การทดลองทางความคิดของแมวของชโรดิงเงอร์ แมวของSchrödinger: เขายังมีชีวิตอยู่หรือไม่? สาระสำคัญของการทดลอง
แมวสามารถเป็นและตายพร้อมกันได้หรือไม่? จักรวาลคู่ขนานมีกี่จักรวาล? และพวกมันก็มีอยู่จริงเหรอ? คำถามเหล่านี้ไม่ใช่คำถามนิยายวิทยาศาสตร์ แต่เป็นคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงซึ่งแก้ไขได้ด้วยฟิสิกส์ควอนตัม
เรามาเริ่มกันที่ แมวของชโรดิงเงอร์- นี่คือการทดลองทางความคิดที่เสนอโดย Erwin Schrödinger เพื่อชี้ให้เห็นความขัดแย้งที่มีอยู่ในฟิสิกส์ควอนตัม สาระสำคัญของการทดลองมีดังนี้
แมวในจินตนาการถูกวางไว้พร้อมกันในกล่องปิด เช่นเดียวกับกลไกจินตภาพเดียวกันกับแกนกัมมันตภาพรังสีและภาชนะบรรจุก๊าซพิษ จากการทดลองนี้ ถ้านิวเคลียสสลายตัว มันจะกระตุ้นกลไกนี้ ถังแก๊สจะเปิดออก และแมวก็จะตาย ความน่าจะเป็นที่นิวเคลียร์จะสลายตัวคือ 1 ใน 2
ความขัดแย้งก็คือ ตามกลศาสตร์ควอนตัม หากไม่สังเกตนิวเคลียส แมวก็อยู่ในสิ่งที่เรียกว่าการซ้อนทับ หรืออีกนัยหนึ่ง แมวก็อยู่ในสถานะแยกจากกันพร้อมๆ กัน (ทั้งมีชีวิตและตาย) อย่างไรก็ตาม หากผู้สังเกตเปิดกล่อง เขาสามารถตรวจสอบได้ว่าแมวอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่ง: แมวยังมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว จากข้อมูลของชโรดิงเงอร์ ความไม่สมบูรณ์ของทฤษฎีควอนตัมนั้นอยู่ที่ความจริงที่ว่ามันไม่ได้ระบุภายใต้เงื่อนไขใดที่แมวจะยุติการซ้อนทับและกลายเป็นว่ามีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว
ความขัดแย้งนี้ประกอบขึ้นด้วยการทดลองของ Wigner ซึ่งเพิ่มหมวดหมู่ของเพื่อนเข้าไปในการทดลองทางความคิดที่มีอยู่แล้ว ตามที่ Wigner กล่าว เมื่อผู้ทดลองเปิดกล่อง เขาจะรู้ว่าแมวยังมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว สำหรับผู้ทดลอง แมวจะเลิกอยู่ในสถานะซ้อนทับ แต่สำหรับเพื่อนที่อยู่หลังประตู และยังไม่ทราบผลการทดลอง แมวก็ยังคงอยู่ที่ไหนสักแห่ง "ระหว่างความเป็นและความตาย" สิ่งนี้สามารถดำเนินต่อไปได้ด้วยจำนวนประตูและเพื่อนที่ไม่มีที่สิ้นสุด และตามตรรกะที่คล้ายกัน แมวจะอยู่ในการซ้อนทับจนกว่าทุกคนในจักรวาลจะรู้ว่าผู้ทดลองเห็นอะไรเมื่อเขาเปิดกล่อง
ฟิสิกส์ควอนตัมอธิบายความขัดแย้งดังกล่าวได้อย่างไร ฟิสิกส์ควอนตัมเสนอการทดลองทางความคิด การฆ่าตัวตายควอนตัมและสองสถานการณ์ที่เป็นไปได้ตามการตีความกลศาสตร์ควอนตัมที่แตกต่างกัน
ในการทดลองทางความคิด ปืนจะชี้ไปที่ผู้เข้าร่วมและจะยิงปืนอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของอะตอมกัมมันตรังสีหรือไม่ก็จะไม่ยิง อีกครั้ง 50 ถึง 50 ดังนั้นผู้เข้าร่วมในการทดลองจะตายหรือไม่ก็ตาม แต่ตอนนี้เขาเป็นเหมือนแมวของSchrödingerในการซ้อนทับ
