アントンツァイリンガーの作品一覧
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作品一覧
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世界一わかりやすい量子力学
ビジネス・実用
3.71巻1,628円 (税込)光は粒子か波か？ 光速を超える通信は可能か？ 史上初めて量子テレポーテーションの実験に成功し、2022年にノーベル物理学賞を受賞した著者が、難解で複雑な量子の世界を物語形式でやさしく解説。量子力学の基礎から、量子暗号・量子通信といった未来の技術応用まで明かす。『量子テレポーテーションのゆくえ』改題。
ユーザーレビュー
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Posted by ブクログ
現在の物理学では、光より速いものは無いとされている。
ただ、量子力学の世界ではそうとは言い切れない？ようで、アインシュタインが「不気味な遠隔操作」と呼んだ現象（量子もつれ）は、光の速さよりも遠く離れていても、2つまたはそれ以上の粒子が全く同じ振る舞いをするという。
正しく説明できているかわからないが。
量子力学はまだまだ解明途中であり、全てが明らかになるかどうか分からないが、興味深いのは、「すでに激しい議論を巻き起こしている問題は、量子の概念が頭の中のコンピューター、すなわち脳で、なんらかの重大な役割を果たし得るのかという点だ」（文庫P407）、「量子力学が脳内でなんらかの役割を果たす可能性を原理的には否定できない」（文庫P408）とあり、もしかしたら私たちの脳にも密接に関わっている可能性があるという点だ。
そう言われても全くピンと来ないが、どうやらそんな議論があるらしい。
本書は、実験の経緯なども含め量子力学について書かれているが、ほとんど理解できていない。というか、そもそも難しくてちゃんと読めない。
それもそのはず、量子力学自体、分からない事が多いようなので、私が理解できないのも仕方ないと納得している。
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Posted by ブクログ
量子力学は、電子や光子といったミクロな粒子のふるまいを説明する学問である。古典物理学では、物体の位置や速度は常に明確な値をもつと考えられていた。しかし、量子の世界ではそれが成り立たない。粒子は「波動関数」と呼ばれる確率的存在として記述され、その振る舞いは確率振幅によって表現される。これを端的に示すのが、ハイゼンベルクの不確定性原理である。位置を正確に測ろうとすれば運動量が曖昧になり、逆もまた然り。つまり、自然そのものが「確率的構造」をもつという認識へと転換したのだ。
一方、ボーアのコペンハーゲン解釈は、観測行為そのものが物理現象を確定させると主張した。電子は観測されるまでは波であり、観測によって初めて粒子として現れる。ここに、観測者と世界との切り離せなさが露わになる。量子力学は、世界が客観的に「そこにある」というニュートン的世界観を崩壊させたのである。
この波動的性質を数学的に定式化したのが、オーストリアの物理学者エルヴィン・シュレディンガーである。彼は1926年にシュレディンガー方程式を発表し、電子などの粒子を「波動関数」として表すことで、量子現象を連続的な波の運動として記述することに成功した。シュレディンガーの理論は、従来の粒子像に代わる「波動としての実在」という新しい視点を与えたが、その波動が観測によって突然一つの結果に収束するという「波動関数の収縮（collapse）」をどのように理解すべきかが、大きな哲学的問題となった。
シュレディンガー自身は、ボーアやハイゼンベルクの確率的・観測依存的な解釈に批判的であった。彼が提示した有名な思考実験「シュレディンガーの猫」は、その皮肉を象徴している。密閉箱の中の猫は、放射性原子の崩壊（量子的確率事象）によって生死が決まるが、観測されるまでは「生きている状態」と「死んでいる状態」が重ね合わさって存在している。これは、量子力学の原理を日常的なスケールに拡張したときの不条理さを示すものであり、シュレディンガーはこの思考実験を通じて、量子論が「現実とは何か」という問いにいかに奇妙な形で回答を与えるかを示した。
この問題をさらに深めたのが、1935年のアインシュタイン、ポドルスキー、ローゼンによるEPR論文である。彼らは「量子力学的記述は完全ではない」と主張し、量子もつれ（entanglement）と呼ばれる相関に注目した。二つの粒子が相互作用した後に遠く離れても、一方の粒子を観測した瞬間にもう一方の状態が決まるという現象は、光速を超える情報伝達があるように見える。アインシュタインはこれを「spooky action at a distance（遠隔作用の不気味さ）」と呼び、量子力学が局所性と実在性を破っていると批判した。
シュレディンガーはEPR論文を読み、この奇妙な相関現象に対して「Verschränkung（もつれ）」という言葉を初めて用いた。彼はこの「量子もつれ」こそが量子理論の本質であり、単なる異常現象ではなく、世界の構造そのものを映し出すものであると考えた。つまり、シュレディンガーにとって量子力学は、個別の粒子が孤立して存在するのではなく、関係的・全体的なつながりによって現実が構成されることを示す理論だったのである。
この問題は1960年代にジョン・ベルの不等式を通じて実験的に検証可能となり、1980年代のアラン・アスペらの実験で、量子もつれが実在することが確認された。こうしてアインシュタインやシュレディンガーが抱いた哲学的懐疑は、むしろ量子力学の「非局所的実在」という新しい実相を明らかにする結果となった。
哲学的に見れば、量子力学は「存在とは何か」「部分と全体はどのように関係しているのか」という問いに新しい光を投げかける。観測者と対象の境界は曖昧であり、世界は局所的な因果律によってではなく、全体的な相関のネットワークとして構成されている。これは、東洋哲学の「縁起」や「空」の思想とも共鳴する。存在は固定的な実体としてではなく、他との関係のなかで立ち現れる。量子論的世界観は、この関係性の哲学を物理学の言葉で再構築しているともいえる。
量子力学は、科学としては自然の最も正確な記述でありながら、哲学としては世界の不確実性と人間の有限性を突きつける鏡でもある。われわれが見る「現実」は、確率的な重ね合わせのなかに一時的に現れる秩序に過ぎない。したがって量子力学とは、単に電子の理論ではなく、存在そのものの確率的構造を描く試みであり、人間と世界の関係を再定義する思想でもある。科学と哲学の境界を越えて、それは「観測すること」と「存在すること」の同義性を語る――すなわち、「われ思う、ゆえに存在する」という近代的確信を、「われ観測する、ゆえに世界が立ち現れる」という新たな命題へと書き換えるのである。 -
