Matematicamente

Sommario: Se si vuole approfondire la meccanica quantistica, non si può non considerare come molti fisici si siano applicati nella ricerca e nella stesura di originali paradossi che evidenziassero alcune delle stranezze e delle presunte incompletezze della teoria. Perché, come vedremo, la meccanica quantistica è una teoria molto, molto strana. Tra i più famosi vi è senza dubbio quello noto come il "paradosso del gatto di Schrödinger" pubblicato per la prima volta nella sua opera "La situazione attuale della meccanica quantistica" del 1935: Si rinchiuda un gatto in una scatola d'acciaio insieme con la seguente macchina infernale (che occorre proteggere dalla possibilità d'essere afferrata direttamente dal gatto): in un contatore Geiger si trova una minuscola porzione di sostanza radioattiva, così poca che nel corso di un'ora forse uno dei suoi atomi si disintegra, ma anche in modo parimenti verosimile nessuno; se ciò succede, allora il contatore lo segnala e aziona un relais di un martelletto che rompe una fiala con del cianuro. Dopo avere lasciato indisturbato questo intero sistema per un'ora, si direbbe che il gatto è ancora vivo se nel frattempo nessun atomo si fosse disintegrato. La prima disintegrazione atomica lo avrebbe avvelenato. La funzione d'onda Ψ dell'intero sistema porta ad affermare che in essa il gatto vivo e il gatto morto non sono stati puri, ma miscelati con uguale peso. Fino a quando non decidiamo di aprire la scatola il gatto che vi è dentro dal punto di vista fisico è "potenzialmente" sia vivo che morto, ma "attualmente" né vivo né morto, secondo il principio di sovrapposizione degli stati. Per capire come sia concepibile una tale situazione paradossale è necessario ripercorrere il cammino che ha portato alla formulazione della teoria quantistica e analizzarne le principali caratteristiche.