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【量子力学】"シュレーディンガーの猫"をゲームに例えて誰にでも分かるように説明

量子力学のシュレーディンガーの猫をゲームに例えて分かりやすく説明します。

シュレーディンガーの猫とは

量子力学では、量子の振る舞いが確定するのは、観測された瞬間とされています。

観測される前はまだ量子の振る舞いが確定していない状態にあり、観測された瞬間に振る舞いが確定します。

これはどういうことかというと、例えば、1と2の数字が書かれたルーレットが高速で回転していて、ストップボタンを押した瞬間にどれかの停止してどちらかの数字で止るとします。

回転している間は、どちらかの数字が出るのは確定しているが、実際にストップボタンを押すまではどちらが出るかは確定しておらず、押した瞬間に数字が確定すると思います。量子の振る舞いも観測するまでは結果が確定しておらず、観測した瞬間に確定します。

シュレーディンガーの猫はこれを解説したものですが、生き物の生死で例えたため、分かりにくくなってしまっています。

シュレーディンガーの猫とは次のような例え実験です。

蓋を閉めた瞬間に2分の1の確率で毒ガスが出る仕組みの箱があったとします。

箱の中に猫を入れて蓋を閉めます。蓋を閉めた瞬間に2分の1の確率で毒ガスが出るので、箱の中の猫は2分の1の確率で生きていて、2分の1の確率で死んでいると思います。

通常であれば、箱の蓋を閉めた瞬間に猫の生死が決定していると考えますが、箱を開けるまでは生きた状態と死んだ状態が重なっていてまだ確定しておらず、箱を開けて観測した瞬間に猫の生死が確定する、というものです。

これは量子の振る舞いについての例えたものであり、実際にこの実験をやったら箱を閉めた瞬間に猫の生死は確定します。(蓋を閉める前から常に観測状態だからです)だから、蓋を閉めた瞬間に猫の生死は確定してるじゃないかと考えてしまうので逆に分かりにくくなっているんですね。

シュレーディンガーの猫をゲームで例えると誰でも分かる

シュレーディンガーの猫がどういうことかはゲームで例えると分かりやすいです。

例えば、ドラクエで町に入ったら、道端に猫のキャラクターがいるとします。

道端に生きた猫がいるパターンか死んだ猫がいるパターンが町に入った瞬間に1/2の確率でランダムに決定するとプログラムされていたとします。すると、町に入った瞬間にどちらかが確定して、生きている猫のグラフィックか、死んだ猫のグラフィックどちらかが描画されると思います。

町に入る前から道端に生きた猫か、死んだ猫のどちらかがいるのは確定していますが、プレイヤーが実際に町に入るまでは生きた猫か死んだ猫かのどちらになるかはまだ確定していません。

プレイヤーが街に入った、つまり観測した瞬間に猫の生死が確定しますね。

シュレーディンガーの猫で言いたかったこと、観測するまで猫と死んだ猫が重なった状態にあるということがどういうことか分かったと思います。

これを量子が観測された瞬間に確定するということの例えとして使われてたんですね。

量子が観測した瞬間に確定するというのはどういうことか

量子の振る舞いは観測されるまで確定しておらず、観測した瞬間に確定する、これがどういうことかをわかりやすいように説明します。これもテレビゲームで例えると分かりやすいです。

テレビゲームでは、モニターに映っている(プレイヤーが観測している)部分しか描画されていません。

モニターに映っていない部分は、単なるデータとして存在しています。

プレイヤー(観測者)が移動すると、その部分のデータが映像として瞬時に復元されてモニターに表示されます。

モニターの外にいった場面は消えてしまいます。消えてしまったといっても完全に消滅したのではなくデータとしては存在しています。

プレイヤーが観測した瞬間に映像として確定して姿を表す、これがまさに量子の動きと同じです。

ドラクエでフィールドを歩いていて、プレイヤーが町に入った(町を観測した)瞬間、町の映像が描画(量子の振る舞いが確定)されます。

町から出れば町は消滅してただのデータに戻ってしまいます。

これが、観測した瞬間に量子の振る舞いが確定(現象化)するということです。量子は、観測される前は、単なる波、エネルギー、データのようなもので、観測があると振る舞いが確定するのです。

量子がこのような仕組みになっているということは、宇宙もゲームと同じように、観測されていない部分は普段はデータとして存在していて、観測されている時だけ物質や空間として現れるということもありえます。

目の前にリンゴがあったとします。もしこのリンゴを誰も観測していなければ、リンゴではなく単なるデータの状態になっていて、観測された瞬間にリンゴとして姿を現すということなのかもしれません。

