Kot Schrödingera, czyli ten którego nikt nigdy nie zapudłował

Aby wyjaśnić kwestię kota, musimy poznać kilka zagadnień:

co to jest funkcja falowa
czym jest obserwacja
czym jest kolaps
co to jest superpozycja

Wszystkie te definicje są nierozerwalnie powiązane, a relacje zachodzące między nimi opisują, jak świat prawdopodobieństwa kwantowego manifestuje się jako rzeczywistość, którą znamy.

Postaram się znaleźć analogie, niekoniecznie odpowiadające aktualnemu stanowi wiedzy fizycznej, ale dające pewne wyobrażenie o wymienionych wyżej definicjach.

Wyobraź sobie studnię bez dna, do której ktoś wrzuca słoiki z przetworami. Studnia jest bardzo ciemna, nie ma sposobu, żeby zobaczyć spadające słoiki. Szyb studni ma jednak co 10 metrów okna - przez te okna można coś wystawić, żeby poczuć spadające słoiki. Ponieważ spadają z bardzo wysoka, mają ogromną prędkość, więc nie łapiemy ich w ręce - wystawiamy betonową płytkę.

Słoik spadając może o nią uderzyć, jeśli tak się stanie, możemy zbadać, co było zawartością słoika. Po wielu próbach badania słoików komuś może się udać znaleźć regułę związaną np. ze spadaniem ogórków kiszonych - może np. zauważyć, że ogórki spadają nie rzadziej niż raz na 15 minut i zazwyczaj po pieczarkach. Być może uda się wyprowadzić wzór pozwalający określić prawdopodobieństwo złapania ogórków.

W tej chwili mamy już pełny background do wyjaśnienia powyższych definicji:

Wzór, który pozwala obliczyć prawdopodobieństwo złapania ogórków, to funkcja falowa podróży ogórków w tej studni.
Fakt uderzenia słoika o płytkę betonową - to obserwacja. Ewidentnie słoik był w tym miejscu.
Kolaps - to rozbicie się słoika. Od tego momentu przewidywanie jego położenia na niższych poziomach nie ma sensu.
Superpozycja - to stan, w którym znajduje się słoik po wypuszczeniu, a przed obserwacją. Jest jeszcze cały, ale wystawiona płytka już na niego czeka.

Niestety w fizyce kwantowej nie jest tak prosto. Cały problem polega na tym, że w świecie kwantów prawie wszystko, co napisałem powyżej, jest prawdą - poza jednym: ten słoik rozbijający się o płytkę pojawia się dopiero w momencie uderzenia. Wcześniej go tak naprawdę nie ma - jest tylko falą prawdopodobieństwa tego, że znajdzie się w określonym miejscu i czasie.

Warto też zwrócić uwagę na skutki faktu obserwacji: słoik się rozbija - traci swoją pierwotną formę. Nie ma metody na przywrócenie go do poprzedniego stanu. (Fizycy potrafią cofnąć cząstkę do stanu podobnego jak przed kolapsem, ale przypomina to raczej operację z superglue niż rzeczywiste cofnięcie kolapsu, a tym bardziej - obserwacji.)

To, co zostaje po takim kolapsie, to świat, który widzimy wokół nas - w tym i koty. Koty są skutkiem zaistniałych już kolapsów materii, z której się składają. I nie ma sposobu, by cofnąć je do stanu superpozycji.

Pudełko pełne błędów

Przyjrzyjmy się więc eksperymentowi myślowemu pana Erwina Schrödingera. Gdzie popełnił błąd w tym najsłynniejszym eksperymencie fizyki kwantowej?

Schrödinger zaproponował, by wziąć fiolkę z materiałem rozszczepialnym, licznik Geigera, mechanizm rozbijający fiolkę z trucizną oraz kota - i zamknąć to wszystko w szczelnym pudełku. Według niego, po zamknięciu pudełka kot wchodzi w stan superpozycji, ponieważ jego życie zależy od tego, czy doszło do rozpadu - a to jest fundamentalnie nieprzewidywalne. Skutek tego faktu ma być nieokreślony aż do momentu obserwacji.

W odniesieniu do tego eksperymentu można wykazać dwa fundamentalne błędy:

Kot wchodzi w superpozycję - tak się nigdy nie dzieje. Materia sama z siebie nie wraca do superpozycji.^[L1] Według Ontologii Fali Kolapsu taki proces byłby możliwy, ale wymagałby ogromnych nakładów energetycznych i jest czysto spekulatywny.
Obserwacja to akt otwarcia pudełka - co prowadzi do absurdu. Jeśli osoba przeprowadzająca eksperyment zamknie się z nim w kolejnym pudełku, to sama stanie się częścią układu - i wejdzie w superpozycję. Można dodawać kolejne warstwy - w końcu nikt nie jest w stanie dokonać obserwacji. Obserwacja nie zachodzi.^[L3]

Już w latach 30. XX wieku fizycy czuli, że z pojęciem „obserwacji” coś jest nie tak. Einstein pytał: „Czy Księżyc znika, kiedy nikt na niego nie patrzy?”.

Dziś rozumiemy, czym jest obserwacja: to fizyczny fakt, w którym jeden układ rejestruje precyzyjnie jakąś wielkość drugiego układu - np. spin, polaryzację, pęd czy położenie. Taki akt tworzy połączenie - Ontologia Fali Kolapsu nazywa to relacją.^[L5]

Obserwator odczuwa skutki tej relacji - np. zmienia swój pęd, zwiększa poziom energetyczny itd.

Dlatego możemy stwierdzić: nigdy nie było żadnego kota w superpozycji. Gdyby był, to wszyscy zgromadzeni wokół pudełka byli bardziej zagrożeni własnym wejściem w superpozycję niż zastaniem zwłok kota.