猫の生死（要旨）　　

　　　　　　by　　南堂久史



　この文書では、「シュレーディンガーの猫」の問題で、猫の生死を考える。
　「シュレーディンガーの猫」の量子論的な意味は、すでに「シュレーディンガーの猫の核心」という文書で示した。それは、ミクロのレベルの話であり、量子論的な話だった。
　一方、マクロのレベルの話もある。それは論理学的な話となる。それをこの文書で扱う。
　この文書のテーマは、話が長くなるので、「本論１」 ，「本論２ 」へと続くことになる。
　この文書では、それらの要旨となる話を、ごく簡単に示す。

　なお、本質的に言えば、「観測問題」や「パラドックス」の問題になる。（物理学的な問題というのとはちょっと違う。）


「核心」の要約


　「シュレーディンガーの猫の核心」では、量子力学的な話を述べた。それを要約すれば、次のようになる。

　　　　　　　　*　　　　　　　*　　　　　　　*　　　　　　　*　　　　　　　*　　　　　　　*　　　　　　　*

　量子は本当は、「空間的または時間的に細分された」状態にある。しかしそれを巨視的に見ると、「二つの状態の重ね合わせ」というふうに誤認しがちだ。

　図で示そう。本当は、空間的または時間的に細分された赤または青がある。次の図のように。


　　　　　　　　　 ●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●●


　これを巨視的に見ると、「赤と青の重ね合わせ」というふうに見える。
　そこで、「まさしく赤と青とが重なっているのだ」というふうに誤認しがちだ。次の図のように。

　　　　━━━━━━━
　　　　　　　　　　　　　＋
　　　　━━━━━━━

　しかし、そう解釈するのは、もちろん誤認（錯覚）である。本当は、（赤と青の）重ね合わせ状態ではなく、細分された状態があるだけだ。

　このことは、テレビで考えるとわかる。



　　　　　　　　　　　　 紫　　　　＝　　　　赤点 と 青点 の「散在」




　この図では、巨視的には「赤と青の重ね合わせ（紫）」があるように見える。しかし本当は、細分された赤と青があるだけだ。（虫眼鏡で拡大してみるとわかる。）

　結論。
　「二つの状態の重ね合わせがある」という認識は、誤認である。正しくは「細分された状態がある」ということだ。
　量子については、そういうふうに言える。

　なお、具体的に言えば、こうだ。
　粒子は常に振動している。このことは、「粒子反粒子振動」という言葉でも説明されるし、「超球の回転」という言葉でも説明される。ここでは、白と黒の重ね合わせがあるのではなく、白と黒の振動がある。


ミクロとマクロの違い


　では、上述のこと（量子論のこと）は、マクロ的な猫にも成立するだろうか？
　もし成立するとすれば、次のことが成立しなくてはならない。
　「猫の生死は細分された状態にある」
 　あるいは、同じことだが、こうだ。
　「猫の生死は振動している」
　こういうことは、あるか？　もちろん、ない。
　猫の生死が振動しているとしたら、一匹の猫が「生きた猫」と「死んだ猫」とを周期的に交替していることになる。そんなことは、絶対にあり得ない。なぜなら、いったん死んだ猫は、生き返らないからだ。「生死の振動」というものは、あり得ない。
　とすれば、こう結論できる。
　「ミクロの状態とマクロの状態を結びつけることはできない」
　これが本質だ。このことを改め手間取れば、対比する形で、次のように書ける。

　(1) 量子の世界では、量子の状態が振動するので、一見、重ね合わせのように見える状態を作ることができる。
　(2) マクロの世界では、猫の生死が振動しないので、絶対、重ね合わせのように見える状態を作ることができない。

　　　図示すると、次の通り。

　　　　量子 ：　　○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● 　→　時間

　　　　　猫　：　　生 死 生 死 生 死 生 死 生 死 生 死 生 死 　→　時間


　（　※　量子の周期的交替と、猫の生死の周期的交替。前者はあるが、後者はあり得ない。）


パラドックスの理由


　では、シュレーディンガーの猫のパラドックスは、どこから来たか？　それは、こうだ。
　「できもしないことを、できると仮定したので、奇妙な結論が生じる」

　一般に、論理学では、次のことが成立する。
　　「　偽　ならば　Ｐ　」は、真である。
　　　　　　（ ※　ただし　Ｐ　は任意の命題 ）

　つまり、前件が「偽」であれば、後件がどんな命題であっても、真になる。
　たとえば、次のように。
　　「 １＝２　ならば　世界は滅びる」
　　「 １＝０　ならば　地球を破壊することは正しい」
　　「ヒトラーが生き返れば、ヒトラーが世界を破壊することは正しい」
　これらはいずれも真である。前件が「偽」であれば、後件がどんなにメチャクチャな命題であっても、「前件　ならば　後件」は真となる。

