ロジャー・ペンローズ：物理学と量子力学｜Closer To Truth Chats

量子のジレンマと物理学の驚くべき限界。 現実の構造そのものが議論の対象となる世界を想像してみてください。見方によってルールが変わるように見える場所です。それが、ロジャー・ペンローズの量子力学への旅の核心です。量子力学は、奇妙な二重性と未解決の謎で知られています。 量子力学の中心には、劇的な緊張が存在します。一方には、シュレーディンガー方程式によって説明される滑らかで決定論的な進化があります。一方は、量子系が測定時に確定した状態を「選択」するときの、波動関数の突然の、一見ランダムな崩壊です。多くの物理学者は、おそらく少し安易に、この崩壊は環境との複雑な相互作用の副産物にすぎないと受け入れています。これは、非干渉として知られているプロセスです。しかし、ペンローズはこのきちんとした説明に常に悩まされていました。彼はそれを手品のようなもの、現実についての私たちの仮定の二重の変化であり、真の謎をごまかすものだと考えています。 ペンローズは、現実が量子の曖昧さから古典的な確実性に静かに移行するという従来の物語は、ある種の哲学的な策略に依存していると主張します。量子状態を現実として扱うことから始まり、密度行列と呼ばれる数学的構成に切り替えて、多くの可能な結果の乱雑さに対処します。しかし、問題から逃れたように見えたとき、このマトリックスの確率が現実の実際の状態を反映していると主張して、元に戻ります。ペンローズ氏にとって、これは美しいが根本的に欠陥のある推論です。 では何が欠けているのでしょうか？ペンローズ氏は、量子力学は不完全であるだけでなく、量子状態の縮退の扱い方が間違っていると主張しています。ペンローズ氏にとって、この理論にはこの崩壊のためのメカニズムがどうしても必要で、それは付け加えられるものではなく、組み込まれている必要があります。彼自身の調査から、彼は急進的なアイデアにたどり着きました。それは、量子重ね合わせと一般相対性理論の中心にある等価原理との間の対立です。言い換えれば、ほこりのような重いもの、またはそれ以上のものを量子重ね合わせに入れようとすると、重力自体が反発し、計算可能な時間内に単一の現実を選択するようにシステムに強制する可能性があります。 これは単なる学術的な思索ではありません。ペンローズの提案は、検証可能な予測を切り開いています。重力が単一の状態にスナップすることを強制する前に、巨大な物体が量子の迷いの状態に留まることができる特定の寿命があるということです。この考えは、20世紀最大の理論の2つ、量子力学と一般相対性理論を、その不安定な共存を強調することによって結びつけます。 もちろん、ペンローズだけが量子論の亀裂を見つけているわけではありません。隠れた変数や多世界解釈に目を向ける人もいます。多世界解釈では、可能なすべての結果が実際にそれぞれの平行宇宙で起こります。ペンローズ自身もこのアイデアに手を出しましたが、最終的には満足できませんでした。意識が波動関数を崩壊させる力であるという考えも、彼を納得させることができず、生命のない惑星の天候が、数百万年後に遠くの存在によって観察されるまで量子的不確実性に留まるという、ばかげたシナリオを想起させます。 ペンローズの視点は、現実の基盤に関する簡単な答えを受け入れることを拒否し、掘り下げ続けるよう求めるものです。彼にとって、本当の冒険は、パズルに真っ向から向き合い、宇宙が最も基本的なレベルでなぜそれほど奇妙に振る舞うのか、そしておそらく、なぜそれが振る舞うのかをより深く理解することです。