多世界解釈（たせかいかいしゃく、Many-Worlds Interpretation, MWI）は、量子力学における解釈の一つです。この解釈は、観測によって波動関数が崩壊するのではなく、全ての可能性が実現する複数の世界が存在するという考え方に基づいています。以下に、多世界解釈について分かりやすく詳しく説明します。
多世界解釈の基本的な考え方
- 波動関数：
量子力学では、物質の状態は波動関数と呼ばれる数式で表されます。この波動関数は、物質が取りうる全ての可能な状態の重ね合わせを示しています。 - 観測問題：
量子力学では、観測（測定）を行うと波動関数が「崩壊」し、一つの特定の状態に定まるとされていました。しかし、この崩壊が何故起こるのか、物理的なメカニズムが不明確でした。 - 多世界解釈の提案：
ヒュー・エヴェレット3世が1957年に提案した多世界解釈では、波動関数は崩壊しないとされます。代わりに、全ての可能な結果が分岐し、それぞれの結果が実現する新しい宇宙が形成されるとします。これにより、観測ごとに宇宙は無限に分岐し、多くの並行する世界が存在するということになります。
多世界解釈の具体例
シュレディンガーの猫：
この有名な思考実験は、量子力学の不確定性を示すために使われます。箱の中に猫を入れ、猫の生死が50%の確率で決まる量子イベントに依存する仕組みを考えます。観測者が箱を開けるまで、猫は生きている状態と死んでいる状態の重ね合わせにあります。
多世界解釈では、観測者が箱を開ける瞬間に宇宙が分岐し、一つの宇宙では猫が生きており、もう一つの宇宙では猫が死んでいると考えます。つまり、観測者がどちらかの結果を見るのではなく、両方の結果が異なる宇宙で同時に実現しています。
多世界解釈の利点
- 観測問題の回避：
波動関数の崩壊を必要としないため、観測による不連続な変化を説明する必要がなくなります。 - 決定論的な視点：
全ての結果が既に存在するため、量子力学の確率的な性質を決定論的に解釈できます。
多世界解釈の批判
- 検証不可能性：
他の世界を直接観測することはできないため、科学的に検証するのが難しいとされています。 - 計算の複雑さ：
全ての可能性を考慮すると計算が非常に複雑になり、実際の物理現象を予測するのが難しくなります。
結論
多世界解釈は、量子力学の問題に対する一つの解決策として興味深い理論です。しかし、直接検証する手段がないため、その有効性については議論が続いています。それでも、この解釈は物理学者や哲学者に多くの洞察を与え、量子力学の理解を深めるための一つの視点となっています。
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パラレルワールド（並行世界、Parallel World）は、現実世界とは異なる複数の世界が同時に存在するという概念です。このアイデアは、フィクションや科学理論、哲学などさまざまな分野で取り上げられています。以下に、パラレルワールドについて詳しく説明します。
パラレルワールドの基本的な考え方
- 異なる現実：
パラレルワールドは、我々が知っている現実とは異なる独立した世界のことを指します。それぞれの世界は異なる歴史や物理法則、社会構造を持つことがあります。 - 同時存在：
これらの世界は同時に存在しており、時には我々の世界と交差したり影響を与えたりすることがあると考えられています。
パラレルワールドの例
フィクションにおけるパラレルワールド：
多くのフィクション作品では、パラレルワールドの概念が用いられています。例えば、アニメや映画、漫画、テレビドラマなどでキャラクターが異なる世界に行く話がよく描かれます。
『シュタインズ・ゲート』：
この日本のアニメでは、主人公がタイムトラベルを通じて異なる世界線（パラレルワールド）を行き来する物語が描かれています。それぞれの世界線で出来事が異なり、主人公はそれを修正しようとします。
マーベル・コミックのマルチバース：
マーベル・コミックの世界では、数多くのパラレルワールドが存在し、それぞれの世界に異なるバージョンのヒーローやヴィランがいます。これにより、異なる物語やキャラクターの展開が可能になります。
科学理論としてのパラレルワールド
量子力学と多世界解釈（MWI）：
前述の多世界解釈は、量子力学におけるパラレルワールドの理論です。この解釈によれば、量子イベントが発生するたびに宇宙が分岐し、すべての可能性が実現する並行世界が存在します。
宇宙論におけるパラレルワールド：
物理学者の中には、我々の宇宙が他の無数の宇宙と並行して存在する「マルチバース」（多元宇宙）理論を提唱する者もいます。これらの宇宙は、異なる物理法則や初期条件を持つ可能性があります。
パラレルワールドの哲学的意義
実在の問い：
パラレルワールドの概念は、我々が経験する現実が唯一のものではないという考え方を示唆します。これにより、実在や存在についての哲学的な問いが生じます。
選択と自由意志：
パラレルワールドの存在を考えると、我々の選択や行動が異なる結果を生む複数の世界があるということになり、自由意志や運命についての新たな視点を提供します。
結論
パラレルワールドは、フィクションや科学、哲学の分野で幅広く議論される興味深い概念です。これにより、我々の現実や存在についての理解が深まり、新たな可能性を探る手助けとなります。パラレルワールドのアイデアは、現実の多様性や複雑性を捉えるための一つのフレームワークとして、引き続き注目されています。
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シュレディンガーの猫について
この有名な思考実験は、量子力学の不確定性を示すために使われます。箱の中に猫を入れ、猫の生死が50%の確率で決まる量子イベントに依存する仕組みを考えます。観測者が箱を開けるまで、猫は生きている状態と死んでいる状態の重ね合わせにあります。
と説明されるわけですが、観測とは何かという問題があります。
・生きている状態と死んでいる状態の重ね合わせの状態にある猫を、箱の内部にあるビデオで撮影しておく。それを時間がたった後で、人間が視聴する。その場合、観測はどの時点か。
・観測のために、物理的量の変化を起こす必要があるので、観察した後では物理量が変化してしまう。
・では、自動的に撮影したビデオには、何が映っているのだろうか。人間が観察するまでは確率的な雲の状態で存在しているのだろうか。
・途中の段階をいくつも考えることもできて、箱の中にはネズミもいて、毒には強くて死なない。生きている猫は怖い、死んでいる猫は安心。その場合、ネズミが猫を観察することは量子力学の意味でいう観察にあたるのだろうか。
・あるいは、意識のはっきりしない人間が観察することはどのような意味があるのだろうか。
・パラレルワールドや他世界解釈を採用すれば、猫もネズミも人間も、観測者問題に悩むことはなくなるだろう。いろいろ考えても、それで一安心だ。
・しかしながら、そうすると、無限の分岐はさらに刻々と無限の分岐を繰り返すわけで、それは我々人間の脳ではイメージしにくい。
・これは数学が正しくて我々の脳がついていけないということなのか。あるいは、我々の数学は、人間の身体に近いサイズの世界を良く説明するが、微細な量子の世界とか、全宇宙規模の世界などにはうまく適応しないということなのかもしれない。
・実際のところ、箱の中の猫が生きているのか死んでいるのかについて関心を持続することは難しい。
・たぶん、議論はずっと先に進んでいるのだろうが、一応、こんな問題がありますと紹介。
