シュレーディンガーの猫とは?量子力学の「思考実験」を正しく理解する

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「確かめる」ことが結果を決める

二重スリット実験」で見たように、量子の世界では「確かめる(確認する)」という行為が、結果そのものを決定づけてしまいます。

  • 確かめるまでは、状態がひとつに決まっていない。
  • 確かめた瞬間に、はじめて結果が確定する。

このような性質を、私たちが住む世界(マクロの世界)に無理やり当てはめたとき、一体何が起きるのでしょうか。

それを極端なかたちで示したのが、あまりにも有名な「シュレーディンガーの猫」です。

※はじめに
これは物理学者が理論の矛盾を指摘するために頭の中で組み立てた「思考実験」です。
実際に犠牲になった猫はいませんので、どうぞ安心して読み進めてくださいね。

箱の中の猫に、何が起きているのか

想像してみてください。

外部から完全に遮断された、密閉された箱があります。 その中には一匹の猫と、ある装置が入っています。

その装置は、「量子が崩壊したかどうか」を検知して作動します。

  • 量子が崩壊したなら ⇒ 毒ガスが発生し、猫は息絶えます。
  • 量子が崩壊しなかったなら ⇒ 何も起きず、猫は生き続けます。

ここでのポイントは、装置のスイッチとなる「量子」は、確認されるまで「崩壊した状態」と「崩壊していない状態」が重なり合っているという点です。

「どちらか」ではなく、「重なっている」という結論

量子のルールをそのままこの箱に適用すると、こんな結論にたどり着きます。

箱を開けて中を確認するまでは、量子は「崩壊している/していない」の両方の状態を保っています。

そして、その量子に運命を握られている猫もまた、「生きている状態」と「死んでいる状態」が同時に重なり合って存在している、ということになるのです。

「生きているか、死んでいるかのどちらかだが、外からは見えないだけ」ではありません。

物理学の計算上は、「確かめるまでは、どちらの状態でもあり、どちらの状態でもない」という存在としてそこにいることになります。

この話が問いかけていること

考案者であるシュレーディンガーが本当に問いかけたかったのは、「量子の世界のルールを、私たちの日常にまでそのまま当てはめていいのだろうか?」ということでした。

目に見えない小さな世界では当たり前に起きている「重なり合い」が、猫のような大きな存在(マクロの世界)になったとき、なぜこれほどまで不自然に感じられるのか。

もし、量子力学が世界のすべてを説明する真理なら、「生きている」というはっきりした現実が決まる境界線は、一体どこにあるのか?

彼は、当時の物理学が抱えていた「現実をどう定義するか」という未解決の問題を、この猫に託したのです。

境界線は、今も揺らぎ続けている

現在の物理学においても、「シュレーディンガーの猫」が突きつけた問題に完全な答えは出ていません。

どこまでが量子のルールで動き、どこからが私たちの知る「確かな現実」になるのか。どの瞬間に、重なっていた可能性が「たったひとつの結果」に変わるのか。

シュレーディンガーの猫は、答えを教えてくれる存在ではありません。

「現実はもともとそこに決まっている」という私たちの当たり前の感覚が、実はそうではないかもしれない

シュレーディンガーの猫は、そんな問いを今も投げかけています。

まとめ:この記事でわかったこと

  • シュレーディンガーの猫は、量子力学の矛盾を示すための「思考実験」
  • 量子のルールをマクロの世界に当てはめると、猫は「生きている状態」と「死んでいる状態」が重なり合うことになる
  • これは「外から見えないだけ」ではなく、確かめるまでどちらでもない状態
  • この問いに対する完全な答えは、現在も出ていない

次の記事では、どんなに遠く離れていても瞬時につながり合う現象「量子もつれ」についてお話しします。

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