Schrödinger'in kedisi
Schrödinger'in kedisi kuantum fiziği hakkında bir düşünce deneyidir. Erwin Schrödinger bunu 1935 yılında, kuantum fiziğinin Kopenhag yorumuna tepki olarak önermiştir.
Schrödinger yazdı:
Hatta oldukça gülünç vakalar bile oluşturulabilir. Bir kedi çelik bir odaya kapatılır ve yanında (kedinin doğrudan müdahalesine karşı emniyete alınması gereken) şu cihaz bulunur: Bir Geiger sayacının içinde çok küçük bir miktar radyoaktif madde vardır, o kadar küçüktür ki belki bir saat içinde atomlardan yalnızca biri bozunur, ama aynı olasılıkla belki de hiç bozunmaz; böyle bir durumda sayaç tüpü boşalır ve bir röle aracılığıyla küçük bir hidrosiyanik asit şişesini parçalayan bir çekiç serbest kalır. Tüm bu sistem bir saat boyunca kendi haline bırakılırsa, bu arada hiçbir atom bozunmamışsa kedinin hala yaşadığı söylenebilir. Tüm sistemin psi-fonksiyonu bunu, içinde yaşayan ve ölü kedinin (tabirimi mazur görün) eşit parçalarda karışmış veya bulaşmış olmasıyla ifade edecektir.
Başlangıçta atomik alanla sınırlı olan bir belirsizliğin makroskopik belirsizliğe dönüşmesi ve daha sonra doğrudan gözlemle çözülebilmesi bu durumların tipik bir örneğidir. Bu da gerçekliği temsil eden "bulanık bir modeli" safça geçerli kabul etmemizi engeller. Kendi içinde belirsiz ya da çelişkili hiçbir şey barındırmaz. Titrek ya da odak dışı bir fotoğraf ile bulutların ve sis kümelerinin anlık görüntüsü arasında fark vardır.
- Erwin Schrödinger, Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (Kuantum mekaniğinde mevcut durum), Naturwissenschaften
(John D. Trimmer tarafından Proceedings of the American Philosophical Society'de çevrilmiştir)
Basit bir ifadeyle Schrödinger, bir kediyi ve onu öldürebilecek bir şeyi (radyoaktif bir atom) bir kutuya koyup ağzını kapatırsanız, kutuyu açana kadar kedinin ölü mü yoksa diri mi olduğunu bilemeyeceğinizi, dolayısıyla kutu açılana kadar kedinin (bir anlamda) hem "ölü hem de diri" olduğunu belirtmiştir. Bu, bilimsel teorinin nasıl işlediğini temsil etmek için kullanılır. Bir bilimsel teorinin doğru ya da yanlış olduğunu, söz konusu teori test edilip kanıtlanana kadar kimse bilemez.
Fizik iki türe ayrılabilir; klasik fizik ve kuantum mekaniği. Klasik fizik, bir topun düştüğünde neden zıpladığı gibi çoğu fiziksel etkileşimi açıklar. Ayrıca, bir topu düşürdüğünüzde ne olacağı gibi fiziksel etkileşimleri tahmin etmek için de kullanılabilir. Bununla birlikte, açıklamadığı bazı fiziksel etkileşimler vardır; örneğin, ışığın nasıl elektriğe dönüştürülebileceği gibi. Kuantum mekaniği fizikçilere bunların neden gerçekleştiğini açıklamak için bir yol sunar.
Kopenhag yorumu, bir atomun en küçük parçasına (atom altı bir parçacık) bakmadan (gözlemlemeden veya ölçmeden) neler olduğunu açıklamak için kullanılır. Parçacığın başına bir şey gelme olasılığının ne kadar olduğunu göstermek için matematik kullanılır. Bir parçacığın bir zamanda bir yerde olma olasılığı %50 veya başka bir zamanda bir yerde olma olasılığı %50 olarak tanımlanabilir. Bu bir grafik (veya dalga formu) olarak da ifade edilebilir. Bu, kuantum fiziği hesaplamaları yaparken çok kullanışlıdır.
Ancak bir parçacığın nerede olduğundan %100 emin olmanın tek yolu onu gözlemlemektir. Gözlemlediğiniz noktaya kadar, Kopenhag Yorumu parçacığın orada olduğunu ve orada olmadığını söyler. Parçacığın orada olup olmadığını ancak onu gözlemlediğinizde anlarsınız.
Bu kuantum fiziğinde mantıklı olsa da, klasik (gerçek dünya) fiziğinde mantıklı değildir.
Schrödinger kuantum mekaniği hakkındaki bu düşünce tarzının absürt durumlara yol açacağını göstermek istemiştir. Bir düşünce deneyi tasarladı.
