запой шредингера что это такое
Что такое алкогольный запой: подробно о причинах, симптомах и механизме развития
Слышать о существовании такого состояния, как алкогольный запой, приходилось каждому. Некоторым доводилось лицезреть запой воочию, на примере своих родственников, друзей или знакомых, а кому-то даже «посчастливилось» лично окунуться в эту сомнительную «нирвану».
Казалось бы, явление всем хорошо известно и обсуждать его нечего, но вот незадача — внятно ответить на простой вопрос что такое запой сумеют далеко немногие. Оказывается, в обществе существует сразу несколько трактовок того, чем является алкогольный запой, а потому без чёткого определения данного понятия дальнейшее рассуждение является невозможным.
Запой, псевдозапой и простое пьянство: что есть что
С медицинской точки зрения, настоящий запой — это специфическое состояние, при котором человек употребляет алкогольные напитки длительно, бесконтрольно и практически без перерывов, из-за чего пьющий не успевает по-настоящему протрезветь и осознать всё с ним происходящее. Отличительной особенностью истинного запоя является непреодолимая тяга к спиртному: настолько сильная, что пьющий забывает про родных и близких, работу или личные интересы, собственное здоровье и даже элементарную гигиену.
Различает медицина и такое понятие, как псевдозапой — длительное, непрерывное и плохо контролируемое употребление алкогольных напитков, но без выраженной тяги к спиртному, а обусловленное социальными причинами. Согласно принятой трактовке, псевдозапоем называют не состояние, а ситуацию, когда постоянно случаются какие-то поводы выпить (день рождения, похороны, юбилеи, день зарплаты и т. д.), а у человека недостаточно волевых качеств, чтобы отказаться от предлагаемого «угощения» и он, условно говоря, вынужден постоянно выпивать.
А ещё запоем иногда называют обычное состояние сильного опьянения.
Это уже не медицинский термин, а просто выражение, установившееся в определённых социальных кругах: «ушёл в запой». Его применяют по отношению к тем, кто ситуативно много выпил и опьянел, хотя к реальному запою, или даже псевдозапою, оно не имеет никакого отношения.
Также следует уточнить, что единой общепринятой классификации запоев по форме или продолжительности не существует, а потому возможны и другие трактовки данного понятия.
Механизм развития запоя
Биологический механизм развития настоящего запоя сложен и многогранен, но важнейшую роль в формировании упоминавшейся выше непреодолимой тяги к алкоголю играет нарушение синтеза гормона-нейромедиатора дофамина, ответственного за чувство удовлетворения и привязанности.
Алкоголь является блокатором антагонистов дофамина, которые помогают регулировать уровень содержания этого гормона в организме. После принятия спиртного механизм гормональной саморегуляции нарушается, количество дофамина в крови возрастает и у человека наступает так называемая алкогольная эйфория — ощущение блаженства и удовлетворённости.
Организм, пытаясь как-то адаптироваться к противоестественному повышению дофамина, запускает альтернативный механизм регуляции — снижение количества выработки гормона. Это становится причиной уже другой проблемы: низкое содержание дофамина провоцирует депрессивные настроения у медленно трезвеющего человека, в результате чего тот неосознанно снова тянется к алкоголю, чтобы «развеять грусть-печаль».
Возникает так называемый «порочный круг»: чем больше человек пьёт, тем меньше в его организме дофамина и тем выраженнее становятся депрессивные настроения, что и делает желание опять принять стопочку-другую настолько неодолимым. Вырваться из такого замкнутого цикла без посторонней помощи удаётся далеко не всем.
Причины запоя
Основной причиной истинного запоя всегда является хронический алкоголизм III или даже IV стадии, когда гормонально-регуляторные механизмы уже существенно нарушены, и организм не может столь же эффективно перерабатывать поступающее спиртное, как раньше. Именно это и создаёт предпосылки для возникновения той самой непреодолимой тяги к алкоголю и откровенной алкогольной зависимости, которые характерны для запоев. А вот лица, которые не страдают выраженным алкоголизмом, в запойные состояния практически никогда не впадают.
Иногда к причинам запоя причисляют социальные факторы: неустроенность личной жизни, нелады на работе, стрессы и психологические перегрузки, неправильное воспитание и т. д. На самом же деле социальное неблагополучие имеет к запою лишь косвенное отношение — внешние проблемы создают предпосылки для частого употребления спиртного и, как следствие, развития алкоголизма, на фоне которого и возникает в последующем запой. Сами же по себе факторы социального характера причиной запоя стать не могут.
