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。

祝!書籍化!
本サイトが本に!

祝!2冊目!
書き下ろしが本に!

祝!3冊目!
バキの人が表紙に!

祝!4冊目!
またバキの人が!

祝!5冊目!
名作!14歳の哲学!

祝!6冊目!
哲学者が女の子に!

祝!7冊目!
ゆうきゆう先生
の人が表紙に!
『てつがくフレンズ』第78話

⇒(続き) 『てつがくフレンズ』