東海林さだおがいいなぁ

※９月８日イラストをそうにゅう！

「鶴の恩返し」という話がある。

男に助けられた鶴が娘に化けて、男のもとにやってくるお話である。
鶴の娘は、男のためにそれは美しい反物を織ってくれる。

だが、
「織っている間は、けして中を覗かないでください」と男に言い含めて、別の部屋に入っていく。

待っていさえすれば「反物」はできあがってくる。
中を覗こうとさえしなければ「結果」は必ず出る。

「量子力学」の「不確定性原理」や「重ね合わせ」について読むたびに、私はこの話を思い浮かべていた。

男は人としての「業」（好奇心でしょうか）に負けて、ついに中を覗いてしまい、鶴の娘は男のもとから去っていくわけだけれでも、私はそのようにどうしても中を覗きこんで真実を知ろうとしてしまう人間の「業」が好きな方であるが、好まない人もいるのだろうとは思う。

半年ほど前に、

「マイナス１個の光子観測」、「ハーディのパラドックス」

という記事を書いた。

もともとはこのブクマを見つけたのがきっかけ。

日経ネット関西版の『「マイナス１個の光子」観測──阪大大学院生らが成功という』記事のブクマである。（日経ネットの元記事の方はすでにリンク切れ）

この実験、そして「ハーディのパラドックス」、そして「弱い観測」について2009年10月号の日経サイエンスに詳しい記事が出たので、私なりに自分の前記事のあとを追ってみた。

なにせど素人が生半可な理解で書くこと。
なるべくウソは書かないように注意しますが、理解の至らないところや、誤りを見つけられた方はぜひご指摘くださいますよう、お願い申し上げます。

「量子力学」というトンデモない学問によると、極微の世界では我々の想像を絶するようなことがおきている。

すなわち、我々が見ていないところ（観測をしていないところ）では、物体は相反する状態になっていたりするらしい。

（ここで、最近覚せい剤の保持・使用で捕まっちゃった某アイドルを思い出してしまった（笑））

その「相反する状態が同時に実現していること」を「重ね合わせ」と呼ぶ。

有名な「シュレディガーのぬこ」
という思考実験があり、ある量子力学的な状況を与えた、我々の見ていない（観測していない）箱の中で、ぬこは生死が重なった状況にある、としか言えない状態になっており、これが「重ね合わせ」の一例である。
箱を開けた瞬間（観測した途端に）状況は確定し、ぬこの状況としての「生」あるいは「死」が姿を現す。

「シュレディンガーのぬこ」２様



↑南郷力丸画伯　2009年９月お作





↑柿の木画伯、ちょちょんまげ画伯　２００９年９月合作


また、粒子（電子、陽子、中性子、光子、その他素粒子など）は我々の見とらんところでは、「波」と「粒」という相反する状態の「重ね合わせ」だったり、あるいは「スピンが上向きか下向きか｣などという状況も「重なり合って」おり、人間が（観測機器がでもよろしい）観測した瞬間にそれらの状況が一つに確定する。

さて、「量子力学」という学問は「観測したらどのような状況に落ち着くのか」ということを、確率的には予言可能であり、「観測していない時の重ね合わせが本当はどうなっているのか」を知ることができなくても実用上の問題は全く無く、あるいはこの世界を語るのには十分であるとされてきた。

この考え方（わかんないとこは取り合えずどうでもいいぢゃんという考え方）は「ニールス・ボーア」というアインシュタインにも匹敵するぐらいの偉大な物理学者により主張され、多くの物理学者はこれを割り切って受け入れた。

なんせ、このボーアというオッサンはとにかく頑固かつ恐ろしいオッサンで、どこかに「重ね合わせ状況」に疑問を発したり「研究」したりするような科学者がいるとわざわざ出向いていってボーアの解釈（コペンハーゲン解釈と言ひます）に納得するよう折伏するような人だったらしい（笑）

ボーアとは立場を異にしたアインシュタインとの論争も有名である。

で、そういうボーアの折伏（笑）が功を奏したのか、20世紀初頭から現在にいたるまで、基本的にはこの「重ね合わせ」、「不確定性原理」については「コペンハーゲン解釈」という棚上げ式が圧倒的な主流であった。
その状態についての他の解釈もあるものの（エヴェレットの多世界解釈とか、デビッド・ボームのパイロット波解釈とかがある）、どういう「解釈」をしようが計算結果が一緒である以上は途中はどうでもいいぢゃん、という実利的な考えが勝利をおさめていたと言っていいのではないだろうか。

しかし、それぢゃぁ、シロウトとしてはおもろくないやんけ！
途中がどうなってるのか知りたいやんけ！

なんと今回の「マイナス一個の光子確認」（これは私の理解するところ不正確な表現である。「光子の存在確率がマイナス１になる」ということのようだ）は、その「重ね合わせ状況」を「観測対象に影響を与えずに」観測可能だと考えた１人のおっさんの理論が契機なのである。

その「ボーアに楯突く」英雄的なおっさんの名はヤキール・アハラノフ。

１９３２年、イスラエルはテルアビブに生まれた「天才的」な物理学者である。

前述したパイロット波解釈のデビッド・ボームとともに、アハラノフ=ボーム効果（Aharonov-Bohm effect）を理論的にその存在を予言し、ほぼ不可能と言われた検証実験を日本の物理学者外村彰氏が成功させた。
本実験はノーベル賞級であると聞き及びます。

ちなみに、アハラノフ=ボーム効果とは、「電場、磁場が存在しなくても、電子は電磁ポテンシャルの影響を受ける」という、全くわけのわからないものであります。

そして、アハラノフは「重ね合わせ」を壊さない「弱い測定理論」を発表し、今回の大阪大学チーム及び、トロント大学のその理論による実験の成功、そして「存在確率マイナス１」の確認、となるらしい。

「弱い測定理論」とは私が前回記事で書いたように、分りやすく言うならば「観測対象に影響を与えないようになんとか覗き見るというような、ベテランの出歯亀的観測方法」であります。

ですが、その測定方法の理論が、よい意味でとんでもない結論を導くのであります、出歯亀のくせに！

その「存在確率マイナス１」の意味、前回調べた限りではどうも「計算上はそうなる」というご意見の方が多かったようだが（私もその１人、って、わかって言っているわけぢゃないのですが。コメントを下さったＮＡＮさんも同様のご意見であったようだ）が、アハラノフの見解は違う。

彼は言う。

「裏返しの光子が実在する」と考えるべきである、と言うのである。（反粒子とは違う）

そしてまた、「未来が現在に影響する」などというとんでもないことを言い出すのであった、このおっさん！


続く。