Bir kedi dış dünyadan ayrılmış bir odaya yerleştirilir.
Odada radyoaktif bozunma miktarını sayan bir Geiger sayacı ve bir miktar radyoaktif element bulunmaktadır.
Bir saat içinde radyoaktif maddenin atomlarından biri bozunabilir (ya da madde kararlı olmadığı için parçalanabilir) ya da bozunmayabilir.
Malzeme parçalanırsa, bir atomik parçacık salacak, bu da geiger sayacına çarpacak, bu da zehirli gaz salacak ve bu da kediyi öldürecektir.
Şimdi soru şu: Saatin sonunda kedi canlı mı yoksa ölü mü? Schrödinger, Kopenhag Yorumuna göre, kapı kapalı olduğu sürece kedinin ölü ve canlı olduğunu söyler. Kapı açılana kadar bunu bilmenin bir yolu yoktur. Ancak kişi kapıyı açarak deneye müdahale etmiş olur. Kişi ve deney birbirlerine referansla tanımlanmalıdır.
Deneye bakarak kişi deneyi etkilemiştir, bu nedenle bize doğru cevabı vermeyebilir.
Düşünce deneyi Schrödinger tarafından büyük nesneler için kuantum durumları hakkında düşünmenin aptalca olduğunu göstermek için icat edilmiştir. Popüler kültürde de birçok kez referans gösterilmiştir.
Bir kedi, bir Geiger sayacı ve kapalı bir kutuda bir miktar zehir. Kuantum mekaniği, bir süre sonra kedinin hem canlı hem de ölü olduğunu söyler. Kutuya bakan bir kişi kediyi ya canlı ya da ölü bulacaktır, ancak siz kutuya bakmadan önce kedinin hem canlı hem de ölü olduğu varsayılır.
Erwin Schrödinger'in 1921-1926 yılları arasında yaşadığı Huttenstrasse 9, Zürih'in bahçesindeki gerçek boyutlu kedi figürü. Işık koşullarına bağlı olarak kedi canlı ya da ölü görünmektedir.
İlgili sayfalar
Sorular ve Yanıtlar
S: Schrödinger'in kedisi nedir?
C: Schrödinger'in kedisi, kuantum fiziğinin Kopenhag yorumuna tepki olarak 1935 yılında Erwin Schrödinger tarafından önerilen kuantum fiziği ile ilgili bir düşünce deneyidir. Bir kedinin radyoaktif madde içeren ve kediyi potansiyel olarak öldürebilecek bir cihazın bulunduğu çelik bir odaya yerleştirildiği varsayımsal bir senaryoyu içerir. Deneyin ortaya koyduğu soru, kutu açıldığında kedinin canlı mı yoksa ölü mü olacağıdır.
S: Kopenhag yorumu parçacıklar hakkında ne diyor?
C: Kopenhag yorumu, bir parçacığın gözlemlenene kadar hangi durumda olacağını kesin olarak bilmenin imkansız olduğunu, bu nedenle gözlemden önce aynı anda her iki durumda da var olduğunun söylenebileceğini belirtir.
S: Schrödinger bu kavramı nasıl gösterdi?
C: Schrödinger bu kavramı, içinde radyoaktif madde bulunan mühürlü bir kutunun içine yerleştirilen bir kediyi içeren düşünce deneyiyle göstermiştir. Kutu açılana kadar kedinin ölü mü yoksa canlı mı olduğunun bilinemeyeceğini, dolayısıyla o zamana kadar her iki durumda da aynı anda var olacağını öne sürdü.
S: Bu metinde bahsedilen iki fizik türü nedir?
C: Bu metinde bahsedilen iki fizik türü klasik fizik ve kuantum mekaniğidir. Klasik fizik çoğu fiziksel etkileşimi açıklar ve fiziksel etkileşimleri tahmin edebilirken, kuantum mekaniği klasik fiziğin açıklayamadığı bazı fiziksel etkileşimler için bir açıklama sağlar.
S: Bir şeyi gözlemlemek bir deneyi nasıl etkiler?
C: Bir şeyi gözlemlemek bir deneyi etkileyebilir çünkü bir deneyi gözlemlerken, gözlem sırasındaki varlıkları ve eylemleri nedeniyle sonuçlarına müdahale edilebilir. Bu, böyle bir deneyden elde edilen sonuçların, dış faktörlerden etkilendikleri için gerçeği tam olarak yansıtmayabileceği anlamına gelir.
S: "Psi-fonksiyon" ne anlama gelir?
C: Psi-fonksiyonu, kuantum mekaniğinde bir şeye bakmadan (onu gözlemlemeden) gerçekleşmesinin ne kadar olası olduğunu tanımlamak için kullanılan matematiksel denklemleri ifade eder.
