WEBVTT

00:00:07.176 --> 00:00:11.955
Austriacki fizyk Erwin Schrödinger 
jeden z twórców mechaniki kwantowej,

00:00:11.955 --> 00:00:15.237
najbardziej znany jest z czegoś,
czego nigdy nie zrobił:

00:00:15.237 --> 00:00:17.938
eksperymentu myślowego z udziałem kota.

00:00:17.938 --> 00:00:20.952
Wyobraził sobie a w szczelnym pudełku
wraz z mechanizmem,

00:00:21.282 --> 00:00:26.574
który na 50% może go 
zabić w ciągu godziny.

00:00:26.574 --> 00:00:30.421
Po godzinie zapytał:
"W jakim stanie jest kot?".

00:00:30.421 --> 00:00:33.789
Zdrowy rozsądek podpowiada, 
że kot jest żywy lub martwy,

00:00:33.789 --> 00:00:36.752
ale, co podkreśla Schrödinger, 
według praw fizyki kwantowej,

00:00:36.752 --> 00:00:40.424
tuż przed otwarciem pudełka,
kot jest zarazem żywy i martwy

00:00:40.424 --> 00:00:43.944
równocześnie.

00:00:43.944 --> 00:00:48.297
Dopiero po otwarciu widać,
co stało się z kotem.

00:00:48.297 --> 00:00:51.059
Przedtem kot jest w stanie
rozmytego prawdopodobieństwa:

00:00:51.059 --> 00:00:54.286
jest w połowie żywy, w połowie – martwy.

00:00:54.286 --> 00:00:57.061
Schrödinger zauważył 
absurdalność tej teorii.

00:00:57.061 --> 00:01:00.172
Uznał fizykę kwantową
za tak filozoficznie niepokojącą,

00:01:00.172 --> 00:01:02.050
że odrzucił teorię, którą współtworzył,

00:01:02.050 --> 00:01:05.050
i zaczął pisać o biologii.

00:01:05.050 --> 00:01:08.820
Mimo swojej absurdalności,
kot Schrödingera jest realny.

00:01:08.820 --> 00:01:10.604
Jest wręcz fundamentalny.

00:01:10.604 --> 00:01:14.541
Gdyby obiekty kwantowe nie mogły 
znajdować się w dwóch stanach na raz,

00:01:14.541 --> 00:01:18.231
komputer, którego teraz używasz,
nie miałby prawa istnieć.

00:01:18.581 --> 00:01:20.658
Zjawisko kwantowej superpozycji

00:01:20.658 --> 00:01:25.758
to efekt dualizmu materii,
mającej naturę cząstki i fali.

00:01:25.758 --> 00:01:27.834
Długość fali danego obiektu

00:01:27.844 --> 00:01:30.201
musi obejmować pewną przestrzeń,

00:01:30.301 --> 00:01:34.019
co oznacza występowanie
w wielu położeniach jednocześnie.

00:01:34.049 --> 00:01:37.072
Długość fali obiektu ograniczonego
do niewielkiej przestrzeni

00:01:37.072 --> 00:01:39.433
nie może być jednak dokładnie określona.

00:01:39.433 --> 00:01:43.173
Zatem obiekt ma jednocześnie
wiele długości fal.

00:01:43.173 --> 00:01:46.464
Właściwości fali nie widać
w codziennych przedmiotach,

00:01:46.464 --> 00:01:50.189
bo długość fali maleje
wraz ze wzrostem pędu.

00:01:50.209 --> 00:01:52.912
A przecież kot jest
stosunkowo duży i ciężki.

00:01:52.912 --> 00:01:56.830
Gdyby powiększyć jeden atom 
do rozmiaru Układu Słonecznego,

00:01:57.010 --> 00:02:00.224
to długość fali kota uciekającego
przed fizykiem byłaby równie mała,

00:02:00.224 --> 00:02:03.310
jak atom w tym Układzie Słonecznym.

00:02:03.320 --> 00:02:08.079
To za mało, żeby dostrzec
naturę fali w przypadku kota.

00:02:08.079 --> 00:02:10.037
Niewielka cząstka, jak elektron,

00:02:10.057 --> 00:02:13.399
daje dowód na swoją dualistyczną naturę.

