قطة شرودنجر هي تجربة فكرية ابتكرها الفيزيائي النمساوي إرفين شرودنجر في عام 1935، وهي تهدف إلى تسليط الضوء على المشاكل والتناقضات في تفسير ميكانيكا الكم، خاصة فيما يتعلق بمفهوم التراكب الكمي والمراقبة. تهدف التجربة إلى إبراز غرابة النظرية الكمية عندما تُطبَّق على الأشياء اليومية المألوفة.
وصف التجربة
في تجربة قطة شرودنجر، يتم وضع قطة داخل صندوق مغلق مع جهاز يتكون من ما يلي:
- مادة مشعة: تحتوي على نواة لها احتمال معين للتحلل خلال فترة زمنية معينة.
- عداد جايجر: جهاز يستشعر تحلل النواة المشعة.
- آلية تدمير: تحتوي على قارورة من السم مرتبطة بعداد جايجر، حيث يتم كسر القارورة وإطلاق السم إذا تم اكتشاف تحلل النواة بواسطة عداد جايجر.
حسب قوانين ميكانيكا الكم، قبل أن يتم قياس حالة النواة (إذا كانت قد تحللت أم لا)، تكون النواة في حالة تراكب كمي، أي أنها في حالتين في نفس الوقت: متحللة وغير متحللة. نتيجة لذلك، القطة أيضًا تكون في حالة تراكب كمي، حيث تكون حية وميتة في نفس الوقت حتى يتم فتح الصندوق ومراقبة الحالة.
تفسيرات التجربة
التجربة تثير العديد من الأسئلة حول كيفية تفسير ميكانيكا الكم. هناك تفسيران رئيسيان لهذه التجربة:
- تفسير كوبنهاغن: ينص على أن التراكب الكمي ينتهي عند المراقبة. عندما يتم فتح الصندوق، يتوقف التراكب وتنهار الحالة الكمية إلى واحدة من الحالتين الممكنتين: القطة حية أو ميتة.
- تفسير العوالم المتعددة: يقترح أن جميع الاحتمالات تحدث فعليًا ولكن في عوالم مختلفة. عندما يتم فتح الصندوق، ينقسم الكون إلى عالمين: في أحدهما تكون القطة حية، وفي الآخر تكون ميتة.
الأهمية الفلسفية
قطة شرودنجر ليست مجرد تجربة حول ميكانيكا الكم، بل هي أيضًا تأمل في طبيعة الواقع والمراقبة. هل الواقع يتحدد فقط عندما نقوم بمراقبته؟ وهل كل الاحتمالات ممكنة تحدث في أكوان موازية؟ هذه الأسئلة تجعل قطة شرودنجر من أشهر وأعمق الأفكار الفلسفية في الفيزياء.
النقاشات الحديثة
في الزمن الحديث، استخدم العلماء مفاهيم مثل التشابك الكمي والتراكب الكمي لتطوير تقنيات جديدة مثل الحوسبة الكمية والتشفير الكمي. تُظهر تجربة قطة شرودنجر كيف يمكن للمفاهيم النظرية أن تقود إلى تقدمات تكنولوجية عظيمة.
باختصار، تجربة قطة شرودنجر هي أداة قوية لتوضيح التحديات الفلسفية والعلمية التي تواجهنا عندما نحاول فهم عالم ميكانيكا الكم وتفسيراته المتعددة.