Признаки настоящего запоя
Различить истинный запой от псевдозапоя только по внешним признакам достаточно затруднительно потому, что в обоих случаях человек употребляет внушительные дозы спиртного и потому подвергается интоксикации одинаковой природы. Однако некоторые различия между этими состояниями всё-таки есть, и обусловлены они тем, что настоящий запой развивается только на фоне хронического алкоголизма.
В частности, к внешним признакам настоящего запоя могут быть отнесены:
Чтобы более достоверно отличить истинный запой от псевдозапоя, нужно задать пьющему или его родственникам несколько вопросов:
Если ответом на эти вопросы будет уверенное «да», значит, речь действительно идёт о настоящем запое, требующем безотлагательного принятия соответствующих мер.
И напоследок: кратко о лечении и профилактике запойных состояний
Важно понимать: настоящий запой не лечат — его прерывают. Делается это посредством препятствования дальнейшего распития человеком спиртных напитков с одновременным проведением детоксикации для минимизации последствий алкогольного отравления. Обычно запойным пациентам ставят специальную капельницу, но в тяжёлых случаях могут использоваться и аппаратные методы — например, очистка крови плазмаферезом в условиях стационара.
Запой нельзя вылечить потому, что это не болезнь, а состояние, вызванное настоящим заболеванием — алкоголизмом. Отсюда следует и основное правило профилактики запойных состояний: необходимо лечить их первопричину — то есть, алкогольную зависимость. Только так можно обрести уверенность, что алкозависимый больной не уйдёт в новый «отрыв» уже через 5 минут после отъезда наркологической неотложной помощи. Других способов борьбы с запоями, к сожалению, не существует.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Много кто слышал это выражение, но возможно не все понимают даже упрощенный его смысл. Давайте попробуем разобраться без сложных теорий и формул.
«Кот Шредингера» – так называется знаменитый мысленный эксперимент знаменитого австрийского физика-теоретика Эрвина Шредингера, который также является лауреатом Нобелевской премии. С помощью этого вымышленного опыта ученый хотел показать неполноту квантовой механики при переходе от субатомных систем к макроскопическим системам.
Оригинальная статья Эрвина Шредингера вышла в свет 1935 году. Вот цитата:
Согласно квантовой механике, если над ядром атома не производится наблюдение, то его состояние описывается смешением двух состояний — распавшегося ядра и нераспавшегося ядра, следовательно, кот, сидящий в ящике и олицетворяющий ядро атома, и жив, и мёртв одновременно. Если же ящик открыть, то экспериментатор может увидеть только какое-нибудь одно конкретное состояние — «ядро распалось, кот мёртв» или «ядро не распалось, кот жив».
Вопрос стоит так: когда система перестаёт существовать как смешение двух состояний и выбирает одно конкретное? Цель эксперимента — показать, что квантовая механика неполна без некоторых правил, которые указывают, при каких условиях происходит коллапс волновой функции, и кот либо становится мёртвым, либо остаётся живым, но перестаёт быть смешением того и другого. Поскольку ясно, что кот обязательно должен быть либо живым, либо мёртвым (не существует состояния, промежуточного между жизнью и смертью), то это будет аналогично и для атомного ядра. Оно обязательно должно быть либо распавшимся, либо нераспавшимся (Википедия).
Еще одной наиболее свежей интерпретацией мысленного эксперимента Шредингера является рассказ Шелдона Купера, героя сериала «Теория большого взрыва» («Big Bang Theory»), который он произнес для менее образованной соседки Пенни. Суть рассказа Шелдона заключается в том, что концепция кота Шредингера может быть применена в отношениях между людьми. Для того чтобы понять, что происходит между мужчиной и женщиной, какие отношения между ними: хорошие или плохие, – нужно просто открыть ящик. А до этого отношения являются одновременно и хорошими, и плохими.
Ниже приведен видеофрагмент этого диалога «Теории большого взрыва» между Шелдоном и Пении.
Иллюстрация Шрёдингера является наилучшим примером для описания главного парадокса квантовой физики: согласно её законам, частицы, такие как электроны, фотоны и даже атомы существуют в двух состояниях одновременно («живых» и «мёртвых», если вспоминать многострадального кота). Эти состояния называются суперпозициями.
