2重スリット実験(7) 完結編

つまるところ、2重スリット実験の最大の謎とは、
「1個の粒子として観測される電子が、
 なぜ、2つのスリットを同時に通り抜けられたのか?」
ということになる。

この謎は、既存の世界観ではうまく説明できなかった。

そこで、
「電子は、観測する前は波のような存在だが、観測すると粒子になる」
「その波は、粒子がどこで観測されるかという確率の波である」
という新しい世界観を持ち込む必要があった。

結局、観測する前の電子は、「波のような存在」なのだから、
2つのスリットを同時に通り抜けたとしても、何も問題ない。
たしかに、この考え方(世界観)に従えば、
2重スリット実験をうまいこと説明することができる。

だが、それでも本当に、納得できるだろうか?

「粒子」という位置や質量を持ったカチコチのものが、
観測していないときは、波のようなモヤモヤした存在になって、
2つのスリットを通り抜けた、という説明を受け入れることができるだろうか?

疑問が残るかもしれない。
そこで、この不可思議な量子力学の世界観について、
すこし哲学的に説明してみよう。

まず、そもそも。

「電子は、見ているときは粒子だが、見ていないときは粒子ではない」
と量子力学は述べているが、
日常的でマトモな思考をする人であれば、
「見ていないときも粒子に決まっている」
と考えるだろう。

だが、その日常的な考えは、哲学的に考えるとまったくおかしい。
だって、「見ていない」のに、なんで粒子だってわかるのだろうか?
哲学者であれば、その問題に気がつき、
「見ていないときも粒子に決まっている」という主張は、
「何の根拠もない、思い込み」であると判断するだろう。

ようは、「見ていないときも粒子」なんて言うのは、
「ボクの彼女は、ボクと会っているとき、いつも清楚な人だ。
 だから、ボクと会っていないときでも、清楚な人に違いない」
と言っているのと同じだということだ。
そんなことを言う人がいたら、哲学者じゃなくても
「そんなのはオマエの思い込みかもしれないだろ!
 会っていないときに、その女の子が、
 どうしているかなんて、わかんねぇだろ!」
と突っ込む。

「だって、見ていないんだから、わかるわけがない」
それだけの話だ。
「見ているとき、いつもカチコチの粒子だから、
 見ていないときもカチコチの粒子」だなんて考えは、
どこにも根拠なんかないのだ。
「見ていないときには、どうなっているかなんて、本当のところはわからない」

結局のところ、我々は、観測していない存在について、
「○○である」と断言することは決してできず、
「○○かもしれない」という可能性しか論じることができない。

さて、ここまでの哲学的な結論を踏まえれば、
「1個の粒子を飛ばしたときに、2つのスリットを通り抜けたものは、
 一体なんだろう?」
という問いの答えは明らかである。

それは「スリットを通り抜けたかもしれない」という可能性である。

ちょっと想像してみよう。

今、ボクの目の前に巨大なスクリーンがあり、
そこに粒子の到達を示す「点」が映し出されたとする。
ふと振り返って、後ろを見ると、2つのスリット(穴)が開いた壁があり、
そのスリットの向こう側に、電子銃が見える。

さぁ、このとき、僕らは電子について、何が言えるだろうか?
ボクらは、電子について「スリットAを通り抜けた」とも
「スリットBを通り抜けた」とも決して断言できない。
せいぜい言える事は、
「う〜ん、たぶん、電子は、
 スリットAを通り抜けたかもしれないし、
 スリットBを通り抜けたかもしれないよね」
という可能性についてだけである。

そして、現実は、まさに言葉どおりなのである。

結局、「2つのスリットを通ったのは何か」と問われれば、
「電子が通ったかもしれないという可能性だ」としか言えないのだ。

むしろ、
「電子は、絶対に一方のスリットしか通り抜けていない!
 だから、一方のスリットだけを通り抜けたとして、
 この実験を考えるべきだ!」
という方が、何の根拠もない。
それどころか、そう考えてしまうと、
干渉縞が発生するという事実を説明できない。

結局、スクリーン上で観察された電子とは、
「スリットAを通り抜けたかもしれない」
「スリットBを通り抜けたかもしれない」
という2つの可能性をもとにして、観察されたものである。


 
だから、2つの可能性をきちんと「重ね合わせて」考えなくてはならない。
この重ね合わせの結果として、「干渉縞」が見出されるのである。
(もし、ワレワレが見ていないときでも、電子が粒子であり、
 一方のスリットしか通らないのであれば、一方の可能性しかないのだから、
 決して「重ね合わせ」は起こりえない。つまり、干渉縞は起こりえないのだ)

ようするに、2重スリット実験の革命的なところは、

「電子を観測しているとき、いつも1個の粒子だから、
 観察していないときでも、1個の粒子に決まっている」
というカチコチの世界観に対して、
「それは何の根拠もない思い込みにすぎない」ということを示し、
むしろ、
「観察していないときは可能性しか論じられず、
 観測していないときには、その可能性こそが存在である」
という、まるで言葉遊びのような概念の方が正しいということを
実験的に証明したことである。
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