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すべての物理現象に原因はあるのか?量子技術の核心に迫る大実験の結果・・・

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1: しじみ ★ 2019/03/24(日) 14:42:41.19 ID:CAP_USER

量子力学の理論によると「量子もつれ」状態にある粒子ペアは、一方の粒子を状態を測定すると、互いがどんなに離れていても、ただちにもう一方の粒子の状態に影響を及ぼす。直感に反するこの特性の根底に「隠れた変数理論」があるのかどうかを調べるため、前例のない規模の実験が実施された。もし、隠れた変数理論が存在すれば、量子暗号は完全に安全とは言えないことになる。

好奇心をそそられる質問がある。物理現象には原因のないものがあるのだろうか、それとも、すべての作用には理由があるのだろうか?

この難問は基礎科学の最も奇妙な分野の1つである量子物理学における核心的な質問だ。科学史上最大級の人物たちを悩ませてきた質問でもある。

この問題はまた、量子コンピューターや量子暗号などの新テクノロジーにとって重要な意味を持つ。もしかすると、原因と結果についての人々の理解を変えかねない、全く新しい科学分野の核心となる問題かもしれない。

今日、この質問に対する1つの答えが得られている。スペインのバルセロナ科学技術研究所(Barcelona Institute of Science and Technology)のモーガン・ミッチェル博士と数十人の共同研究者、および量子理論の最も混乱を呼ぶ予測に関するかつてない実験に参加した、世界中の10万人を超えるボランティアのおかげである。

ミッチェル博士らの結論は、すべての作用に説明が必要なわけではないというものだ。ミッチェル博士と共同研究者たちは、「もし人間の意思が自由だとすれば、原因のない物理現象が存在します」という。実証に基づく科学的手法を使って、自由意思という形而上学的概念を初めて基礎物理学とリンクさせた研究と言える。

まず、背景について少し説明しよう。量子力学の奇妙な特性の1つに、空間的、時間的に同じポイントに生成された複数の量子粒子が同じ存在を共有できることがある。このような関連は「量子もつれ(エンタングルメント)」と呼ばれ、粒子同士が動いてどれだけ離れても相互の関連は損なわれない。

量子もつれに関して不思議なのは、宇宙のある1点に置かれた粒子が、他の点に置かれた粒子と、両者間の距離に関係なく関連し合うことだ。このため、一方の粒子を測定すると、どれだけ離れていようとも、ただちに、もう一方の粒子の測定値に影響を及ぼす。

この特性は長い間、難問とされてきた。一方の粒子が光より速い信号を送らない限り、遠方にあるもう一方の粒子に瞬時に影響を及ぼすことは不可能であるからだ。物理学者たちはこんなことは起こっていないと信じていた。

しかし、光よりも速い信号伝達手段を使わなくても、説明を付ける方法がある。つまり2つの粒子は、物理学者がまだ把握していない隠された方法で相互に関連しているのだ。だが、もしこの隠れた変数を測定できたら、両方の粒子の振る舞いがどのように決められているのかがわかるはずだ。

この考え方では、量子の振る舞いは完全に決定論に基づいており、量子スケールにおいて起こるすべてのことに理由があることになる。この隠れた変数は、現実を表すより深い理論の一部をなすものに違いない。

ここで当然の質問が出てくる。もし現実を表す深い理論があるのなら、どうすれば証拠を見つけられるのだろうか?

1960年代に、当時、欧州原子核研究機構(CERN:European organization for nuclear research laboratory)の無名の物理学者だったジョン・ベルはこの問題に関心を抱いた。アインシュタインが1930年代にこの問題に取り組み、納得できる答えを出せなかったが、それ以降の世代の物理学者たちは問題を棚上げしてしまっていた。量子力学よりさらに根本的な理論があるかもしれないという考えに向き合いたいとは思わなかったのだ。

対照的に、ベルはこの問題の襟首をつかんだ。ベルは、もし「隠れた変数理論」が量子力学よりさらに根本に存在するのなら、宇宙は量子力学が根本原理である場合とは微妙に違った振る舞いをすることを示した。

https://www.technologyreview.jp/s/88840/how-the-nature-of-cause-and-effect-will-determine-the-future-of-quantum-technology/