Американский физик Арт Хобсон (Art Hobson) из университета Арканзаса (Arkansas State University) предложил своё решение данного парадокса.
«Измерения в квантовой физике базируются на работе неких макроскопических устройств, таких как счётчик Гейгера, при помощи которых определяется квантовое состояние микроскопических систем — атомов, фотонов и электронов. Квантовая теория подразумевает, что если вы подсоедините микроскопическую систему (частицу) к некому макроскопическому устройству, различающему два разных состояния системы, то прибор (счётчик Гейгера, например) перейдёт в состояние квантовой запутанности и тоже окажется одновременно в двух суперпозициях. Однако невозможно наблюдать это явление непосредственно, что делает его неприемлемым», — рассказывает физик.
Хобсон говорит, что в парадоксе Шрёдингера кот играет роль макроскопического прибора, счётчика Гейгера, подсоединённого к радиоактивному ядру, для определения состояния распада или «нераспада» этого ядра. В таком случае, живой кот будет индикатором «нераспада», а мёртвый кот — показателем распада. Но согласно квантовой теории, кот, так же как и ядро, должен пребывать в двух суперпозициях жизни и смерти.
Вместо этого, по словам физика, квантовое состояние кота должно быть запутанным с состоянием атома, что означает что они пребывают в «нелокальной связи» друг с другом. То есть, если состояние одного из запутанных объектов внезапно сменится на противоположное, то состояние его пары точно также поменяется, на каком бы расстоянии друг от друга они ни находились. При этом Хобсон ссылается на экспериментальные подтверждения этой квантовой теории.
«Самое интересное в теории квантовой запутанности — это то, что смена состояния обеих частиц происходит мгновенно: никакой свет или электромагнитный сигнал не успел бы передать информацию от одной системы к другой. Таким образом, можно сказать, что это один объект, разделённый на две части пространством, и неважно, как велико расстояние между ними», — поясняет Хобсон.
Кот Шрёдингера больше не живой и мёртвый одновременно. Он мёртв, если произойдёт распад, и жив, если распад так и не случится.
Добавим, что похожие варианты решения этого парадокса были предложены ещё тремя группами учёных за последние тридцать лет, однако они не были восприняты всерьёз и так и остались незамеченными в широких научных кругах. Хобсонотмечает, что решение парадоксов квантовой механики, хотя бы теоретические, совершенно необходимы для её глубинного понимания.
Подробнее о работе физика можно почитать в его статье, которая была опубликована в журнале Physical Review A.
А вот совсем недавно ТЕОРЕТИКИ ОБЪЯСНИЛИ, КАК ГРАВИТАЦИЯ УБИВАЕТ КОТА ШРЁДИНГЕРА, но это уже сложнее …
Как правило, физики объясняют феномен того, что суперпозиция возможна в мире частиц, но невозможна с котами или другими макрообъектами, помехами от окружающей среды. Когда квантовый объект проходит сквозь поле или взаимодействует со случайными частицами, он тут же принимает всего одно состояние — как если бы его измерили. Именно так и разрушается суперпозиция, как полагали учёные.
Но даже если каким-либо образом стало возможным изолировать макрообъект, находящийся в состоянии суперпозиции, от взаимодействий с другими частицами и полями, то он всё равно рано или поздно принял бы одно-единственное состояние. По крайней мере, это верно для процессов, протекающих на поверхности Земли.
«Где-то в межзвёздном пространстве, может быть, кот и имел бы шанс сохранить квантовую когерентность, но на Земле или вблизи любой планеты это крайне маловероятно. И причина тому — гравитация», — поясняет ведущий автор нового исследования Игорь Пиковский (Igor Pikovski) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
Пиковский и его коллеги из Венского университета утверждают, что гравитация оказывает разрушительное воздействие на квантовые суперпозиции макрообъектов, и потому мы не наблюдаем подобных явлений в макромире. Базовая концепция новой гипотезы, к слову, кратко изложена в художественном фильме «Интерстеллар».
Эйнштейновская общая теория относительности гласит, что чрезвычайно массивный объект будет искривлять вблизи себя пространство-время. Рассматривая ситуацию на более мелком уровне, можно сказать, что для молекулы, помещённой у поверхности Земли, время будет идти несколько медленнее, чем для той, что находится на орбите нашей планеты.
