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そこに何があるのか…大人の人間には見えないあるものとは〕
（2019年3月26日 米ディスカバリーチャンネル）
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〔【インターステラー(2014)】（超時空レベルの交信）より
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いったい何が「現実」なのか？
我々が五感を介し体感している世界は
全現実の表層に過ぎない。
宇宙物理学の解明領域でさえ、1％に満たない。
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地球を離れ新たな居住可能惑星探索を行うため
ワームホールを通過し、
別の銀河系へと有人惑星間航行（インター・ステラー）する
宇宙飛行士のチームが描かれる。
三次元に於ける不可逆性の時間と重力場、
特殊相対性理論（ウラシマ効果）、
特異点、
ニュートン力学、
スイングバイ航法、
漆黒の宇宙空間、
音の伝達、
運動の三法則
など科学的考証を用いた演出の他、
人類存亡を賭けた
未知の世界へ挑戦する倫理と勇気、信頼と愛、
人生という限られた時間、
ヒューマニズムも織り交ぜた物語の構成となっている。
脚本は
ジョナサン・ノーランとクリストファー・ノーランが執筆しており、
2007年にジョナサンが
パラマウント映画とリンダ・オブストの下で開発した
スクリプトにクリストファーのアイデアが合わせられている。
製作にはクリストファー・ノーラン、オブストの他に
彼の妻のエマ・トーマスが参加し、
また理論物理学者のキップ・ソーンが
科学コンサルタント兼製作総指揮を務めている。
(なお、キップ・ソーンは2017年、
重力波検出装置の構築及び重力波発見への決定的な貢献
により、ノーベル物理学賞を受賞している。)
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「鏡」の相対世界に宇宙の本質が隠されている
「鏡の中の自分」から見れば、自分そのものは仮想現実である。
肉体と魂が共存している限り「鏡」を透過できないが、
仮想の宿「肉体」の消滅（いわゆる「死」）とともに、
一瞬で透過できる［多元的（別）宇宙の世界と往来共生］
■一般的だが意味不明なコペンハーゲン解釈 - 量子力学の波はただの波じゃない
■量子トンネル効果 - "裏の世界"の存在を仄めかしている？
■粒子は"波"なのか？二重スリット実験の持つ意味とは
早速だが光は「波」それとも小さな粒である「粒子」のどちらか知ってるだろうか。
一体どちらなのか確かめる為に実験をしてみる。
ライトを二つの穴が開いた板（二重スリット）に向けて発射してみると、
向こう側の壁には波模様（干渉縞）が浮かび上がる。
このような模様は光が波でないと説明ができない。
ビー玉のような粒ならほとんどの粒子は単にスリットの裏側に辿り着くはずである。
（普通の粒子として考えた時に浮かび上がる模様）
という事は光は波なのだろうか。
しかし光とは光子という粒子で出来ているはずである。
波ではない粒子がなぜそのような模様を浮かび上がらせるのか？
そこで気づいた。
一度に大量の光子を発射しているから干渉縞が浮かぶのではないかと。
考えてみれば
海の波も水を作る粒子が大量に集まってできたものなのでそれはあり得るわけである。
というわけで一度に１個ずつ光子を発射してみる。これで問題は解決する。
と思いきや、何度も撃ち続けるとまたもや壁には干渉縞が浮かぶ。
ただし１つの粒子の結果だけを見ると波と判断することは出来ない。
普通に粒子がどちらかのスリットを通って壁に着いただけにしか見えない。
だがその過程が積もると波のような特性が浮かび上がってくる。
これは一体どういうことなのか？
ちなみに光子に限らず電子などを使っても同じ現象が確認される。
さらにバックミンスターフラーレン分子（バッキーボール）という光子などと
比べると非常に大きな分子でもこの実験の成功が確認されている。
（60個の炭素原子で結合されている）
というわけでここまでが二重スリット実験の基本である。
昔は光は波だと思われていたが近代になると科学の発展で粒子だと認識された。
だが二重スリット実験により
昔とは違う意味で光に限らず微小の物体（粒子）が何なのか分からなくなった。
一体この実験結果はどう解釈すればいい？
そこで量子力学の解釈の登場である。
