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    Great Smoky Dragon
     
     量子力学的現象は観測されるまで現象ではない。

     量子力学の「奇妙さ」をどこに感じるかは、人それぞれかも知れない。不確定性原理とか、とびとびのエネルギー値だとか、重ね合わせの原理だとか、本質的に確率に支配されているとか、遠く離れた二つの物体同士の相関とか、量子力学は日常生活の感覚からは容易には受け入れがたい論理に満ちている。しかし私は、これらの「奇妙さ」全ての根底にある原理として上に掲げたドグマに、もっとも強く奇妙さを感じる。
     
    「量子力学的現象は観測されるまで現象ではない」というのはジョン・ホイーラーの言葉である。ホイーラーは、また、量子力学的現象を Great Smoky Dragon と表現した。尻尾(初期状態)と頭(観測結果)は見えているが、胴体はもくもくした煙に包まれている竜のイラストを見た人もいるだろう。

     このドグマから、直観に反する実験をいくらでも考案することができる。たとえば、物質に外部から操作を加えて状態を変え、それを「観測」する前に2番目の操作をほどこして、現象そのものを何の痕跡も残さず消してしまうこともできる。また、二つの異なる時間発展の経路を辿っている粒子(重ね合わせの状態!)に操作をほどこして、経路間の干渉により観測結果を変えることもできる。しかも、この操作を加えるか加えないかの判断を、粒子の状態を観測する直前まで遅らせることができるので、まるで粒子の辿る運命を、時間を遡って決定しているかのような印象を受ける。これは遅延選択実験(delayed choice experiment)と呼ばれている。
     
     ホイーラーは、遅延選択を宇宙スケールに拡大した思考実験を提案して、この奇妙さを強調してみせた。何億光年も離れた銀河から出た光が、二つの異なる経路を辿って地球にやってくることがある(重力レンズ効果)。このとき、光の観測方法の設定の仕方により、異なる経路の重ね合わせ状態で観測するか(干渉が起きる。光は波だ!)、あるいはどちらか一方の経路を選んでやってくるという観測をするか(干渉は起きない。光は粒子だ!)を選ぶことで、光の過去数億年間の歴史をいま決定できるというのである。

     Smoky Dragonの煙に隠れた部分を表現するのが波動関数であり、波動関数の時間発展はシュレーディンガー方程式で記述される。波動関数は「見ていない(観測していない)」ときの粒子の振る舞いを表わしている何物かではあるが、一体それが何なのか、誰もうまく言えない。そもそも「見ていない」ときに粒子がどこにいるのか、誰も知らないし、そんなことは議論してはいけないことになっている。見ていないとき、粒子はイデアの世界にいるのだ、と言う人もいる。破れかぶれだ。

      皆さんは、物理学者をつかまえて
    「波動関数って何ですか?」
    と質問してみるとよい。もし、彼が良心的で深く考える科学者だったら、きっと
    「カクリツシンプクがなんたらかんたら・・・」
    と口ごもった挙句
    「私にもよく分かりません」
    と肩をすくめるだろう。

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