זרקור על החתול של שרדינגר

רבים מכירים את הניסוי המחשבתי במכניקה הקוונטית עם החתול החי ומת בו-זמנית, אך רק מעטים יודעים שמאחורי הסיפור על החתול הנודע מסתתר מאבק איתנים בין ענקי הפיזיקה. בואו נכיר מספר חתני פרס נובל וחתול יחיד ומיוחד.

בתחילת המאה ה-20, שרדינגר ניסח משוואה שלימים נקראה "משוואת שרדינגר". פתרון המשוואה מציג את "הגלים של החלקיקים". על אף ההתאמה הרבה של המשוואה לתצפיות שהצטברו מסוף המאה ה-19 לגבי התנהגות חלקיקים, נותרה השאלה, מהו בדיוק "גל של חלקיק"? שנה לאחר מכן, הפיזיקאי הגרמני מקס בורן הסביר שהגלים מבטאים את הסיכוי למצוא את החלקיק בכל נקודה במרחב ובזמן: ערך גבוה של גל בנקודה ובזמן מסוימים משמעותו סיכוי גבוה שהחלקיק יימצא שם, ולהפך. 

על בסיס ההסבר של בורן ניסח פיזיקאי נודע נוסף, נילס בוהר הדני, את הפרשנות שלפיה בטרם בוצעה מדידה, למשל, לפני שמדדנו את מיקומו של חלקיק, הרי שמיקומו הפיזיקלי אינו מוגדר והוא מצוי בו-זמנית במקומות רבים. מה שאנו יכולים לדעת הוא ההסתברות שהחלקיק נמצא בנקודה מסוימת שמוגדרת על ידי הגל, שהוא פתרונה של משוואת שרדינגר. רק כאשר נבצע מדידת מיקום, הגל "יקרוס" לנקודה אחת במרחב ובזמן, שבה הסיכוי שהחלקיק יימצא הוא 100%.

הפרשנות לא הייתה מקובלת על איינשטיין ושרדינגר. כן, אותו מדען שכתב את המשוואה התנגד נחרצות לפירוש שנתנו למשוואה שלו עצמו. כדי להמחיש את הפרדוקסליות שבפרשנות ההסתברותית, הגה שרדינגר ניסוי מחשבתי: נניח חתול בתוך קופסה אטומה. בהסתברות של 50%, עלול להשתחרר במהלך הניסוי רעל שיהרוג את החתול. על פי בוהר, כל עוד לא פתחנו את הקופסה, הרעל מצוי בו-זמנית במצב של "השתחרר" ו"לא השתחרר" ולכן החתול חי ומת בו-זמנית. רק כשנפתח את הקופסה, כלומר נבצע מדידה, מצב החתול יקרוס ל-100% חי או 100% מת. זה מנוגד לחלוטין לשכל הישר, מאחר שאין (כידוע לנו) חתול חי ומת בו-זמנית. 

אולי תופתעו לקרוא שלפי התוצאות שהצטברו במאה השנים האחרונות, המדע מקבל את הפרשנות ההסתברותית למכניקה הקוונטית. בוהר צדק, איינשטיין ושרדינגר טעו. במילים אחרות: החתול של שרדינגר, כרעיון, חי וקיים.