สถานการณ์นี้สามารถตีความได้หลายวิธีจากมุมมองของกลศาสตร์ควอนตัม ตามการตีความของโคเปนเฮเกน ปืนจะหลุดออกมาในที่สุดและผู้เข้าร่วมจะเสียชีวิต ตามการตีความของเอเวอเรตต์ การซ้อนทับหมายถึงการมีอยู่ของจักรวาลคู่ขนานสองจักรวาลซึ่งมีผู้เข้าร่วมอยู่พร้อมกัน: หนึ่งในนั้นเขายังมีชีวิตอยู่ (ปืนไม่ได้ยิง) ในวินาทีที่เขาตาย (อาวุธยิง) อย่างไรก็ตามหากการตีความหลายโลกถูกต้องผู้เข้าร่วมจะยังคงมีชีวิตอยู่ในจักรวาลใดจักรวาลหนึ่งซึ่งนำไปสู่ความคิดเรื่องการดำรงอยู่ของ "ความเป็นอมตะควอนตัม"
สำหรับแมวของชโรดิงเงอร์และผู้สังเกตการณ์การทดลอง ตามการตีความของเอเวอเร็ตต์ เขาก็พบว่าตัวเองและแมวอยู่ในจักรวาลสองแห่งพร้อมกัน นั่นคือ "ภาษาควอนตัม" "พัวพัน" กับเขาในคราวเดียว
ดูเหมือนเรื่องราวจากนิยายวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม เป็นหนึ่งในทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่ในฟิสิกส์สมัยใหม่
มีสารกัมมันตภาพรังสีจำนวนเล็กน้อย ดังนั้นเล็กภายในหนึ่งชั่วโมง อาจจะมีเพียงอะตอมเดียวเท่านั้นที่จะสลายตัว แต่ด้วยความน่าจะเป็นที่เท่ากันมันอาจไม่สลายตัว หากสิ่งนี้เกิดขึ้น ท่ออ่านจะถูกปล่อยออกมาและรีเลย์จะทำงาน โดยปล่อยค้อนซึ่งจะทำให้ขวดแตกด้วยกรดไฮโดรไซยานิก หากคุณปล่อยให้ระบบทั้งหมดนี้อยู่กับตัวเองเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง เราก็สามารถพูดได้ว่าแมวจะมีชีวิตอยู่หลังจากเวลานี้ ทันทีที่อะตอมจะไม่สลายตัว การสลายตัวของอะตอมครั้งแรกจะทำให้แมวเป็นพิษ ฟังก์ชัน psi ของระบบโดยรวมจะแสดงสิ่งนี้โดยการผสมหรือทาสิ่งมีชีวิตและแมวที่ตายแล้ว (ขออภัยในการแสดงออก) ในส่วนเท่า ๆ กัน
สิ่งที่เป็นเรื่องปกติในกรณีเช่นนี้ก็คือ ความไม่แน่นอนที่แต่เดิมจำกัดอยู่แค่ในโลกอะตอม จะถูกเปลี่ยนไปสู่ความไม่แน่นอนในระดับมหภาค ซึ่งสามารถ ตกรอบแล้วผ่านการสังเกตโดยตรง สิ่งนี้ป้องกันไม่ให้เรายอมรับ "แบบจำลองเบลอ" อย่างไร้เดียงสาว่าสะท้อนความเป็นจริง สิ่งนี้ไม่ได้หมายถึงสิ่งใดที่ไม่ชัดเจนหรือขัดแย้งกัน มีความแตกต่างระหว่างภาพถ่ายที่เบลอหรือไม่อยู่ในโฟกัสกับภาพถ่ายเมฆหรือหมอก
ข้อความต้นฉบับ(เยอรมัน)
มีคนพูดถึงเรื่องนี้ด้วย Eine Katze wird ใน eine Stahlkammer gesperrt, zusammen mit folgender Höllenmaschine (คนตาย gegen den direkten Zugriff der Katze sichern muß): ใน einem Geigerschen Zählrohr befindet sich eine winzige Menge radioaktiver Substanz, ดังนั้นเวนิก, ดาส อิม เลาเฟอ ไอเนอร์ ชตุนเดอ วิเลชท์ eines von den Atomen zerfällt, ebenso wahrscheinlich aber auch keines; geschieht es, so spricht das Zählrohr an und betätigt über ein Relais ein Hämmerchen, das ein Kölbchen mit Blausäure zertrümmert. มนุษย์หมวกตาย ganze System eine Stunde lang sich selbst überlassen ดังนั้นคนฉลาด sich sagen daß die Katze noch lebt เหวินอินซวิสเชน ไคน์ อะตอม เซอร์ฟอลเลน อิสต์ เดอร์เออร์สเตอ Atomzerfall würde sie vergiftet haben. Die ψ -Funktion des ganzen Systems würde das so zum Ausdruck Bringen, daß in ihr die lebende und die tote Katze (s.v.v.) zu gleichen Teilen gemischt หรืออย่างอื่น
