タイトル：シュレディンガーの猫についての思考実験

序論

科学の歴史には、実験によって様々な現象が解明された例が多数存在しています。しかし、実験が適用できないような微視的な現象を解明するためには、抽象的な思考実験が必要になる場合があります。物理学者エルヴィン・シュレディンガーは、1935年に”シュレディンガーの猫”という思考実験を提案し、量子力学の基礎を検討する上で重要な役割を果たしました。

本論

シュレディンガーの猫は、次のような状況について考える思考実験です。密閉された箱の中に、放射性物質の崩壊によって開閉を制御する装置と、猫を入れておきます。装置が放射性物質の崩壊によって開かれれば、箱の中にある瓶に入った毒ガスが放出され、猫は即死します。しかし、装置が崩壊せずに閉じた場合は、猫は生きのびます。この実験において、放射性物質が崩壊しているか否かは、観測できない状態であると仮定します。

ここで、量子力学の基本原理に従うと、放射性物質は崩壊するかしないか、確率的に決定されることになります。一方、箱の中に猫がいる以上、現実では猫が死んでいるか生きているかどちらかになっていると考えられます。このことから、シュレディンガーは、実験者が観測する前の量子系は全ての状態を包括している”重ね合わせ状態”にあると仮定し、箱が開くまで猫は生命と死の重ね合わせ状態にあると述べました。

しかし、この状態は観測することによって一瞬のうちに分かれてしまい、現実の状態に収束します。このことから、量子力学では観測者の存在が物理系に影響を与えると考えられています。そのため、シュレディンガーの猫のような量子系に対しては、観測者が存在するか否かによって、系の状態が変わるということが知られています。

結論

シュレディンガーの猫は、量子力学の基本原理を説明するための思考実験でした。この実験から、量子系に対しては観測者が存在することが重要であると言えます。どのような量子系でも、観測者による観測が重要になるため、量子力学において観測者は重要な要素として考えられています。