シュレデンガーの猫

量子もつれについて先に質問したが例えの　シュレデンガーの猫についてお聞きしたいが、生きた猫と死んだ猫が混とんとしている状態の猫が蓋を開けて　見た瞬間に　　生きているか死んでいるのか　どっちかにしゃんとして決まるというが　量子でいう観測とは　どのような行為なんでしょうか。　ボーアは波動関数が収縮するという言葉を使っているが　モノが、情報が伝わることによって　変化する時間的過程というものは　あるんでしょうか　ないんでしょうか。　量子のもつれの例えですが、コインの裏と表の関係であたかもボヤっとした　あたかも　雲のような霞が存在しているが　観測という行為で　霞が取れて、そこで初めからコインの裏だったから　もう一つのものは当たり前の裏だということなんでしょうか（表と裏だから初めからくっついている）。それとも　どっちともとれる第三のコインの状態というものが存在していて、観測することによってそれ自身が　時間ゼロで変化　裏か表化に（変化するという言葉には時間差というか過程というものがあると思うんだが・・・）するんでしょうか。

質問者からの補足コメント

• ありがとう、こんがらかっていたようです。もつれの場合　スピンを離した場合　片方の方（例えば　地球のスピンの向き）が決まるとずっとはなれた（例えば　お月様の）の　もう一つの　スピンが　上向きか下向きも決まるというが　観察する　その以前は　一つのスピン（地球の）ではあるが　重ね合わせの　状態ではないのか　でないとすれば　どのような状態か。　また　地球のスピンと　お月様のスピンは　人間ではわからない　空間というか　紐で繋がっているものなんでしょうか・・。

  No.9の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/10/09 06:55

No.1 回答者： Registan 回答日時： 2023/10/07 18:43

＞量子でいう観測とは　どのような行為なんでしょうか。

「観測」と言うから、「自分は生殺与奪の権限を持つ神だ」みたいな視点になってしまうのであって、厳密には「関係が生じる」です。「関係が生じなければ、生きていようが死んでようが、まさに関係ない」と言う当たり前のことを言っているんですよ。

No.2 回答者： mabuterol 回答日時： 2023/10/07 19:04

例えば古典力学で考える場合

① 物体および、それが運動する系に関する前提条件が与えられて
② 物体の初期条件が与えられたら
③ その質点の運動状況は、未来であろうと過去であろうと、一意に予見できる
これが古典力学になります。

最もシンプルな例としては、ある物体が秒速 1 m/s で等速直線運動しているならば、その物体は 10 秒前は 10 m 手前にいて、10 秒後には 10 m 後ろにいる。そんなの観測しなくても分かる。完璧に予測できる。

量子論の場合は、10 秒後に物体がどこに居るのか、完璧に予測できないと言ってるのです。だいたい、この範囲に居るというあたりまでは予測できるが、完璧な予測は観測しないと分からない。

これは例えるなら、音信不通の小学校の同級生が、今まだ生きているか死んでいるか考える問題だと思えば良いでしょう。貴方が２０歳なら、友達も生きている可能性が高いけれども、稀に不運な事故や病気で２０歳前に死ぬ方もいます。貴方が９０歳なら、友達は死んでいる可能性が半分以上だけど、元気で長生きしているかもしれない。実際に友達が死んでるか生きてるかは、その友達の立場では確定してるんだけれども、貴方にとっては観測するまで分からない。

No.4 回答者： ムカリン 回答日時： 2023/10/07 21:58

シュレディンガーの猫のパラドックスに対するコペンハーゲン解釈は量子もつれではなくて「量子の重ね合わせ」ですよ

No.5 回答者： tefu_tefuu 回答日時： 2023/10/07 22:08

例えば、織田信長がいつ生まれて、どういう人生で、いつ死んだかを、私達は知ることができます。

でも、織田信長は、自分の人生を知ることはできなかったということでしょう。

客観と主観の違いかもしれません。
過去と現在の違いかもしれません。
光子の形や動きが見えないという問題かもしれません。
まだ誰も、実証してから確認できていないと思います。

No.6 回答者： ムカリン 回答日時： 2023/10/08 05:43

m氏へ

「量の重ね合わせ」に関する質問であって「不確定性原理」に関しての質問ではない

No.7 回答者： ムカリン 回答日時： 2023/10/08 06:19

お断り

質問の内容は「重ね合わせ」に関することであって「量子もつれ」ではありません
「重ね合わせ」とは
取りうる全ての状態が重ね合わさった状態の事
コインの例で言うと
コインの表とコインの裏が重ね合わさった状態となります。ですが其れはどっちともとれる第三のコインの状態ではありません。表面を向いたコインと裏面を向いたコインとが重ね合わさったいると言う事です。
但し一枚のコインがニ枚になったわけではありません。表面と裏面それぞれの選択肢が重ね合わさっていると言う事です。選択肢は情報ですので選択肢を情報に置きかえるとを表面・裏面それぞれの情報が重ね合わさっていると言う事です　
情報と実体は相関関係にあります　
具体的に言えば情報が具現化されたのが実体です　
其れを踏まえて言えばコインの表面裏面それぞれの情報＝選択肢が観測されたことでそれが実体化したということです