テレビゲームでもプレイヤー視点では、観測していない部分が普段はデータの状態で存在していなくて、見た瞬間に構築されているなんて分からないので、宇宙もそうなっていてもおかしくないですね。

新しく分かった"猫が救われる"とはどういうことか

今回新しくNature誌に掲載された論文によると、どうやら量子の振る舞い(猫の生死)が一旦確定しても、猫が生きているか死んでいるか分からない状態に再び戻せるということらしいです。

これをゲームで例えるとリセットするようなものです。(正確には戻したというより、猫の生死がまだ確定していない状態(まだ町に入っていない状態)のデータを再選択したということですね)

また、観測して結果が確定する前に、猫の生死を予測もすることができるかもしれない、得たい結果を意図して得ることができるかもしれないそうです。これは、ゲームで例えるならプログラムを解析して乱数の動きから結果を予測するみたいなことだと思います。狙った結果が得たければ、タイミングを計って当たりを狙い打つ乱数調整をするという感じですね。

現時点では1つの量子の実験でできるかもという段階で、さすがに確定した物理的事象を元に戻したり、これから起こる事象を予測するということは現代科学では不可能だと思います。理論上はそういったことも可能と言うことになりますね。

なぜ観測されていないと量子の振る舞いは確定しないのか

なぜ、量子の振る舞いは、観測されるまで確定せずにいるのかということも、コンピューターゲームの仕組みから考えると見えてきます。(これはコンピューターゲームの仕組みから推測する仮説です)

ゲームで画面に映っていない部分が消えてしまうのは、膨大な映っていない部分も常に内部で描画状態(計算)していたら、CPUに負荷がかかりすぎるからです。誰も見ていないのに表示させておいても無駄でしかありません。だから、映ってない部分は普段はデータとして置いておいて、プレイヤーが観測している部分だけ描画されるようになっているんですね。

量子が観測されたことに気づいて振る舞いを決める不思議ではありませんか?でも、ゲームと同様に誰も観測していないのに描画状態にあるのはエネルギーの無駄、負荷がかかるから普段はデータとしておいておくというなら納得です。ということは宇宙もコンピューター上の仮想空間なのではないかと考えられます。

宇宙も、実は観測されている部分だけ物質や空間として姿を現し、観測されてない部分は普段はデータとして存在しているだけなのかもしれません。観測されてない部分はデータとしてあるだけなら宇宙がこれだけ1千億光年など途方もない広さの空間があり何兆個もの銀河が存在しているのも納得です。単なる仮想空間であり、プログラム上のデータなのなら、容量が許す限りいくらでも増やせるからです。

もう一つ、宇宙は仮想空間かもしれないと思えるような現象があります。ゲームには処理落ちというのがあります。たくさんのキャラクターなどを表示しすぎてCPUに負荷を掛け過ぎると計算がおいつかず、ゲーム内の時間の経過が遅くなる、画面上のキャラクターの動作が遅くなるというものです。

宇宙でもブラックホールのような異常な重力が掛かってるところは時間の流れがとても遅くなるそうです。外からブラックホールの中を見るとめちゃくちゃゆっくり動いているように見えるんですね。宇宙を動かしているコンピューターのCPUに負荷がかかって処理落ちしているのかもしれないですね。

こういったことがゲームと酷似しているので、宇宙はコンピューター上の仮想現実なのかもしれません。

引き寄せの法則を量子力学で考えると

量子力学では、量子の振る舞いは観測された瞬間に確定して、現象、事象化、物質として姿を現すとしています。

とすると引き寄せの法則は、観測者が量子の振る舞いに影響を与えることで、自分が経験したい現実や結果を呼び寄せようとするものであるのかもしれません。

となると、人間(観測者)の思い、信念、意思などが、量子の振る舞いに影響を与えるのではないかと考えられます。量子はエネルギーの波で、人間の思考(脳波)もエネルギーとして測定できるので、影響を与えることはできるのかもしれません。

シュレーディンガーの猫のように、未来におけるいくつもの自分、例えば貧乏な自分とお金持ちの自分が重なった状態にあり、まだ確定していない状態にあります。

そこで、意識的に観測(体験)したい方の現実を選択することで、観測者の意識が量子の振る舞いに影響を与え、得たいほうの結果を得ようとするのが引き寄せの法則なのかもしれません。

事象としては目の前に現れていなくても、"お金持ちの自分"も今この瞬間にデータとしては既に存在しているわけです。それが引き寄せで言う"既にある"という意味ですね。

そして「自分はもうすでにそうなっている」と信じることで、データ上に存在している「お金持ちの自分」という現実が選択されて描画されるということですね。

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