Из-за влияния гравитации на пространство-время молекула, попавшая под это влияние, испытает отклонение в своём положении. А это, в свою очередь, должно повлиять и на её внутреннюю энергию — колебания частиц в молекуле, которые изменяются с течением времени. Если молекулу ввести в состояние квантовой суперпозиции двух локаций, то соотношение между положением и внутренней энергией вскоре заставило бы молекулу «выбрать» только одну из двух позиций в пространстве.
«В большинстве случаев явление декогеренции связано с внешним влиянием, но в данном случае внутреннее колебание частиц взаимодействует с движением самой молекулы», — поясняет Пиковский.
Этот эффект пока что никто не наблюдал, поскольку другие источники декогеренции, такие как магнитные поля, тепловое излучение и вибрации, как правило, гораздо сильнее, и вызывают разрушение квантовых систем задолго до того, как это сделает гравитация. Но экспериментаторы стремятся проверить высказанную гипотезу.
Маркус Арндт (Markus Arndt), физик-экспериментатор из Венского университета, проводит опыты по наблюдению квантовой суперпозиции у макроскопических объектов. Он посылает небольшие молекулы в интерферометр, фактически предоставляя частице «выбор», какой дорогой пойти. С точки зрения классической механики молекула может пройти только одним путём, но квантовая молекула может пройти сразу двумя путями, интерферируя сама с собой и создавая характерный волнообразный рисунок.
Подобная установка также может быть использована для проверки способности гравитации разрушать квантовые системы. Для этого необходимо будет сравнить вертикальный и горизонтальный интерферометры: в первом суперпозиция должна будет вскоре исчезнуть из-за растяжения времени на разных «высотах» пути, тогда как во втором квантовая суперпозиция может и сохраниться.
Запойный алкоголизм: причины и последствия
Чрезмерное, продолжительное употребление спиртного влечет за собой плачевные последствия. Вместе с алкоголизмом у больного может возникать так называемый запой. Нередко такое состояние требует лечения в условиях клиники – только таким путем можно достичь результатов.
Что такое запой?
Запой представляет собой продолжительное употребление спиртного – от суток. При этом характерной чертой описываемого состояния становится развитие выраженной алкогольной интоксикации. Это неизменный спутник алкоголизма на второй, третьей стадии болезни. Поначалу это длится 3-10 дней. По мере усугубления течения заболевания увеличивается частота запоев, их продолжительность. Периоды трезвости становятся с каждым разом короче.
В клинической наркологии понятие дипсомании ассоциируется с запойным пьянством. Термин подразумевает непрерывное пребывание человека в состоянии алкогольного опьянения. Возникает неудержимое влечение к приему спиртосодержащих напитков вне зависимости от их вида, качества.
Специфической чертой возникающего состояния является то, что человек не успевает трезветь. Алкоголь не выводится из организма, так как постоянно употребляются новые дозы. Чаще всего это начинает происходить спустя 5-6 лет хронического алкоголизма.
Виды дипсомании
В зависимости от длительности запойный алкоголизм может делиться на виды:
Истинный и ложный запой
Отечественная медицинская литература выделяет понятия истинного и ложного запоя. Второй вариант предполагает употребление спиртного подряд 7-10 суток. Как правило, внешние обстоятельства вынуждают больного остановиться. Нередко к описываемой ситуации приводит усталость. На данном этапе не успела сформироваться физическая тяга к спиртосодержащим напиткам. Только теряется контроль над количеством потребленного этанола. В этом случае не всегда требуется вмешательство медиков. Социальные связи остаются достаточно крепкими – человек может вернуться к нормальному образу жизни.
Истинный запой имеет продолжительность минимум 2 недели, порой этот период растягивается до нескольких месяцев. Интересы больного ограничены употреблением спиртного. Алкоголь продолжают принимать с целью облегчения мучительных проявлений абстинентного синдрома. Приходится снова и снова добавлять дозу этанола, чтобы устранить похмелье. Возлияния уже не способны принести удовлетворения, а становятся жизненной необходимостью.
Довольно редко можно наблюдать какой — либо вариант в чистом виде. Чаще происходит смешение двух видов запоев, где преобладает один из них.
