「シュレディンガーの猫」って実にほどよく中二病心をくすぐりますよね！
さかなさんですどうもこんにちは！
語呂が良い上に知的な感じがするのよね。つよい。
さてそんなさかなさんは何気に量子論が好きだったりします。
(「シュレディンガーの猫」は量子論の用語です)
と言っても本格的に勉強したわけではなく、数式とかまったく分からないんですけど。
ただ量子論の話を聞いたり読んだりすると、なんだかすっごくワクワクするんです。
と同時に、不思議と安心するような感覚もあって。
今回はその感覚について、そして量子論の魅力について、とくと語りたいと思います！
量子論まったく知らない人にも面白さが分かるように書いてるつもりですので、
「なんか今回は難しそうな話だな…」
と回れ右せず、ちょっとだけ私のワクワクを追体験していっていただけると幸いです！
私は量子論を専門に学習したわけではないので、「厳密には違う」というような内容があるかと思います。
この記事は飽くまで素人が「量子論の何が面白いのか」を語る記事なので、間違いを発見した際には優しく指摘していただけると助かります。
参考まで、私が定期的に読み返してる量子論の入門書はこちら↓
量子論の歴史、解釈、今後の展望まで。
難しい話は最小限に面白いところをつまみ食いさせてくれる、
初めて量子論に触れる方にピッタリの書籍です。
興味がありましたらぜひ手に取ってみてください。
量子論、ここが好き
そもそも量子論とは？
上記の本から引用すると、量子論は
「非常に小さなミクロな世界で、物質を構成する粒子や光などがどのようにふるまうかを解き明かす理論」
と説明されています。
要は、「超小さいもの(原子や電子など)の世界のルール」を解き明かすのが量子論です。
まず前提として、私たちの日常世界には物理のルールがありますね。
ボールを投げたら放物線を描いて落ちる。
箱の中にボールを入れて蓋を閉めたら、その中にずっとボールがある。
私たちの生きる世界には、原因があって結果があります。
これはニュートン力学というもので、何百年も「これが世界のルールだ」と信じられてきました。
私たちもそのルールの中で生活しています。
ところが、です。
ミクロの世界、それこそ原子とか光子とか、そのレベルになると、そのルールが全く通用しません。
ではどのようなルールになっているのか、それを解き明かすのが量子論です。
もう少し詳しくお話しますね。
ミクロの世界では「観測するまで状態が決まらない」
例えば、ミクロの世界のぶっ飛んだルールに、以下のようなものがあります。
- 一つの物質は、複数の場所に同時に存在する
- そして(人間や機械が)観測した瞬間に、どこに存在するかが確定する
これは「観測するまでどこにあるか分からない」という話ではありません。
観測するまで、複数の場所に同時に存在しているんです。
その「複数の場所に同時に存在する一つの物質」は、誰かが「見た」瞬間に一つの場所に決まります。
まるで「最初からここにいましたよ」と言わんばかりの顔をして。
これが実験で立証されています。
ちょっと何言ってるか分からなくないですか？
どういう実験をしてこういう結論に至ったのかはぜひ紹介した本を読んでいただければと思うんですが。
私はこの意味不明さが大好きです。
だって、あまりにも私たちの常識からかけ離れすぎていて。
私たちの日常では、箱の中のボールはずっと箱の中にありますね。
私たちが「見ていない」からといって、箱の中と箱の外にボールが同時に存在するなんてことは有り得ません。
でも、ミクロの世界ではそれがある。
「一つの物質が複数の場所に同時に存在する」というだけでも意味不明なのに、
誰かがそれを「見た」瞬間に一つの場所に決まるって、それはいったい何がどういう仕組みでそうなっているんだ。
でもそんな意味不明なことが、実験で何度も確かめられている。
そのことが私はたまらなく愉快なんです。
「未来は決まっていない」ことを証明した？
私的にかなりアツい量子論のトピックの一つは、
量子論が「未来は決まっていない」ことを示した、ということです。
(ここはかなり私独自の解釈が混ざってるので、量子論詳しい人は薄目で読んでくださいね)
先の項で、ミクロな物質は「観測した瞬間に位置が決まる」ということをお話しました。
この「位置」を、事前に知ることはできません。
というより、決まっていないのです。
ミクロな物質の振る舞いは、確率でしか記述できません。
A地点で発見される可能性が30％、B地点で発見される可能性が10％…という具合です。
これは因果関係でなく飽くまで確率なので、
全知全能の神でさえ、ミクロな物質が次の瞬間どこにいるかを「確定」することはできない、
というのが現在の量子論の主流の考え方になっています。
つまり、
「未来は決まっていない」
私にはそう聞こえました。
だって、量子論はどこか遠い別の世界のお話ではありません。
私たちの身体も、身の回りのものも、光も、音も、電気も、全てはミクロな物質からできています。
ミクロな物質の挙動が決まっていないなら、私たちの未来だってきっと決まっていないはずです。
この「未来は決まっていない」という事に、私はなんだかすごくほっとするんですよね。
そのことについてはまた次の次くらいの記事でお話したいと思います。
知の最先端を行く大人たちの「そんなわけない」発表
ここも私のツボな部分なんですが、量子論の歴史に思いを馳せるとニヤニヤしてしまいます。
きっと、先述の「ルール」を最初に発見した科学者たちも、
「そんなわけない」と思ったんじゃないかなと思うんです。
「一つの物質が複数の場所に同時に存在する」なんて
「見るまで状態が決まっていない」なんて
そんなわけがない。
こんなこと、まともな大人が言うことじゃない。
でも、実験結果はそう言っている。
きっと、「そんなわけない」って自分でも思いながら、
「でもそうとしか言えません！」
って発表したんじゃないのかなぁ、なんて思うんですよね。
私の妄想ですけど(笑)
あのアインシュタインは、先述の「未来は決まっていない」という話を、
「そんなのおかしい」と最後まで受け入れなかったそうです。
「神はサイコロを振らない」
というアインシュタインの有名な言葉がありますが、これは
「未来が確率でしか決まらないなんて認められない。認めたくない」
という抵抗の言葉でもありました。
今のところ、実験結果は「(サイコロを)振ってますよ」と答え続けているわけですが。
もちろん、量子論が不完全で、やっぱりアインシュタインが正しかった、という可能性は全然あります。
なにが正しいかはともかくとして、そういう知の最前線にいる大人たちが、目に見えないミクロな相手に翻弄されて、右往左往している。
その光景を想像すると面白くて、滑稽で、どこか愛おしくて、私はなんだか楽しくなってしまうんです。
次回はパラレルワールドで会いましょう
さて、私がいかにして量子論にときめいているのか少しずつでも伝わって参りましたでしょうか。
次回は量子論のさらにぶっとんだ話を語ります。
およそ科学とは無関係そうな”パラレルワールド”がキーワードです。
お楽しみに！
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