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巨視的デコヒーレンス――「多世界」としても知られる――とは、微視的な出来事を支配する既知の量子法則が、変更されずにあらゆる水準を支配するという考えである。人々がデコヒーレンスを知らなかった頃――微視的物理学についてそれほど精密に演繹された法則が普遍的に適用されるかもしれないと、誰も思いつかなかった頃――、人々は何が起きていると考えていたのだろうか。
当初の推論は、おおよそ次のように進んだらしい。
この光子が吸収される振幅を(−1/3)iと計算したところ、実験統計では光子は1,000回のうち約107回吸収された。これは絶対値の二乗である1/9によく一致する。
そこから、
振幅こそが(絶対値の二乗を介した)確率である。
そして、
何かを測定して、それが起きなかったと知れば、その確率はゼロになる。
文字どおりに読めば、これは知識そのもの――さらには意識的な気づき――が収縮を引き起こすことを含意する。事実、ヴェルナー・ハイゼンベルクが提唱した理論はこの形だった!
しかし人々は、基礎物理学に二元論的な言葉を持ち込むという考えに、しだいに不安を覚えるようになった――当然そうなるべきだった! そこで元の推論は、一つを除いて波動関数のすべての部分を破壊し、重ね合わせが人間ほどの規模へ成長する前のどこかで引き起こされる、客観的な「収縮」という考えに置き換えられた。
さて、波動関数の一部がただ消えうると仮定するなら、次のように尋ねようと思うかもしれない。
生き残るのは一つだけなのか。生き残る世界は多数あるが、積分された絶対値の二乗によって定まる頻度で生き残り、そのため典型的な生存世界の実験統計がボルン則と一致するのかもしれない。
それでも、現代の学界で検討される収縮理論は、生き残る世界を一つしか仮定しない。なぜだろうか。
収縮理論が考案された頃、複数の世界が存在しうるなど、どの物理学者にもまったく思いつかなかった! 測定には単一の結果があることを、人々は当然と考えた。それは、人々が実際に起きていると見たことだったため、見えなくなるほど深い仮定だった。収縮理論は、(完全に一般的な)実験統計がなぜボルン則と一致するかではなく、測定になぜ単一の結果があるかを説明するために考案されたのである。
同様の理由で、学術的に検討される「収縮公準」は、人間が重ね合わされる前に収縮が起きると仮定する。しかし実験は、ますます大きな量子もつれ系で「収縮」が起きる可能性を着実に排除している。50マイクロメートルのスケールで量子重ね合わせを実証する実験が進行中らしい。この大きさはほとんどのニューロンを超え、一部の人間の毛髪の直径に近づいている!
それなら、誰かが先手を打って、次のように尋ねてみないのはなぜか。
ほら、私たちは収縮が着実に遅く、さらに遅く起こると仮定し続けなければならない。もし収縮が、重ね合わせが惑星規模に達し、相当な分岐が起きて初めて生じるならどうだろう――たとえば地球の波動関数は毎分一回ほど収縮するとしよう。すると、ある時点で生き残っている地球は、ボルン統計と一致する量子実験の長い歴史を記憶しているが、そのような地球の圧倒的多数は、量子実験で非ボルン的な結果を得始め、その一分後に突然存在しなくなるだろう。
波動関数の一部がただ消えても構わないと考えているらしい多数の人々の間で、そのような収縮理論が学界の巨大な支持を得ないのはなぜだろうか。とりわけ、実験がますます大きな系で重ね合わせを証明しているのに。
皮肉屋なら、収縮が支持され続ける理由は、波動関数の大部分が突然消えることの物理的なもっともらしさでも、何らかの仕方でボルン統計を説明する望みでもない、と示唆するかもしれない。要点は、「測定に複数の結果があったとは記憶していない。したがって起きたのは一つだけだ。自分が分裂したとは記憶していない。だから私は一人しかいないはずだ」という直観的魅力を保つことにある。自分が死んだことは記憶していないから、重ね合わされた人間は決して収縮してはならない。あえて直観を踏みにじる理論は、肝心な点をすべて失っている。それなら、いっそデコヒーレンスへ進めばよい。
皮肉屋なら、そう示唆するかもしれない。
しかし、収縮支持者の動機を攻撃するには、きっとまだ早すぎる。それは単なる人身攻撃だ。収縮理論の実際の物理的なもっともらしさはどうなのか。
では、第一に、実験的支持を持つ収縮理論は何かあるだろうか。ない。
それを片づけたところで……。
もし収縮が支持者の言うとおりに実際に働くなら、それは次のようなものになる。
- 量子力学全体で唯一の非線形発展。
- 量子力学全体で唯一の非ユニタリ発展。
- 量子力学全体で唯一の微分不可能な(実際には不連続な)現象。
- 量子力学全体で唯一、配置空間において非局所的な現象。
- 物理学全体で唯一、CPT対称性を破る現象。
- 物理学全体で唯一、リウヴィルの定理を破る(初期条件から結果への多対一写像を持つ)現象。
- 物理学全体で唯一、非因果的/非決定論的/本質的にランダムな現象。
- 物理学全体で唯一、時空において非局所的で、光より速く影響を伝播する現象。
いったい収縮公準は何をすれば物理学者に捨ててもらえるのだ? 忌々しい子犬でも殺さなければならないのか?