局所実在論

物理学における局所実在論とは、素朴実在論と局所性という二つの基本的な考え方を前提とした物理理論の枠組みを指します。

素朴実在論とは、私たちが観測する物理的な対象は、観測の有無にかかわらず客観的に存在するという考え方です。例えば、目の前にある物体は、誰かがそれを見ているかどうかに関わらず、そこに存在すると考えます。

一方、局所性とは、ある場所で起こった出来事が、瞬時に遠く離れた場所に影響を与えることはないという考え方です。つまり、因果関係は連続的で、情報や相互作用は空間を有限の速度で伝播すると考えます。

局所実在論の代表的な例としては、古典力学、古典電磁気学、古典計算機理論などが挙げられます。これらの理論では、物体は明確な位置と運動量を持ち、その状態は観測によって影響を受けることはなく、また、相互作用は局所的に行われると仮定されています。

しかし、20世紀以降の量子論の発展により、局所実在論に基づく物理理論には限界があることが明らかになりました。特に、量子論は、局所実在論が満たすべきとされるベルの不等式を破ることが実験的に確認されています。

ベルの不等式とは、局所実在論が成立すると仮定した場合に導かれる、相関関係に関する不等式です。この不等式は、特定の実験設定下で、測定結果の相関が一定の範囲内に収まることを示しています。しかし、量子力学の予言と実験結果は、この不等式を破ることが示されました。この結果は、量子的な現象を局所実在論の枠組みで説明することができないことを示唆しています。

ベルの不等式が破れるという実験結果は、局所実在論の根幹を揺るがすものであり、量子力学が持つ非局所性という性質を強く示唆しています。非局所性とは、量子的な相互作用が、局所的な範囲を超えて瞬時に影響を与える可能性があるという考え方です。

これらのことから、局所実在論に基づく物理理論は、適用範囲について注意深く考慮する必要があることがわかります。特に、量子的な現象を扱う場合には、局所実在論の枠組みを超えた、量子力学的な視点が必要不可欠となります。

関連する概念

アインシュタイン＝ポドルスキー＝ローゼンのパラドックス：量子力学の非局所性を指摘した思考実験。
隠れた変数理論：量子力学の確率的な性質を、隠れた変数によって説明しようとする理論。
ベルの不等式：局所実在論を前提とした場合に導かれる不等式。
非局所性：量子力学的な相互作用が局所的な範囲を超えて影響を与える可能性。

参考文献

* 清水明『新版 量子論の基礎―その本質のやさしい理解のために―』サイエンス社、2004年。ISBN 4-7819-1062-9。

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