Η γάτα του Schrodinger

Σε ένα θεμελιώδες επίπεδο, η κβαντοφυσική μας λέει, ότι τα σωματίδια που αποτελούν την ύλη μπορούν να υπάρχουν μόνο σε ξεχωριστές καταστάσεις. Μπορούμε, για παράδειγμα, να υπολογίσουμε τη κατεύθυνση της στροφορμής (spin) του σωματιδίου ως επάνω ή κάτω, αλλά τίποτα το ενδιάμεσο. Εδώ μπαίνει η αρχή της επαλληλίας κβαντικών καταστάσεων, η οποία περιγράφει κάτι το εξαιρετικό σε σχέση με τη φύση και τη συμπεριφορά της ύλης, καθώς και των δυνάμεων που ισχύουν σε υποατομικά επίπεδα. Η επαλληλία μας λέει, πως όταν δεν ξέρουμε σε ποια κατάσταση βρίσκεται ένα σωματίδιο, τότε αυτό βρίσκεται συγχρόνως σε κάθε πιθανή κατάσταση. Είναι παντού και πουθενά! Μέχρι να το παρατηρήσουμε…  Η παρατήρηση είναι αυτή που το καθορίζει και το περιορίζει σε μια συγκεκριμένη κατάσταση ύπαρξης.

Το 1935, ο Schrodinger πρότεινε ένα νοητικό πείραμα για να δείξει πως η επαλληλία θα είχε εφαρμογή στον κανονικό κόσμο, τον δικό μας δηλαδή.

Το κλασικό του πλέον πείραμα έχει ως εξής:

Τοποθετούμε μια ζωντανή γάτα σε ένα σιδερένιο αδιαφανές κουτί, μαζί με ένα φιαλίδιο που περιέχει κάποιο δηλητηριώδες αέριο. Στο κουτί υπάρχει επίσης μια μικρή ποσότητα μιας ραδιενεργούς ουσίας. Αν ένα άτομο της ουσίας διασπαστεί, θα ενεργοποιηθεί ένας μηχανισμός με ένα σφυρί, που με τη σειρά του θα σπάσει το φιαλίδιο, απελευθερώνοντας το αέριο. Αν συμβεί κάτι  τέτοιο, τότε η γάτα θα πεθάνει ακαριαία. Ο παρατηρητής δεν έχει τρόπο να γνωρίζει αν κάποιο άτομο της ραδιενεργούς ουσίας διασπάται ή όχι, και άρα δεν ξέρει αν σπάει το φιαλίδιο ή όχι. Συνεπώς δεν γνωρίζει αν η γάτα ζει ή πέθανε.

Επειδή ακριβώς δεν γνωρίζουμε τι γίνεται μέσα στο κουτί, η γάτα είναι ζωντανή και νεκρή ταυτόχρονα. Έτσι τουλάχιστον μας λέει η επιστημονικότατη αρχή της επαλληλίας. Μόνο αφού ανοίξουμε το κουτί και δούμε με τα μάτια μας τη κατάσταση της γάτας, μόνο τότε λοιπόν η γάτα γίνεται ή ζωντανή ή νεκρή! Αυτή είναι η κβαντική απροσδιοριστία με τα παράδοξά της. Η παρατήρηση λοιπόν, είναι αυτή που καθορίζει το αποτέλεσμα, το οποίο δεν υπάρχει μέχρι να γίνει η παρατήρηση.

Και αν επεκτείνουμε τη συλλογιστική αυτή λίγο παραπέρα, όλη η ύλη που υπάρχει στο σύμπαν αποτελείται από υποατομικά σωματίδια που συμπεριφέρονται όπως περιγράφηκε παραπάνω.  Μόνο εφόσον τα παρατηρήσουμε παίρνουν μια συγκεκριμένη ιδιότητα, αυτήν δηλαδή που βλέπουμε ως ύλη γύρω μας. Άρα, μήπως η ύλη (το σύμπαν) δεν υπάρχει πραγματικά, και παίρνει υπόσταση μόνο όταν τη παρατηρούμε εμείς; Μήπως δηλαδή το σύμπαν φτιάχτηκε για εμάς και μόνο;