ma zmienić dom na bardziej przyziemny.)

Najgodniejsza uwagi była opowieść córki o tym, jak to przeżyła, co czuła i jak teraz na patrzy na swojego kota. Bo gdy na jej oczach znikał w ciemności po drugiej stronie parapetu, w tamtym momencie miała go za straconego. Pobiegła na dół spodziewając się znaleźć trupka, zmasakrowaną plamę z kota. Albo nie znaleźć nic, gdyby ranny ostatkiem sił miał doczołgać się do jakiejś szpary i tam skonać. Zresztą coś z tego się faktycznie wydarzyło. Kot nie czekał wprost na dole pod blokiem, tylko dał się zauważyć po dłuższym szukaniu, schowany w oknie do piwnicy.

Od tamtej pory wiem jak to jest, kiedy się widzi świat w pięciu wymiarach – oświadczyła mi córka. Bo nasza przestrzeń to trzy wymiary. Kolejne nasze przestrzenie są ustawione jedna za drugą w czasie. A warianty które w naszym świecie się nie wydarzyły, chociaż wydarzyć się mogły, stoją gdzieś obok w piątym wymiarze. Gdzieś obok nas jest „podświat” w którym mój kot zginął. I jest inny podświat, w którym go schwytałam zanim zdążył wypaść. Ja (kontynuowała córka) widzę mojego kota naraz we wszystkich tych światach. Wszystkie te warianty są dla mnie jednakowo rzeczywiste. On teraz dla mnie, jak na niego patrzę, jest jednocześnie i żywy i martwy. Jak kot Schroedingera! - zawołałem. Wyjaśniłem jej i wyjaśniam dla porządku tutaj: w pierwszych latach tworzenia teorii kwantów jeden z jej „ojców”, niemiecki fizyk Erwin Schroedinger (odkrywca fundamentalnego równania Schroedingera, które opisuje cząstkę materii jako falę), starając się znaleźć słabe punkty tej teorii, obmyślił następujący paradoks: oto budujemy pewien mechanizm, który jest sterowany przez jakieś zjawisko kwantowe, które istnieje w dwóch jednocześnie współistniejących stanach. (W świecie kwantów to rzecz zwyczajna.) Niech ten mechanizm uruchamia strzelbę (w niektórych wariantach pisano o dawkowniku trucizny), która zabije kota. Urządzenie zadziało i co się dzieje z nieszczęsnym kotem: zgodnie z mechaniką kwantową jest on jednocześnie w dwóch stanach: i martwy i żywy.

Paradoks „kota Schroedingera” polegał na tym, że umiano sobie wyobrazić, że elektrony, atomy - i inny drobiazg ze świata mikro – istnieją w wielu stanach jednocześnie. Natomiast niewyobrażalne i niezgodne z faktami było wyobrażenie sobie, że takie „wielokrotne alternatywne żywoty” wiodą przedmioty z naszego makro-świata, w tym... koty. (I inne żywe organizmy.)

Paradoks kota Schroedingera obecnie wyjaśnia się tak, że owszem, nawet jeśli tamto początkowe zjawisko, ten wyzwalacz spustu, będzie mieć charakter kwantowy (i będzie „rozmnożone” na wiele współistniejący stanów), to po drodze, zanim ten łańcuch przyczyn i skutków dojdzie do kota, swój kwantowy charakter utraci. Kot będzie jednoznacznie „wiedział” czy pocisk go uśmierca czy nie. To zjawisko „utraty kwantowości” nazywa się fachowo dekoherencją.

Ale to dygresja, bo ważniejszy jest ten piąty wymiar. Trójwymiarowe przestrzenne światy są ustawione jeden za drugim, kolejno i tą ich kolejnością jest czas. Kolejne 3D-światy są nawleczone na (jednowymiarową) nitkę czasu.

