Рыжик - кот Шрёдингера, или Квантовая сказка

Рыжик был ни в чём не виноват! Подумаешь, он по-свойски перелез через забор на соседский участок, а там залез  в машину соседа и уснул на заднем сиденье! Ну откуда Рыжику было знать, что сосед собирается ехать в город? И вообще, что сосед окажется таким мерзким и подлым негодяем?
А этот мерзкий и подлый негодяй обнаружил его только в пути, когда ехал уже в большом городе по широкому проспекту, и выкинул Рыжика из машины прямо на дорогу, да ещё со словами: "Мне тут твоих блох не хватало!" Он что,  не знал, что Рыжик - это соседский кот?! Что это кот его пожилой соседки Клавдии Матвеевны?!
Рыжик чуть не попал под колёса проезжающих машин,  страху натерпелся! И обидно ему было, конечно, за такое отношение со стороны соседа: он ведь ему ничего плохого не сделал. Он был ни в чём не виноват!

Так Рыжик оказался один в чужом большом незнакомом  городе...
Вначале он забился в какую-то подворотню и несколько дней боялся оттуда вылезти. Его пугал шум незнакомой улицы и грохот машин. Потом он сильно проголодался и стал по ночам потихоньку выходить из своего укрытия на поиски какой-нибудь еды. Однажды встретился со стаей собак. Хорошо - успел залезть на дерево, а так, кто его знает, что могло бы случиться!
Рыжик знал, что ему надо вернуться домой, но от голода у него не было сил на дальнюю дорогу. Как-то он зашёл в очередной двор, а там добрые люди накормили его,  и он остался в этом дворе на время.

               *   *   *

Заведующий кафедрой квантовой физики профессор Субботин Феликс Филатович торжественно произнёс:
- Друзья! Коллеги! Сегодня у нас необычное заседание кафедры. Оно проводится в расширенном составе с участием наших лучших студентов - будущих учёных в области квантовой механики. Перед нами стоит важная задача! Мы должны, наконец, осуществить на практике  мысленный эксперимент известного физика-теоретика двадцатого века, одного из создателей квантовой механики - Эрвина Шрёдингера. Да-да! Я имею в виду именно эксперимент, предложенный этим учёным ещё в 1935 году, в котором участвует знаменитый теперь так называемый "кот Шрёдингера", находящийся в суперпозиции состояний, то есть одновременно и живой, и мёртвый. Завтра же мы начинаем серию опытов в рамках этого эксперимента. До нас этого никто не делал. Мы - первые! Давайте обсудим, всё ли у нас готово к завтрашнему дню? Павел, - он обратился к лаборанту  кафедры, - ты должен обеспечить нам кота! Что скажешь на это?

Павел подскочил со своего места:
- Да-да! Конечно! Кот будет! Я уже присмотрел у себя во дворе одного рыжего. Он бездомный. Нам подойдёт!
- Не забудь ему корм какой-нибудь купить и накорми с утра, чтобы он тут не орал, а то весь деловой настрой нам испортит! А мы должны быть сосредоточены на эксперименте!
- Да, профессор, всё сделаю! - пообещал Павел. - Не беспокойтесь!
- А сколько опытов мы будем завтра проводить? - поинтересовалась доцент кафедры Маргарита Антоновна. -  Нам одного кота явно не хватит!
- Для начала, я думаю, хватит, - ответил профессор. - Механизм, который может убить кота, находится в равновероятной суперпозиции состояний: 50 на 50. Так что, если после первого опыта кот останется жив, у нас опять для следующего опыта будет вариант 50 на 50.  Там кот тоже может выжить, и мы его используем для третьего опыта. Ну, а дальше уже вероятность, можно сказать, нулевая... А опыта на три теоретически нам может хватить одного  кота.
Для первого дня эксперимента этого вполне достаточно. Аппаратура покажет себя в работе, может, понадобиться что-то подкорректировать, и какие-то выводы можно будет уже сделать по организационным вопросам. Нам торопиться некуда...
Ну, а дальше нам, конечно, понадобятся другие коты. Кстати, присматривайте там у себя во дворах, их же много бездомных... Только  всех сразу сюда не тащите, нам их некуда будет девать. Установите какую-то очерёдность.  Студенты, это особенно вас касается! Так... - Профессор задумался. -  А как у нас на сегодня с аппаратурой? Всё настроено? Готово? Как там дела, Станислав Борисович?
Доцент кафедры Станислав Борисович уверенно ответил:
- Да, Феликс Филатович, всё готово, всё настроено! Мы полностью готовы к эксперименту!

