Diary/2007年11月15日/むつかしいほんをよむ - Akasin_Room

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わたくし、通勤時間が40分ほどありまして、
その間に、よく本を読んでおります。
通勤の間に本を読める時間、正味30分。
往復で1時間。1週間で5時間と、結構な時間です。
（というか、むしろ通勤時間でもないと本を読まない）

で、
最近読んでる本はこれ。

内容は、エントロピーやら相対性理論やら量子論等を、
「情報理論」を基に読み解く、といったもの。

エントロピーや相対性理論、量子論について分かりやすく書いてあり、
（分かりやすい、といっても、内容が内容だけにそれなりに難しいが）
あと、マクスウェルの悪魔やシュレディンガーの猫が本当に存在し得るのか、
といったことも書いてあり、
こっち方面に興味がある人にはお勧めできる本です。

　－　－
ここから少し、量子論についてこの本から理解できたことを書いてみたい。

通常、物質は相反する2つ（あるいは複数）の状態を同時に持つことはない。
ボールが、右回転しつつ左回転する、
車が、右に進みつつ左に進む、
箱の中の猫が、生きてもいるし死んでもいる、
そんなことはありえない。
（当たり前すぎて、逆に分かりにくいが）

だが、量子論では、「十分小さい物質ならばそれがあり得る」と言う。
（十分小さい物質：フラーレン程度の大きさまでは確認されているらしい）
つまり、
ある物質が、右回転しつつ左回転をし、
右に進みつつ、左に進む。
そういうことがあり得る、と言う。
（そしてそれは、観測された事実であるらしい）
このような「相反する複数の状態を同時に持つこと」は、
量子力学では「重ね合わせ」と呼ばれている。

この重ね合わせと呼ばれる状態はもろく、簡単に崩れてしまう。
重ね合わせ状態にあるもの
　―例えば左右回転をしているボールとしよう―
を観測（例えば、人がそれを見る）したとたん、
そのボールは、右回転か左回転かに決まってしまう。

物質が、相反する状態を同時に持ち、
その物質を観測して始めて、どちらかに決まる。
そんな馬鹿なことがあるのか。

量子論の立役者の一人であるシュレディンガーは、
その奇妙な理論のばかばかしさを示すために考え出した思考実験が、
有名な「シュレディンガーの猫」。

その概要はこう。
準備として、箱を用意し、その中に猫と毒ガス入りビンを入れる。
そして、ビンを開ける仕掛けを付ける。

さて、実験開始。
先ず、重ねあわせ状態にある一つの粒子を別々の方向へ飛ばす
　―それぞれ、道筋A、道筋Bとする―
その粒子は”同時に”２つの道に進む。
道筋Aの先は行き止まり、何もない。
道筋B先には検出器があり、
粒子が検出されると、仕掛けが作動し箱の中のビンが開き、猫は死ぬ。

さて、ここで問題。
実験後、猫は死んでいるか、生きているか。

量子論を基に考えると以下のようになる。
粒子は”同時に”道筋Aと道筋Bに進む
そして、道筋Aでは猫は生き、道筋Bでは猫は死ぬ。
つまり実験後、「猫は生きてもいるし、”同時に”死んでもいる」。
生きているか死んでいるか、どちらか分からない、ではない。
猫は生きていて、それと同時に死んでいる。
そして箱の中を確認した瞬間に、どちらかに決まる。

こんな馬鹿げたことがありえるのか。

　－　－
この思考実験に対する答えは、本に書いてあるんけど、
長くなったので今回はここまで。

続きは明日にでも。

カテゴリ: [日記] - &trackback() - 2007年11月15日 23:53:29

• しかし実際量子コンピュータは重ね合わせの力で動いているのですから、原理を認めざるを得ないという・・・。観測によって位置が決まるというより、存在が確率的に分布しているイメージが強いなぁ。 -- しょさ (2007-11-17 11:49:45)

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