■一般的だが意味不明なコペンハーゲン解釈
量子力学の波はただの波じゃない
ある人は考えた。
粒子は観測されていない時は物理的形状を持っていないのではないかと。
だから波のように振舞うのだ。
しかし話はそれで終わらなかった。（後述）
そしてさらに考えた。
その波は現実にすら存在していないのではないかと。
これが現在のところ最も支持されているコペンハーゲン解釈である。
物理的形状がないという部分はまだ分かる。
干渉縞を浮かび上がらせる以上波のように振舞っていると考えられるから。
しかし現実に存在していないとはどういう事なのか？
その事を説明する為に二重スリット実験に戻る。
観測されていない時は
粒子はエネルギー波のような波になっていると単純に考えることはできない。
なぜなら
粒子として観測された後、辺り一面に広がっていたはずの波の痕跡を
現実世界で見つけることができないからである。
つまり
もしそれがただのエネルギー波のようなものなら
一つの粒子で壁に干渉縞がうっすらと浮かび上がるような事にならないとおかしい。
だが実際は
二重スリット実験というのは粒子を何度も撃ち続けてその結果が見えてくる。
単独の粒子だけじゃ粒子がどちらかのスリットを通り壁に辿り着いただけにしか見えない。
これが何を意味するのかというと、
波を本物として扱ってしまうと非常に厄介な問題が起きるということ。
観測された地点から離れたところにある波が
どういうわけか一瞬で消滅したとなれば、
相対性理論の光より早く情報が伝わることはないという"局所性"が破れたことになる。
だがもし波を現実に存在しないと勝手に定めれば、
その点の問題は一応クリアできるわけである。
粒子として観測されると同時に波が消滅する現象を波動関数の収縮と呼ぶ。
言い忘れていたが先ほどから言っている"波"は正式には波動関数と呼ばれている。
そして別名確率波とも呼ばれている。
なぜ確率波と呼ばれているのか、
それはその波が意味するものは観測される確率の高さなどを示していると
考えられているからである。
かなり掴みづらい概念だが、それは無理もない。
なぜなら波動関数の状態は定義できない曖昧なもの、
というか人知を超えてて誰も完全に理解できないものだからである。
どういう事かその人知を超えた"一端"を説明する為にここでまた二重スリット実験に戻る。
（全容は後述）
二重スリットを粒子（波）が通る際、実際のところどうなっているのか気になる。
そこで片方のスリットの前に観測機を置いてみた。
これで本当はどちらを通っているのか分かる。
だが不思議なことに
観測機を置くと波の性質が消えて壁には干渉縞が現れず、
野球ボールなどで実験を行った時のような跡しか着かない。
波動関数を観測しようとすると波が消滅してしまうから
具体的にどうなっているか分からないわけである。
そしてここでポイントになるのが
「観測」とは目で見るや意識で感じ取るという意味ではないということ。
だったら
観測とは何かとなるが具体的な定義は現在のところハッキリしていない。
しかし
あるシステムが波動関数と相互作用した時に起きるとか
そういう感じで考えられている。
たとえば
ある物体を見るにはそれに光が当たり反射しなければならない。
図にするとこのような感じである。
これは量子デコヒーレンスと呼ばれる概念である。
これで波動関数の謎が解けたように思えるだろうが、それは大きな間違いである。
量子デコヒーレンスを知っただけで
量子力学の謎が解決すると勘違いしてはいけない。
どういうことかそれを今から説明しよう。
■観測問題
解釈が複数存在する理由はこれにある
まず先ほども言ったように
量子デコヒーレンスが起きる具体的な条件というのは現在のところ判明していない。
さっきのはあくまでイメージ図にすぎない。
しかし観測の定義は現在ハッキリしていないと言っても、
波動関数と"観測システム"との相互作用で
波動関数の収縮が起きるのは間違いないように思える。
二重スリット実験はそういうものだから。（人がその場にいなくても結果は同じ）
だがちょっと待った。
だとしたら、なぜ最も近い観測機で粒子は毎回観測されないのか？
■実は奥が深い多世界解釈コペンハーゲン解釈のライバル
観測前の宇宙はコペンハーゲン解釈の時と変わらない。
だが観測が起きると、
■ボーム解釈（パイロット波理論）
量子力学の第三の解釈
この理論だと粒子は普通に考える感じで物質としてそこに存在し、
波はガイド波として別に存在し宇宙に広がっている。
そして粒子はその波に乗って動く。
簡単にいえば波が粒子の動きを決めているので