- Для студентов повторяю суть эксперимента, чтобы завтра не задавали лишних вопросов и не отвлекали от сути дела. - Профессор обвёл взглядом присутствующих студентов. -  Итак:  мы помещаем кота в специальный ящик, в котором установлен механизм икс. Запускаем в этот ящик электрон, находящийся в суперпозиции состояний,  то  есть, содержащий в себе одновременно два направления спина - вращения -  положительный и отрицательный.
Электрон, попадая в механизм икс, выбирает одно из этих состояний. Если это положительный спин, кот остаётся жив, а, если отрицательный, механизм срабатывает, и кот  погибает. Но всё это остаётся в рамках квантовой вероятности. Как вы знаете, особенность квантового мира в отличие от привычного нам физического такова, что переход от возможного к действительному происходит в нём только в момент  наблюдения или измерения!
Поэтому, пока мы, то есть наблюдатели, не видим, что происходит в ящике, и электрон, и механизм икс, и кот будут находиться в равновероятной суперпозиции состояний: 50 на 50, то есть кот в это время будет одновременно и жив, и мёртв. А наша задача - попытаться уловить и по возможности зафиксировать это состояние кота, а в последующем, безусловно, изучить. Надеюсь, всем всё понятно?
Студенты закивали головами.
- Да, конечно, Феликс Филатович, всё понятно!  -  ответила за всех доцент Маргарита Антоновна. - Давайте теперь определимся со временем. Во сколько мы все завтра должны быть в лаборатории?
-   А со временем определимся так: завтра в девять утра встречаемся в лаборатории. Прошу без опозданий! Если всем всё понятно, расходимся! До завтра!

               *   *   *

На следующее утро минут за пятнадцать до назначенного времени все участники эксперимента были уже в лаборатории. Ждали только профессора.
Павел принёс с собой большого рыжего кота с яркими  зелёными глазами.
- Ой, какой красавец! - восхищались студентки Ирина  и Ольга и гладили кота по головке.
Павел поставил блюдце на полу у  двери, насыпал  туда  корм и посадил   рядом кота.
- На! Ешь! Пусть профессор, как только войдёт, увидит, что я тебя накормил.
Кот начал жадно есть. Было видно, что людей он не боится и, казалось, никакого подвоха от них не ожидает.
Ровно в девять пришёл профессор.
-  Доброе утро! Все в сборе? Да, вижу, что все! Даже кот на месте! Отлично!
Коллеги поприветствовали профессора, а студентка Ирина жалостливо произнесла:
- Феликс Филатович, ну посмотрите, какой кот красавец! Ну как можно такого на опыты?... Он ведь  погибнет... Ну нельзя этого  допустить...
- Та-а-ак, - протянул профессор. - Тому, кто жалеет всех и вся, не место в науке! Наука на этом держится и развивается! Чем-то всегда приходится жертвовать, а иногда - и собой! Учёный должен это понимать! А вы знаете судьбу бездомного кота? Его или собаки разорвут на куски, или под машину попадёт, или умрёт в подворотне от какой-нибудь инфекции. А здесь он свою жизнь отдаст науке! Он у нас будет первым реальным котом Шрёдингера! Мы его прославим, памятник ему поставим! Дадим ему имя Рыжик. Так что, давайте, утирайте сопли и приступаем к опытам!

