Jednym z powodów odrzucania wiary są jej paradoksy. Dobroć Boga a zło. Wszechmoc Boża, a suwerenność naszych decyzji. Kontrola Boga nad światem, a skutki naszych działań, które sięgają wstecz, zmieniają odległą przeszłość. Proroctwa Apokalipsy, a wolna wola. Pozaczasowość Boga, a Jego działanie wewnątrz czasu.
Od podobnych paradoksów nie jest wolna i nauka. Erwin Schroedinger w 1935 roku opisał paradoks, w którym nasze działanie wywiera wpływ na życie lub śmierć w przeszłości. Paradoks ten zwany jest do dziś „kotem Schroedingera.
Pozornie prosty eksperyment
Podstawą paradoksu jest stworzenie sytuacji, w której żywy kot zostaje zamknięty w pudle, a my tracimy możliwość jego obserwacji. Jednocześnie w pudle znajduje się urządzenie wydzielające trujący gaz, źródło promieniowania emitujące co jakiś czas radioaktywną cząstką i licznik Geigera. Jeśli licznik zarejestruje promieniowanie, urządzenie wydzielające trujący gaz zabije kota. Jeśli licznik nie zarejestruje promieniowania, kot przeżyje. Warunki eksperymentu zostały ustawione mniej więcej tak, aby szansa przeżycia kota wynosiła 50%. I tyle.
Teraz wystarczyłoby otworzyć pudełko i zobaczyć, czy kot jest żywy, czy martwy. Tak właśnie mają się rzeczy w prostym postrzeganiu świata. Wystarczyłoby jakiś czas poczekać, otworzyć pudełko, zobaczyć, w jakim stanie jest kot, i zakończyć eksperyment. Tak zrobilibyśmy, kierując się logiką. Dopóki nie otworzymy pudełka, możemy przyjmować zakłady pięćdziesiąt na pięćdziesiąt, gdyż zgodnie z naszym założeniem, kot miał równe szanse zginąć lub pozostać przy życiu i od jakiegoś czasu spoczywa w pudełku albo martwy, albo żywy.
Co na to Schroedinger?
Schroedinger proponuje pudełka nie otwierać. Zamiast tego proponuje ustalić, czy kot jest żywy, czy martwy, przeprowadzając obserwację cząstki, która z jakimś prawdopodobieństwem mogła uderzyć w licznik Geigera. Proponuje dokonać tej obserwacji już po fakcie, tzn. po tym gdy do uderzenia w licznik Geigera doszło albo nie. Taki pomiar jest możliwy.
Jak dotąd nadal nie wydaje się, żeby los nieszczęsnego kota Schroedingera miał jakikolwiek wpływ na naszą wizję świata. Po prostu w którymś momencie kot umarł albo nie i posiadaliśmy zamknięte pudełko, w którym w 50% znajdował się żywy kot, a w 50% martwy. A o tym, co mieliśmy w pudełku, dowiedzieliśmy się, nie otwierając go, lecz obliczając drogę cząsteczki, która mogła, bądź nie, uwolnić truciznę. Wtedy uzyskaliśmy wiedzę, czy do uwolnienia trucizny doszło, i bez otwierania pudełka wiedzieliśmy, czy w środku znajdował się żywy, czy martwy kot. Nic niezwykłego. W pewnym momencie dokonujemy pomiaru i dowiadujemy się o stanie świata, którego nie chcieliśmy poznać przez proste otworzenie pudełka.
Otwarcie pudełka a dokonanie pomiaru
Czy otwarcie pudełka jest tym samym co dokonanie pomiaru? Nie! Jeśli decydujemy się na dokonanie pomiaru, to w pudełku nigdy nie było kota albo żywego, albo martwego. Cały czas znajdował się tam kot jednocześnie martwy i żywy. W chwili, w której zatrzaskujemy drzwi pudełka, pozbawiamy się możliwości obserwowania kota; kot przestaje być już dla nas kotem, staje się czymś, co można by nazwać falą prawdopodobieństwa. Będzie tak długo żywy i martwy jednocześnie, póki nie dokonamy pomiaru, a kiedy już dokonamy pomiaru i dowiemy się, czy kot był żywy, czy martwy, to po otworzeniu pudełka znajdziemy tam albo od początku martwego, albo żywego kota. Fala prawdopodobieństwa zniknie, jakby jej nie było.
