【物理】シュレディンガーの猫は死んでいる by ダーウィン
1 ：pureφ ★：
#はじめに。わかんないです（＞＜）みなさんにもこのわかんなさをおすそ分け(゜∀゜)ｱﾋｬ
客観的実在は特定の量子力学的状態を公然のものにするダーウィン的過程によるもの
米国の物理学者のグループが、客観性、共通の現実が、どのように揺らぎやすく繊細な
量子論的世界から生成してくるのかを説明する理論を証明した。
量子力学が言うように、この世を観測することがそれを変化させてしまうのなら、どう
して私たちのものの見方が一致するなどということが可能なのだろうか？なぜ、それぞれ
の人があるものを観測した結果、その次にそれを見た人が少し違った世界を見ていると
いったことが無いのだろうか？
その系のある特別な状態が量子ダーウィン説と名付けられた自然選択の量子力学的形態
により、他のものから浮かび上がらせられるからだ、と彼らは言う。これらの状態に関す
る情報は増殖し、状況に刷り込まれる。したがって、この世界の状況を捕らえようと一緒
に状況を見る観測者は、同じ「選択され生き残った」状態を見る傾向がある。
問題は、量子的な系を直接観測しているとき、否応なく系に干渉しているということ
だ。「観測の後、その状態は（次の）観測者が観測するまでわからず、一般的にそれ以前
の状態とは異なっている。世界は量子から成り立っているからね。」と、ニューメキシコ
州Los Alamos国立研究所のWojciech Zurekらは言う。
この性質は客観的実在の概念の土台を揺るがす。このような状況下では、例えば観光者
がバッキンガム宮殿を見つめるたびに、見るという行為自体が建物の窓の並びに影響を与
えるということになってしまい、次の観光客には少し違ったふうに見えるということになる。
しかし、実際にはそうではない。量子的世界の状態は神がサイコロを振って決めている
というアインシュタインの有名な言葉で示されるように、この観測に対する量子レベルで
の繊細さは、巨視的な世界ではどこかに消え去ってしまう。「神は量子論的世界ではサイ
コロ遊びを楽しんでいるが、巨視的世界ではあまり乗り気ではないようだ。」（Zurek）
では、どうしてそのようなことが起こるのだろうか？
Los Alamosのグループは、もしその性質が、そのことを正確に知らず、また前もってお
互いにどのようなものであるかといったことについて合意するようなことなく、多数の観
測者にとって同時に明白なものならば、その系の性質を「客観性」があると定義した。
ただ一つだけの「客観的な」状態を持つような巨視的な、あるいは古典的な世界は、た
くさんの可能な状態のある量子世界から、系の量子状態と周囲の状況が相互作用して一つ
の状態へと崩壊するデコヒーレンスと呼ばれる過程を経由して出現してくる。しかし、こ
のデコヒーレンス過程はまだよくわかっていない。
「デコヒーレンスは、安定で周囲からの影響に乱されることに抵抗している量子のお粥のよ
うな状態の中から選び出す。」（Zurek）これらの特別な状態はpointer statesと呼ばれ、
量子論的状態なのだが古典的な状態のように見えるというものだ。例えば、pointer states
にある対象は、空間中ににじんで存在しているというよりも、はっきりした特定の位置を
占めているように見える。
これまでのデコヒーレンスに対する考え方は、量子的系に周囲から影響を与えると、安
定なpointer states以外の状態が取り除かれ、観測者が直接観測することのできる状態が
残されるという考え方に基づいていた、とZurek。しかし私たちはたいていの場合、系を間
接的に観測している、つまり、周囲の一部分の系の影響を観測しているのだ、と彼らは言
う。例えば、私たちが木を見るとき、実際には葉や枝がそれらからはじかれる可視太陽光
を観測している。
しかし、このような非直接的な観測が、堅牢でデコヒーレンスに抵抗性のあるpointer
statesを見せているのかははっきりしない。もしそうでないなら、これらの状態の堅牢性
は、観測者が客観的実在を構築するのには役に立たないだろう。
（つづく）
