Schrödingers Katze

Erwin Schrödinger formulierte dieses Gedankenexperiment 1935, um die Absurdität der Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik zu verdeutlichen. Die Versuchsanordnung: Eine Katze sitzt in einer verschlossenen Kiste zusammen mit einem radioaktiven Atom, einem Geigerzähler und einer Giftampulle. Zerfällt das Atom (50 % Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Stunde), löst der Geigerzähler die Giftampulle aus und die Katze stirbt. Zerfällt es nicht, lebt die Katze.

Nach der Kopenhagener Deutung befindet sich das Atom vor der Messung in einer Überlagerung (Superposition) aus zerfallen und nicht zerfallen. Da die Katze mit dem Atom gekoppelt ist, müsste sie sich ebenfalls in einer Superposition aus lebendig und tot befinden. Erst wenn jemand die Kiste öffnet und nachschaut (also eine Messung durchführt), kollabiert die Wellenfunktion und die Katze ist definitiv lebendig oder tot.

Schrödinger wollte damit zeigen, dass etwas mit der Kopenhagener Deutung nicht stimmen kann: Es ist offensichtlich absurd, dass eine Katze gleichzeitig lebendig und tot sein soll. Die Quantenmechanik funktioniert auf der Ebene einzelner Teilchen hervorragend, aber die Übertragung auf makroskopische Objekte führt zu Widersprüchen.

Verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik lösen das Problem unterschiedlich: Die Kopenhagener Deutung (Bohr, Heisenberg) sagt, die Messung verursacht den Kollaps. Die Viele-Welten-Interpretation (Everett, 1957) behauptet, dass das Universum sich verzweigt und die Katze in einem Zweig lebt und im anderen tot ist. Die Dekohärenz-Theorie erklärt, warum makroskopische Objekte in der Praxis keine Quantensuperposition zeigen: Die Wechselwirkung mit der Umgebung zerstört die Kohärenz extrem schnell.

In der Science-Fiction ist Schrödingers Katze ein beliebtes Motiv. Greg Egan nutzt Quantensuperposition in Quarantine (1992) als Handlungsgrundlage: Ein Mensch lernt, Wellenfunktionen bewusst zu kollabieren. Terry Pratchett parodiert das Experiment in seinen Scheibenwelt-Romanen mit Greebo, einer Katze, die in der Kiste definitiv am Leben ist und jeden beißt, der den Deckel öffnet.