Das Typische an solchen Fällen ist, daß eine ursprünglich auf den Atombereich beschränkte Unbestimmtheit sich in grobsinnliche Unbestimmtheit umsetzt, die sich dann durch direkte Beobachtung เอนต์ไชเดนสุดท้าย. Das ขัดขวาง, ใน Weise ein “verwaschenes Modell” ที่ไร้เดียงสาและ Abbild der Wirklichkeit gelten zu lassen. An sich enthielte es nichts Unklares หรือ Widerspruchsvolles. Es ist ein Unterschied zwischen einer verwackelten oder unscharf eingestellten Photographie und einer Aufnahme von Wolken und Nebelschwaden.
ตามกลศาสตร์ควอนตัม หากไม่มีการสังเกตนิวเคลียส สถานะของนิวเคลียสจะถูกอธิบายโดยการซ้อน (การผสม) ของสองสถานะ - นิวเคลียสที่เน่าเปื่อยและนิวเคลียสที่ไม่เน่าเปื่อย ดังนั้น แมวที่นั่งอยู่ในกล่องจึงมีทั้งชีวิตและตาย ในเวลาเดียวกัน หากเปิดกล่อง ผู้ทดลองจะมองเห็นสถานะเฉพาะเพียงสถานะเดียวเท่านั้น ได้แก่ "นิวเคลียสเน่าเปื่อย แมวตายแล้ว" หรือ "นิวเคลียสยังไม่เน่าเปื่อย แมวยังมีชีวิตอยู่"
คำถามจะเป็นดังนี้: เมื่อใดที่ระบบจะหยุดดำรงอยู่เป็นส่วนผสมของสองสถานะและเลือกสถานะใดสถานะหนึ่งโดยเฉพาะวัตถุประสงค์ของการทดลองคือเพื่อแสดงให้เห็นว่ากลศาสตร์ควอนตัมไม่สมบูรณ์หากไม่มีกฎเกณฑ์บางประการที่ระบุภายใต้เงื่อนไขใดที่ฟังก์ชันคลื่นพังทลาย และแมวอาจตายหรือยังมีชีวิตอยู่ แต่สิ้นสุดการเป็นส่วนผสมของทั้งสองอย่าง
เนื่องจากเป็นที่ชัดเจนว่าแมวจะต้องมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว (ไม่มีสภาวะใดที่รวมความเป็นและความตายเข้าด้วยกัน) สิ่งนี้จะคล้ายกับนิวเคลียสของอะตอม มันจะต้องเน่าเปื่อยหรือไม่เน่าเปื่อย
ในระบบที่ซับซ้อนขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยอะตอมหลายพันล้านอะตอม ความเสื่อมสลายจะเกิดขึ้นเกือบจะในทันที และด้วยเหตุนี้ แมวจึงไม่สามารถทั้งตายและมีชีวิตอยู่ได้ในระยะเวลาที่วัดได้ กระบวนการแยกส่วนเป็นองค์ประกอบสำคัญของการทดลอง
บทความต้นฉบับตีพิมพ์ในปี 1935 บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหารือเกี่ยวกับ Einstein–Podolsky–Rosen Paradox (EPR) ซึ่งจัดพิมพ์โดย Einstein, Podolsky และ Rosen เมื่อต้นปีนั้น เอกสาร EPR และSchrödingerสรุปลักษณะที่แปลกประหลาดของ "การพัวพันของควอนตัม" (Verschränkung, การพัวพันของควอนตัมภาษาอังกฤษ, คำประกาศเกียรติคุณโดยSchrödinger) ลักษณะเฉพาะของสถานะควอนตัมที่ซ้อนทับกันของสถานะของทั้งสองระบบ (เช่น อนุภาคมูลฐานสองอะตอม ).
