シュレーディンガーの猫
シュレーディンガーの猫は、量子物理学に関する思考実験である。エルヴィン・シュレーディンガーは、量子物理学のコペンハーゲン解釈に反発して、1935年にこれを提案しました。
シュレーディンガーは書いている。
一つは、非常にばかげたケースを設定することもできます。ガイガーカウンターの中には、放射性物質の小さなビットがあり、非常に小さいので、おそらく1時間の間に原子の1つだけが崩壊するだけでなく、同じ確率で、おそらく何も崩壊しません。もし人がこのシステム全体を1時間それ自身に任せていた場合、人は、その間に原子が崩壊していない場合、猫はまだ生きていると言うでしょう。システム全体のpsi機能は、その中に生きている猫と死んだ猫（表現は失礼）が等分に混ざっているか、中傷されていることによってこれを表現するだろう。
このような場合に典型的なのは、原子領域に限定されていた不確定性が、巨視的な不確定性へと変化し、それが直接観察によって解決されることである。そのため、現実を表現するための「ぼやけたモデル」を甘く受け入れることはできない。それ自体は、不明確なものや矛盾したものを具現化するものではないだろう。手ぶれやピンボケの写真と、雲や霧の土手のスナップショットとの間には違いがある。
-SalescapeZs_2009 ASBERSENErwin Schrödinger, Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (The present situation in der quantum mechanics), Naturwissenschaften
ジョン・D・トリマー訳『アメリカ哲学協会紀要
簡単に言うと、シュレーディンガーは、猫と猫を殺す可能性のあるもの（放射性原子）を箱の中に入れて封をした場合、箱を開けるまでは猫が死んでいるのか生きているのかわからないので、箱を開けるまでは（ある意味で）猫は「死んでいる」と「生きている」の両方を持っていると述べています。これは、科学理論がどのように機能するかを表すために使われています。どんな科学的理論も、その理論が正しいか間違っているかは、その理論がテストされて証明されるまで誰にもわかりません。
物理学は、古典物理学と量子力学の2つのタイプに分けることができます。古典物理学は、ボールを落としたときになぜボールが跳ね返るのかなど、ほとんどの物理的相互作用を説明します。また、ボールを落としたときに何が起こるかなど、物理的な相互作用を予測するのにも使えます。しかし、光がどのようにして電気に変わるのかなど、物理学では説明できない物理的相互作用もあります。量子力学は、物理学者がなぜこのようなことが起こるのかを説明する方法を提供しています。
コペンハーゲン解釈は、原子の最小の部分（原子以下の粒子）に何が起こっているのかを、原子を見ずに（観察したり、測定したりせずに）説明するために使われています。数学は、粒子に何かが起こる可能性がどれだけ高いかを示すために使われます。粒子は、ある時間にある場所に50%の確率で存在するか、別の時間にある場所に50%の確率で存在するかのように表現することができます。これは、チャート（または波形）で表現することもできます。これは量子物理学の計算をするときに非常に便利です。
しかし、粒子がどこにあるかを 100% 確信する唯一の方法は、それを観測することです。粒子を観測するまでは、コペンハーゲン解釈では、粒子はそこにあり、そこにはないとしています。粒子を観察して初めて、粒子があるかどうかがわかるのです。
これは量子物理学では意味がありますが、古典（実世界）物理学では意味がありません。
シュレーディンガーは、このような量子力学の考え方が、不条理な状況につながることを示したかったのです。彼は思考実験を考案しました
猫は外界と隔絶された部屋に置かれています。
放射性物質の崩壊量をカウントするガイガーカウンターと、少しだけ放射性物質が入っています。
1時間以内に、放射性物質の原子の1つが崩壊するかもしれないし（物質が安定していないために分解するかもしれない）、しないかもしれない。
材料が壊れると原子粒子が放出されてガイガーカウンターに当たり、毒ガスが放出されて猫が死んでしまいます。
問題は、時間の終わりに、猫は生きているのか死んでいるのか、ということだ。シュレーディンガーは、コペンハーゲン解釈によると、ドアが閉じている限り、猫は死んで生きていると言います。扉を開けるまでは知る術がない。しかし、ドアを開けることによって、人は実験を妨害している。人と実験は、お互いに参照しながら記述しなければならない。
実験を見ることで、その人が実験に影響を与えているので、正解は出ないかもしれません。
思考実験は、大きな物体に対して量子状態を考えることの愚かさを示すために、シュレーディンガーによって考案されました。また、ポップカルチャーでも何度も参照されています。
ガイガーカウンターと少しの毒を封印した箱に入った猫。量子力学では、しばらくすると、猫は生きているか死んでいるかのどちらかになると言われています。箱の中を覗き込んだ人は、猫が生きているか死んでいるかのどちらかになりますが、箱の中を覗き込む前に、猫は生きているか死んでいるかのどちらかであることが前提になっています。
エルヴィン・シュレーディンガーが1921年から1926年まで住んでいたチューリッヒのフッテン通り9番地の庭にある実物大の猫のフィギュア。光の条件によって、猫は生きているか死んでいるかのどちらかに見える。
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質問と回答
Q:シュレーディンガーの猫とは何ですか?
A: シュレーディンガーの猫とは、量子物理学の思考実験の一つで、1935年にエルヴィン・シュレーディンガーが量子物理学のコペンハーゲン解釈に反発して提唱したものです。この実験では、放射性物質が含まれ、猫を殺す可能性のある装置のある鉄の部屋に猫を入れるという仮想的なシナリオがあります。この実験では、箱を開けたときに猫が生きているか死んでいるかという問題が提起されます。
Q: コペンハーゲン解釈は、粒子についてどのように言っているのですか?
A:コペンハーゲン解釈では、粒子がどのような状態になるかは観測されるまで分からないので、観測される前は両方の状態に同時に存在すると言えるとされています。
Q: シュレーディンガーはこの概念をどのように実証したのですか?
A: シュレーディンガーは、放射性物質が入った密閉された箱の中に猫を入れるという思考実験によって、この概念を示しました。箱を開けるまでは、猫が死んでいるのか生きているのか分からないので、それまでは両方の状態が同時に存在することになると提案しました。
Q: このテキストで言及されている2種類の物理学とは何ですか?
A: 本文中に出てくる物理学には、古典物理学と量子力学があります。古典物理学はほとんどの物理的相互作用を説明し、物理的相互作用を予測することができますが、量子力学は古典物理学では説明できないいくつかの物理的相互作用を説明することができます。
Q:何かを観察することは、実験にどのような影響を与えるのでしょうか?
A: 何かを観察することが実験に影響を与えるのは、実験を観察する際に、その人の存在や観察中の行動によって、その結果を妨害する可能性があるからです。つまり、実験結果は、外的要因の影響を受けているため、必ずしも現実を正確に反映していない可能性があります。
Q: 「サイファンクション」とは何のことですか?
A: サイファンクションとは、量子力学において、実際に見ていない（観測していない）状態で、どの程度の確率で何かが起こるかを表すための数式のことを指します。
