シュレディンガーの猫を出来るだけ分かりやすくまとめてみた。

量子力学の中に必ずといっていいほど
出てくる「シュレディンガーの猫」というお話。

この学問がどのようにして「引き寄せの法則」などに繋がるのでしょうか。

その前に、量子力学って何?シュレディンガーの猫って何?
という部分からお話してきます。

できるだけ簡単に、分かりやすく書いているため
正確でなかったり、間違ったりしている部分が
あるかとは思いますので、正確に知りたい場合は
違うサイトや書籍をお調べ下さい。

そもそも量子力学とは?

そもそも量子力学とは何でしょうか?

量子力学とは、現代科学の基礎であり、
量子力学が応用された製品としては

パソコン・携帯電話・テレビ・DVDレコーダー
光ファイバーなど、案外身近にある多くの製品は
この量子力学が応用されて作られています。

量子力学では、目には見えない素粒子という「ミクロ」の
世界を追求する学問といって良いでしょう。

素粒子というのは、人間の目には見えないくらいな小さな小さな粒のことです。

素粒子って何?

この「素粒子」が非常に大事なポイントになるので
もう少し詳しくお話していきます。

素粒子とは物質を細かくバラしていったときに
最終的に行き着く小さい粒々のことです。

その大きさはまだはっきりとは解明されていないのですが、
少なくとも0.0000000000000000001mm以下と言われています。

そして宇宙が誕生したとき、まずこの素粒子が
生まれたと言われています。

つまり全ての物質をドンドンと分解、
細かくしていった時に、最後に残ったものが素粒子ということです。

例えば、テレビから流れる映像というのは、
近くで見ると実は小さな粒が固まって1つの映像として捉えることができます。

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上の画像のように1つ1つの粒粒が素粒子なのです。

この素粒子の集合体が「物質」となります。

物質というのは、空気や水、植物、石や岩、あらゆる物を指し、
当然、人間も物質という見方ができます。

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全ての物質、さらにはこの宇宙までもが、
元をたどればこの素粒子で作られているということです。

さて、この素粒子なのですが、非常に不思議なことが
量子力学の世界で起きています。

それが二重スリット実験という実験です。

二重スリット実験はまたどこかで書きますが
訳がわからない現象が起きているのです。

それが、素粒子は粒でもあり、波でもあるというのです。

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しかもさらに不思議なことに、人が観測すると粒になり
人が観測しないと波になるというのです・・!

意味が分かりますか?

人が観測すれば素粒子は粒であり、
観測しなければ波となっているのです。

つまり粒と波の両方の性質を持つ素粒子。

そして素粒子以外の原子や電子にもこのような性質があるか
調べた物理学者がいます。

すると、原子や電子にもこのような
粒と波の2つの性質があると分かったのです。

例えば、パチンコの玉があります。

これを見ているときは、玉として存在するのですが
見ていないと、波のようになっているということです。

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そんな、馬鹿な!と思うことが
起きたんです。

このことで物理学者は非常に頭を悩ませました。

どう考えても分からない現象が目の前の事実として
起きているからです。

このことで、物理学者はこう結論づけたんです。

「観測される前の、電子(素粒子)の位置は、本当は決まっていない。電子の位置は、観測されて初めて決定される。観測される前の、電子の位置は、ここにあるかも、あそこにあるかもという『可能性』として多重に存在している」

こいつは何を言ってるんだと思うかもしれませんが、
ここでのポイントは、

1個の粒子として観測される電子でも、観測される前では、
本当に、複数の場所に同時に存在しているということなのです。

1つの粒子が観測するまでは

「場所Aにいるかもしれない」
「場所Bにいるかもしれない」

2つの場所に電子は本当に同時に存在しているということです。
そして観測して始めてその居場所が分かるということ。

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このように、人が観測する前のどっちつかずのゴチャゴチャ状態を「重ね合わせ状態」 と呼んでいます。観測する前の物質は「たくさんの可能性がゴチャゴチャに重なった状態」で存在しているということです。

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そして観測すると、ゴチャゴチャの中から、ひとつの状態が選択されて、それが観測される。どの状態が観測されるかは、シュレディンガー方程式(波動関数)で、確率的に予測することができるというのが、量子力学のすべてです。

おいおい、嘘だろ。電子は人が観測する前は色々な場所に存在して、観測して始めて1つの場所にいるということかい?

「測定した瞬間に”確率的”に結果が決まる」というのか?なんて常識はずれな。

そう思ったのは、アナタだけではありません。あの物理学の天才アインシュタインさんさえもそう思いました。しかしあの天才ですら、最後までその謎を解明できなかったのです。

確率でしか答えが出ないという量子力学の理論に対して、アインシュタインさんは批判の意味を込めて「神はサイコロを振らない」といったのです。

今までは電子とか素粒子とか見えないミクロの世界の話でしたので、そういうこともあるのかという感じだと思います。

そこである物理学者が、「では花とか水とか目に見えるマクロなものにも」影響を及ぼすような実験装置を想定したらどうなるだろうか?そういう疑問を持った物理学者がいます。

シュレディンガーの猫は量子力学に対するアンチテーゼ

さていよいよ、シュレディンガーの猫の説明に入ります。実はこの実験は量子力学に対するアンチテーゼなのです。

実はこのシュレディンガーさんは量子力学の基本方程式であるシュレディンガー方程式(波動関数)を作った人なのです。

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しかしシュレディンガーさんは、量子力学の訳の分からない世界に関わり、とても後悔しました。最後には物理学者を辞めてしまっています(笑)

物理学の世界から去るときに、量子力学をけなすために、ある思考実験を考えたのです。

それがシュレディンガーの猫です。

シュレディンガーの猫の実験内容

それは、こんな思考実験でした。

まず、中身の見えない箱を用意して、そして、以下の4つを入れて、フタを閉じます。
1)電子
2)電子と反応するセンサ
3)毒ガス
4)猫

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②の電子と反応するセンサは①の「電子が位置Aにあると、毒ガスを噴き出す仕組み」になっています。毒ガスが噴き出せば、当然、箱の中の猫は死んでしまいます。

逆に、電子が「位置A」ではなくて「別の位置Bにある」ならば、センサは反応しないので、毒ガスは噴き出さず、猫は生きていることになります。

 

 

 

 

 

 

参考URL:http://www.h5.dion.ne.jp/~terun/doc/neko1.html

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