การตีความโคเปนเฮเกน
ในความเป็นจริง ฮอว์คิงและนักฟิสิกส์คนอื่นๆ หลายคนมีความเห็นว่าการตีความกลศาสตร์ควอนตัมของโรงเรียนโคเปนเฮเกนนั้นไม่ยุติธรรมในการเน้นบทบาทของผู้สังเกตการณ์ ความสามัคคีครั้งสุดท้ายระหว่างนักฟิสิกส์ในประเด็นนี้ยังไม่บรรลุผลสำเร็จ
การทำให้โลกขนานกันในแต่ละช่วงเวลาสอดคล้องกับหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถกำหนดได้อย่างแท้จริง ตรงกันข้ามกับความน่าจะเป็น เมื่อในแต่ละขั้นตอนจะมีการเลือกเส้นทางที่เป็นไปได้ขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็น
ความขัดแย้งของวิกเนอร์
นี่เป็นการทดลองของชโรดิงเงอร์เวอร์ชันที่ซับซ้อน Eugene Wigner แนะนำหมวดหมู่ของ "เพื่อน" หลังจากเสร็จสิ้นการทดลอง ผู้ทดลองเปิดกล่องและเห็นแมวที่มีชีวิต เวกเตอร์สถานะของแมวในขณะที่เปิดกล่องจะเข้าสู่สถานะ "นิวเคลียสไม่เน่าเปื่อย แมวยังมีชีวิตอยู่" ดังนั้นในห้องทดลองแมวจึงได้รับการยอมรับว่ายังมีชีวิตอยู่ ภายนอกห้องปฏิบัติการคือ เพื่อน. เพื่อนยังไม่รู้ว่าแมวยังมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว เพื่อนจะจดจำแมวว่ายังมีชีวิตอยู่ก็ต่อเมื่อผู้ทดลองบอกผลการทดลองแก่เขาเท่านั้น แต่คนอื่นๆ เพื่อนแมวยังไม่ได้รับการยอมรับว่ายังมีชีวิตอยู่ และจะได้รับการยอมรับก็ต่อเมื่อได้รับแจ้งผลการทดลองเท่านั้น ดังนั้น แมวจึงสามารถรับรู้ได้ว่ายังมีชีวิตอยู่อย่างสมบูรณ์ (หรือตายสนิท) เมื่อทุกคนในจักรวาลรู้ผลการทดลองนี้ จนถึงขณะนี้ ในระดับจักรวาลใหญ่ แมวตาม Wigner ยังมีชีวิตอยู่และตายในเวลาเดียวกัน
ดังที่ไฮเซนเบิร์กอธิบายให้เราฟัง เนื่องจากหลักการความไม่แน่นอน คำอธิบายของวัตถุในโลกไมโครควอนตัมจึงมีลักษณะที่แตกต่างจากคำอธิบายปกติของวัตถุในโลกมาโครของนิวตัน แทนที่จะเป็นพิกัดเชิงพื้นที่และความเร็ว ซึ่งเราใช้ในการอธิบายการเคลื่อนที่ทางกล เช่น ลูกบอลบนโต๊ะบิลเลียด ในวัตถุกลศาสตร์ควอนตัมจะถูกอธิบายโดยสิ่งที่เรียกว่าฟังก์ชันคลื่น ยอดของ "คลื่น" สอดคล้องกับความน่าจะเป็นสูงสุดในการค้นหาอนุภาคในอวกาศในขณะที่ทำการวัด การเคลื่อนที่ของคลื่นดังกล่าวอธิบายไว้ในสมการชโรดิงเงอร์ ซึ่งบอกเราว่าสถานะของระบบควอนตัมเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาอย่างไร
