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。