Как кот Шредингера заборол демона Лапласа: смешной эпизод из истории физики
Если вы считаете, что «случайности не случайны», ваше мировоззрение близко к взглядам ученых 18-19 веков.
В те времена лучшие умы придерживались детерминистских взглядов: то, что нам кажется случайностями, на самом деле есть какие-то неучтенные факторы, утверждает детерминизм.
Это было закономерным следствием первых успехов человечества в развитии математики, физики и астрономии. В частности, люди обнаружили, что орбиты планет возможно подсчитать с высокой точностью на тысячи лет вперед и также описать, как они двигались тысячи лет назад. Просто повышая точность измерительных инструментов, можно увеличивать дальность прогнозов.
Демон Лапласа
Детерминизм достиг максимума в мысленном эксперименте Пьера-Симона Лапласа, предложенном в 1814 г. Если бы существовал суперинтеллект, способный выполнить любые измерения и обладающий всей информацией о состоянии Вселенной в настоящий момент и всеми познаниями, то будущее и прошлое для такого мозга были бы ясны так же, как настоящее, он мог бы предсказывать будущее и описывать прошлое.
Кот Шрёдингера
Детерминизм царил вплоть до конца 19 века. Даже Альберт Эйнштейн, при всей его гениальности, яростно его отстаивал – вспомним его крылатое «Бог не играет в кости со Вселенной».
Отстаивать же его пришлось перед физиками, развивавшими новую квантовую механику. Их эксперименты показывали, что в микромире существуют настоящие случайности – события, которые невозможно предсказать.
Они нашли отражение в другом мысленном эксперименте, предложенном Эрвином Шредингером в 1935 году. Шредингер доказывал, что частица — не волна. Представление ее как волны не более чем способ преодолеть невозможность предсказать точные значения ее скорости и местоположения.
Для этого физик предложил безумный эксперимент. Посадим кошку в стальной сейф вместе с адской машиной, содержащей счетчик Гейгера, молоточек и колбу с синильной кислотой. В счетчик заложена крупинка радиоактивного вещества, настолько малая, что за час распадется всего один из ее атомов, а с такой же вероятностью может не распасться ни один. Если атом распадается, счетчик приводит в действие молоточек, то разбивает колбу и кошка умирает.
Если бы частица была волной, то мы имели бы в сейфе одновременно суперпозицию живой и мертвой кошки, что с точки зрения логики абсурдно.
По сути, этот эксперимент опровергает возможность существования демона Лапласа – вот так кот Шредингера «съел» этого самого демона.