Bardzo tajemniczy kot

Koty to wyjątkowo indywidualistyczne i nieprzystępne stworzenia. W 1935 r. narodził się najbardziej tajemniczy z nich wszystkich. Dziś nie wiadomo czy jest jeszcze żywy, czy już martwy.

Nie idzie tu jednak o wyjątkową długowieczność owego futrzastego czworonoga, zrodził się on bowiem jedynie jako eksperyment myślowy w głowie austriackiego fizyka Erwina Schrodingera. Próbując rozgryźć jeden z aspektów niedawno narodzonej mechaniki kwantowej, naukowiec wymyślił kota, który jest jednocześnie żywy i martwy. Przynajmniej dopóki nie sprawdzimy czy jeszcze żyje.

Eksperyment, na szczęście jedynie hipotetyczny, jest dość okrutny. W pojemniku umieszczamy żywego kota wraz z radioaktywnym atomem oraz wyjątkowo wymyślnym acz śmiercionośnym urządzeniem: licznikiem Geigera połączonym z młotkiem oraz zbiornikiem z trującym gazem. Jeżeli jądro atomu się rozpadnie zostanie to zarejestrowane przez licznik Geigera, ten z kolei uruchomi młotek, młotek rozbije zbiornik, ulotni się gaz i kot skona w męczarniach. Brzmi prosto i przypomina nawet pewną starą grę komputerową, pojawia się jednak pewien problem. Otóż radioaktywność jako zjawisko sama w sobie jest dość tajemnicza (nigdy nie wiadomo bowiem po jakim czasie dany atom wyemituje promieniowanie), kot może być więc w dowolnym momencie zarówno żywy jak i martwy, a dowiemy się tego jedynie otwierając pojemnik.

Schrodinger, wymyślając swojego kota, nawiązał do wielu niezmiernie istotnych dla mechaniki kwantowej problemów – kwestii obserwatora, kwestii informacji, zasady nieoznaczoności Heisenberga, kolapsu funkcji falowej. Funkcja falowa to matematyczny model opisujący zachowanie się cząstek elementarnych. W bardzo dużym uproszczeniu, kolaps polega na tym, że cząstka żyje sobie w swoim spokojnym kwantowym stanie tylko dopóki nie zaczniemy jej badać. Kiedy tylko pojawia się wredny naukowiec z urządzeniami pomiarowymi, cząstka opuszcza swoją kwantowo-falową krainę i powraca do naszego świata. Przekładając to na prozę życia, z cząstką elementarną jest trochę tak jak z młodym miłośnikiem środków halucynogennych, nad którym stają rodzice i wybudzają go ze stanu upojenia, na powrót zderzając z brutalną prozą życia.

Oto mamy więc naszego kota odgrywającego rolę cząstki elementarnej i przechodzącego ze stanu kwantowego w dający się zmierzyć stan klasyczny kiedy tylko otworzymy pojemnik. Eksperyment z kotem, choć pomyślany jako dowcip i nieuzasadniony naukowo (teorie Einsteina i spółki nie odnoszą się do obiektów tak dużych jak kot), pozostaje do dziś jedną z najciekawszych ilustracji mechaniki kwantowej i niesie ze sobą poważne konsekwencje filozoficzne. Od zarania dziejów mędrcy zadawali sobie pytanie: czy postrzegamy świat takim jaki jest czy też nasze zmysły zniekształcają nasz jego ogląd? Mechanika kwantowa daje brutalną odpowiedź: być może jakiś jest, ale kiedy tylko próbujemy go odczytać natychmiast, niczym główny bohater filmu „Zelig” Woody’ego Allena, przerażony konfrontacją z człowiekiem przybiera bezpieczną dla siebie i przyjemną dla otoczenia postać.

Optymistom (w tym przypadku grającym w jednej drużynie ze sceptykami) pozostaje wierzyć, że mechanika kwantowa to tylko równania matematyczne, z których nie wynikają poważne konsekwencje. Jakie bowiem znaczenie ma stan kota zamkniętego w pojemniku dla postronnego obserwatora? Kot być może jest w tym lub innym stanie, ale przecież wiadomo, że w jakimś jest a nasza nieświadomość nie ma tu nic do rzeczy. Niestety, ludzka nieświadomość ma tę irytującą właściwość, że zawsze dąży do przedzierzgnięcia się w świadomość; prędzej czy później zawsze znajdzie się więc ktoś kto w celu zaspokojenia ciekawości otworzy pojemnik. Być może mechanika kwantowa jest więc tak naprawdę psychologiczną prawdą o ludzkiej naturze a jedynym antidotum na jej nieprzeniknioność jest stare powiedzenie „kto wie mniej – śpi spokojniej”?

Źródło grafiki: pixabay.com