大半の事象は「シュレディンガーの猫」って言っとけばなんとかなる【アニメかな?】

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シュレディンガーの猫ってアニメとかでよく聞くし、なんかカッコいいから理解したいんだけどイマイチわからない。日常で使えるようになりたいけど、間違えてたら恥ずかしいしどうしよう

という人に向けた記事です。

 

「シュレディンガーの猫」という言葉を聞いて、なんとなくテンションが上がる人は多いと思います。

私なんかは「お?青ブタか?」なんて思ってしまう、どうしようもないオタクです。

間違いなく日常で使いたい言葉ランキング1位ですよね~(個人的見解)。

でも、実際どういった意味なんだろう?

今回は、シュレディンガーの猫の本来の意味と、日常生活における使用例をご紹介させていただきます。

本記事の内容

・①「シュレディンガーの猫」って実際どういうもの?

・②量子力学を超絶わかりやすく解説する

・③結局「シュレディンガーの猫」は日常生活で使えるの?使えないの?

ポイント本記事は「わかりやすい」を重点にしています。量子力学の知識がない人に少しでも興味を持っていただくことが目的のため、本来の意味とは多少異なることがあるかもしれません。その点はご承知おきください

「シュレディンガーの猫」って実際どういうもの?

私は最初の頃、

なんか「フタを開けるまで結果はわからないよね」みたいな感じのノリのやつ!

くらいの認識でした。

しかしこれは、オーストリアの物理学者エルヴィン・シュレーディンガーさんが発表した、量子力学のパラドックスを指摘するための思考実験だったのです。

つまり、量子力学の考え方を否定するために、シュレーディンガーさんによって考えられた例え話が原点になります。

では、その実験の内容とはどういうものでしょうか?

「シュレディンガーの猫」の実験内容

・猫

1時間以内に50%の確率で崩壊する放射性原子

・原子の崩壊を検出すると青酸ガスを出す装置

中の見えないフタ付きの箱の中に、これらを入れて1時間置きます。

するとどうなるでしょう?

普通に考えれば、当然ですが猫は50%の確率で死んでしまい、50%の確率で生きて出てきます。

しかし今回の趣旨は少し異なります。

1時間後には「生きている状態と死んでいる状態が1:1で重なり合った状態の猫」という不可思議な存在が出てくるのではないか?

と言うのです。

・・・つまりどういうことだってばよ??
これじゃ意味がわからないよね。この思考実験を理解するには、量子力学の考え方について知る必要があるんんだ。だからサクッと量子力学について説明するぞ!

量子力学を超絶わかりやすく解説する

量子力学ってなんだろう?(Googleポチー)

一般相対性理論と共に現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する力学である。(出展:Wikipedia)

「はぁ??Wikipediaパイセン何言ってんの?(半ギレ)」

この時点で「あー!!量子力学とか訳わからん!!」となってしまう人が多いので、結局いまいち「シュレディンガーの猫」さんを理解しきれないで終わってしまう人が多いと感じます。

なので、超簡単にいいますよ。

量子力学とは、人間の目には見えない超小さい「分子」とか「原子」とか「粒子」の動きを、頑張って理解する学問のことです。

70%くらい合ってると思います)

で、大事なのは「量子力学とは?」ではなくて、「なんでそんな研究してんの?」ってところ。

ここを理解すると一気に量子力学が理解できますよ。

量子の世界では、私たち人間の常識が全く通用しないのです。

常識が通用しないってどういう事?
簡単に言うと、私たちの世界だと目の前にボールを投げれば、当然目の前にボールが飛んでいくよね。でも、量子の世界だと投げるまで目の前に飛んでいくかどうかわからないのよ。目の前に投げたはずなのに、後ろに飛んで行っちゃったー!みたいなね。
なるほど。だから量子の動きを研究している学問なのか!
そういうこと!

二重スリット実験

でも、この量子の世界の話と、シュレディンガーの猫がどう関係するの?
それを理解するために、もう1つだけある実験を聞いてくれ。

量子力学のテキストのはじめに出てくるとても代表的な実験に「二重スリット実験」というものがあります。

申し訳ないのですが、詳しい実験内容は以下の動画か、以下の外部ページを参考にしてください。

テキストよりも確実にわかりやすいため、私は説明を諦めます。

5分のYoutube動画です(2倍速にすると2分程度で理解できます)。

・会話形式で紹介されているサイトです(中盤くらいに解説が載っています)。
https://persol-tech-s.co.jp/i-engineer/interesting/ryoshirikigaku

 

内容としては「量子の世界において、粒子は観測されていない時と観測されている時とでは状態が変わる」ということが、この実験でわかりました。

つまり、目の前にボールを投げているはずなのに、誰かが見ているときは前に飛んでいくけど、誰も見ていないときは普通に前に飛んでいく、というようなことが起こったのです。

私たちの世界では絶対にあり得ないですよね。

上司が見ているときはめっちゃ仕事してるけど、見なくなったらサボりだす人なら良くいるけど(私かな?)。

そこで量子力学者たちは、こうした実験で得られた結果をもとに、量子に関する整合性と実用性のある解釈をしました。

『粒子は様々な可能性が重なり合った状態で存在し、観測によっていずれかの状態に収束する』

これを「コペンハーゲン解釈」というそうです。

あ!わかった!ここでシュレディンガーの猫が出てくるのか!
その通り!このコペンハーゲン解釈を否定するための思考実験こそ、シュレディンガーの猫なんだ!