Особенности женской и мужской дипсомании
Стать запойным пьяницей может в равной степени как мужчина, так и женщина. Причины возникновения такой проблемы у представителей обоих полов не имеют существенных различий. А вот характерные черты протекания недуга совершенно иные.
Однако мужской запойный алкоголизм возникает чаще. В обществе это явление стало привычным. Лечение такого состояния у мужчин проходит легче в сравнении с женщинами. Это обусловлено особенностями физиологии.
Причины запойного алкоголизма
Признаки и симптомы
Для дипсомании характерен ряд симптомов, среди которых :
К числу симптомов относятся проблемы со сном. Организм не может полноценно восстановиться после ночного отдыха.
При опьянении человек больше не испытывает эйфории, преобладает раздражительность, агрессия. Провалы в памяти становятся все более серьезными. Человек не способен вспомнить, что делал, где находился в конкретный момент времени.
Выведение из запоя
Вывод из запойного состояния подразумевает нормализацию психоэмоционального состояния больного, восстановление обмена веществ. Первоочередной задачей становится детоксикация организма. Нужно разорвать порочный круг, которой приводит к усугублению проблемы. Обычно назначается инфузионно-капельная терапия. Результатом становится облегчение состояния пациента.
Однако при выведении из запоя нужно еще восстановить поврежденные токсинами органы. Для этого к лечению добавляются ноотропные, метаболические препараты, а также гепатопротекторы. Неотъемлемой составляющей становится психотерапия. При этом делается углубленная мотивация на трезвость.
Подходит ли легкий вариант излечения, стандартный или же понадобится глубокое очищение – определяет врач. Передовой уровень оснащения клиники Сквира позволяет оказывать эффективную помощь больным любой степени тяжести.
Непродолжительную дипсоманию удается победить в домашних условиях. Ключевым моментом становится очищение тела от продуктов распада этанола. Понадобится пить большое количество воды, аптечные сорбенты. Указанная мера становится первоочередной на пути к трезвости. За счет этого восстанавливается водно-электролитный баланс. На протяжении 3 последующих суток следует исключить из рациона жареную, жирную пищу, добавить вареные овощи, гречку, рис. Общий вид схемы решения проблемы таков: прием медикаментов нескольких фармакологических групп, коррекция питания.
Лечение
Терапия осуществляется как в домашних условиях, так и путем стационарного лечения. Первый вариант подходит лишь при второй стадии алкоголизма или кратковременном характере проблемы. Однако если употребление алкоголя затянулось, абстиненция имеет тяжелые проявления, нарушена деятельность внутренних органов, речь идет о госпитализации. Выбор схемы лечения осуществляется в индивидуальном порядке. Опытный врач подберет тот вариант, который окажется действенным в конкретном случае. Борьба с патологией предполагает применение медикаментозного способа.
В домашних условиях решить проблему порой не представляется возможным. Целесообразно обратиться за помощью к профессионалам. Центр Сквира имеет условия для полноценного излечения больных. Опытные специалисты помогут быстро и безболезненного пройти реабилитацию после алкогольного запоя. Понадобится только довериться врачам, которые знают толк в своем деле.
Автор статьи
Михаил Иванович Сквира
Окончил УО «ГомГМУ» по специальности «Лечебное дело». Клинический психолог, магистр психологических наук, с 2016 по 2018 год ведущий специалист в УЗ «ГОКПБ» по работе с алкогольной зависимостью методом «Эдельвейс», автор статей и публикаций. Отмечен благодарностью за многолетний плодотворный труд в системе здравоохранения.
Стаж работы: 16 лет
Что такое кот Шредингера простыми словами?
Юрий Гордеев
Программист, гейм-девелопер, дизайнер, художник
«Кот Шредингера» — это мысленный эксперимент, предложенный одним из пионеров квантовой физики, чтобы показать, насколько странно квантовые эффекты выглядят применительно к макроскопическим системам.
Постараюсь объяснить действительно простыми словами: господа физики, не взыщите. Фраза «грубо говоря» подразумевается далее перед каждым предложением.
В очень, очень мелких масштабах мир состоит из вещей, ведущих себя весьма необычно. Одна из наиболее странных характеристик таких объектов — способность находиться в двух взаимоисключающих состояниях одновременно.
Что с интуитивной точки зрения еще более необычно (кто-то даже скажет, жутковато) — акт целенаправленного наблюдения устраняет эту неопределенность, и объект, только что находившийся в двух противоречивых состояниях одновременно, предстает перед наблюдателем лишь в одном из них, как ни в чем не бывало, смотрит в сторонку и невинно посвистывает.