No.8 回答者： ムカリン 回答日時： 2023/10/08 10:14

追記

コペンハーゲン解釈では重ね合わさっていいずれか一つの選択肢を選択すると残りは収縮して喪われとしています。ですが未だ収縮するその物理的な仕組み解明されていません。
つまりコペンハーゲン解釈では収縮とい問題があるということ
収縮問題を回避する解釈がなされました。それがエヴェレットの多世界解釈です。エヴェレットの多世界解釈では重ね合わさっている選択肢は互いに量子もつれとの関係にありいずれか一方の選択肢を選択するともう一方の選択肢はこの世界とはべつセ界で具現化するというものです
こうすることで収縮問題は回避できました

No.9 回答者： 音色 回答日時： 2023/10/08 10:57

「量子もつれ」ではなくて「量子の重ね合わせ」だと、ムカリンさんが云っているのだから、たぶんそうでしょう。

素人(しろうと)としては、二次元と三次元の“境目現象”ではないかと想像します。

究極のミクロの世界と云えども量子は物質であり、それは三次元の世界での現象であって“観測”も、三次元の物理に拠ります。

量子には物理が適用できない？ような現象が〖シュレディンガーの猫〗と云った思考実験を生み出したのでしょうが、「重ね合わせ」を二次元の「面」として捕えてみてはどうでしょうか。

二次元の「面」を想像すると、厚みがないのだから裏表はない、と云えます。
でも「面」としては時間に依存すれば存在できます。

この「面」に裏表が有ると云う事は、厚みが生じて三次元となり、これに時間が加われば四次元の現世界となりますが、この世界での物質としての量子の存在を、究極のミクロの世界であると思えば「重ね合わせ現象」と云うものは、初めて物質としてこの世に誕生したための、初動現象(産声)と捉えたくなります。

☆時空と物質を生み出そうと云う不可思議な運動、エネルギーを感じてしまいます。

No.10 回答者： Mokuzo100nen 回答日時： 2023/10/08 23:53

コインは量子では無いから、量子論にコインの裏表の例を出すのはいかがなものかと思う。

猫も量子では無いが、Schrödingerは猫でなくても良い譬え話をしたのだから、猫が量子でないことは問題では無い。

Schrödinger方程式には時間に関連する部分と、時間に非依存な部分があると言うことは確からしいが、よく分からない。

ハイゼンベルグの不確定性原理は、対象が量子であろうがなかろうが成立する汎用の原理であるが、量子ではハイゼンベルグの原理が観察しやすい、という事だと了解しています。

〈以下はハイゼンベルグの不確定性原理に関するWikipediaの記述〉
1927年にヴェルナー・ハイゼンベルクは不確定性原理を発表した。これについて佐藤勝彦は、量子の状態はそもそも不確定的ないし確率的であり、事象は重なり合った状態で存在し、それを人間が観測することによって事象が収縮して結果が定まるという常識を覆す理論であったと説明する。すなわち波動関数は、それ自体で既に完成しているのであり、量子の状態を決定論的に表すことはできないというものであった。マクロの世界の法則とは全く異なるという批判に対し、量子力学者たちは、ミクロの世界の特殊性を挙げて反論した。ジョン・フォン・ノイマンは自著『量子力学の数学的基礎』において、隠れた変数理論の否定的証明を行い（ノイマンのNO-GO定理）、計算上で観測時に観測結果を選びとる射影公準を提唱し、観測する側とされる側の境界をどこにでも設定できるとした。

No.11 回答者： ムカリン 回答日時： 2023/10/09 08:03

木造氏のピンボケな回答の訂正を兼ねての再回答　

シュレディンガーの猫のパラドックス（思考実験）に付いてざっくりと説明します　　　　
50％の確率で毒ガスを噴射する装置と猫を同じ箱に入れて蓋をする
毒ガスが噴射すれば猫は死ぬ　　
毒ガスが噴射しなければ猫は生きている　　　　　
との設定　
この設定から言えること猫の生死は常に決まっている　
となります　　　
シュレディンガーは猫の生死が常に決まっているにもかかわらず蓋を量子論では開けて猫の状態を観測しないと猫の生死を正確に予測できないとなると指摘しこれは矛盾打として量子論を批判しました　　
それ対する解として出されたのが「コペンハーゲン解釈」です　
コペンハーゲン解釈によれば
猫の生死が常に決まっていても蓋を開けて猫を観察しないと猫の状態を正確に予測できないのは蓋を開けて猫を観察するまでは「死んでいる状態」と「生きている状態」とが「重ね合わさっている」　　
コペンハーゲン解釈は「重ね合わせ」はミクロサイズではなくてマクロサイズでも起きていると指摘しました
つまりあらゆる事柄で重ね合わせが起きていると言う事です
これはコインにも当てはめられます　　
木造氏は
「コインは量子ではないから、量子論にコインの裏面の例を出すのはいかがなものかと思う」とのピンボケなコメントをしていますがこれは明らかこの質問が「重ね合わせ」に関する質問であることを木造氏は理解していないが故のことです
コインの裏表を用いて「重ね合わせ」の例示してます　　
目隠しをしてコイン投げコインが地面に着地するまで目隠しをしたままにする　
コインが地面に着地した時点でコインの表面・裏面のどちらの面が上を向いているか決まっています
にもかかわらず目隠しを外してコインを観察しない限りにどちらの面が上を向いているかは正確に予測できます　　
何故か？　
目隠しを外してコインを観察するまではコインの表面が上を向いている状態とコインの裏面が上を向いている状態とが重ね合わさっているからです
追記　　
重ね合わさっている状態を理解したいなら「すかし」がおすすめです
具体的に
重ね合わせさっている光を透過していない（観測していない）状態の複数の異なるすかしをランダムに選んで光を透過する（観測する）
と言う事です