連載：「新書こそが教養！」【第90回】『量子力学の多世界解釈』

2020年10月1日より、「note光文社新書」で連載を開始した。その目的は、次のようなものである。

■膨大な情報に流されて自己を見失っていませんか？
■デマやフェイクニュースに騙されていませんか？
■自分の頭で論理的・科学的に考えていますか？

★現代の日本社会では、多彩な分野の専門家がコンパクトに仕上げた「新書」こそが、最も厳選されたコンテンツといえます。この連載では、哲学者・高橋昌一郎が「教養」を磨くために必読の新刊「新書」を選び抜いて紹介します！

現在、毎月200冊以上の「新書」が発行されているが、玉石混交の「新刊」の中から、何を選べばよいのか？　どれがおもしろいのか？　どの新書を読めば、しっかりと自分の頭で考えて自力で判断するだけの「教養」が身に付くのか？　厳選に厳選を重ねて紹介していくつもりである。乞うご期待！

「無数の平行世界」とは
「無駄」が多すぎるのではないか？

量子力学は、ミクロの世界では、いわゆる「客観的実在」の概念が成立しないことを示している。たとえば、水素の原子核の周りには1個の電子が存在するが、その電子は原子核の周囲の至る所に「不確定」つまり「確率的」に存在し、波のように空間を満たしているとみなされる。この「粒子」でも「波」でもある状態を「共存」と呼ぶ。ところが、いったん電子の位置が「観測」されると、その瞬間に電子は「波」から「粒子」に「収束」するのである。

1932年、数学者ジョン・フォン・ノイマンが発表した『量子力学の数学的基礎』によって、量子力学は数学的に「完成した」とみなされた。ノイマンの公理系では、「観測」から「収束」に至る経緯が公理系内部で厳密に数学的に定式化される。だが、公理系の外部にある「観測」とは、何を意味するのか。

その解釈に疑問を投げかけたのが、物理学者エルヴィン・シュレーディンガーだった。彼は1935年、「シュレーディンガーの猫」と呼ばれる思考実験を提示した。閉鎖された鉄の箱の中に、猫が入っている。箱の中には、毒ガス発生装置があり、1時間後に原子核崩壊が起こる確率が50％の放射性物質に繫がっている。その物質が原子核崩壊を起こせば毒ガスが発生する仕組みだ。

1時間後に箱を開けて観測すると、その瞬間に「原子核崩壊が起きて猫が死んでいる状態」か「原子核崩壊が起きずに猫が生きている状態」のどちらかに収束するというのが、「量子力学の父」ボーアの「相補性解釈」である。

しかし、なぜ一方の状態だけが観測されるのか。これでは、自然界がサイコロを振って猫の生死を決めているかのように映る。だからアインシュタインは「神はサイコロを振らない」と宣言して、ボーアを批判したわけである。

本書の著者・和田純夫氏は1949年生まれ。東京大学理学部卒業後、同大学大学院理学系研究科修了。ケンブリッジ大学・ボローニャ大学研究員などを経て、東京大学教養学部専任講師。定年退職後、現在は成蹊大学非常勤講師。専門は素粒子論・量子論。著書に『物理講義のききどころ』（岩波書店）や『量子力学が語る世界像』（講談社ブルーバックス）など多数がある。

さて、量子力学の「多世界解釈」によれば、上記の思考実験では箱の中を「観測」した瞬間に「原子核崩壊が起きて猫が死んでいる世界」と「原子核崩壊が起きずに猫が生きている世界」に分岐する。つまり、自然界はサイコロを振らず、公平に同等で相互不干渉な2つの世界に分ける。この分岐は、あらゆる観測において生じるわけだから、世界は常時、無数に分岐していくことになる。この世界で本文を読書中の読者が、別世界では食事中か睡眠中あるいは旅行中かもしれない。読者は無数の平行世界に「共存」するわけである。

本書で最も驚かされたのは、この種の解説書ではニュートラルに扱われることが多い量子力学の解釈問題に対して、和田氏が「多世界解釈」を最も「無駄のない論理構成」と明確に支持していることだ。たしかに「多世界解釈」では「観測」に内在する「意識」「量子もつれ」「主観確率」などの問題が消え去り、「客観的実在」が確立される。しかし、その「論理」の代償として設定しなければならない無数の平行世界とは、あまりにも「無駄」が多すぎるのではないか（と、論理学者の私が言うのも妙な話かもしれないが……笑）？

本書のハイライト

人間が認識できない世界をもちだすのは論理の無駄であるという人もいる。しかし多世界解釈で世界が1つですまないのは、「波の収縮」という、量子力学そのものからは導かれない、しかも不必要な公理を捨てた結果である。多世界解釈では「確率」という概念も捨てている。量子力学において多世界解釈は、「論理構成のうえでもっとも無駄のないとらえ方」であるというのが、私がこの本で言いたかったことである。（p. 260）

量子力学の多世界解釈 なぜあなたは無数に存在するのか (ブルーバックス)

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