粒子が波のように振舞っているとこちら側は感じてしまう。
（イメージ図）
なので普通じゃ考えられないような変な軌道を通っても問題ない。
だから粒子が常に粒子として存在しても
二重スリット実験の結果を説明できるわけである。
さらにこの理論は決定論に属するので全ての状況が分かれば
コペンハーゲン解釈と違い未来予知も可能になる。
つまり純粋なランダムのようなよく分からない要素が必要ない。
にもかかわらず多世界解釈と違い宇宙の数は一つで済む。
つまり意識の存在を考慮しても何も問題がない。
今の話だけを聞くとオカルトでもSFでもない普通の考えに聞こえる。
しかもコペンハーゲン解釈と多世界解釈の持つ弱点が存在していない。
これで決まりじゃないかと思えるが、支持率の低さには理由がある。
通常の量子力学の方程式には存在しないガイド波の為の式を加えなければならない
というのが一つ。
そして相対性理論との相性が非常に悪いというのが専門的な理由として大きい。
さらに他にもまだある。
その理由を説明する為に二重スリット実験から一度離れる。
ここから量子エンタングルメントの説明に移る。
■量子エンタングルメントは現実を揺るがす
アインシュタインも真っ青になった驚きの性質とは
たとえ１光年離れていても、
片方の粒子の観測が行われれば一瞬にしてもう片方の粒子の状態が決まる。
光より早く情報が伝わることはないという"局所性"を途中で取り上げたが、
波動関数の収縮の時と違いこれは普通に局所性が破れてるように見える。
（その事は非局所性という）
これはどう解釈すればいい？
実際に存在する双子の粒子の繋がりなので
コペンハーゲン解釈ですらこれは幽霊扱いすることは出来ない。
なのでコペンハーゲン解釈だと"条件付き"で非局所性は存在するという扱いになっている。
条件付きというのはミクロの世界限定という意味である。
コペンハーゲン解釈だと観測結果を決めるのは"運"なので、
こちら側が観測と量子エンタングルメントを使って遠くへ一瞬で情報を送ることはできない。
なぜなら
観測結果を相手側に知らせるには普通の通信手段を結局使わなければならないから。
観測結果（たとえば上向き）を自在にコントロールできるのなら
一瞬の情報のやり取りは可能だがそれは運がコントロールしている以上不可能。
なので気味の悪い遠隔作用ではあるが、
それを使って送れるのはランダムな情報のみなので
非局所性を認めても何とかセーフという事になっている。
では多世界解釈だとどうなのか。
コペンハーゲン解釈と同じように非局所性は存在すると思うのだが、
どうやらこの理論だと局所性が守られるらしい。
これは未だにハッキリ完全に掴めないのだが
相関関係と因果関係は違うということらしい。
以前の説明だとその結果に合わせて
宇宙全体が分裂するから局所性には当たらないと言った。（そう解釈した）
しかしそれ以外にも別の考え方があり、
宇宙の分裂はその地点から光速で行われても問題ないとのこと。
（紙に付いているシ－ルをペリっと剥がす感じで？）
観測結果を確かめるには
光速以下で情報のやり取りを行わなければならない。
つまり可能な限りの可能性が裏に控えてる以上、
その結果と関係した宇宙（相関関係にある宇宙）だけが
光速で最終的に繋がりを持っても問題ない。
宇宙全体がその観測ポイントに合わせて一瞬で分離する必要がない。
なので
量子エンタングルメントが存在しても
それが非局所性の存在を意味するとはならない。
との事だが本当にそれで辻褄が合ってるのか正直よく分からない。
何となく分かる気もするのだが、どうも腑に落ちない。
だが何であれ重要なポイントは
普通の概念で局所性が守られているわけじゃないということ。
なので結局量子エンタングルメントの持つ気味の悪さに関しては
コペンハーゲン解釈と大して立場は変わらないと言える。
（だからエンタングルメントの存在が多世界解釈の証拠にならない）
ではボーム解釈だとどうなるのか。
二重スリット実験は日常的な感覚で捉えることが出来た。
だがやはりこのエンタングルメントの件はそうはいかない。
ちなみに本当にエンタングルメントが存在するかどうかだが
量子エンタングルメントについて（EPRパラドックスとベルの不等式の説明）
で詳しく説明しているように疑いの余地はないと思っていいだろう。
なのでボーム解釈はオカルト要素０の理論と見せかけて、
宇宙に広がっている波が何らかの理由で一体化しているという
宇宙の波動関数という奇妙な概念が必要になる。
多世界解釈にも宇宙の波動関数の概念はあったが
あれとは種類が違いこの場合宇宙内での繋がりを意味している。