　シュレーディンガーの猫のパラドックスも、同様だ。ここでは、前件として、次の「偽」が導入された。
　　「量子の状態と、マクロの猫の状態を、結びつけることができる」

　これは、次のことと等価である。
　　「猫の生死は、細かく振動している」

　これは、「偽」である。この前件が「偽」であるがゆえに、後件が「偽」であっても、構わないことになる。つまり、次のことは真である。
　　「猫は生きているのと死んでいるのと、両方の状態に成立する」
　　「一匹の猫は、生きていて、かつ、死んでいる」

　これらは現実世界では、まったくあり得ないことだが、「前件が満たされれば」という仮定のもとでは、このことは成立することになる。

　当然ながら、次のいずれも、「真」となる。

　　「猫は生きているのと死んでいるのと、両方の状態にない」
　　「量子力学者は、ウルトラ級の天才ばかりである」
　　「量子力学者は、超ハンサムと超美人ばかりである」
　　「量子力学者は、ビル・ゲイツ以上の金持ちばかりである」
　　「 １＝２　である」
　　「 10÷３＝ π である」

　　これらはいずれも、真である。ただし、「ミクロの状態とマクロの状態を結びつけることができれば」という前件が成立すれば、の話だが。

　こうして、パラドックスの理由は、論理的に解明されたことになる。
　要するに、ありもしないことをあると仮定した妄想の上で生じた、ただの夢にすぎない。夢を見ている人の世界では、どんなメチャクチャなことでも、本当の真実のように感じられる。それだけのことだ。

　ここでは、「夢のなかでは真実か」を論じても無意味である。「この人が夢を見ている」ということだけを指摘すればいい。それがつまり、
　　「ミクロの状態とマクロの状態を結びつけることはできない」
　ということであり、その本質は、
　　「量子の状態は振動するが、猫の生死は振動しない」
　ということだ。

　結局、すべては、勝手な妄想を前提した物理学者の見た夢だ、というふうになりそうだ。　……（*）


　［ 余談 ］
　この （*） は、皮肉な結論だが、美しい結論である。
　「物理学者は正しいのに、自然がこんぐらがっている」という結論は、ちっとも美しくない。だが、「自然は整然としているが、物理学者の頭がこんぐらがっている」という結論は、とても美しい。
　とはいえ、たいていの物理学者は、異を立てるだろう。「おれは正しい！　おれは絶対に間違っていない！　間違っているのは、おれではなく、あっちの方だ！」と。


まとめ


　最後に、この文書の内容を簡潔にまとめれば、次の通り。

　「量子の状態は振動するが、猫の生死は振動しない。量子は、粒子になったり反粒子になったりするが、猫は、生きている猫になったり死んだ猫になったりしない。」
　「ゆえに、ミクロとマクロを結びつけることはできない。なのに、できもしないことを『できる』と仮定したことから、パラドックスが生じた」


［ 付記 ］　論理学的な詳細


　ちょっと付言しておこう。いくらか説明不足に感じるかもしれないので。

　上記では、こう述べた。
　「ミクロとマクロを結びつけることはできない」
　では、なぜ、「結びつけることはできない」と言えるのか？　「いや、シュレーディンガーの猫の毒殺システムは、ミクロの世界とマクロの世界を、うまく結びつけているぞ」── という疑問を感じる人もいるだろう。
　
　しかし、この毒殺システムは、ただの「確率的システム」であって、「ミクロの世界とマクロの世界を結びつけるシステム」ではない。そこに注意しよう。
　このシステムは、ただの確率的システムである。その意味は、次の通り。
　「たくさんの毒殺システムが存在する場合には、そのたくさんの毒殺システムにおけるたくさんの猫が、ミクロの世界の分布に合致する」
　「しかし、（ただ一つの毒殺システムにおける）ただ一つの猫に着目すれば、ただ一つの猫については何も言えない」（結びつけ不可能）

　量子力学で言えるのは、確率的なことだけだ。たとえば、二重スリット実験でも、電子の分布は確率的に言えるが、特定の一回（一個）の電子については、どこに生じるかを明言できない。言えることは確率的なことだけだ。
　猫毒殺システムも同様。たくさんの猫については確率的に言えるが、特定の猫については何も言えない。これがつまり、「ミクロとマクロとを結びつけることはできない」ということだ。

　要するに、ミクロは、「たくさんのマクロ」に結びつけることはできるが、「特定の一回のマクロ」に結びつけることはできない。
　したがって、特定の一匹の猫については、何も言えないわけだ。（二重スリット実験の電子について、特定の一回については何も言えないのと同様。）
　
　なお、このことは、確率の本質であって、量子力学は関係ない。同様のことは、量子論を使わずに説明できる。それは「ナンドウの猫」である。
　こういう確率的な話は、やや面倒な話になるので、以後の「本編１，２」を参照のこと。





　　このあとは、続きの　本編１　へ。



　　このページについて

　　　　氏　名　　　南堂久史
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　　　　　　　　　　http://hp.vector.co.jp/authors/VA011700/physics/catwja.htm　（猫の表紙）


[ THE END ]