シュレディンガーの猫(2) よくある疑問A

シュレディンガーの猫」という思考実験。




一体、何が問題なのだろうか?
もう一度整理してみよう。

まず、そもそも、
この「シュレディンガーの猫」の思考実験では、

・電子が位置Aにあるとき → 毒ガスでる  → 猫は死ぬ。
・電子が位置Bにあるとき → 毒ガスでない → 猫は生きる。

というように、「電子の位置で、猫の生死が決まる」ように
関連付けられた装置を想定している。

ここで、
量子力学のコペンハーゲン解釈では、

観測していない電子は、『位置Aにあるかも』 『位置Bにあるかも』 といった
複数の可能性として、同時に存在している

と考えているのだから、
「その電子の位置によって、生死が関連付けられている猫」だって、当然、

『生きているかも』 『死んでいるかも』 といった複数の状態として、
同時に存在している

ということになるはずだ。(だって、電子の状態で、猫の状態が決まるのだから)

しかしながら、「生きている猫」 と 「死んでいる猫」が同時に存在するなんて、
日常的な感覚としては、「ありえない」ように思える……。

結局、目に見えないミクロの電子が、「複数の状態で、同時に存在している!」
と言われても、「へぇ〜、そんなもんなんだ〜」ぐらいの印象しか持たない人だって、
電子が猫に置き換われば、「ありえないよ!こんなの明らかにおかしい!」
と思うわけで、シュレディンガーの狙いもそこにあった。
ようするに、シュレディンガーは、
「量子力学というミクロの物質についての不可思議な理論が、
 猫とかのマクロな物質にまで影響するような実験装置」
を考えることで、量子力学が、いかにメチャクチャなものであるか
を示したかったのだ。

つまるところ、結論として、
量子力学のコペンハーゲン解釈が正しいのだとしたら……、

観察する前の1匹の猫が、
『生きている』 『死んでいる』 という複数の状態として、
同時に存在している

という、あまりに常識ハズレなことを受け入れなくてはならない……。

さてさて。
シュレディンガーの言いたいことは理解できたと思う。

だが、その前に、
量子力学に慣れ親しんでいない人からすれば
そもそも、なんでそんな結論になってしまうのか、疑問に思うかもしれない。

というのは、この「シュレディンガーの猫」の思考実験は、
もっと簡単に考えれば、何の不思議もなく説明できそうな気がするからだ。

それを踏まえて、この思考実験を再度確認してみよう。

●よくある疑問A電子のようなミクロの物質は、すっごい小さいから、
 どこで観測されるのか、確率的にしかわからないよ、ってだけの話で、
 電子が多重に存在しているという考え方を持ち出す必要なんて、
 ないんじゃないの?不確定性原理の項目でも述べたように、
電子のようなミクロの物質は、観測するという行為によって、
状態を変えられてしまうため、もともとの正確な状態を知ることができない。

したがって、「確率的にしか電子の状態を観測できない」というのは、
単純に「観測のやり方・精度の問題」なのだから、
「電子の位置は、観測する前でも、『ホントウは』決まっている」
という考え方ができる。

ここから、
量子力学のいう「確率的にしかわからない」ってのは、
単純にその程度の話じゃないの?
なんで、わざわざ、「確率的な状態で多重に存在している」とか、
わけのわからないことを言い出すの?
という素朴な感想を持つ人もいるだろう。
たしかに
「電子は小さいから、確率的にしかその位置がわからないだけであって、
 電子の位置は実際には決まっている」
のであれば、当然、猫の生死だってひとつに決まるわけで、
猫の生死が多重に存在するなんて、ヘンテコなことを言う必要はまったくない。

もちろん、この素朴な考えは、とても妥当でマトモな考えではある。
だが、そうすると、今度は、
「2重スリット実験」などの量子力学特有の実験結果について、
何も説明ができなくなってしまう。

だって、そもそも、
「電子が複数の状態で、多重に存在している」
なんてヘンテコな理論を持ち出したのは、
「そう考えないかぎり説明できないような実験結果」
があったからである。
(科学者だって、好きこのんで、こんなヘンテコな理論を出したわけじゃない)

2重スリット実験を説明するためには、どうしても、

観察する前の電子が、
『スリットAを通り抜けた状態』と『スリットBを通り抜けた状態』の2つとして、
同時に存在している

という新しい考え方が必要だったのだ。

結局のところ、「よくある疑問A」に基づいて、

「電子の位置が確率的にしか予測できないのは、あくまで観測精度の問題であって、
 ホントウは、電子の位置はひとつの場所に決まっている!
 だから、電子も猫も多重化しない!」

と素朴にシンプルに、
「シュレディンガーの猫」を説明してしまっては、

「粒子は、観測していないときでも、いつも位置が決まっている!」という
古典的な科学理論に逆戻りするだけであり、

「じゃあ、どうやって、
 2重スリット実験を説明するんだよ!」
という最初の問題に戻ってしまうことになる。

結局、「2重スリット実験という現実(実験結果)」に対して、
古典的な科学理論(粒子は、いつもカチコチ理論)では説明がつかなかったから、
しかたなくヘンテコな量子力学の理論がでてきたわけで、
それなのに、
古典的な科学理論を持ち出して「シュレディンガーの猫」を説明しようとする
なんてことは、そもそもナンセンスなのである。

以上までが、「よくある疑問A」に対する回答である。

しかし、本当に難しい問題は、「よくある疑問B」の方である。
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