На субатомном уровне все к этим выходкам уже давно привыкли. Существует математический аппарат, описывающий эти процессы, и знания о них нашли самые разные применения: например, в компьютерах и криптографии.
На макроскопическом же уровне эти эффекты не наблюдаются: привычные нам объекты всегда находятся в единственном конкретном состоянии.
А теперь мысленный эксперимент. Берем кота и сажаем его в ящик. Туда же помещаем колбу с ядовитым газом, радиоактивный атом и счетчик Гейгера. Радиоактивный атом может распасться в любой момент, а может не распасться. Если он распадется, счетчик засечет радиацию, нехитрый механизм разобьет колбу с газом, и наш кот погибнет. Если нет — кот останется жив.
Закрываем ящик. С этого момента с точки зрения квантовой механики наш атом находится в состоянии неопределенности — он распался с вероятностью 50% и не распался с вероятностью 50%. До того, как мы откроем ящик и заглянем туда (произведем наблюдение), он будет находиться в обоих состояниях сразу. А поскольку судьба кота напрямую зависит от состояния этого атома, выходит, что кот тоже буквально жив и мертв одновременно (». размазывая живого и мёртвого кота (простите за выражение) в равных долях…» — пишет автор эксперимента). Именно так эту ситуацию описала бы квантовая теория.
Шредингер едва ли догадывался, какого шуму наделает его идея. Разумеется, сам эксперимент даже в оригинале описан чрезвычайно грубо и без претензии на научную аккуратность: автор хотел донести до коллег идею о том, что теорию необходимо дополнить более четкими определениями таких процессов, как «наблюдение», чтобы исключить сценарии с котами в ящиках из ее юрисдикции.
Идею кота использовали даже для того, чтобы «доказать» существование Бога как сверхразума, непрерывным своим наблюдением делающего возможным само наше существование. В действительности же «наблюдение» не требует наличия сознательного наблюдателя, что лишает квантовые эффекты некоторой доли мистики. Но даже при этом квантовая физика остается на сегодня фронтом науки с множеством необъясненных явлений и их интерпретаций.
Иван Болдин
кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, выпускник МФТИ
Поведение объектов микромира (элементарных частиц, атомов, молекул) существенно отличается от поведения объектов, с которыми нам обычно приходится иметь дело. Например, электрон может пролетать одновременно через два пространственно удаленных места или находится одновременно на нескольких орбитах в атоме. Чтобы описать эти явления была создана теория — квантовая физика. По этой теории, например, частицы могут быть размазаны в пространстве, но если вы захотите определить, где же частица все-таки находится, то вы всегда обнаружите в каком-то месте всю частицу целиком, то есть она как бы схлопнется из своего размазанного состояния в какое-то определенное место. То есть считается, что пока вы не измерили положение частицы, она вообще не имеет положения, и физика только может предсказать, с какой вероятностью в каком месте вы можете обнаружить частицу.
Эрвин Шредингер, один из создателей квантовой физики, задался вопросом: а что, если в зависимости от от результата измерения состояния какой-нибудь микрочастицы происходит или не происходит какое-нибудь событие. Например, это можно было бы реализовать следующим образом: берется радиоактивный атом с периодом полураспада, скажем, час. Атом можно поместить в непрозрачный ящик, поставить туда устройство, которое при попадании на него продуктов радиоактивного распада атома разбивает ампулу с ядовитым газом, и посадить в этот ящик кота. Тогда вы извне не увидите, распался атом или нет, то есть по квантовой теории он одновременно распался и не распался, а кот, стало быть, одновременно жив и мертв. Такого кота стали называть котом Шредингера.
Может показаться удивительным, что кот может быть одновременно жив и мертв, хотя формально здесь нет противоречия и это не является опровержением квантовой теории. Однако могут возникнуть вопросы, например: кто может осуществить схлопывание атома из размазанного в определенное состояние, а кто при такой попытке сам переходит в размазанное состояние? Как протекает этот процесс схлопывания? Или как же получается, что тот, кто осуществляет схлопывание, сам не подчиняется законам квантовой физики? Имеют ли эти вопросы смысл, и, если да, то каковы на них ответы — до сих пор неясно.
