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ベル不等式の破れに与えられたノーベル賞

Masahiro Hotta

2022年にノーベル物理学賞を与えられたベル不等式の破れの実験結果は、実在論を信じることを不可能にはしないですが、実在論を信じないことは可能にします。つまり量子力学は情報理論であるということです。仮に実在論を信じたい場合には、それは「陰謀論的実在論」というかなり変わった理論しか生き残りません。

量子力学は操作論的な意味で、完全に局所的理論です。無信号条件のみならず、情報因果律まで満たすという驚異的な局所性を持っています。量子もつれは非局所性を示すというアインシュタイン以来の古い見方は、実証のみに基づいた現代的な量子力学で、もう意味を失っていると考えています。

もちろん量子力学の予言と一致するように、非局所的実在（宇宙の果てと果てが瞬間に影響しあうもの）を形而上学的に考え続けることもできますが、そのような理論全ては、人類に量子力学という幻覚を見せ続けているという陰謀論とも、実験的に区別が付かないという指摘も重要だと思います。

一部の研究者（主に欧州にいます）は決定論的な古典力学的理論から量子力学が導かれるという主張をしています。しかしそのような理論では、必ずベル不等式の破れの実験結果の説明で無理をします。そもそもは古典力学的決定論なのに、敢えてわざわざ実験者の人間に量子力学だと誤解させるように、非局所的に宇宙の端と端が影響しあって辻褄を合わすという類です。

極端な陰謀論理論の例では、人間の意志を宇宙が操っていて、実験で使う粒子のペア（決定論的実在です）の準備の段階で、ベル不等式が破れるように、そのペアを必ず偏って実験者が無意識に選んでしまうという主張もあります。実験者の自由意志や非決定論的意思決定を完全に排した考え方です。

このような陰謀論を信じれば、ベル不等式が破れることも「まあ問題ない」と強弁できるわけですが、今度はなぜ実験でも確認されているチレルソン不等式（量子力学の結果）を満たすのかが分かりません。どうせベル不等式を破るのなら、ついでに量子力学臭いチレルソン不等式も宇宙はなぜ破らないのかの合理的説明がないのです。ちなみにこのチレルソン不等式は、量子力学を考えなくても、情報因果律という局所性の考え方だけから導くことができます。素直にこの事実を受け止めれば、局所性こそが量子力学の本質であり、ベル不等式の破れが意味するのは実在性の否定であると考えられます。

非局所的な実在理論を構築しても、結局極端な陰謀理論と区別が実証的には付けようがないわけですし、宇宙が陰謀してわざわざ人類に量子力学が成り立っているように誤解させる、そんな変な実在を作り出す動機自体も、少なくとも私には理解ができません。

私の意見では、標準的な量子力学に取って代わる非局所的実在の理論は、質的には哲学で論じられた「世界５分前仮説」と大差がないと感じています。世界は実は5分前に出来ただけで、過去というものは存在しない。しかしはるか昔からの記憶が人類全てに捏造される世界だという主張は、否定も肯定もできません。それと同じで、非局所的な実在理論も実験検証ができない無意味な問題設定のように見えます。

日常感覚で慣れていた「実在」というものは、飽くまで局所的実在だったはずです。そのような局所性があるからこそ、長い時間の経験を踏まえて「自然だな」と人類に思わせてきたわけです。ベル不等式の破れの実験がこの局所的実在を否定した段階で、「実在」自体を放棄するのが最も合理的な思考ではないかと思います。

2022年のノーベル賞をもらったアスペさんとクラウザーさんは思想的にはジョン・ベルと同じ実在論派だったようですが、自然が彼らに突き付けたのは、彼等の期待と真逆の結果でした。これは科学史としても大変興味深い話です。ベル不等式の破れの実験結果が出た時、それを聞いたベル自身は随分と落ち込んだそうです。彼は量子力学は間違いだという結果が出ることを期待したからです。量子力学はその背後に決定論的実在論を持たない情報理論であるという観方を実験結果は後押しをしたのです。同じ年にノーベル賞をとられたザイリンガーさんは「量子力学は情報理論である」という思想をお持ちです。現代的視点からは、ザイリンガーさんの同時受賞は大変良かったことだと、個人的には思っております。

なおノーベル賞の対象となった実験の元の理論に関しては、ヨビノリたくみさんの下記動画があります。



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