Schrödingerova kočka

Schrödingerova kočka je fyzikální myšlenkový experiment, který ilustruje paradox kvantové superpozice dvou stavů na příkladu kočky, která by měla být současně živá i mrtvá. Rakouský fyzik Erwin Schrödinger jej formuloval roku 1935, aby poukázal na problémy tzv. kodaňské interpretace kvantové mechaniky a na vlastnosti mikroskopických fyzikálních částic, které jsou nesmyslné při přenesení na objekty známé z běžného života. Experiment přibližuje „selským rozumem“ obtížně pochopitelné kvantové jevy, včetně toho, že superpozice zaniká realizací jednoho z obou stavů v důsledku měření, které v případě kočky proběhne otevřením krabice, ve které je kočka umístěna.

Představme si kočku neprodyšně uzavřenou v neprůhledné krabici. V krabici je také umístěn přístroj obsahující radioaktivní nuklid a nádoba s jedovatým plynem. Pokud přístroj detekuje rozpad nuklidu, uvolní plyn, který otráví kočku. Pokus je navržen tak, že po jedné hodině je 50% pravděpodobnost, že se nuklid rozložil a uvolnil se smrtelný plyn.

Podle principů kvantové mechaniky se nuklid, který není pozorován, nachází v superpozici stavu „rozloženého nuklidu“ a stavu „nerozloženého nuklidu“ (existuje v obou stavech zároveň). Z toho vyplývá, že i celá soustava by se měla nacházet v superpozici stavů rozpadlý nuklid, mrtvá kočka a nerozpadlý nuklid, živá kočka. Avšak pokud krabici otevřeme a podíváme se do ní, uvidíme pouze jeden z těchto stavů – buď živou kočku, nebo mrtvou kočku.

Otázkou proto zůstává, kdy soustava přestává existovat jako superpozice stavů a stává se z nich pouze jediný. Účelem experimentu je ukázat, že teorie kvantové mechaniky není kompletní bez zákonů, které popisují stav, kdy vlnová funkce kolabuje a kočka zemře, nebo zůstane naživu, namísto obou těchto stavů.

Schrödinger samozřejmě nikdy nezamýšlel tento pokus praktikovat, aby zjistil, zda se kočka opravdu nachází v tomto polomrtvém/položivém stavu. Namísto toho konstatoval, že teorie kvantové mechaniky je nekompletní a neodpovídá skutečnosti v tomto znění. Kočka musí být buď živá, nebo mrtvá (neexistuje žádný stav mezi životem a smrtí) a stejné pravidlo (dovozuje Schrödinger) musí platit i pro nuklid. Musí být buď rozložený, nebo ne.

Mohli bychom tento paradox dále prohlubovat. Schrödinger se jde podívat do laboratoře, zdali je kočka živá, nebo mrtvá. Z hlediska jeho kolegů se teď Schrödinger nachází v superpozici dvou stavů – ví, že je kočka naživu, a ví, že je mrtvá, avšak pro kolegy kočka zůstává nadále mrtvá i živá. Vlnová funkce popisující tento stav kolabuje až ve chvíli, když Schrödinger vyjde z laboratoře a oznámí výsledek experimentu kolegům. Ovšem z hlediska lidí mimo budovu výzkumného ústavu by se měli všichni v budově nacházet v superpozici dvou stavů – vědí, že kočka přežila, a vědí, že je mrtvá, a tedy z vnějšího pohledu je kočka stále zároveň živá i mrtvá.

Původní článek s titulkem Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (Současná situace v kvantové mechanice) se objevil v roce 1935 v německém časopise Naturwissenschaften (Přírodní vědy). Původně byl odpovědí na článek o EPR paradoxu publikovaný Einsteinem, Podolským a Rosenem ve stejném roce.