00:02:13.399 --> 00:02:18.246
Przepuszczając po kolei elektrony
przez przeszkodę z dwoma szczelinami,

00:02:18.596 --> 00:02:23.240
wykryjemy je po przeciwnej stronie
w jednym miejscu i określonym czasie,

00:02:23.910 --> 00:02:25.301
zupełnie tak jak cząsteczkę.

00:02:25.301 --> 00:02:27.579
Jeśli powtórzymy
doświadczenie wielokrotnie,

00:02:27.579 --> 00:02:30.212
rejestrując każdy pojedynczy przypadek,

00:02:30.362 --> 00:02:33.636
zauważymy wzór charakterystyczny dla fali:

00:02:34.636 --> 00:02:36.852
układ prążków, skupisk elektronów,

00:02:37.372 --> 00:02:39.852
oddzielonych pustymi obszarami.

00:02:40.062 --> 00:02:42.652
Po przesłonięciu jednej 
szczeliny prążki znikną.

00:02:42.872 --> 00:02:47.692
To wykazuje, że wzór powstaje w wyniku 
przejścia każdego elektronu

00:02:47.692 --> 00:02:49.789
przez obie szczeliny jednocześnie.

00:02:49.789 --> 00:02:52.659
Elektron nie wybiera,
w którą stronę się przemieści,

00:02:52.669 --> 00:02:55.574
ale jednocześnie przemieszcza się 
w prawo i lewo.

00:02:56.084 --> 00:02:59.873
Superpozycję położeń
wykorzystujemy w nowych technologiach.

00:03:00.033 --> 00:03:05.169
Elektron blisko jądra atomu porusza się
po rozległym, podobnym do fali orbitalu.

00:03:05.489 --> 00:03:07.131
Gdy atomy się zbliżają,

00:03:07.141 --> 00:03:10.384
elektrony nie muszą 
wybierać jednego z nich,

00:03:10.424 --> 00:03:12.203
lecz zostają uwspólnione.

00:03:12.203 --> 00:03:14.680
Tak powstają niektóre wiązania chemiczne.

00:03:14.680 --> 00:03:20.124
Elektron w cząsteczce nie występuje
jedynie w atomie A lub B, ale w A+B.

00:03:21.064 --> 00:03:23.883
Dodając kolejne atomy,
elektrony poszerzają swój zasięg

00:03:23.883 --> 00:03:27.271
i są uwspólnione przez wiele atomów
w tym samym czasie.

00:03:27.341 --> 00:03:30.638
Elektrony w ciałach stałych 
nie są przypisane do jednego atomu,

00:03:30.638 --> 00:03:34.834
ale są dzielone między atomami,
rozprzestrzeniając się na większą skalę.

00:03:35.344 --> 00:03:37.860
Gigantyczna superpozycja położeń


00:03:37.860 --> 00:03:41.606
decyduje o ruchu elektronów w materiałach:


00:03:41.606 --> 00:03:45.616
przewodnikach, izolatorach,
półprzewodnikach elektrycznych.

00:03:45.626 --> 00:03:48.337
Zrozumienie, jak elektrony
są uwspólnione między atomami,

00:03:48.457 --> 00:03:51.951
umożliwia wykorzystanie właściwości
materiałów półprzewodnikowych,

00:03:51.951 --> 00:03:53.490
takich jak krzem.

00:03:53.490 --> 00:03:55.918
Łączenie różnych półprzewodników
w odpowiedni sposób

00:03:55.918 --> 00:03:59.246
pozwala na tworzenie tranzystorów 
na mikroskopijną skalę,

00:03:59.496 --> 00:04:01.863
milionów na jednym układzie scalonym.

00:04:01.863 --> 00:04:04.074
Te układy scalone razem z elektronami


00:04:04.074 --> 00:04:08.043
zasilają komputer, którego używasz,
oglądając ten film.

00:04:08.043 --> 00:04:12.172
Stary żart mówi, że internet powstał,
by móc przesyłać filmy z kotami.

00:04:12.192 --> 00:04:14.273
Internet istnieje, na głębokim poziomie,

00:04:14.793 --> 00:04:18.172
dzięki austriackiemu fizykowi
i jego wyimaginowanemu kotu.