シュレディンガーさんの皮肉

なんとなく量子力学がどんな考え方をするのかわかっていただけたでしょうか?

目に見える私たちの世界(マクロ)と、目に見えない量子の世界(ミクロ)では、お互いに常識が全く異なります。

このボールを10メートル先に真っ直ぐ投げる

という場合でも、実際に投げた後じゃないとボールがどう動くかわからないのですね。

なので「観測するまでは様々な状態が重なり合ってる」ということになります。

そこに異を唱えた者の1人がシュレディンガーさんでした。

いやいや、そんな馬鹿げた話があるかよ!その「観測するまでは様々な状態が重なり合ってる」ということを認めたら、俺の考えた「生きている状態と死んでいる状態が1:1で重なり合った状態の猫」という存在を認めることになるんだぞ!

というわけです。

なかなか皮肉が効いていますねw

ポイントここまでは事実の話です。この先は少しネタ要素が含まれます。


 

結局「シュレディンガーの猫」は日常生活で使えるの?使えないの?

ここまでで「シュレディンガーの猫」の意味がわかったかと思います。

でもそんな実験の話を日常生活で持ち出せるの?

という疑問が出てきますが、私は日常生活で持ち出していいと思っています。

 

これはいわゆる皮肉として思考実験なのだから、私たちも量子力学に対し、皮肉として使えば良いのです。

「シュレディンガーの猫」の日常使用例

ここからは4つ使用例を紹介します。

遅刻して怒られたときの「シュレディンガーの猫」

上司「お前は今日も遅刻か。反省したらどうだ!!」

私「なんでそうやって観測してしまうんですか??上司が僕のことを遅刻したと観測しなかったら、僕には「遅刻している状態」と「遅刻していない状態」が重なり合って存在していたわけだから遅刻じゃなかったのに!!!」

上司「ええぇ・・・」

「行けたら行く」と言って行かなかったときの「シュレディンガーの猫」

友人「お前なんで昨日来なかったんだよ~w」

私「ちょっと待ってくれ。君が僕の存在を観測したのは「行けたら行く」と言ってから今が始めてだよね?つまり、昨日の時点で僕は「言っていた状態」と「言っていない状態」の2つが存在していたことになるんだ。だから私は昨日行っていたんだよ!」

友人「あっ・・・(察し)」

コイントスで裏表を当てるときの「シュレディンガーの猫」

相手「(パシッ)どーっちだ?」

私「今の状態って、量子力学で言うと、君の手の中には表のコインと裏のコインが同時に存在していることになるよね?だから今の状態では『どっちも存在している』としか答えられないな」

相手「(遠い目)」

パチンコでぼろ負けしたときの「シュレディンガーの猫」

私「(はぁ・・・今日は5万も負けちゃった・・・)」

私「(いや待てよ、でも今月はまだ半分もある・・。今月の収支が決まるのは来月の頭だから、来月頭に観測するまでは『勝っている状態』と『負けている状態』が同時に存在してるわけだ。じゃあ今日は勝ちってことでいいんじゃね!)」

私「よっしゃーー!!」

周りの人「ヒソヒソヒソ」

実際に使ったらどうなるの?

こうした回答をしたら、おそらく相手からは「ハァ・・・(何行ってんだコイツ)」と、非常に冷たい目で見られることでしょう。

なので、ですかさず「これがシュレディンガーの猫さ(ドヤッ!)」と言ってやりましょう。

無事、友達がいなくなると思います(笑)

 

というのは冗談で、、、

実際には気の合う仲間内でネタとして使うのが一番良いのかな?と私は思っています。

上記(使用例)のような絡みをして、「やばい、お前天才じゃん」なんてノリで返される、そんな学生ノリを味わう、一種のコミュニケーションツールとしてに存在しても良いんじゃないでしょうか?

「なんか全然違う意味でシュレディンガーの猫が流行ってるね(苦笑)」

と思われるのが、一番の皮肉なんじゃない?笑

 

それに、実際考えてみてほしいのですが、世の中の大半のことって「わかっている」ようで実はわかっていないことって多いですよね。

目の前にボールを投げるつもりが汗で滑って横に飛んだとか、90点は絶対とれたと思ったテストが70点だったとか、現実でもやってみないとわからないことばかりです。

そう思うと、世の中の大半ってシュレディンガーの猫だよな(笑)なんて思ったりしますね。

まとめ

・量子の世界では、粒子は様々な可能性が重なり合った状態で存在し、観測によっていずれかの状態に収束すると考えられている。

・「でもそれっておかしいよね」と、量子の世界の話を私たちの世界の話に当てはめたのがシュレディンガーさん。

・つまり、シュレディンガーの猫とは量子力学の考え方を否定するための例え話。

今回は、とっつきづらい量子力学を、とても簡単に(ふざけながら)解説してみました。

世間ではシュレディンガーの猫を、「何事もフタを開けてみなければ分からないよね」という意味に誤解されがちと言われていますが、私としては「別によくね?」という気持ちです。

ただ、「間違って使っていると後から恥ずかしい思いをするかも…」と、なかなか使えない人に対して、出来るだけわかりやすく伝えられたら嬉しいです。

これで量子力学について興味が出たら、自分でもう少し詳しく調べてみると良いですね。

 

ちなみに私は、こんな話を弟(物理学専攻)にしたら「それはシュレディンガー方程式がうんたらかんたら・・・」と言われ、無事興味を喪失しましたとさ。