Není Schrödingerova kočka jen vtip?

V povědomí veřejnosti je Schrödingerova kočka zábavný důkaz toho, že pozorováním mění vědomí realitu a ta je také neurčitá, kočka může být současně živá i mrtvá. Jde vysvětlit tuto záhadu jednoduše za pár minut? Jde. 

Tak nejprve poznamenejme, že představu, že vědomí pozorováním ovlivňuje realitu, dnes už v kvantové fyzice skoro nikdo nebere vážně. Panuje většinový názor, že pozorování opravdu mění skutečnost a kočka je před otevřením krabice skutečně v superpozici stavů, je tedy současně živá i mrtvá. A že měření či pozorování tento stav zruší. Nicméně má se za to, že takovým "pozorovatelem" může být i neživý objekt, třeba kamera, tedy něco bez vědomí. Ta potřebuje registrovat světlo odražené od kočky, ale právě ony odrážející se fotony způsobují kolaps superpozice živá-mrtvá kočka (kolaps vlnové funkce).

Předpokládáme, že znáte tento myšlenkový pokus, ale pro jistotu: jde o to, že zavřeme kočku do neprůhledné krabice. V té krabici je slabý radioaktivní zdroj, který občas vyšle nějakého to záření. Fyzika neumí určit kdy, takže atomy tohoto zdroje jsou současně rozpadlé i nerozpadlé, neboli v superpozici. Tato neurčitost se přenese na kočku tak, že je v krabici čidlo radioaktivity, které zaregistruje záření nebo ne, podle toho, jestli se nějaký atom rozpadne či ne. Takže i čidlo je v superpozici. Čidlo, když zaznamená záření, spustí kladívko, které rozbije sklenici s cyankali, která usmrtí kočku. Tedy i kladívko, sklenička a kočka jsou superpozici. Kočka je tedy živá i mrtvá současně, dokud krabici neotevřeme a nepodíváme se, čímž kočka přejde do jednoznačného stavu.

Jenže každé pozorování ničí superpozici, takže správné je nalézt už první pozorování v kauzálním řetězci. Konkrétně pro Schrödingerovu kočku radioaktivní atom, který se rozpadne a vyšle své záření na čidlo radioaktivity, které spustí či nespustí rozbití skleničky s cyankali a tím i zabití kočky, tak tento atom může být (možná) v superpozici. Tato superpozice je už ale zlikvidována čidlem radioaktivity, které je vlastně "pozorovatelem" radioaktivního atomu. Dále už se tedy superpozice nepřenáší, a kočka proto nikdy není živá a mrtvá současně, stejně jako lahvička s jedem nikdy není zároveň rozbitá a celá.

Autor tohoto mediálně proslaveného mazlíčka, Erwin Schrödinger, ho vymyslel na jedné straně jako poťouchlý vtip, ale současně také jako vážně míněný argument, kterým popíral samotnou existenci superpozice. Ostatně, že je takový neurčitý stav jen subjektivní zdání, se dá snadno logicky odvodit. Představme si, že opět máme Schrödingerovu kočku zavřenou v krabici a u ní pozorovatele Petra. Petra i s touto krabicí zavřeme do místnosti bez oken a se zavřenými dveřmi. Před dveře postavíme druhého pozorovatele, Jana. Pak čekáme nějakou dobu na radioaktivní rozpad atomu. V jednom okamžiku Peter krabici otevře a už ví, je-li kočka mrtvá či živá. Jan je ale stále za zavřenými dveřmi, takže má být má být kočka v superpozici mrtvá-živá. Pak je ale kočka současně v superpozici (pro Jana) a zároveň v superpozici není (pro Petra), pro jednoho je neurčitá pro druhého ne. Je tedy zřejmé, že je superpozice jen subjektivní neznalost pozorovatele a nic takového ve skutečnosti neexistuje. Prostě jen ještě neví, jak kočka dopadla, takže jsou tu pořád dvě možnosti, z nichž reálná je ale vždy jen jedna.

Ony by také ze superpozice vyplývaly logicky dost nemožné důsledky. Stačí za radioaktivní atom vzít nějaký, který bude mít poločas rozpadu třeba deset tisíc let. Pak by kočka byla klidně sto let v superpozici bez vážného nebezpečí, že umře, neboť za takovou dobu je malá pravděpodobnost, že se nějaký atom rozpadne. Majitelům domácích mazlíčků, by se to mohlo hodit, když by nesehnali jejich hlídání na dovolenou. Dali by miláčka do krabice s radioaktivními atomy a jedem, a zvířátko by bylo v superpozici, tedy by nebylo ani živé, ani mrtvé, takže by nepotřeboval pít ani jíst, ani venčit. :-) (Viz Jak prodloužit život vaší (Schrödingerově) kočce na 1000 let.)

Chcete-li podrobnější analýzu, jako je to s touto slavnou kočkou, můžete ji najít zde: Nevědecké pohádky moderní vědy III - "náboženství" Schrödingerovy kočky.