量子力学と観測の関係

質問

ＮＨＫを見ていたら、科学者が少年たちに量子力学に関係することで、「現象は観測するまでは決まらない、観測するまで分からないのではない。観測した瞬間に決まる」というようなことを話していました。
私は素人ですが、興味がわいたのでネットで調べてみたところ、ややこしい説明ばかりでよく分かりません。簡単に説明してもらえるでしょうか。
観測者が観測する対象に何らかの影響を与えるために、観測した瞬間に決まるという現象が起こるのでしょうか。

回答No.3

serinagy · ベストアンサー

私は最も人間として生まれた幸せを感じるのは、量子力学を学ぶときだと思っています。
まさに人類の到達した最高の叡智であると思います。

電子は二つのスリットの後ろで観測をすると、テレビでご覧になったように、
二つのスリットを同時に通り過ぎたと考えざるを得ないような観測結果になります。
では、どちらのスリットを通ったかを調べようとスリットで観測すると、
それは一つのスリットに特定されてしまいます。
観測することによって結果が異なってしまうわけです。
勘違いしやすく、難しいところは（特に不確定性原理）、
本当に起こっていることを、単に我々には知ることができないということではなく、
観測する前は（それが存在する位置についても）本当に確定しておらず、
観測することによって初めて確定するいうことにあります。

このことは間違いないのですが、現在のコペンハーゲン解釈には、
アインシュタインのようにどうしても納得できないという考えも根強くあります。
それを解決する一つの考えとして生まれたのが平行宇宙という考え方です。

現在でも量子力学をどのように解釈するのかという問題は常に考えられていますし、
いろいろな考え方が提出されたり、また実験が試みられています。
これらの問題について少なくとも私には簡単に短く説明することはできません。
あなたがどのようなバックグラウンドを持っている方か分かりませんので、
どのような本が適切かということもわかりません。
ただ量子力学については膨大な本が出版されていますので、
様々な本を読んで楽しんでいただきたいと思います。
量子力学について考えて生きていくというのも一生の楽しみとなるはずですよ。
（勿論本当に理解するためには波動方程式などを勉強しなければいけませんが、
一般人が数式を理解せずに量子論を楽しむという娯楽があってもいいと思います）

お礼

回答ありがとうございます。
複雑なだけにいろいろな考え方があるし、簡単に説明することも難しいことなのですね。

回答No.5

USKURO

No.1の方と同じく、「図解 みるみるわかる量子論」
（佐藤勝彦監修・PHP研究所）を読むことをお勧め
します。８章１００ページ程度の本で一気に読め、
また、素人レベルとしては大変解り易いです。

時間があれば、もう少し難しい本を読んで、（この
辺が理解できないなぁ）くらいの理解度をつけて
から「図解 みるみるわかる量子論」を読むと目か
らうろこかも知れません。

お礼

アドバイスありがとうございます。
詳しい本の説明、参考になりました。

回答No.4

First_Noel

恐らく蛇足・杞憂なことでしょうが，
人間が観測するまで，ではないことにご注意下さい．
観測とは，他者との物理的な相互作用が起こること，とでも言いましょうか．

お礼

アドバイスありがとうございます。
片方を観測すると、観測していない方も決定してしまうというのがありますね。観測していない方は何から影響を受けるのかと考えるとまた興味がわいてきます。

回答No.2

nobuchi

ええと、私も勉強したわけでもないので
まあ、参考までに聞き流して下さい。

私の好きな番組に「NHKスペシャル」で、「アインシュタイン生誕100周年記念」の時に作られた『アインシュタインロマン』という作品があります。
アインシュタインの生涯や、その功績などが描かれてますが、別に難い作品ではなく、なんというか・・　むしろCG合成やシナリオ、思考実験などがとても綺麗な映像作品と言えます。

この中で、「量子力学」について数々のエピソードが紹介され、非常に映像で分かりやすく表現されています。機会があれば「ビデオ」など、図書館などで見てもらえれば感動していただけるでしょう。
「NHKスペシャル」はDVDにもなってるはずですし。
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で、代表的な思考実験が「シュレディンガーの猫」ですね、観測者の「開ける」という行為によって猫の生死が分岐します。
観測しなければ結果を知る事ができません。
箱を開ける前は、生死が雲のように交わった状態、「確立」に支配された状態となっているのです。

例えば、電子の位置を知るためにも・・。
「観測」という行為ですでに電子の位置は動いてしまう。
でも、「観測」するしないに関らず、電子は存在するとも言える、つまり「観測者」はその行為で結果的に電子の位置を決定している・・。

アインシュタインの言葉としてこんなのが紹介されます。
『月は、見ていなくてもそこにある。』

量子力学では、「観測」される前は「確立」が雲のように広がった状態としますが。彼は・・、「観測者」がいようがいまいが、電子は決まった位置に確かに存在し、また　月も「観測者」がいなくても空にあると反論したのです。
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かなりズレてるかも知れません。
専門家のお話を参考にね(^-^;

お礼

回答ありがとうございます。
いろいろな情報をありがとうございます。猫が生きているのと死んでいるのと決まっていない状態などと考えていくとまた好奇心が沸いてきます。

回答No.1

notnot

＞観測者が観測する対象に何らかの影響を与えるために、観測した瞬間に決まるという現象が起こるのでしょうか。

簡単に言えばそういうことです。観測するまで事象は確率的にしか言えません。
ウェブで自分にちょうどいいレベルのページを探すのは中々大変です。「図解 みるみるわかる量子論」のような本を読まれるのがいいかと思います。本を買うとお金がかかりますが、社会人の場合、TIME is MONEYなので、ウェブを探し回るのに一時間かかったとすれば1000円くらいの本を買っても元が取れます。場所を選ばず読めますし。

お礼

回答ありがとうございます。
ちょっとすっきりしました。図書館でも行ってみようかと思います。