تئوری گربه‌ی شرودینگر یکی از معروف‌ترین آزمایش‌های ذهنی است. این نظریه برای نقض تفسیر کپنهاگن از Superposition۱ انجام می‌شود، وقتی که آن را در نظریه‌ی کوانتوم وارد می‌کنیم. این آزمایش نتیجه‌ی اعمال فیزیک کوانتوم در زندگی روزمره را به خوبی نشان می‌دهد.
با دکتر مجازی همراه باشید تا ورژن ساده شده‌ی این آزمایش مجازی را با هم بررسی کنیم:
گربه‌ای زنده را همراه با یک چکش، شیشه‌ای حاوی هیدروسیانیک اسید و مقدار بسیار کمی از مواد رادیواکتیو درون اتاقک فولادی قرار می‌دهیم. حتی اگر یک اتم از ماده‌ی رادیواکتیو در طی آزمایش متلاشی شود، یک سیستم باعث در رفتن چکش و شکستن شیشه‌ی حاوی ماده‌ی سمی و در نهایت مرگ گربه خواهد شد.
مقاله مرتبط: نظریه‌ی ریسمان؛ توجیه تمام پدیده‌ها با یک تئوری
اروین شرودینگر، فیزیکدان اتریشی برنده‌ی جایزه نوبل، این فرضیه‌ی ذهنی را در سال ۱۹۳۵ مطرح کرد تا پارادوکسی را نشان دهد که بین تصور تئوری کوانتوم از ماهیت و رفتار میکروسکوپی ماده و چیزی که فرد با چشم غیرمسلح و در سطح ماکروسکوپی می‌بیند، وجود داشت.
تفسیر کپنهاگن از فیزیک کوانتومی، که نظریه‌ی غالب آن زمان بود، فرض می‌کرد که اتم‌ها یا فوتون‌ها در حالت‌های چندگانه‌ای وجود دارند که می‌توانند پیامدها و احتمالات مختلفی داشته باشند. این حالت‌ها Superposition نامیده می‌شوند و هرگز با هم مشاهده نخواهند شد. وقتی همه‌ی این احتمالات یکی خواهند شد که یکی از آن‌ها مشاهده شود.
زنده یا مرده یا هر دو؟
در آزمایش شرودینگر، ناظر نمی‌تواند با قطعیت بفهمد که آیا فروپاشی اتم و دیگر مراحل انجام شده است یا نه. در نتیجه از زنده یا مرده بودن گربه نیز مطمئن نخواهد بود. طبق تفسیر کپنهاگن از قانون کوانتوم، تا زمانی که در جعبه باز نشود گربه هم مرده و هم زنده تلقی خواهد شد. با اینکه این تصور بسیار مضحک به نظر می‌رسد اما اثبات تجربی فیزیک کوانتومی این نتیجه را مطرح می‌سازد. این حالت در نظریه‌ی کوانتومی پارادوکس ناظر نامیده می‌شود.
شرودینگر وجود Superposition را پذیرفت؛ زیرا در طی حیات او، دانشمندان توانستند وجود این حالت را با مطالعه‌ی تداخل امواج نوری اثبات کنند. اما اینکه تجزیه‌ی احتمالات واقعا وجود داشته باشد، او را شگفت زده می‌کرد. آزمایش فرضی او باعث شد تا مردم را از خود بپرسند که حتی اگر گربه مشاهده نشود، می‌تواند هم زنده و هم مرده باشد؟
در طی سال‌ها، مثال گربه‌ی شرودینگر برای نظریه‌هایی که در مورد نحوه‌ی کار نظریه‌ی کوانتومی مطرح شده است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال، در تئوری جهان‌های موازی گربه هم زنده و هم مرده است. در این تفسیر، ناظر و گربه در دو واقعیت متفاوت وجود دارند که در یکی گربه مرده و در دیگری زنده است!
آنچه دانشمندان درباره‌ی ماهیت ماده در سطح میکروسکوپیک فهمیده‌اند و ارتباط آن با آنچه که انسان در سطح ماکروسکوپیک مشاهده می‌کند، هنوز کامل کشف نشده است. نقش ناظر هنوز هم یک سوال مهم در مطالعه‌ی فیزیک کوانتومی باقی مانده است و منبع بی حد و حصر گمانه‌زنی و تخمین در محاسبات کوانتومی و فرهنگ پاپ است. شرودینگر بعدها گفت که کاش هرگز گربه را ملاقات نکرده بودم!
- برای هر سیستم کوانتومی، چندین حالت در یک زمان وجود دارد.
