文 / 柳沢　健

どこにもいてどこにもいない

　現代文明の基礎をなす量子論物理学では物質粒子である量子の胎動を以下のように表現しています。

　量子は「波動性」と「粒子性」という２つの性質を持っていますが、２つの性質は同時には観測されず、波動性が観測されれば粒子性は消え、粒子性が観測されれば波動性は消えてしまいます。ある量子がどこかで観測されるまではその量子は波動性を帯びて宇宙全域に波のように広がっています。この状態を量子論では「どこにもいてどこにもいない」と表現します。しかしひとたび宇宙の局所でその量子が観測されるやいなや波動性は消え、かわって粒子性が現れ、宇宙はその局所に収縮します。もはやその量子はその局所宇宙にしか存在することができません。

　以上はミクロな量子世界の出来事ですが、私たちが生きているこの等身大の現実宇宙でさえ超ミクロな火の玉の１点から始まったという「ビックバン宇宙」の論拠から考えればかくなる量子の胎動を日常生活に還元させることにそう不都合なことはないでしょう。

　そうであれば私たちは１個の量子として誰かに見つけられるまでは波動性を帯びてこの宇宙全域に波のように広がっていて「どこにもいてどこにもいない」状態であり、ひとたびこの宇宙のどこかの局所で見つかるやいなや粒子性が発現してその局所宇宙にしか存在することができないということになります。

アロサの黒婦人

　物理学と化学で用いられるすべての方程式を説明する「シュレジンガーの波動理論」はダボスのスキーリゾートの近くの保養地アロサに愛人とともに滞在していたおよそ１２ヶ月の間に書き上げられました。後の科学にあまりにも偉大で、かつ計り知れない影響を及ぼした創造的思考はこの奇跡の１２ヶ月の間でなされたのですが、シェイクスピアのソネットに謳われた黒婦人のようにアロサの婦人は今も謎のままです。

　彼の方程式には「波動関数」と呼ばれるまったく新しい量が登場します。波動関数は物質の粒子性と波動性の両面の性質を考慮し、ふるまいのすべてを詳細に説明しています。また彼はボールのような巨視的物体の場合はニュートン力学の各方程式へと書き直されるように組み立て日常世界でも使えるようにしたのです。

　その後、マックス・ボルンにより波動関数の２乗がある瞬間にある場所でその粒子を見つける確率を示していることがわかりました。すべての系は波動関数により説明され、ある瞬間にある位置で（ある時空間で）あるものが見つかったとたんにすべての可能性を示していた波動関数が収縮しその時空間はあるひとつのものに現実化します。この収縮は観測や測定という行為によってなされるのです。

　以下の記載はそのシュレジンガーの波動理論の世界を現実の世界の物語として描いたものです。

　街の歓楽街には幾多の飲食店がひしめいています。私がそのどこかの店に入る前までの状態は波動関数により説明されます。それはさまざまな可能性の数式です。それが、私がとある店のドアを開けたとたんに収縮しその可能性の中のひとつが現実化します。それは、私がその歓楽街の他のいかなる店にもいないことの確定であり、その歓楽街全体の波動関数は収縮しその歓楽街もひとつの時空間として現実化し固定されます。私とその歓楽街に位置するさまざまな店との間には確率的に幾通りもの道筋があります。ファインマンの「歴史総和法」によれば、私はありとあらゆる可能な道筋を試そうとします。私は何らかの方法でその歓楽街の時空間全体に広がっており、まったくでたらめな方法ですべての店につながっているとともに、その私が私自身と干渉しあっています。私は同時に歓楽街のすべての店に存在し、かつどこの店にも存在しません。しかし、私がとある店のドアを開けるやいなや、言い換えれば、その歓楽街の片隅のその店という局所で私が観測されるやいなや、確率的可能性でしかなかった宇宙から、たったひとつの宇宙に収縮し、その宇宙の片隅のとある繁華街のとある店のまわりに広がる時空間全体が現実として固定化されるのです。

　シュレジンガーの波動理論に登場した波動関数こそ、姿を変えた「アロサの黒婦人」のようにみえます。彼はその黒婦人に魅入られ、そして導かれ、奇跡のような１２ヶ月におよぶ創造的思考を実現したのでしょう。そして、それはまた私たちが生きている不可思議な宇宙のそこかしこに「ちらりと姿をかいま見せる謎の黒婦人」でもあります。しかしながらこの謎の黒婦人をしっかりとつかまえベールに隠された素顔を見たものは未だ誰ひとりいないのです。