ตอนนี้เกี่ยวกับแมว ทุกคนรู้ดีว่าแมวชอบซ่อนในกล่อง () Erwin Schrödinger ก็รู้เรื่องนี้เช่นกัน ยิ่งไปกว่านั้น ด้วยความคลั่งไคล้ชาวนอร์ดิกอย่างแท้จริง เขาจึงใช้คุณลักษณะนี้ในการทดลองทางความคิดอันโด่งดัง สาระสำคัญก็คือมีแมวตัวหนึ่งถูกขังอยู่ในกล่องที่มีเครื่องจักรแห่งนรก เครื่องจักรเชื่อมต่อผ่านรีเลย์ไปยังระบบควอนตัม เช่น สารสลายกัมมันตภาพรังสี ความน่าจะเป็นของการสลายตัวเป็นที่รู้จักและเป็น 50% เครื่องจักรนรกจะถูกกระตุ้นเมื่อสถานะควอนตัมของระบบเปลี่ยนแปลง (เกิดการสลายตัว) และแมวตายสนิท หากคุณปล่อยให้ระบบ "Cat-box-hellish machine-quanta" ไว้กับตัวเองเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงและจำไว้ว่าสถานะของระบบควอนตัมนั้นอธิบายไว้ในแง่ของความน่าจะเป็น ก็จะชัดเจนว่าอาจเป็นไปไม่ได้ที่จะค้นหา ไม่ว่าแมวจะมีชีวิตอยู่หรือไม่ในช่วงเวลาที่กำหนด เช่นเดียวกับที่ไม่สามารถทำนายการตกของเหรียญบนหัวหรือก้อยล่วงหน้าได้อย่างแม่นยำ ความขัดแย้งนั้นง่ายมาก: ฟังก์ชันคลื่นที่อธิบายระบบควอนตัมผสมสองสถานะของแมว - มันมีชีวิตและตายในเวลาเดียวกัน เช่นเดียวกับที่อิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้สามารถระบุตำแหน่งด้วยความน่าจะเป็นที่เท่ากันในทุกที่ในอวกาศที่ห่างจาก นิวเคลียสของอะตอม หากเราไม่เปิดกล่อง เราก็จะไม่รู้แน่ชัดว่าแมวเป็นยังไงบ้าง โดยไม่ต้องสังเกต (อ่านค่าการวัด) ของนิวเคลียสของอะตอม เราสามารถอธิบายสถานะของมันได้โดยการซ้อนทับ (การผสม) ของสองสถานะเท่านั้น คือ นิวเคลียสที่เน่าเปื่อยและไม่เน่าเปื่อย แมวที่ติดยาเสพติดนิวเคลียร์มีทั้งเป็นและตายไปพร้อมๆ กัน คำถามคือ เมื่อใดที่ระบบจะยุติความเป็นส่วนผสมของสองสถานะและเลือกสถานะใดสถานะหนึ่งโดยเฉพาะ
การตีความการทดลองแบบโคเปนเฮเกนบอกเราว่าระบบเลิกเป็นส่วนผสมของสถานะและเลือกสถานะใดสถานะหนึ่งในขณะที่เกิดการสังเกต ซึ่งเป็นการวัดด้วย (กล่องเปิด) นั่นคือข้อเท็จจริงของการวัดเปลี่ยนความเป็นจริงทางกายภาพ นำไปสู่การล่มสลายของฟังก์ชันคลื่น (แมวอาจตายหรือยังมีชีวิตอยู่ แต่หยุดเป็นส่วนผสมของทั้งสองอย่าง)! ลองคิดดู การทดลองและการวัดผลที่มาพร้อมกับมันได้เปลี่ยนแปลงความเป็นจริงรอบตัวเรา โดยส่วนตัวแล้วข้อเท็จจริงนี้รบกวนสมองของฉันมากกว่าแอลกอฮอล์มาก Steve Hawking ผู้โด่งดังก็ประสบปัญหากับความขัดแย้งนี้เช่นกัน โดยย้ำว่าเมื่อเขาได้ยินเกี่ยวกับแมวของSchrödinger เขาจึงยื่นมือไปหา Browning ความรุนแรงของปฏิกิริยาของนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่โดดเด่นนั้นเนื่องมาจากความจริงที่ว่าในความเห็นของเขา บทบาทของผู้สังเกตการณ์ในการล่มสลายของฟังก์ชันคลื่น (การล่มสลายของมันเป็นหนึ่งในสองสถานะความน่าจะเป็น) นั้นเกินจริงอย่างมาก