Рыжик, а это был он, услышав своё имя, внимательно посмотрел на профессора и подумал: "Откуда он меня знает? Может, он знаком с  моей бабушкой Клавдией Матвеевной и поможет мне вернуться домой?"
А профессор в это время уже готовился к эксперименту. Он подошел к ящику, осмотрел аппаратуру и распорядился:
- Начинаем! Павел, открывай крышку, опускай в ящик кота и закрывай крышку! Станислав Борисович, вы по моей команде запускаете в систему первый электрон, а вы, Маргарита Антоновна,  следите за  показателями, за временем и всё фиксируете. Все готовы?

Рыжик, оказавшись в одно мгновение в закрытом ящике, понял, что находится в западне. Такого  он не ожидал, тем более, от людей, которые его кормили и гладили по головке! Он больше всего на свете не любил замкнутых пространств, ему стало не по себе, и он забился в угол ящика ни жив, ни мёртв, как говорится в сказках,  - точно как в суперпозиции состояний с той лишь разницей, что там должно быть и жив, и мёртв одновременно.
- Внимание! -  произнёс профессор. - Начинаем первый опыт эксперимента! Запускаем первый электрон!
- Первый электрон пошёл! - отрапортовал Станислав Борисович, нажав кнопку на приборе.
- Теперь ждём,  - спокойно сказал профессор. - Сейчас мы не видим, что происходит внутри ящика. И, пока там нет наблюдателя, электрон, механизм икс и кот находятся в суперпозиции состояний. Кот при этом  и жив, и мёртв  одновременно. А результат проявится только тогда, когда мы откроем ящик и заглянем внутрь. Для первого опыта подождём десять минут...

               *   *   *

Учёные, конечно, люди умные! Но почему они думают, что, если они не  видят, что происходит в ящике, то там нет наблюдателя? А кот? Он ещё какой  наблюдатель! И чувства  у него поострее, и глаза зорче, и слух тоньше, чем у людей. И вообще, кот - это существо особенное, себе на уме, никогда не догадаешься, что у него в голове, и на что он способен!
Сидит Рыжик в ящике, напрягся весь и вдруг каждой своей клеточкой, каждой шерстинкой почувствовал, что появилось что-то неуловимое рядом с ним. Он в эту сторону уставился и поймал глазами какую-то малюсенькую точку еле-еле заметную. Точка под его немигающим взглядом зависла в воздухе на одном месте, а затем  постепенно увеличилась до размера маленькой сияющей пылинки, а дальше - до размера пшённого зёрнышка и превратилась в крошечное прозрачное облачко.
Смотрит Рыжик на это облачко неподвижным взглядом и не выпускает его из своего поля зрения.
- Ты кто? - наконец, спросил он у облачка, выгибая спину на всякий случай для устрашения возможного неприятеля.
- Я электрон, а ты кто?
- Я кот... Рыжик... А что ты здесь делаешь?
- Я участвую в эксперименте. Учёные нас всегда привлекают к разным экспериментам.  А вот кота я ни разу не встречал! Ты -то что здесь делаешь?
- А я и сам не знаю, что я здесь делаю! Мне никто ничего не сказал, засунули в ящик и всё... Похоже, и меня решили привлечь к экспериментам... Только я не знаю, для чего всё это делается? Если ты тут участвуешь, то объясни мне, что всё это значит?
- Хочу тебе сказать, что положение твоё серьёзное.  Я ведь должен пройти через вот этот механизм. - Электрон своим лучиком указал на устройство в ящике. - А там мне придётся определиться со своим спином  и выбрать положительный или отрицательный. Я всё это могу в зависимости от условий эксперимента. Но от того, какой спин я выберу, зависит, как сработает этот механизм. А он может причинить тебе вред. Я думаю, учёные не зря тебя сюда посадили. Они люди хитрые, я бы на твоём месте доверять им не стал! Ты можешь здесь погибнуть...
- Но меня никто не спрашивал! Я не хочу здесь погибать!  Я хочу вернуться домой к своей бабушке Клавдии Матвеевне! Она меня любит и ухаживает за мной! Что же мне делать? Как выбраться отсюда? Помоги!

Электрон задумался, а потом сказал:
- Ты знаешь, я и сам не хочу участвовать в эксперименте, где может быть причинён кому-либо вред.  А выход у нас есть, хотя ситуация и очень сложная! В нашем квантовом мире имеется такая