Alternatywnych przestrzeni w piątym wymiarze nie da się tak samo poustawiać. (Przynajmniej tak mi się teraz wydaje, że się nie da.) Ale łączy je coś innego: faza. (Dokładniej: zespolona amplituda albo funkcja falowa, ale nie chcę używać zbyt wielu terminów.) Tak jak 3D-światy są ze sobą powiązane, ponieważ jedne z nich dla drugiego jest przyszłością, a drugi dla pierwszego przeszłością, podobnie 4D-światy łączy wspólna faza czyli należenie do jednego fazowego cyklu. Między czasem a fazą jest podobieństwo: kiedy czas płynie (narasta liniowo) faza zmienia się cyklicznie...

Wszystko to byłoby piękne i proste, gdyby nie to, że realny świat w którym żyjemy nie jest czysto kwantowy, gdyż w nim kwantowy porządek wciąż jest niszczony – działa dekoherencja. Kusząca jednak jest wizja, że są także w naszym zdekoherowanym świecie pewne jego warstwy czy słoje, które na dekoherencję są bardziej odporne. Te nad-koherentne warstwy miałby zapewne coś wspólnego z umysłem (z jednej strony) i (z drugiej strony) z astrologią.

Wstępem do takiego modelu jest obraz kota, który, w różnych 4D-światach, w jednym żyje, w drugim się roztrzaskał.

Wojciech Jóźwiak

Komentarze: 3

1. Eksperyment związany z równaniem Schrodingera. • autor: Weider (2012-05-17 20:09:40)

Gdy przeczytałem ten artykuł przypomniał mi się pewien eksperyment (Ponad rok temu o nim słyszałem):
Jeżeli przepuścimy wiązkę lasera przez szklaną szybę, część wiązki odbija się od niej a część przez nią przechodzi. To dziwne skoro światło jest strumieniem cząstek fotonów bo niby skąd fotony miały by wiedzieć, że powinny się odbić od powierzchni szkła lub nie. Zgodnie z równaniem Schrodingera nawet pojedyńczy foton danej wiązki JEDNOCZEŚNIE odbije się i przejdzie. Nie wyjaśniono tego doświadczenia a ściślej nie poparto dowodami ale ma to być skutecznym wskazaniem, że tak samo może się dziać z materią stałą.

2. Jest zdecydowanie inaczej • autor: (2012-05-17 20:42:27)

Jak ktoś to napisał (chyba w 'Niezwykle szczególnej teorii względności", Andrzej Dragan): świat jest zupełnie inny niż się nam wydaje. Gdyby zaś był taki, jaki się nam wydaje, to byłby zupełnie inny od tego, który jest.

Jakoś tak się okazało, że świat na poziomie kwantowym jest kompletnie inny od tego, co możemy sobie wyobrazić. Możemy to jakoś liczyć, ale wyobraźni nie wystarczy. Tam jest dziwność! (tak jak i przy dużych prędkościach i efektach relatywistycznych). W końcu można dojść do przekonania, że tak jak żyjemy na cienkiej warstewce lądu, w małym zakresie temperatur (-50 do +50), w odpowiedniej mieszance gazów... tak samo żyjemy w cienkim zakresie normalności, poza którą jest dziwnie i strasznie. Wystarczy nos wychylić poza naszą codzienną zwyczajność, a tam koszmary jak z Lovecrafta, cząstki wędrujące w przeszłość, antymateria i odkształcona czasoprzestrzeń. Nauka nas trochę uspokaja, daje jakieś pomysły na opis tej Dziwności, ale i tak żyjemy jak pleśń na skórce od jabłka, a poza ta skórką całe światy Dziwnego.

[foto]3. Całkowicie popieram Pawła • autor: Wojciech Jóźwiak (2012-05-17 21:12:46)

Świat jest dziwniejszy niż nam się wydaje i ta "warstewka (naszej) normalności" jest straszliwie cienka!

(Odp. Weiderowi: Do takiego doświadczenia o którym piszesz nie jest konieczny laser. Gdy patrzysz w odbicie w szybie lub w wodzie, to widzisz (odbierasz) fotony które właśnie CZĘŚCIOWO przeszły na drugą stronę zwierciadła.)