Kot Schrödingera to eksperyment myślowy dotyczący fizyki kwantowej. Erwin Schrödinger zaproponował go w 1935 roku, w reakcji na kopenhaską interpretację fizyki kwantowej.
Schrödinger napisał:
Można nawet założyć całkiem niedorzeczne przypadki. W stalowej komorze zamyka się kota wraz z następującym urządzeniem (które musi być zabezpieczone przed bezpośrednią ingerencją kota): w liczniku Geigera znajduje się maleńki kawałek substancji radioaktywnej, tak mały, że być może w ciągu godziny rozpadnie się tylko jeden z atomów, ale także, z równym prawdopodobieństwem, być może żaden; jeśli tak się stanie, rurka licznika rozładowuje się i poprzez przekaźnik uwalnia młotek, który rozbija małą kolbę z kwasem cyjanowym. Gdyby pozostawić cały ten system samemu sobie na godzinę, można by powiedzieć, że kot nadal żyje, jeśli w międzyczasie żaden atom się nie rozpadł. Psi-funkcja całego systemu wyrażałaby to poprzez posiadanie w nim żywego i martwego kota (wybaczcie wyrażenie) wymieszanych lub roztartych w równych częściach.
To typowe dla tych przypadków, że indeterminizm pierwotnie ograniczony do dziedziny atomowej przekształca się w indeterminizm makroskopowy, który może być następnie rozwiązany przez bezpośrednią obserwację. To powstrzymuje nas od tak naiwnego przyjmowania jako obowiązującego „rozmytego modelu” reprezentowania rzeczywistości. Sam w sobie nie ucieleśniałby on niczego niejasnego ani sprzecznego. Istnieje różnica między rozedrganym lub nieostrym zdjęciem a migawką chmur i ławic mgły.
– Erwin Schrödinger, Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (Obecna sytuacja w mechanice kwantowej), Naturwissenschaften
(przetłumaczone przez Johna D. Trimmer w Proceedings of the American Philosophical Society)
W prostych słowach Schrödinger stwierdził, że jeśli umieścisz kota i coś, co mogłoby zabić kota (radioaktywny atom) w pudełku i zapieczętujesz je, nie będziesz wiedział, czy kot był martwy czy żywy, dopóki nie otworzysz pudełka, więc dopóki pudełko nie zostanie otwarte, kot był (w pewnym sensie) zarówno „martwy, jak i żywy”. To jest używane do przedstawienia tego, jak działa teoria naukowa. Nikt nie wie, czy każda teoria naukowa jest w porządku, czy nie, aż powiedział, że teoria może być testowane i proved.
Fizyka można podzielić na dwa rodzaje; fizyka klasyczna i mechanika kwantowa. Fizyka klasyczna wyjaśnia większość interakcji fizycznych, takich jak to, dlaczego piłka odbija się, gdy spada. Można ją również wykorzystać do przewidywania interakcji fizycznych, np. co się stanie, gdy upuścimy piłkę. Istnieją jednak pewne interakcje fizyczne, których fizyka klasyczna nie wyjaśnia; na przykład, jak światło może być zamienione w elektryczność. Mechanika kwantowa dostarcza fizykom sposobu na wyjaśnienie, dlaczego te rzeczy się dzieją.
Interpretacja kopenhaska jest używana do wyjaśnienia, co dzieje się z najmniejszą częścią atomu (cząstką subatomową) bez patrzenia na nią (obserwowania jej lub mierzenia). Matematyka jest używana, aby pokazać, jak prawdopodobne jest, że coś się stanie z cząstką. Cząstka może być opisana jako 50% prawdopodobieństwa, że znajdzie się w jednym miejscu w jednym czasie lub 50% prawdopodobieństwa, że znajdzie się w jednym miejscu w innym czasie. Można to również wyrazić jako wykres (lub formę fali). Jest to bardzo wygodne przy wykonywaniu obliczeń z zakresu fizyki kwantowej.
Jednakże jedynym sposobem, aby być w 100% pewnym tego, gdzie jest cząstka, jest jej obserwacja. Do momentu, w którym ją zaobserwujesz, Interpretacja Kopenhaska mówi, że cząstka jest tam i nie ma jej tam. Dopiero po zaobserwowaniu cząstki wiemy, czy ona tam jest, czy jej nie ma.
Jakkolwiek ma to sens w fizyce kwantowej, nie ma to sensu w fizyce klasycznej (świata rzeczywistego).
Schrödinger chciał pokazać, że taki sposób myślenia o mechanice kwantowej prowadziłby do absurdalnych sytuacji. Zaprojektował eksperyment myślowy.
Kot zostaje umieszczony w pokoju, który jest oddzielony od świata zewnętrznego.
W pokoju znajduje się licznik Geigera, który liczy ilość rozpadów radioaktywnych oraz odrobina radioaktywnego pierwiastka.
W ciągu jednej godziny jeden z atomów materiału radioaktywnego może ulec rozpadowi (lub rozbiciu, ponieważ materiał nie jest stabilny), lub nie.
Jeśli materiał się rozpadnie, uwolni cząstkę atomową, która uderzy w licznik Geigera, który uwolni trujący gaz, który zabije kota.
Pytanie teraz brzmi: czy pod koniec godziny kot jest żywy czy martwy? Schrödinger mówi, że zgodnie z Interpretacją Kopenhaską, tak długo jak drzwi są zamknięte, kot jest martwy i żywy. Nie ma sposobu, aby się tego dowiedzieć, dopóki drzwi nie zostaną otwarte. Ale otwierając drzwi, człowiek ingeruje w eksperyment. Osoba i eksperyment muszą być opisane w odniesieniu do siebie nawzajem.
Poprzez spojrzenie na eksperyment osoba wpłynęła na eksperyment, dlatego może on nie dać nam poprawnej odpowiedzi.