Jak można być żywym i martwym jednocześnie?
Elektron, foton czy jakakolwiek cząsteczka, która ma zadecydować o życiu kota, dopóki nie zostanie poddana obserwacji, porusza się wszystkimi możliwymi drogami jednocześnie. Cząstka feralna dla kota nie zachowuje się inaczej. Uderza w licznik Geigera, nie uderza, powstaje, nie powstaje. Zachowuje się anarchistycznie, jak każda cząstka świata kwantowego, której jeszcze nie zniewolono drogą obserwacji.
Co na to nie-kwantowy kot?
Kot nie należy do świata kwantów. Kot to obiekt makroskopowy. Zamykając go w pudełku i uzależniając jego los od rzeczywistości kwantowej, nie tylko zamieniamy go z normalnego kota w strukturę falową, dokonując jego de koherencji (w praktyce to się nie uda, to tylko myślowy eksperyment). Kotu jeszcze zmniejszamy prawdopodobieństwo istnienia, znacznie poniżej jedności, wciąż jednak utrzymując je powyżej zera. Innymi słowy, mamy kota, o którym nie da się powiedzieć, że jest albo żywy, albo martwy, gdyż jest on nierozdzielnie żywy i martwy zarazem.
Czy można być żywym i martwym jednocześnie?
Mimo że krytyczna chwila uderzenia w licznik Geigera lub ominięcia go upłynęła, kot wciąż nie przestaje być jednocześnie żywy i martwy. Dzieje się tak aż do czasu, kiedy dokonamy pomiaru feralnej dla niego cząstki.
Dlaczego tak jest? Ta najważniejsza dla kota cząsteczka porusza się jednocześnie wszystkimi możliwymi drogami, tylko do chwili dokonania pomiaru. Przeprowadzenie jej obserwacji decyduje nieodwołalnie o drodze, którą poruszała się teraz, uderzając lub nie w licznik Geigera, a także milion lat temu. Przed obserwacją cząstki kot był jednocześnie żywy i martwy, a po obserwacji jest już kotem od dawna żywym albo od dawna martwym. Tylko że przyczyna nastąpiła po skutku. Przy okazji rozstrzygnął się los kota.
A jeśli otworzymy pudełko?
Nasza obserwacja może zresztą wpłynąć na los kota nie tylko subtelnymi technikami współczesnej fizyki. Nerwowy laborant może otworzyć pudełko z kotem przed dokonaniem pomiaru przez fizyka. Wtedy równie skutecznie zadecyduje o losie kota, który z fali prawdopodobieństwa przekształci się w zwłoki lub wybiegającego radośnie z pudełka żywe zwierzę.
Jednocześnie przedwczesne otworzenie pudełka spowoduje, że pomiar dokonywany później przez fizyka, nie będzie miał żadnego wpływu na drogę cząsteczki. Tę drogę już określił laborant. Obie metody równie skutecznie wpływają na przeszłość. Obie są działaniem człowieka....
Erwin Schroedinger zmagał się z tematem kota zamkniętego w pudełku, ale potraktował to bardzo poważnie. My zmagamy się ze Słowem Boga, które może nam się wydawać trudne, wewnętrznie sprzeczne, pełne paradoksów. Ale nie zapominajmy, że wciąż jesteśmy martwi i żywi jednocześnie, a nasza decyzja podjęta dziś, ma skutek od założenia świata.
Źródło: Marek Błaszkowski
Licencja: Creative Commons - użycie niekomercyjne