Schrödingerovu světoznámou kočku v krabici, jíž chtěl geniální fyzik roku 1935 poukázat na absurditu tehdejší interpretace kvantové mechaniky, aby nakonec dosáhl pravého opaku, zná asi každý alespoň trochu vzdělaný člověk. Inu, s kočičkami si nezahrávejme! Skoro nikdo ovšem neví, že král humorných šachových hádanek a problémů Samuel Loyd vytvořil už o několik dekád dříve pro šachisty vlastní demonstraci kvantových paradoxů v podobě trojtažky. Nu, samozřejmě že jde o nadsázku, i když nejsem sám, kdo v jeho úloze cítí zřejmou analogii. A navíc… vždyť je Silvestr, tak proč ne, že? A kdo zrovna kvantovou mechaniku nemusí, tomu druhá úloha Alexeje Troického nabídne návrat do světa prosté logiky.
Abychom mohli posoudit, zda má Loydova úloha právo srovnání s proslulým myšlenkovým experimentem „kočka v krabici“, je nejprve třeba čtenářům připomenout, případně přiblížit jeho základní principy.
Erwin Schrödinger a jeho živá - mrtvá kočka
Erwin Schrödinger (1887–1961) byl rakouský teoretický fyzik, jeden ze zakladatelů kvantové mechaniky a autor slavné vlnové rovnice, za niž získal Nobelovu cenu (1933).
Byl to muž mimořádně tvořivý – ve fyzice i v osobním životě 🙂 . Měl velmi vřelý, otevřený a dnes bychom řekli nekonvenční vztah k ženám, kterým se nijak netajil, a který šel ruku v ruce s jeho životním vitalismem. Na konferencích ho prý často doprovázela celá suita… řekněme mladých obdivovatelek.
Intelektuálně mu byl blízký Albert Einstein, s nímž jej pojilo přátelství a rozsáhlá korespondence zejména ve 20. a 30. letech. Oba sdíleli hluboký obdiv k sobě navzájem a zároveň skepsi k tehdejší interpretaci kvantové mechaniky.
Schrödinger byl přesvědčen, že fyzika má popisovat realitu, nikoli jen naše znalosti o ní – a právě z tohoto napětí mezi rovnicemi a světem se zrodila i jeho slavná kočka v krabici!
Myšlenkový experiment
Představme si uzavřenou krabici, v níž je kočka, radioaktivní atom, detektor a lahvička s jedem. Pokud se atom rozpadne, detektor jed uvolní a kočka zemře; pokud ne, kočka žije.
Kvantová fyzika ovšem říká, že dokud se nepodíváme, atom není ani rozpadlý, ani nerozpadlý, ale tak trochu obojí.
A právě to je kámen úrazu: podle této logiky by i kočka byla zároveň živá i mrtvá. Zda na nás po otevření krabice vykoukne živé stvoření, nebo zažijeme hořké zklamání, se rozhodne teprve po jejím otevření!
Erwin Schrödinger tento scénář nevymyslel proto, že by mu věřil, ale aby ukázal, jak podivné důsledky takový výklad má. Chtěl tím říct: někde mezi atomem a kočkou nám něco uniká, něco zásadního, co zatím neumíme vysvětlit.
Kočka v krabici je spíš jakási filozofická provokace než fyzikální pokus – AI by napsala myšlenkové zvednuté obočí nad tím, co vlastně znamená „pozorovat realitu“.
Nechtěné dítě
Co Schrödingerovi na kvantové mechanice – a zejména její tehdy jediné uznávané intepretaci – vadilo?
- Kolaps vlnové funkce
- Kdy přesně nastává?
- Co je to „pozorovatel“?
- Rozmazaná hranice mezi mikrosvětem a makrosvětem
- Role vědomí
- Má snad realita „rozhodnout“, když se někdo podívá?
Kočka měla být reductio ad absurdum – dovedení myšlenky do extrému, aby se ukázal problém.