แน่นอนว่า เมื่อศาสตราจารย์เออร์วินคิดเรื่องล้อเลียนแมวของเขาในปี 1935 มันเป็นวิธีอันชาญฉลาดในการแสดงความไม่สมบูรณ์ของกลศาสตร์ควอนตัม ในความเป็นจริงแล้ว แมวไม่สามารถเป็นและตายไปพร้อมกันได้ จากการตีความการทดลองครั้งหนึ่ง เห็นได้ชัดว่ามีความขัดแย้งระหว่างกฎของโลกมหภาค (เช่น กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ - แมวยังมีชีวิตอยู่หรือตาย) และกฎจุลภาค โลก (แมวเป็นและตายในเวลาเดียวกัน)
ข้อมูลข้างต้นใช้ในทางปฏิบัติ: ในการคำนวณควอนตัมและการเข้ารหัสควอนตัม สัญญาณไฟที่ซ้อนทับกันของสองสถานะจะถูกส่งผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสง หากผู้โจมตีเชื่อมต่อกับสายเคเบิลที่ไหนสักแห่งตรงกลางและทำการแตะสัญญาณที่นั่นเพื่อดักฟังข้อมูลที่ส่ง สิ่งนี้จะทำให้ฟังก์ชันคลื่นล่ม (จากมุมมองของการตีความโคเปนเฮเกน จะมีการสังเกต) และ แสงจะเข้าสู่รัฐใดรัฐหนึ่ง ด้วยการดำเนินการทดสอบทางสถิติของแสงที่ปลายรับของสายเคเบิล จะสามารถตรวจจับได้ว่าแสงอยู่ในสถานะซ้อนหรือถูกสังเกตแล้วและส่งไปยังจุดอื่นหรือไม่ ทำให้สามารถสร้างวิธีการสื่อสารที่ไม่รวมการสกัดกั้นและการดักฟังสัญญาณที่ไม่สามารถตรวจจับได้
การตีความการทดลองทางความคิดของชโรดิงเงอร์เมื่อเร็วๆ นี้อีกเรื่องหนึ่งคือเรื่องราวที่เชลดอน คูเปอร์ วีรบุรุษแห่งทฤษฎีบิ๊กแบง บอกกับเพนนี เพื่อนบ้านที่มีการศึกษาน้อยของเขา ประเด็นสำคัญของเรื่องราวของเชลดอนก็คือแนวคิดเรื่องแมวของชโรดิงเงอร์สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับความสัมพันธ์ของมนุษย์ได้ เพื่อที่จะทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นระหว่างชายและหญิง ความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาเป็นแบบไหน ดีหรือไม่ดี คุณเพียงแค่ต้องเปิดกล่อง ถึงตอนนั้นความสัมพันธ์มีทั้งดีและไม่ดี
YouTube สารานุกรม
-
1 / 5
ในความเป็นจริง ฮอว์คิงและนักฟิสิกส์คนอื่นๆ หลายคนมีความเห็นว่าการตีความกลศาสตร์ควอนตัมของโรงเรียนโคเปนเฮเกนนั้นไม่ยุติธรรมในการเน้นบทบาทของผู้สังเกตการณ์ ความสามัคคีครั้งสุดท้ายระหว่างนักฟิสิกส์ในประเด็นนี้ยังไม่บรรลุผลสำเร็จ
การทำให้โลกขนานกันในแต่ละช่วงเวลาสอดคล้องกับหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถกำหนดได้อย่างแท้จริง ตรงกันข้ามกับความน่าจะเป็น เมื่อในแต่ละขั้นตอนจะมีการเลือกเส้นทางที่เป็นไปได้ขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็น
