2020.06.23
# 量子力学

慶應大学教授が断言!「私たちに見える世界は本当の世界ではない」

量子が支える宇宙の本質
松浦 壮 プロフィール

どこにあるのか、本当に場所が定まらない

ひとつ例を挙げましょう。

手許にある本をテーブルに置いて目をつぶってみてください。もちろん本は見えなくなります。ですが、だからといって「本が消えた!」と騒ぐ人はいませんね? 単純に視界から消えただけです。その証拠に(誰かがイタズラをしない限り)目を開ければ、本は先ほどと変わらずテーブルの上にあるはずです。

空を眺めれば太陽や月がいつもそこにあるように、世界は私たちが見ても見なくても変わらずにそこに存在し、私たちが見ようと思えばいつだってそのありのままの姿を見せてくれる。これが、私たちがずっと信頼してきた常識です。

ところが量子は違います。ミクロ世界では、ある瞬間に何かが見えたとしても、次に見たときに同じものが予想通りの場所に見えるとは限りません。

先ほどの本の例で言うなら、本をテーブルに置いて、目をつぶり、次に目を開けたら、誰が触ったわけでもないのに、テーブルの下に落ちていたり、台所にあったり、ひとつ上のフロアにあったりと、見つかる場所もまちまち、といった具合です(もちろん、本のような大きな物体ではここまで極端なことはまず起こらないので、あくまで喩えですが)。

【写真】量子とは「見る」ことによって存在を確定させる
  量子とは「見る」ことによって存在を確定させる photo by gettyimages

量子は本質的な意味で場所が定まっておらず、「見る」ことによって初めてその場所を確定させる、ということです。

信じがたいことに、量子の世界では「存在すること」と「見えること」は同じではあり得ないのです。

夜空に星が見えるのも、量子のおかげ

「わけがわからない! 何を言っているんだ!?」

おそらく、これが一番素直な感想でしょう。まったくもってその通りで、量子にはこの手の「わけのわからなさ」がいつもついてまわります。人間は直感的に理解できないことを「難しい」と感じる生き物です。直感的な理解から乖離した量子論は、人間にとってどうしても理解しがたい存在です。

そんなもやもやとした量子ではありますが、その印象とは裏腹に、自然現象を予言するための手続き自体はしっかりと確立しています。

「量子力学」と呼ばれる方法論に従えば、数学の助けを借りることでミクロ世界の現象を正しく予言できます。だからこそ、フラッシュメモリのような半導体技術からMRIのような医療技術に至るまで、量子力学を駆使したさまざまな科学技術が開発されて、私たちの生活を豊かにしてくれているのです。

科学の目的は、真理の探究などという曖昧なものではなく、現実世界を合理的・定量的に説明することです。曖昧さなく計算を実行することができて、その結果が自然現象と合致する以上、量子力学は自然科学として完全に正しい体系です。

ひょっとするとこんなふうに思うかもしれません。

「量子力学は正しいのかもしれないけど、そんなややこしい事情はミクロな世界だけの話でしょう? 僕たちが普段見ているのはマクロな世界なんだから、関係ないじゃないか」

気持ちはわかりますが、残念ながらこれは間違いです。これもまた『量子とはなんだろう』の本文で詳しく述べますが、関係ないどころか、今私たちが目にしている風景は量子を前提にしなければ成り立たないからです。

例えば、光が量子でなければ夜空の星は見えません。電子が量子でなければ、この世に「色」はありません。すべてが量子でなければ、我々の体も地球も消え去ってしまいます。

【写真】量子だからこそ、星も色彩も目に見える
  量子だからこそ、星も色彩も目に見える photo by gettyimages

量子というのは驚くほど身近な存在で、言うなれば、ずっと昔から私たちの目の前に姿を見せていました。世界が今の姿であることと世界の土台が量子であることは表裏一体なのです。

直感的な理解を寄せつけず、計算のためには高度な数学が必要であるにもかかわらず、世界のことを知りたいと思うなら量子は避けて通れない。なんとも困ったことです。

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