Ο Νομπελίστας Αυστριακός φυσικός Έρβιν Σρέντιγκερ (Erwin Schrödinger), υπήρξε ένας από τους πλέον σημαντικούς και διακεκριμένους επιστήμονες του 20ου αιώνα. Έμεινε στην ιστορία για πολλά πονήματά του, όπως το νοητικό πείραμα «η γάτα του Σρέντιγκερ». Μέσω αυτού του πειράματος εξέφρασε την αμφιβολία του για τα θεμέλια της Κβαντομηχανικής, της επιστήμης δηλαδή στη διαμόρφωση της οποίας ο ίδιος είχε συνεισφέρει καθοριστικά.
Η Κβαντομηχανική είναι η θεωρία της Φυσικής που περιγράφει τις κινήσεις των σωμάτων του μικρόκοσμου, όπως είναι τα πρωτόνια, τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια. Η Κβαντομηχανική διαφέρει σημαντικά από την υπόλοιπη Φυσική διότι δεν μπορεί να προβλέψει τη θέση ενός σωματιδίου στο μέλλον, αλλά μόνο την πιθανότητα το σωματίδιο αυτό να βρίσκεται στη θέση αυτή.
Για παράδειγμα, αν πετάξεις μια πέτρα, έχεις την αίσθηση του τρόπου με τον οποίο θα κινηθεί. Αν μάλιστα αναλύσεις και δεδομένα όπως το βάρος της πέτρας ή τη δύναμη του πετάγματος κ.λπ., μπορείς με όρους κλασικής φυσικής να προβλέψεις επακριβώς την κίνηση της πέτρας. Τι συμβαίνει όμως στον μικρόκοσμο της πέτρας; Πώς κινούνται τα μεμονωμένα άτομα που την συνθέτουν; Εδώ αρχίζουν τα δύσκολα!
«Μπορώ να πω με ασφάλεια ότι κανείς δεν καταλαβαίνει την κβαντική μηχανική»
Η παραπάνω δήλωση αποδίδεται σε έναν άλλο σημαντικό Νομπελίστα φυσικό, τον Ρίτσαρντ Φάινμαν, ο οποίος συνέβαλε στην ανάπτυξη της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής. Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκόσμιου Πολέμου, ο Φάινμαν συμμετείχε στο Πρόγραμμα Μανχάταν για την ανάπτυξη της ατομικής βόμβας. Η δήλωσή του είναι ενδεικτική του κλίματος της εποχής για τη θεωρία της κβαντικής μηχανικής, διότι από τη σύλληψή της, προκάλεσε ισχυρές φιλοσοφικές συζητήσεις και πολλές ερμηνείες.
Τι υποστήριζε η εν λόγω θεωρία; Σύμφωνα με την ερμηνεία της Κοπεγχάγης, την επικρατέστερη και παλαιότερη ερμηνεία της κβαντικής μηχανικής, ένα στοιχειώδες σωματίδιο σε ένα φυσικό σύστημα μπορεί ταυτόχρονα να υπάρχει σε όλες τις πιθανές θέσεις και αποκτάει μια συγκεκριμένη θέση μόνο τη στιγμή που ανιχνεύουμε την παρουσία του. Το συμπέρασμα αυτό φαίνεται εντελώς παράλογο, ιδίως αν δοκιμάσουμε να εφαρμόσουμε την ερμηνεία της Κοπεγχάγης σε αντικείμενα πολύ μεγαλύτερα από στοιχειώδη σωματίδια. Όπως μία γάτα!
Ένα νοητικό πείραμα
Προκειμένου να αναδείξει τις αδυναμίες της ερμηνείας της Κοπεγχάγης, ο Σρέντιγκερ επινόησε το εξής νοητικό πείραμα: Μέσα σε ένα κουτί βρίσκεται μια γάτα και ένας μηχανισμός που ενδέχεται να τη σκοτώσει, εφόσον διασπαστεί ο ραδιενεργός πυρήνας, κάτι που έχει 50% πιθανότητες να συμβεί μέσα στην επόμενη ώρα.
Μέχρι να ανοίξουμε το κουτί, θεωρούμε ότι η γάτα είναι ζωντανή – νεκρή. Αφού το ανοίξουμε όμως, θα είναι ξεκάθαρα ζωντανή ή νεκρή και θα παραμείνει έτσι. Σύμφωνα με την Κβαντομηχανική λοιπόν, δεν υπάρχει αντικειμενική πραγματικότητα, αλλά τη δημιουργούμε εμείς, μέσω της παρατήρησής μας.
Η γάτα του Σρέντιγκερ δεν ήταν ζόμπι
Έχεις βρεθεί ποτέ σε περισσότερα από ένα μέρη ταυτόχρονα; Εάν είσαι πολύ μεγαλύτερος από ένα άτομο –με τη φυσικοχημική έννοια της λέξης– η απάντηση θα είναι αρνητική. Το ίδιο ισχύει και για τη γάτα του Σρέντιγκερ. Μέχρι να ανοίξουμε το κουτί, δεν είναι ταυτόχρονα μεταξύ φθοράς και αφθαρσίας, ζωντανή – νεκρή, και η παρατήρησή μας, τη στιγμή που ανοίγουμε το κουτί, την οδηγεί στη ζωή ή στον θάνατο. Απλώς εμείς δεν γνωρίζουμε τι από τα δύο συμβαίνει μόνο και μόνο επειδή το κουτί είναι κλειστό.
Αυτό ήθελε να υποδείξει τότε ο Σρέντιγκερ. Άλλο ο μικρόκοσμος και άλλο ο μακρόκοσμος. Ωστόσο, στον μικρόκοσμο, τα άτομα και τα σωματίδια διέπονται από τους κανόνες της κβαντικής μηχανικής, κατά τους οποίους πολλές διαφορετικές πιθανές καταστάσεις μπορούν να συνυπάρχουν ταυτόχρονα. Γι’ αυτό και η ερμηνεία της Κοπεγχάγης, έναν αιώνα σχεδόν μετά τη διατύπωσή της, δεν έχει ξεπεραστεί πάρα τις προσπάθειες διακεκριμένων φυσικών, ακόμη και του Άλμπερτ Αϊνστάιν.