rewritemath's blog

エヴェレットの多世界解釈の解説

量子力学の観測についての解釈の一つ。
人は、物体をを観測する時、主に光の反射でそこにものがあることを知ることができる。これは、機械にとっても同じだ。
もっと細かく見れば、光子という光の粒をぶつけて、それが帰ってくればそこに物があることになる。
何をぶつけても物があることは分かるのだが、帰ってこなければ仕方がない。ぶつかってくるまでの時間が早ければ、ものは近いことになる。遅ければ、遠いことになる。
大きい物をぶつけてしまうと、ぶつけた先のものがそれより小さい場合にそれを弾き飛ばしてしまって、帰ってこないかもしれない。
だから、ぶつける物は小さいものがいい。
ぶつける物の中で一番小さく、軽いものが光子である。
だから、光子は基本的に物の中での一番ちっさいから、帰ってくるものである。
つまり、帰ってきやすいから、そこにものがあることを知るためにぶつける物は、光子が最適ってこと。

さて、光子をぶつけてそこに物があることがわかるのは、ぶつかることによって光子が帰ってくる時間と方向が決まるからである。

じゃあ、帰っこなかったらどうだろう。何もわからないね。
光子よりちっさいものがあったら、それがそこにあるかどうかは、わからない訳だ。
光子と同じ大きさのものがあったら?弾き飛ばしてしまうね。
弾き飛ばしてしまったら、光子が帰ってきたとしても、もともとあった場所は分かっても、今どこにあるかは分からないんだ。

他にも、物があるかどうかを音等の波で確認する方法もあるが、その方法でも同じだ。弾き飛ばしてしまったり、そもそもそんな小さいものが相手じゃ波=振動は帰ってこない。


量子を扱う学問では、これが問題なんだ。
そこに物=量子があるかどうか確かめたいとする。
でも、光子をぶつけて、帰ってきたら、そこにあったことは分かるけど、今どこにあるのかは全く分からない。そもそも、吹き飛ばして光子が帰ってこない場合だってある。

だから、今、何処に、量子があるかは観測できないんだ。


これが量子の観測問題


代表的な量子には、光子や、電子なんかがある。

原子の周りを回っている電子も、同じようにどこにあるかは分からない。

 

どこにあるかが分からない物だけど、例えば原子の周りを回っているわけだから、その辺の何処かにあるってことは分かるわけだ。
だから、量子を扱うときは、その曖昧な状態を、確率で示すことになっている。

この辺に、このくらいの確率である。

そんな感じで示すんだ。


放射性元素について、その崩壊がいつ起こるかという問題がある。
放射性元素は、状態が不安定だから、いつか壊れて、そのままの状態を保てなくなる。
その時に飛び出す破片が、放射線になる訳。

放射線元素がそこにたくさんあったとして、それを、旗を挙げる人で例えよう。

旗を上げてって言った時に、皆が50%の確率で手を上げるとする。
一人の人が、その時旗を挙げるかどうかは中々分からないね。
でも、その人が1万人居て、何人が旗を上げるかっ考えたら、大体半分の5千人だ。

確率が分かると、多くの母体がある場合の大体の結果がわかる。


その人が2回に1回の確率で旗を上げる人だと分かっていて、その人が次に旗を挙げる人かどうかを考えたいとしよう。

こういう時、その人をどう見るのかというのが、量子力学観測問題の課題になる。

量子力学の時この課題は、物体が粒子か波かという様な話になる。

この人が旗を上げる人かどうかっ考えよう。
答えの1つは、
この人は半分は旗を挙げる人、半分は旗を挙げない人っていう、両方の性質を持った人だ!
って答え。

答えの2つ目こそが今回言う、多世界解釈
この人と同じ人は別の平行世界(パラレルワールド)にも居て、この世界の人が旗を挙げる人なら、他の世界のこの人は旗を挙げない人なのさ!

という解釈の仕方。

旗を挙げる人を見た時の反応は、

1だと、この人は旗を挙げる人だったんだ。
2だと、別の世界のこの人は旗を挙げない人。この世界の人は旗を挙げる人だったのね。

という解釈になる訳。