「シュレーディンガーの猫」とは、1935年に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、量子力学の問題点を取り上げた思考実験である。この思考実験は、量子力学が引き起こす、「奇妙な現象」を説明する際の例として用いられることが多い。
この思考実験の詳細
「シュレーディンガーの猫」の思考実験とは、総じて下記のようなものである。まず、始めに中身が見えない箱を用意する。そして、この箱の中に放射性物質であるラジウム、放射線を検出する検知器、青酸カリ入りのビン、そして、1匹の猫を入れる。
この時、青酸カリのビンにはふたがしてあるが、ラジウムから放射線であるアルファ粒子が発生した場合、検知器がそれを検出し、ビンのふたが開く仕掛けとなっている。ビンから流れ出た青酸ガスを猫が吸えば、当然、猫は死んでしまう。またラジウムからアルファ粒子が発生する現象については、量子論では確率的にしか推測できない現象だとされているため、ここでは「1時間以内にアルファ粒子が出る確率」を50%として仮定する。
さて、箱の中に各装置と猫を入れてから、ふたを閉め、1時間が経過した。果たして、箱の中の猫は、生きているのだろうか?それとも、死んでいるのだろうか?
この時、青酸カリのビンにはふたがしてあるが、ラジウムから放射線であるアルファ粒子が発生した場合、検知器がそれを検出し、ビンのふたが開く仕掛けとなっている。ビンから流れ出た青酸ガスを猫が吸えば、当然、猫は死んでしまう。またラジウムからアルファ粒子が発生する現象については、量子論では確率的にしか推測できない現象だとされているため、ここでは「1時間以内にアルファ粒子が出る確率」を50%として仮定する。
さて、箱の中に各装置と猫を入れてから、ふたを閉め、1時間が経過した。果たして、箱の中の猫は、生きているのだろうか?それとも、死んでいるのだろうか?
この思考実験による問題点
現在、量子力学の基礎となっている「コペンハーゲン解釈」では、下記の二点がその前提となっている。- 全ての事象は、観測された瞬間に確立する
- 確立する寸前までは、異なる複数の事象が、同時に重なりあった状態として存在している
普段、我々は猫が「生きている状態」と「死んでいる状態」という、二つの状態を認識することができるが、このように重なりあった状態を認識することはない。そのため、量子力学に対して「どれだけ、妥当な手法を用いて実験を行ったとしても、観測して得られた実験結果は、既に出た結果であり、それは観測の影響を受ける前の状態ではないため、実験結果そのものには意味がなく、検証のしようが無いのではないか」という疑問が生まれる。
これらのことから、物理学者エルヴィン・シュレーディンガーは、この思考実験を用いて、量子力学の問題点を指摘・批判したのである。
いくつかの解釈
この思考実験の解釈については、主に下記の二つに分けられる。
- コペンハーゲン解釈
- エヴェレットの多世界解釈
関連動画
管理人から一言
自分も、ある意味、「シュレーディンガー」です…。