• Terry Pratchett a jeho teorie Schrödingerovy kočky (kniha Nefalšovaná kočka). Zdůrazňuje, že jde pouze o myšlenkový experiment, který realizovat nelze – kdyby totiž vědci krabici ve skutečnosti otevřeli, našli by ji prázdnou, protože by kočka dávno uprchla.
• Schrödingerův myšlenkový experiment je také popsán v divadelní hře Schrödingerova kočka pardubického Divadla Tří.
• Pojem Schrödingerův kocour používá ve své knize Poslední hlídka ruský spisovatel Sergej Lukjaněnko pro označení magického předmětu, který má formu kožešinového límce; umístí se kolem krku oběti a pokud se tato pokusí použít magii, zatne do ní drápy.
• Schrödingerovu kočku také zmiňuje Michio Kaku ve své knize Paralelní světy.
• O Schrödingerově kočce se zmiňují v seriálu Teorie velkého třesku. V jednom z dílů vysvětluje Penny scestnou verzi svému novému příteli během cesty po schodech. V 17. dílu první řady Sheldon vysvětluje, že rande se může povést i nemusí, jako tahle kočka.
• O Schrödingerově kočce se zmiňují v knize Holistická detektivní kancelář Dirka Gentlyho Douglase Adamse.
• O Schrödingerově kočce je zmínka ve filmech A Serious Man a Repo Men.
• Schrödingerova kočka je také zmíněna v knize Šifra samotného Boha, jejímž autorem je José Rodrigues Dos Santos.
• Princip Schrödingerovy kočky je volně zmíněn v 7. epizodě amerického sci-fi seriálu Flash Forward, který pojednává o svobodné vůli a možnosti ovlivnit budoucnost (spor determinismu s teorií volby).
• O Schrödingerově kočce je zmínka v knize Sebastiana Faulkse Případ Engleby.
• Schrödingerovi a jeho kočce je věnována jedna bajka v knížce Markéty Baňkové Straka v říši entropie.
• Schrödingerova kočka byla parodována jedním z dílů seriálu Futurama, kdy Fry jako policista vyslýchá doktora Schrödingera, ptá se jej, co je v té krabici, kterou veze, a vyžaduje, aby prozradil, jestli jde o živou, nebo o mrtvou kočku.
• V CERNu se nachází Schrödingerova ulice, která je obousměrná, avšak o šíři pouze jednoho pruhu.
• Schrödingerova kočka je zmíněna také ve hře Portal 2 od herního studia Valve.
• Schrödingerova kočka je podstatou vtipu: Jede Schrödinger a Einstein autem a srazí kočku. Einstein se chce jít podívat, zda kočka přežila. Schrödinger ho zastaví se slovy „Neblázni, chceš ji zabít?“
• Schrödingerova kočka je podstatou vtipu: Policajti zastaví auto a po kontrole říkají: „Pane řidiči, víte, že vezete v krabici mrtvou kočku?“ „Hmm, tak teď už to vím – vám teda pěkně děkuju,“ odpovídá Schrödinger.
• Schrödingerova kočka je podstatou vtipu: Říká paní Schrödingerová manželovi: „Proboha Erwine, co jsi dělal s tou kočkou, vždyť je napůl mrtvá!“
• Schrödingerova kočka je podstatou kresleného vtipu amerického kreslíře Benjamina Schwartze, kdy lékařka říká čekajícímu pánovi: „A co se týče vaší kočky, pane Schödingere – mám pro vás dobrou a špatnou zprávu...“
• „Vánoce byly u Schrödingerů nejrozpačitější období roku. Pod stromečkem dlouho ležela hromada dárků, které se všichni báli otevřít.“
• Devatenácté vydání linux Fedora vyšlo s názvem Schrödinger's Cat.
• Schrödingerova kočka se nachází rovněž jakožto easter egg ve hře Bioshock2. V úrovni Dionysus Park (část Imago Fine Arts) lze po rozmrazení ledových ploch nalézt zmrzlou kočku, která je pojmenována Schrödinger.
• Ve vizuální novele Umineko no naku koro ni ve třetím díle použije Battler Schrödingerovu kočku v boji proti čarodějnici Beatrice, aby popřel existenci magie.
• V anime Hellsing je postava chlapce s kočičíma ušima pojmenovaná po Schrödingerovi. Ten má schopnost „být všude a nikde“.
• O Schrödingerově kočce je zmínka ve hře Far Cry 4.
• O Schrödingerově kočce je zmínka i v seriálu Sběratelé kostí (epizoda The Corpse At The Convention), kdy se Kůstka chystá na svou přednášku a snaží se Bootha přesvědčit, že vtip, který hodlá říci na začátku proslovu, je opravdu vtipný ve světě vědců. (Vtip: Schrödingera zastavi policista za rychlou jízdu a ptá se, co má v kufru. Schrödinger odpoví, že kočku. Policista: „Vždyť je ta kočka mrtvá“. Schrödinger: „Teď už ano“.)
• Schrödingerova kočka je zmíněna v seriálu Stargate SG-1 v epizodě 01x17 Enigma. Carterová daruje kočku toho jména jednomu z mimozemských uprchlíků, který následně tvrdí, že kvantová fyzika je omyl.
• Dále je zmíněna ve hře Witcher 3, kde lze najít dopis polemizující o tom, jestli zaklínač Schrödinger ze školy kočky žije, nebo ne.
• Zmíněna je také ve hře Counter-Strike: Global Offensive v kanceláři na mapě Nuke. Na nástěnce je nakreslená kočka v krabici s popiskem – Still here, Erwin (Stále jsem tady, Erwine).
• Zmíněna ve sci-fi sáze Hyperion (díly Endymion a Vzestup Endymionu) od Dana Simmonse. Schrödingerova krabice je zde celou smrti, která putuje vesmírem, a jejíž obyvatel – vězeň – neví, kdy ho čeká smrt plynem a zároveň je nucen čekat ji stále.
• Objevuje se ve hře Final Fantasy XIII-2 jako monstrum připomínající kočku sedící v nádobě. Monstrum je pojmenováno Schrödinger.
• V anime Inou Battle wa Nichijou-kei no Naka de je hlavní postava posedlá Schrödingerovou kočkou. Díky tomu ji zmiňuje v každém díle.
• Schrödingerovy kočky se také objevily v animovaném seriálu Rick and Morty, v prvním díle druhé série Rickle in time, kde poletovaly okolo Rickovy garáže.
• Schrödingerova kočka je zmíněna i v jednom z dílů série Assassin's Creed s podtitulem Origins.
• Zmíněna je v knížce Will Grayson, Will Grayson, je podle ní pojmenována kapela (Možná mrtvý kočky).
• Silicon Valley: 9. díl 2. série
• Schrödingerova kočka je zmíněna i v seriálu Lovci zločinců postavou Root.
• Schrödingerova kočka je také zmíněna v anime Seishun buta yarou wa Bunny Girl senpai no yume o minai, kde funguje jako důležitý prvek děje.
• Britská hudební kapela Tears For Fears na svém albu Saturnine Martial & Lunatic (1996) má píseň nazvanou „Schrodinger's Cat“. V textu se objevuje přirovnání k „příšeře v nitru člověka, co může být mrtvá, ale umí se i probudit“, podobně jako Schrödingerova kočka.

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Schrödingerova kočka na Wikimedia Commons
• Erwin Schrödinger: Současná situace v kvantové mechanice (překlad do angličtiny) Archivováno 13. 11. 2010 na Wayback Machine.
• Seminář FJFI, zima 1999