Шредингерову всемирно известную кошку в коробке, которой гениальный физик в 1935 году хотел показать абсурдность тогдашней интерпретации квантовой механики, но в итоге добился прямо противоположного, знает, наверное, каждый хотя бы немного образованный человек. Впрочем, с кошками шутить не стоит! Почти никто, однако, не знает, что король юмористических шахматных загадок и задач Самуэль Лойд задолго до этого создал для шахматистов собственную демонстрацию квантовых парадоксов в виде трёхзадачи. Конечно, это преувеличение, хотя я не одинок в ощущении явной аналогии в его задаче. И к тому же… ведь сегодня Сильвестр, так почему бы и нет? А кто не любит квантовую механику, тому вторая задача Алексея Троицкого предложит возвращение в мир простой логики.
Чтобы оценить, имеет ли задача Лойда право на сравнение с известным мысленным экспериментом «кошка в коробке», сначала нужно напомнить читателям или приблизить им его основные принципы.
Эрвин Шрёдингер и его живая – мёртвая кошка
Эрвин Шрёдингер (1887–1961) был австрийским теоретическим физиком, одним из основателей квантовой механики и автором знаменитого волнового уравнения, за которое получил Нобелевскую премию (1933).
Он был человеком исключительно творческим — как в физике, так и в личной жизни 🙂. У него были очень тёплые, открытые и, как мы сегодня бы сказали, нестандартные отношения с женщинами, о которых он не скрывал, и которые шли рука об руку с его жизненным витализмом. На конференциях его, говорят, часто сопровождал целый свит… скажем, молодых поклонниц.
Интеллектуально ему был близок Альберт Эйнштейн, с которым его связывала дружба и обширная переписка, особенно в 20-х и 30-х годах. Оба испытывали глубокое взаимное восхищение и одновременно скептицизм к тогдашней интерпретации квантовой механики.
Шрёдингер был убеждён, что физика должна описывать реальность, а не только наши знания о ней – и именно из этого напряжения между уравнениями и миром родилась его знаменитая кошка в коробке!
Мысленный эксперимент
Представим закрытую коробку, в которой находится кошка, радиоактивный атом, детектор и флакон с ядом. Если атом распадётся, детектор выпустит яд, и кошка умрёт; если нет — кошка жива.
Однако квантовая физика говорит, что пока мы не посмотрим, атом не является ни распавшимся, ни нераспавшимся, а одновременно и тем, и другим.
И именно в этом суть проблемы: по этой логике кошка одновременно жива и мертва. Откроем ли мы коробку и увидим живое существо или испытаем горькое разочарование, решится только после открытия!
Эрвин Шрёдингер не придумал этот сценарий потому, что верил в него, а чтобы показать, какие странные последствия имеет такое толкование. Он хотел сказать: где-то между атомом и кошкой нам что-то ускользает, что-то фундаментальное, что мы пока не можем объяснить.
Кошка в коробке — скорее философская провокация, чем физический эксперимент — ИИ написал бы мысленное поднятие бровей над тем, что на самом деле значит „наблюдать реальность“.
Нежеланный ребёнок
Что не устраивало Шрёдингера в квантовой механике — и особенно в её тогда единственной признанной интерпретации?
- Коллапс волновой функции
- Когда именно он происходит?
- Кто такой „наблюдатель“?
- Размытая граница между микромиром и макромиром
- Роль сознания
- Должна ли реальность „решать“, когда кто-то смотрит?
Кошка должна была быть reductio ad absurdum — доведением мысли до абсурда, чтобы показать проблему.
Отмечу ещё, что читатель, который теряется в сокращённом описании квантовых явлений, не должен отчаиваться или стучать себя по лбу. Мне всегда нравилась эта искренняя цитата Фейнмана: „Я думаю, что могу с чистой совестью сказать, что никто не понимает квантовую механику.“
Ирония истории
Мыслительный эксперимент Шрёдингера должен был критиковать как минимум копенгагенскую интерпретацию квантовых явлений, но в итоге парадоксально привёл к её огромной популяризации. Иногда я задаюсь вопросом, не стоило ли знаменитому профессору положить в коробку мышь или сразу крысу.
Однако если бы для ещё большей славы он положил в коробку йоркширского терьера, его давно бы назвали убийцей собак; никого бы не интересовало, что это всего лишь мыслительный эксперимент 🙂 .
Что заявил ИИ, увидев такую картинку? „Это абсолютно замечательное замечание — и боюсь, что физическое сообщество действительно этого не переживёт». Уравнение Шрёдингера было бы забыто, квантовая механика была бы морально запрещена, и вместо суперпозиции состояний мы сегодня рассматривали бы суперпозицию рассерженных любовниц.
С щенком — к тому же с йоркширом с бантиком — это бы выглядело так:
- экспериментотменён
- учёныйобщественно казнён
- любовницымоментальный квантовый коллапс
- учебникипереписаны на „НЕ ПРОБОВАТЬ ДОМА“
Так что да — чисто научно: Шрёдингер выбрал кошку, потому что хотел изменить физику, а не потерять всё 🙂 .
Парадокс сегодня
- эксперимент должен был критиковать копенгагенскую интерпретацию,
- сегодня часто используется для её популярному объяснению.
Квантовая задача Лойда
Что из всего этого следует? Два эксперимента, подготовленные при одинаковых условиях, могут закончиться по-разному. Если провести много опытов, мы обнаружим, что их результаты имеют вероятностный характер. Мы способны предсказать только с какой вероятностью определённое явление измерим, но не какое из возможных явлений действительно произойдёт. Точно так же задача Лойда… ну, не будем забегать вперёд!
Итак, наконец мы переходим к нашей новогодней задаче. Условие звучит так:
Белые на ходу ставят мат третьим ходом! Отмечу, что это не никакая ловушка. Задача корректна, значит, у неё есть решение!
Вот небольшая подсказка.
Решение
Подробное словесное решение задачи доступно по ссылке Решение задачи Лойда
Проблема из практики
Кто из читателей пока не проникся «квантовой» проблемой Лойда, тот, возможно, оценит «обычную» позицию и связанную с ней легенду. То есть такую, которая выглядит так, будто возникла относительно недавно на практике.
На самом деле это более чем столетняя дьявольская конструкция гениального русского композитора Алексею Алексеевичу Троицкому (1866-1942).
Легенда ТроицкогоВ клубном турнире одна из партий была прервана в позиции диаграммы. Чёрные сделали ход 41…0-0-0 и после возобновления игры соперник ответил 42.0-0.
Партия продолжилась 42…Лd2 43.Лc1=
а здесь соперники согласились на ничью. Всё кажется ясным и логичным, но... Последовал протест члена судейской комиссии, который хоть и не знал хода партии до перерыва, но рокировку белых назвал ходом против правил!
Задание: Был ли его протест обоснован? Или нет? Объясните почему.
Решение задачи: Ретро-решение Троицкого
Алексей Алексеевич Троицкий около 1940 года, как его из некачественной фотографии изобразил ИИ.
Дорогие читатели,
в новом году желаю вам играть свои партии за шахматной доской с отвагой, фантазией и уважением к сопернику – и чтобы даже казалось бы незаметные ходы могли решить исход в вашу пользу. Пусть шахматы приносят вам радость борьбы, но одновременно напоминают, что истинная сила заключается в логической мысли, анализе и правде, а не в насилии, фашизме, нацизме или бандеризме.
Пусть мир вне шахматной доски будет спокойнее многих, не только гамбитных, дебютов, пусть ваш король остаётся в безопасности, а фигуры сотрудничают.
Много хороших ходов – на доске и в жизни.