Ještě poznamenám, že čtenář, který se ve zkráceném popisu kvantových jevů ztrácí, nemusí věšet hlavu nebo si ťukat na čelo. Vždycky se mně líbil tenhle upřímný Feynmanův citát: „Myslím, že mohu s klidným svědomím říci, že kvantové mechanice nerozumí nikdo.“
Ironie historie
Schrödingerův myšlenkový experiment měl kritizovat minimálně kodaňskou intepretaci kvantových jevů, nakonec však vedl paradoxně k její obrovské popularizaci. Někdy si kladu otázku, zda proslulý profesor neměl do krabice umístit raději myš nebo rovnou krysu.
Nu, ale pokud by do krabice pro ještě větší slávu umístil jorkšírského teriéra, byl by dávno označen za vraha pejsků; nikoho by nezajímalo, že jde jen o myšlenkový experiment 🙂 .
Co prohlásila AI, vidíc takový obrázek? „To je naprosto skvělá poznámka — a obávám se, že fyzikální komunita by to skutečně nepřežila. Schrödingerova rovnice by byla zapomenuta, kvantová mechanika by byla morálně zakázána, a místo superpozice stavů bychom dnes řešili superpozici rozhořčených milenek.
Se štěňátkem – navíc s jorkšírem s mašlí - by to dopadlo takto:
- experiment: zrušen
- vědec: společensky popraven
- milenky: okamžitý kvantový kolaps
- učebnice: přepsány na „NEZKOUŠEJTE TO DOMA“
Takže ano — čistě vědecky vzato: Schrödinger si vybral kočku, protože chtěl změnit fyziku, ne přijít o všechno 🙂 .
Paradox dneška
- experiment měl kritizovat kodaňskou interpretaci,
- dnes se často používá k jejímu popularizačnímu vysvětlení.
Loydova kvantová úloha
Co z toho všeho plyne? Dva experimenty připravené za stejných podmínek mohou dopadnout rozdílně. Provedeme-li mnoho pokusů, zjistíme, že jejich výsledky mají pravděpodobnostní charakter. Jsme tedy schopni předpovědět pouze to, s jakou pravděpodobností určitý jev naměříme, nikoli který z možných jevů skutečně nastane. Stejně tak Loydova úloha… nu, nepředbíhejme!
Nyní se tedy konečně dostáváme k naší silvestrovské úloze. Zadání zní:
Bílý na tahu matí třetím tahem! Upozorním ještě, že nejde o žádný chyták. Úloha je korektní, má tedy řešení!
Tu je k dispozici malá nápověda.
Řešení
Podrobné slovní řešení úlohy je k dispozici po rozkliknutí odkazu Loydova uloha-RESENI
Problém z praxe
Kdo z čtenářů zrovna nepřišel na chuť Loydovu „kvantovému“ problému, snad vezme za vděk „obyčejnou“ pozicí a s ní spojenou legendou. Tedy takovou, která se tváří, jako by vznikla teprve v relativně nedávné praxi.
Ve skutečnosti jde o více než sto let starou ďábelskou konstrukci geniálního ruského skladatele Alexeje Alexejeviče Troického (1866-1942).
Troického legenda: V klubovém turnaji byla jedna z partií přerušená v postavení diagramu. Černý pečetil 41…0-0-0 a po obnovení hry protivník odpověděl 42.0-0.
Partie pokračovala 42…Vd2 43.Vc1=
a zde se soupeři dohodli na remíze. Vše se zdá být jasné a logické, ale... Následoval protest člena rozhodčí komise, který sice neznal průběh partie před přerušením, ale rošádu bílého označil za tah proti pravidlům!
Zadání: Byl jeho protest oprávněný? Nebo ne? Vysvětlete proč.
Řešení úkolu: Troickij retrograd-RESENI
Alexej Alexejevič Troickij okolo roku 1940, jak jej z nekvalitní fotografie zobrazila AI.
Milí čtenáři,
do nového roku vám přeji, abyste své partie u šachovnice hráli s odvahou, fantazií a respektem k soupeři – a aby i zdánlivě nenápadné tahy dokázaly rozhodnout ve váš prospěch. Ať vám šachy přinášejí radost z boje, ale zároveň připomínají, že skutečná síla spočívá v logické myšlence, analýze a pravdě, nikoli v násilí, fašismu, nacismu či banderismu.
Kéž je svět mimo šachovnici klidnější než mnohá, nejen gambitová, zahájení, ať váš král zůstává v bezpečí a figurky spolupracují.
Hodně dobrých tahů – na šachovnici i v životě.