ความขัดแย้งของวิกเนอร์
นี่เป็นการทดลองของชโรดิงเงอร์เวอร์ชันที่ซับซ้อน Eugene Wigner แนะนำหมวดหมู่ของ "เพื่อน" หลังจากเสร็จสิ้นการทดลอง ผู้ทดลองเปิดกล่องและเห็นแมวที่มีชีวิต เวกเตอร์สถานะของแมวในขณะที่เปิดกล่องจะเข้าสู่สถานะ "นิวเคลียสไม่เน่าเปื่อย แมวยังมีชีวิตอยู่" ดังนั้นในห้องทดลองแมวจึงได้รับการยอมรับว่ายังมีชีวิตอยู่ ภายนอกห้องปฏิบัติการคือ เพื่อน. เพื่อนยังไม่รู้ว่าแมวยังมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว เพื่อนจะจดจำแมวว่ายังมีชีวิตอยู่ก็ต่อเมื่อผู้ทดลองบอกผลการทดลองแก่เขาเท่านั้น แต่คนอื่นๆ เพื่อนแมวยังไม่ได้รับการยอมรับว่ายังมีชีวิตอยู่ และจะได้รับการยอมรับก็ต่อเมื่อได้รับแจ้งผลการทดลองเท่านั้น ดังนั้น แมวจึงสามารถรับรู้ได้ว่ายังมีชีวิตอยู่โดยสมบูรณ์ (หรือตายสนิท) เมื่อทุกคนในจักรวาลรู้ผลการทดลองนี้ จนถึงขณะนี้ ในระดับจักรวาลใหญ่ แมวตามที่ Wigner กล่าวไว้ ยังมีชีวิตอยู่และตายไปพร้อมๆ กัน
การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ
ข้อมูลข้างต้นใช้ในทางปฏิบัติ: ในการคำนวณควอนตัมและการเข้ารหัสควอนตัม สัญญาณไฟที่ซ้อนทับกันของสองสถานะจะถูกส่งไปตามสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก หากผู้โจมตีเชื่อมต่อกับสายเคเบิลที่ไหนสักแห่งตรงกลางและทำการแตะสัญญาณที่นั่นเพื่อดักฟังข้อมูลที่ส่ง สิ่งนี้จะทำให้ฟังก์ชันคลื่นล่ม (จากมุมมองของการตีความโคเปนเฮเกน จะมีการสังเกต) และ แสงจะเข้าสู่รัฐใดรัฐหนึ่ง ด้วยการดำเนินการทดสอบทางสถิติของแสงที่ปลายรับของสายเคเบิล จะสามารถตรวจจับได้ว่าแสงอยู่ในสถานะซ้อนหรือถูกสังเกตแล้วและส่งไปยังจุดอื่นหรือไม่ ทำให้สามารถสร้างวิธีการสื่อสารที่ไม่รวมการสกัดกั้นและการดักฟังสัญญาณที่ไม่สามารถตรวจจับได้
การทดลอง (ซึ่งตามหลักการแล้วสามารถทำได้ แม้ว่ายังไม่ได้สร้างระบบการเข้ารหัสควอนตัมที่ทำงานซึ่งสามารถส่งข้อมูลจำนวนมากได้ก็ตาม) ยังแสดงให้เห็นว่า "การสังเกต" ในการตีความแบบโคเปนเฮเกนไม่เกี่ยวข้องกับจิตสำนึกของผู้สังเกตการณ์ เนื่องจากในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงทางสถิติที่ปลายสายเคเบิลจะนำไปสู่การแตกกิ่งก้านของเส้นลวดที่ไม่มีชีวิตโดยสมบูรณ์
ความขัดแย้งที่มีชื่อเสียงที่สุดของกลศาสตร์ควอนตัมมีความเกี่ยวข้องกับชื่อของนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย Erwin Schrödinger
