history archeology

歴史で学ぶ量子力学【4】「量子力学を理解しているものは、一人もいないと言ってよい」【最終章】 (2/4)

2021.01.27 Wednesday

2020.04.26 Sunday

前ページボーアを悩ませたEPRパラドックス

<

1

2

3

4

>

納得いかないシュレーディンガー博士

EPR論文の発表に大喜びしたのはシュレーディンガー博士でした

彼はEPR論文を褒める手紙をアインシュタインに書いたのですが、その中で相互作用した2粒子を表現するために世界で初めて「エンタングルメント(量子もつれ)」という表現を使います。(厳密にはこのとき書いたのは英語ではなく、後に英訳されてエンタングルメントになります)

「量子もつれ」は現代の量子力学研究の最重要事項と言って良いものですが、この用語の誕生に関わったのもシュレーディンガーでした。

ここまで量子力学に貢献していながら、シュレーディンガーは自分の方程式に対するボーアたちの解釈にまったく納得していませんでした。

アインシュタインはこのシュレーディンガーの手紙に返事を書き、その中で確実なことに対して確率しか示さない量子力学の愚痴を言いました。

翌年中に爆発する不安定な火薬樽があったとして、それが一年後、爆発した状態と爆発していない状態の中間だなんて、まともな記述じゃないでしょう。そんな状態の樽は現実に存在していないのだから。

シュレーディンガーは、この量子力学の奇妙な振る舞いをマクロな世界に置き換えた例え話が気に入り、これをきちんとした思考実験に変えて、翌年にコペンハーゲン解釈に疑問を呈する論文を発表しました。

この論文の中で語られるのが、みんな大好き「シュレーディンガーの猫」という思考実験です。それは次のような内容のものです。

【1匹の猫が鋼鉄の箱の中に悪魔的な装置と共に入れられています。その装置はガイガー計数管の中に非常に少量の放射性物質を入れたもので、これが1時間後に原子崩壊する可能性は50%です。ガイガー計が放射線を感知するとハンマーが稼働して青酸ガスの入った瓶を叩き割り猫は死にます。

原子崩壊は極めて量子的な現象で、それは観測するまで確率でしか状態を知ることが出来ません。量子力学では、1時間後の原子は崩壊した状態と崩壊していない状態が50%で混合した状態と記述されます。

この場合、原子の崩壊に生死の運命を握られている箱の中の猫も、観測されるまで生きている状態と、死んでいる状態が重なり合った不可思議な状態にあるということになります。】

画像
シュレーディンガーの猫のイメージ図。/Credit:Wikipedia,Dhatfield

この思考実験でシュレーディンガーのやりたかったことは、コペンハーゲン解釈がいかに馬鹿馬鹿しい主張をしているかを示すことでした。

しかし、現代の多くの人たちが、これはコペンハーゲン解釈の意味を説明するための例え話として引用している通り、またもシュレーディンガーの仕事は彼の思惑とは逆の成果を生んでしまったようです。

私たちの感覚からすると、これだけ広く受け入れられているのだから、自分の思惑と世間の解釈が異なろうと、もういいじゃないか、と思ってしまいます。

なのに、シュレーディンガー博士は、「私の波動方程式がこんな風に使われるのなら、論文などにしなければよかった」とまで言って嘆いたそうです。

物理学者でない私たちには、自分と異なる解釈で自分の理論が使われてしまうシュレーディンガーの悔しさは、なかなか想像が難しい問題です。

しかし、例えばシュレーディンガーが物理学者ではなく、現代の漫画家だったと考えてみましょう。

漫画家シュレーディンガーは、あるとき非常に素晴らしい友情物語を描きました。しかし、それはなぜかネットで上質なBL漫画として広まってしまいうのです。そして彼の名は、後世に偉大なBL作家として伝わるのです。

この場合、作家は「名が売れたんだし、まあいっか」となるでしょうか?

自分と異なる解釈で波動方程式を使われたシュレーディンガーの悔しさは、これと同じものだったのではないでしょうか? ……違いますか、そうですか。

ともかく偉大な量子力学の成功者でありながら、ちょっと不憫な研究者、それがシュレーディンガー博士なのでした。

次ページ哲学の決着 ベルの定理

<

1

2

3

4

>

人気記事ランキング

  • TODAY
  • WEEK
  • MONTH

Amazonお買い得品ランキング

歴史・考古学のニュースhistory archeology news

もっと見る

役立つ科学情報

注目の科学ニュースpick up !!