客観的実在は特定の量子力学的状態を公然のものにするダーウィン的過程によるもの
米国の物理学者のグループが、客観性、共通の現実が、どのように揺らぎやすく繊細な
量子論的世界から生成してくるのかを説明する理論を証明した。
量子力学が言うように、この世を観測することがそれを変化させてしまうのなら、どう
して私たちのものの見方が一致するなどということが可能なのだろうか？なぜ、それぞれ
の人があるものを観測した結果、その次にそれを見た人が少し違った世界を見ていると
いったことが無いのだろうか？
その系のある特別な状態が量子ダーウィン説と名付けられた自然選択の量子力学的形態
により、他のものから浮かび上がらせられるからだ、と彼らは言う。これらの状態に関す
る情報は増殖し、状況に刷り込まれる。したがって、この世界の状況を捕らえようと一緒
に状況を見る観測者は、同じ「選択され生き残った」状態を見る傾向がある。
問題は、量子的な系を直接観測しているとき、否応なく系に干渉しているということ
だ。「観測の後、その状態は（次の）観測者が観測するまでわからず、一般的にそれ以前
の状態とは異なっている。世界は量子から成り立っているからね。」と、ニューメキシコ
州Los Alamos国立研究所のWojciech Zurekらは言う。
この性質は客観的実在の概念の土台を揺るがす。このような状況下では、例えば観光者
がバッキンガム宮殿を見つめるたびに、見るという行為自体が建物の窓の並びに影響を与
えるということになってしまい、次の観光客には少し違ったふうに見えるということになる。
しかし、実際にはそうではない。量子的世界の状態は神がサイコロを振って決めている
というアインシュタインの有名な言葉で示されるように、この観測に対する量子レベルで
の繊細さは、巨視的な世界ではどこかに消え去ってしまう。「神は量子論的世界ではサイ
コロ遊びを楽しんでいるが、巨視的世界ではあまり乗り気ではないようだ。」（Zurek）
では、どうしてそのようなことが起こるのだろうか？
Los Alamosのグループは、もしその性質が、そのことを正確に知らず、また前もってお
互いにどのようなものであるかといったことについて合意するようなことなく、多数の観
測者にとって同時に明白なものならば、その系の性質を「客観性」があると定義した。
ただ一つだけの「客観的な」状態を持つような巨視的な、あるいは古典的な世界は、た
くさんの可能な状態のある量子世界から、系の量子状態と周囲の状況が相互作用して一つ
の状態へと崩壊するデコヒーレンスと呼ばれる過程を経由して出現してくる。しかし、こ
のデコヒーレンス過程はまだよくわかっていない。
「デコヒーレンスは、安定で周囲からの影響に乱されることに抵抗している量子のお粥のよ
うな状態の中から選び出す。」（Zurek）これらの特別な状態はpointer statesと呼ばれ、
量子論的状態なのだが古典的な状態のように見えるというものだ。例えば、pointer states
にある対象は、空間中ににじんで存在しているというよりも、はっきりした特定の位置を
占めているように見える。
これまでのデコヒーレンスに対する考え方は、量子的系に周囲から影響を与えると、安
定なpointer states以外の状態が取り除かれ、観測者が直接観測することのできる状態が
残されるという考え方に基づいていた、とZurek。しかし私たちはたいていの場合、系を間
接的に観測している、つまり、周囲の一部分の系の影響を観測しているのだ、と彼らは言
う。例えば、私たちが木を見るとき、実際には葉や枝がそれらからはじかれる可視太陽光
を観測している。
しかし、このような非直接的な観測が、堅牢でデコヒーレンスに抵抗性のあるpointer
statesを見せているのかははっきりしない。もしそうでないなら、これらの状態の堅牢性
は、観測者が客観的実在を構築するのには役に立たないだろう。
（つづく）
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2 ：pureφ ★：04/12/26 16:11:15 ID:???