นี่เป็นการทดลองทางความคิดกับแมวในจินตนาการที่วางอยู่ในกล่องปิด กล่องบรรจุก๊าซพิษซึ่งเปิดและฆ่าแมวได้หลังจากที่นิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีสลายตัว ความน่าจะเป็นที่นิวเคลียสจะสลายตัวภายใน 1 ชั่วโมงคือ 1/2
กลศาสตร์ควอนตัมระบุว่าหากไม่สังเกตนิวเคลียส สถานะของนิวเคลียสจะเป็นส่วนผสมของผลลัพธ์ที่เป็นไปได้สองประการ คือแมวที่นั่งอยู่ในกล่องมีทั้งเป็นและตายไปพร้อมๆ กัน จนกระทั่งผู้ทดลองเปิดกล่องและเห็นว่าเกิดอะไรขึ้นจริง
มีการทดลองเวอร์ชันที่ซับซ้อนที่เสนอโดย Wigner หากผู้ทดลองเปิดกล่องและเห็นแมวที่มีชีวิต จะถือว่าแมวนั้นยังมีชีวิตอยู่ในห้องทดลอง แต่สมมติว่าผู้ทดลองมีเพื่อนอยู่นอกห้องปฏิบัติการ เขาจำได้ว่าแมวยังมีชีวิตอยู่ก็ต่อเมื่อผู้ทดลองแจ้งให้เขาทราบเท่านั้น แต่เพื่อนคนอื่นๆ ยังจำแมวตัวนี้ไม่ได้จนกว่าจะได้รับแจ้งผล นั่นคือจนถึงขณะนี้ จนกว่าทุกคนในจักรวาลจะทราบความคืบหน้าของการทดลอง แมวก็ยังมีชีวิตอยู่และตายไปพร้อมๆ กัน.
มีการตีความหลักกลศาสตร์ควอนตัมสองประการ โดยอธิบายการทดลองของชโรดิงเงอร์ในรูปแบบที่แตกต่างกัน
ในการตีความโคเปนเฮเกนระบบจะเลือกหนึ่งในสองสถานะที่เป็นไปได้ในขณะที่เกิดการสังเกต
การทดลองกับแมวแสดงให้เห็นว่าธรรมชาติของการสังเกตนั้นไม่ได้ถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจน: มันเกิดขึ้นในขณะที่กล่องถูกเปิดหรือในขณะที่อนุภาคสลายตัว? ไม่ว่าในกรณีใดก่อนที่จะเปิดกล่องแมวไม่ได้อยู่ในสถานะของการผสมระหว่างคนเป็นและคนตายเลยเพราะกฎของไมโครเวิลด์ใช้ไม่ได้กับวัตถุที่มองเห็นด้วยตาเปล่า
ผู้เสนอการตีความหลายโลกอย่าถือว่ากระบวนการวัดมีอะไรพิเศษ: สันนิษฐานว่าแมวมีอยู่ทั้งสองสถานะ แต่ในขณะที่ผู้สังเกตการณ์เปิดกล่อง ผู้สังเกตการณ์สองสถานะก็เกิดขึ้นซึ่งไม่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันในทางใดทางหนึ่ง นั่นคือจักรวาลแบ่งออกเป็นสองจักรวาลอื่น ๆ โดยหนึ่งในนั้นผู้สังเกตการณ์เห็นแมวที่ตายแล้วและอีกจักรวาลหนึ่งคือสิ่งมีชีวิต
การตีความนี้ดูน่าอัศจรรย์ แม้ว่านักวิทยาศาสตร์หลายคนจะยอมรับสิทธิในการดำรงอยู่ทัดเทียมกับโคเปนเฮเกนก็ตาม
ทฤษฎีหลายโลกเป็นแรงบันดาลใจให้กับผู้สร้างภาพยนตร์เรื่อง “The Prestige” (2549), “Source Code” (2554) และในขณะเดียวกัน แนวคิดบางประการเกี่ยวกับการเข้ารหัสควอนตัมก็มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีดังกล่าว