thumb|Równocześnie żywy i martwy kot Schrödingera
Kot Schrödingera – eksperyment myślowy, czasem nazywany paradoksem. Ilustruje problem zastosowania interpretacji kopenhaskiej mechaniki kwantowej w odniesieniu do obiektów makroskopowych. Eksperyment ten jest jednym z wielu pomysłów tworzenia „przekładni” ze świata obiektów nano (w skali atomowej) do świata makroskopowego (zbioru wielu elementów, opisywanego w kategoriach prawdopodobieństwa zdarzeń losowych).
Scenariusz ten opublikował Erwin Schrödinger w 1935 roku, w trzech częściach artykułu przeglądowego Obecna sytuacja w mechanice kwantowej.
Opis eksperymentu Schrödinger wymyślił urządzenie oddziałujące na hipotetycznego kota zamkniętego w pojemniku z trucizną (np. z trującym gazem). Do pojemnika wkłada się żywego kota, źródło promieniotwórcze w postaci jednego nietrwałego atomu (który w wyniku rozpadu emituje cząstkę promieniowania jonizującego) oraz detektor promieniowania (np. licznik Geigera-Müllera), który w chwili wykrycia cząstki uwalnia trujący gaz. Po upływie czasu rozpadu połowicznego charakterystycznego dla danego atomu istnieje pięćdziesięcioprocentowe prawdopodobieństwo, że kot jest martwy, i takie samo prawdopodobieństwo, że jest nadal żywy. Tak sugerowałby tzw. zdrowy rozsądek. Jeśli nastąpi rozpad radioaktywny i licznik go zarejestruje, zostanie uruchomiony mechanizm, który uwolni truciznę – wtedy kot zginie. Jeśli rozpad nie będzie miał miejsca, zwierzę nadal będzie żywe.
Z opisu kwantowo-mechanicznego wynika jednak coś innego – przed otwarciem pojemnika kot jest jednocześnie i martwy, i żywy. Jako obiekt kwantowy znajduje się on równocześnie w każdym z możliwych stanów (tzw. superpozycji). Dopiero otwarcie pojemnika i sprawdzenie jego zawartości redukuje układ do jednego stanu – następuje załamanie funkcji falowej kota i w momencie poczynienia obserwacji przyjmuje on jeden konkretny stan. W tym przypadku są tylko dwa możliwe stany – kot jest martwy albo żywy.
Zgodnie z regułami tzw. interpretacji kopenhaskiej, do momentu przeprowadzenia pomiaru, to znaczy stwierdzenia, co dzieje się z kotem, jego stan jest fundamentalnie nieokreślony – kot jest jednocześnie żywy i martwy. Fizycy mówią o superponowanym stanie żywego i martwego kota. Dopiero pomiar rozstrzygnie jego losy. Występowanie superpozycji stanów jest zjawiskiem powszechnym w świecie obiektów mikroskopowych.
Obecnie stosuje się teorię opisującą dekoherencję środowiskową niezdeterminowanej superpozycji do stanów mieszanych, determinujących zachowania zgodnie z mechaniką klasyczną. Jest ona poparta eksperymentalnie i pozwala ominąć paradoks kota SchrödingeraArt Hobson, Kwanty dla każdego, s. 403–410, Prószyński i S-ka; 2018, ..
Eksperyment kłóci się ze zdrowym rozsądkiem, co wynika z faktu, że jest niemożliwy do przeprowadzenia w świecie makroskopowym. Przedmioty dostępne nam do obserwacji w naszej skali składają się z obiektów podlegających prawom mechaniki kwantowej, jednak ze względu na bardzo dużą liczbę tych obiektów ich poszczególne stany uśredniają się, nie pozwalając obserwować efektów kwantowych.
Kot Schrödingera w kulturze masowej Koncepcja kota Schrödingera będąca zderzeniem klasycznych intuicji z regułami fizyki kwantowej niesie ze sobą intrygujące (choć pozorne) paradoksy. Dlatego koncepcja ta okazała się atrakcyjnym motywem często wykorzystywanym w literaturze, filmach i grach komputerowych. 12 sierpnia 2013 r. kot Schrödingera pojawił się w Google doodle z okazji 126. rocznicy urodzin naukowca.
Kot Schrödingera w filozofii To, że kot może być równocześnie martwy i żywy (a nie jest to superpozycja czasu, kiedy był żywy, i czasu, kiedy był martwy), jest założeniem filozoficznym diagonalności, wprowadzonym do fizyki kwantowej w zasadzie komplementarności. Założenie, że zasada komplementarności opisuje poprawnie każde doświadczenie, jest błędnym uogólnianiem.
Zobacz też
Dziesięć najpiękniejszych eksperymentów z fizyki Przyjaciel Wignera Teoria fali pilotującej Superpozycja
Przypisy
Bibliografia
Tadeusz Pabjan, Zasada komplementarności a filozofia, Postępy Fizyki tom 62 zeszyt 1 z 2011 roku.
Literatura
John Gribbin, W poszukiwaniu kota Schrödingera: realizm w fizyce kwantowej, Zysk i S-ka Wydawnictwo, Poznań 1997, . M. Kalinski, Aharonov-Bohm oscillations in a hydrogen atom in a radiation field through electron self-interference, Phys. Rev. A 57, 2239-2242 (1996).
Linki zewnętrzne Polskojęzyczne Nagrania w serwisie YouTube [dostęp 2026-09-04]: Krzysztof Meissner, Kot Schroedingera, kanał autorski, 29 grudnia 2025. Tomasz Miller, Co się dzieje (i nie dzieje) z kotem Schrödingera?, Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych – Uniwersytet Jagielloński (CKBI UJ), kanał „Copernicus”, 14 stycznia 2025. Tomasz Miller, Kot Schrödingera ma 90 lat. I wciąż nie wiadomo, czy żyje, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego (FAIS UJ), 18 sierpnia 2026.
Anglojęzyczne Sabine Hossenfelder, Schrödinger’s Cat: Still Not Dead , YouTube, 27 lutego 2021 [dostęp 2021-03-14].
Kategoria:Eksperymenty myślowe w fizyce kwantowej Kategoria:Paradoksy w fizyce Kategoria:Pomiar w mechanice kwantowej Schrödingera