George Panin
окончил РХТУ им. Д.И. Менделеева, главный специалист исследовательского департамента (маркетинговые исследования)
Как объяснил нам Гейзенберг, из-за принципа неопределенности описание объектов квантового микромира носит иной характер, нежели привычное описание объектов ньютоновского макромира. Вместо пространственных координат и скорости, которыми мы привыкли описывать механическое движение, например шара по бильярдному столу, в квантовой механике объекты описываются так называемой волновой функцией. Гребень «волны» соответствует максимальной вероятности нахождения частицы в пространстве в момент измерения. Движение такой волны описывается уравнением Шрёдингера, которое и говорит нам о том, как изменяется со временем состояние квантовой системы.
Теперь про кота. Всем известно, что коты любят прятаться в коробках (thequestion.ru). Эрвин Шредингер тоже был в курсе. Более того, с чисто нордическим изуверством он использовал эту особенность в знаменитом мысленном эксперименте. Суть его заключалась в том, что в коробке с адской машиной заперт кот. Машина через реле подсоединена к квантовой системе, например, радиоактивно распадающемуся веществу. Вероятность распада известна и составляет 50%. Адская машина срабатывает когда квантовое состояние системы меняется (происходит распад) и котик погибает полностью. Если предоставить систему «Котик-коробка-адская машина-кванты» самой себе на один час и вспомнить, что состояние квантовой системы описывается в терминах вероятности, то становится понятным, что узнать жив котик или нет, в данный момент времени, наверняка не получится, так же, как не выйдет точно предсказать падение монеты орлом или решкой заранее. Парадокс очень прост: волновая функция, описывающая квантовую систему, смешивает в себе два состояния кота — он жив и мертв одновременно, так же как связанный электрон с равной вероятностью может находится в любом месте пространства, равноудаленного от атомного ядра. Если мы не открываем коробку, мы не знаем точно, как там котик. Не произведя наблюдения (читай измерения) над атомным ядром мы можем описать его состояние только суперпозицией (смешением) двух состояний: распавшегося и нераспавшегося ядра. Кот, находящийся в ядерной зависимости, и жив и мертв одновременно. Вопрос стоит так: когда система перестаёт существовать как смешение двух состояний и выбирает одно конкретное?
Копенгагенская интерпретация эксперимента говорит нам о том, что система перестаёт быть смешением состояний и выбирает одно из них в тот момент, когда происходит наблюдение, оно же измерение (коробка открывается). То есть сам факт измерения меняет физическую реальность, приводя к коллапсу волновой функции (котик либо становится мёртвым, либо остаётся живым, но перестаёт быть смешением того и другого)! Вдумайтесь, эксперимент и измерения, ему сопутствующие, меняют реальность вокруг нас. Лично мне этот факт выносит мозг гораздо сильнее алкоголя. Небезызвестный Стив Хокинг тоже тяжело переживает этот парадокс, повторяя, что когда он слышит про кота Шредингера, его рука тянется к браунингу. Острота реакции выдающегося физика-теоретика связанна с тем, что по его мнению, роль наблюдателя в коллапсе волновой функции (сваливанию её к одному из двух вероятностных) состояний сильно преувеличена.
Конечно, когда профессор Эрвин в далеком 1935 г. задумывал свое кото-измывательство это был остроумный способ показать несовершенство квантовой механики. В самом деле, кот не может быть жив и мертв одновременно. В результате одной из интерпретаций эксперимента стала очевидность противоречия законов макро-мира (например, второго закона термодинамики — кот либо жив, либо мертв) и микро-мира (кот жив и мертв одновременно).
Вышеописанное применяется на практике: в квантовых вычислениях и в квантовой криптографии. По волоконно-оптическому кабелю пересылается световой сигнал, находящийся в суперпозиции двух состояний. Если злоумышленники подключатся к кабелю где-то посередине и сделают там отвод сигнала, чтобы подслушивать передаваемую информацию, то это схлопнет волновую функцию (с точки зрения копенгагенской интерпретации будет произведено наблюдение) и свет перейдёт в одно из состояний. Проведя статистические пробы света на приёмном конце кабеля, можно будет обнаружить, находится ли свет в суперпозиции состояний или над ним уже произведено наблюдение и передача в другой пункт. Это делает возможным создание средств связи, которые исключают незаметный перехват сигнала и подслушивание.