今回Zurekらは、実際にpointer statesが系の周囲による非直接的な観測によって探査さ
れた状態と同時に起こっているという数学的理論を証明した。「周囲は影響を受け、
pointer stateを刷り込まれるのです。」
しかし、environment-induced superselection、あるいはeinselectionと呼ばれるこの
過程だけでは、客観的実在を保証するには十分ではない。単にある一つのpointer stateを
周囲の状況に刷り込むというのでは十分ではなく、たくさんの観測者が同じものを見るに
は、そのような刷り込みがたくさん起こらなければならない。
好都合なことに、そのような傾向は自動的に起こっている。なぜならこの観測は周囲の
刷り込みのごくわずかな部分のみに基づいているからだ。例えば、何人の観測者を集めて
こようと、木から跳ね返ってくる光子をすべて使いきってしまうことはない。
このpointer statesの刷り込みの多重性は、これらの状態が堅牢であり、一つの刷り込
みが他の刷り込みを妨げたりしないため正確に起こる。これはダーウィンの自然選択過程
に似ている。「pointer statesはもっとも「適している」という人もいるだろう。その状
態は周囲からの観測を生き延びてその性質を受け継ぐ「子孫」を残すからね。今回の研究
からわかったのは、周囲の状況はただ単にその系の状態を見つけだしてその状態を保持す
るだけじゃなくて、たくさんの観測者が同時に、個々に観測できるようにその状況を通し
て提示しているんだ。」（Zurek）
記事全文はこちらです。
[email protected] 23 December 2004; | doi:10.1038/news041220-12
Natural selection acts on the quantum world
Philip Ball
http://www.nature.com/news/2004/041220/full/041220-12.html
Objective Properties from Subjective Quantum States: Environment as a Witness
Harold Ollivier, David Poulin, and Wojciech H. Zurek
Phys. Rev. Lett. 93, 220401 (2004)
http://link.aps.org/abstract/PRL/v93/e220401
デコヒーレンス
ミクロな量子力学的な系が周囲と相互作用することで、量子力学的性質を失い、マクロな系に遷移すること。
http://syllabus-pub.yz.yamagata-u.ac.jp/amenity/Knowledge.asp?DSN=Electrochem&nKnowledgeID=3817
関連情報
シュレディンガーの猫
http://www005.upp.so-net.ne.jp/yoshida_n/kasetsu/subject/sub13.htm
デコヒーレンス関連ニュース
【IT/物理】量子の誤り、トラップイオンのキュービットを使ってスケーラブルに訂正
http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1102049839/l50
【物理】量子のメモリー 4ミリ秒後まで検出可能
http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1101527008/l50
れた状態と同時に起こっているという数学的理論を証明した。「周囲は影響を受け、
pointer stateを刷り込まれるのです。」
しかし、environment-induced superselection、あるいはeinselectionと呼ばれるこの
過程だけでは、客観的実在を保証するには十分ではない。単にある一つのpointer stateを
周囲の状況に刷り込むというのでは十分ではなく、たくさんの観測者が同じものを見るに
は、そのような刷り込みがたくさん起こらなければならない。
好都合なことに、そのような傾向は自動的に起こっている。なぜならこの観測は周囲の
刷り込みのごくわずかな部分のみに基づいているからだ。例えば、何人の観測者を集めて
こようと、木から跳ね返ってくる光子をすべて使いきってしまうことはない。
このpointer statesの刷り込みの多重性は、これらの状態が堅牢であり、一つの刷り込
みが他の刷り込みを妨げたりしないため正確に起こる。これはダーウィンの自然選択過程
に似ている。「pointer statesはもっとも「適している」という人もいるだろう。その状
態は周囲からの観測を生き延びてその性質を受け継ぐ「子孫」を残すからね。今回の研究
からわかったのは、周囲の状況はただ単にその系の状態を見つけだしてその状態を保持す
るだけじゃなくて、たくさんの観測者が同時に、個々に観測できるようにその状況を通し
て提示しているんだ。」（Zurek）
記事全文はこちらです。
[email protected] 23 December 2004; | doi:10.1038/news041220-12
Natural selection acts on the quantum world
Philip Ball
http://www.nature.com/news/2004/041220/full/041220-12.html
Objective Properties from Subjective Quantum States: Environment as a Witness
Harold Ollivier, David Poulin, and Wojciech H. Zurek
Phys. Rev. Lett. 93, 220401 (2004)
http://link.aps.org/abstract/PRL/v93/e220401
デコヒーレンス
ミクロな量子力学的な系が周囲と相互作用することで、量子力学的性質を失い、マクロな系に遷移すること。
http://syllabus-pub.yz.yamagata-u.ac.jp/amenity/Knowledge.asp?DSN=Electrochem&nKnowledgeID=3817
関連情報
シュレディンガーの猫
http://www005.upp.so-net.ne.jp/yoshida_n/kasetsu/subject/sub13.htm
デコヒーレンス関連ニュース
【IT/物理】量子の誤り、トラップイオンのキュービットを使ってスケーラブルに訂正
http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1102049839/l50
【物理】量子のメモリー 4ミリ秒後まで検出可能
http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1101527008/l50