シュレーディンガーの猫

シュレーディンガーの猫

シュレーディンガーの猫（英: Schrödinger's cat）は、1935年にオーストリアの物理学者エルヴィン・シュレーディンガーによって提唱された思考実験で、量子力学的な現象を説明するために使われます。この実験は、観測されるまでの粒子の状態が確定しないことを示す際に用いられ、量子力学の奇妙さを象徴しています。

思考実験の内容

この実験では、鋼鉄製の密閉箱に一匹の猫と放射性物質を入れ、猫の生死が放射性崩壊に基づく仕掛けに依存します。具体的には、放射性物質が崩壊する確率が50%であり、その崩壊がガイガー計数管によって検出されると、青酸ガスが放出されて猫が死ぬ仕組みです。この状態が1時間続いた場合、観測を行うまでは猫が「生きている」と「死んでいる」の二つの状態が重なり合って存在しているとされます。シュレーディンガーは、このケースを通じて、量子力学の表現の不完全性や観測の重要性を強調しました。

量子力学と決定論

量子力学の発展前、古典物理学では物質の状態は初期条件から決定されると考えられていました。しかし、量子論が登場し、エルヴィン・シュレーディンガーが波動方程式を導入して以降、物理的な現象は確率的に説明されるようになりました。この変化は、特にシュレーディンガーの猫の思考実験によって、物理法則の理解に劇的な影響を及ぼしました。

哲学への影響

シュレーディンガーの猫の思考実験は、量子力学の解釈問題や心の哲学にも多大な影響を与えました。科学哲学においては、量子力学の理論が伝統的な自然哲学にそぐわないことを示すための議論にしばしば引用されます。また、心の哲学では、量子の確率過程が物理世界の因果的閉鎖性を問う際の議論材料となります。

現場の物理学者との視点の違い

興味深いことに、現場の物理学者たちはシュレーディンガーの猫のような状況を常に引き起こすわけではないという考え方もあります。ヒラリー・パトナムによると、物理学者たちは実験装置が持つ可観測量が常に具体的な値を有するという仮定を元に、観測のタイミングを導き出しているため、シュレーディンガーの猫のような矛盾を具体的に考える必要がないとされています。

多様な解釈

シュレーディンガーの猫の状況に対しては、いくつかの異なる解釈があります。たとえば、量子デコヒーレンスという概念では、粒子検出器が反応すると同時に猫の生死が決定されると考えられます。また、決定論的な隠れた変数理論では、猫がいつ死ぬかは最初から決まっているという見方がされます。

さらに、自発的収縮理論では、観測に関わらず波動関数が収縮するため、マクロな物体の重ね合わせは生じないとされます。

大衆文化における影響

シュレーディンガーの猫は、科学的な議論だけでなく、大衆文化にも多く登場しています。SF作品やミステリー小説などでそのテーマや関連表現が扱われ、様々な形で広がりを見せています。特に、近年では『シュレーディンガーの猫を追って』などの小説でも取り上げられ、その概念が一般の関心を集めています。

このように、シュレーディンガーの猫は量子力学との関係で多層的な意味を持ち、未だに様々な議論を引き起こす重要な思考実験として位置づけられています。

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