6: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 14:58:52.76 ID:vyJRD69m

全然分からん


22: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:47:46.80 ID:gbPoHiTv

>>6
それが普通


9: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:05:48.73 ID:TA4lzsjn

>>6
つまり量子力学から視ても説明できないような奇妙な振る舞いを行う物理現象が
あるならば、量子力学より上位の理論や変数があるはずだって事。

しかしその上位理論の哲学を人間が理解可能かどうかが最大の問題だと思うけどね。



8: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:05:17.77 ID:znKWpfJB

すべての可能性が存在していて
そのどれかに属している
ことを認めれば、
何の不思議でもない

世界観が変わるから
認められん
という人が多いだろうが


10: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:07:57.70 ID:q9rwkHBx

光の二重スリット実験という単純なものすら
全く説明できていないもんな


12: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:18:24.16 ID:XjWEZwvC

過去・現在・未来は全て同時に存在してる。みたいな説があったじゃん?
あれが比喩的な表現でなければ、全ての物質はそう動く事が前々から決まっていただけじゃね


13: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:24:33.34 ID:CuuLxztv

けったいな言葉で言えば
それは運命と言う奴だよ



14: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:31:46.93 ID:XG5Mf40R

量子レベルでの理論と、量子から見たら圧倒的にマクロな現実世界(人間が認知している範囲)の現象を同じ次元で捉えるのはアホ

この量子理論からなにかブレイクスルーする超科学技術はあるかもだが、この現実世界と人間は何一つ変わらないよ


15: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:33:09.17 ID:ek3tZZcn

日本は国の借金を返さんといかんから欧米中国に頑張ってもらわんとな。



16: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:35:18.81 ID:w5g3Lpyy

量子もつれが超光速で伝搬するってどうやって確認すんだよ
現状ではそうにちがいないって状態で実験で答えは出てないんよね


17: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:38:43.32 ID:nzaKXW5j

相関関係があったことを実際に確認とる作業をするには少なくとも光速で古典的通信手段でやりとりせざる得ない。



18: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:39:59.64 ID:AVjuvd1U

この変数が見つかれば超光速通信が可能になるんでしょ?
でもそうなると因果律が壊れてしまうんで答えがわからんのじゃないの?


20: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:45:05.74 ID:CZSF7c8d

F:力
a:加速度

F∝a
これが『古典物理学における因果』でok?


24: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:49:05.42 ID:Ak3Tli8z

>すべての物理現象に原因はあるのか?
中世に先祖返りしているんじゃね。
神の意志は見たまんま、あるいは置いておいてが科学の出発点でしょ。
隠れた変数理論と神の意志は同じ立ち位置でもいいんじゃね。


32: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 16:27:52.38 ID:2EamlRUw

空間的時間的に同じポイントに生成された複数の量子粒子って書いてあるけど
同じ時間同じ場所なら同じ物質じゃないの?



39: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 18:02:03.73 ID:X9is+Vjl

量子もつれを上手く説明できる可能性がある
それは相対性理論でも存在が許されるワームホールです


40: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 18:07:03.96 ID:b5St/Qzg

>>39
ワームホールは存在を確認されていない。
ブラックホールは質量をホーキング放射以上に失っていない。
相対性理論でも量子重力理論でもホワイトホールがあるとはされていない。
量子もつれは観測されてるし応用されてもいる。


81: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 21:36:18.47 ID:p4RJ5JGx

>>40
相対論の解としてホワイトホールは存在してる


84: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 21:45:50.10 ID:PXjXMyVN

>>81
時間遡行も可能
数式ではね



46: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 18:56:43.40 ID:34Akg20y

これだけ凄まじい不可解さと隣り合わせなんだから
もうちょっと人生観にも深みが出てきそうなもんだが


48: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 19:11:55.37 ID:dfj7DPUy

>物理現象には原因のないものがあるのだろうか、それとも、すべての作用には理由があるのだろうか?

「原因」「理由」は日常的概念であって、厳密な学問的概念ではない。
実在するのは“一連の作用”のみであり、これを恣意的に切断して「原因」などと呼んでも意味がない。


50: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 19:18:04.03 ID:b5St/Qzg

関連性から仮説を導き出すのはよくある話。
当時学問的に全く違う世界と思われてた、
複素数平面で扱うトポロジーから、ガロアは
五次方程式の解法、それから解が導ける導けない
条件の仮説を立て、それが後の世に応用されている。

それどころか、その仮説の中で想定された平面
展開による方程式の構造を探る手法は、後に複素数
という世界にとどまらない群論という一分野まで広がることとなった。

関連性を探ることは別に無意味なことじゃない。


58: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 19:42:11.96 ID:5vuYQ42h

超光速で伝播ってか、量子のスケールだとそもそも時空とは違う次元の関わりがある
というだけだろ。
時空上での二点間にある距離は、別次元上での同一性を持っているわけよ。
そりゃ距離が離れていても相関しちゃうでしょ、別の変数を介して状態を共有してるんだから。
多くの人間にとっては直感に反すると思うけど、別次元を考慮しないとこの辺は理解できないし、別次元が
あるのかって疑問を抱いてるレベルの話ですらない。その次元の正体はなんだっていうフェーズ。



60: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 19:48:09.83 ID:b5St/Qzg

時空ではなく空間だとおもうよ。
物質の最小単位ごとに個別の時間軸があるわけだから。
空間上で違う経過を辿ると違う時間軸の世界を行くことになる。
それでも同時性があるというのは、エンタングルメントがそれまでの物理法則と違うのは、空間のルールを逸脱してるということじゃないのかと思うよ。
俺はね。


79: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 21:05:11.31 ID:Sm0Oa6DA

ここで問題にされているのは「量子もつれ」状態にある粒子ペア
その間に存在する無限の粒子は関係ない。

栗 博司の研究発表「時空が量子もつれから生まれる仕組みを
具体的な計算を用いて解明した」を
他の最先端の物理学者がどのような評価をしているのかを私も知りたく思っている。


75: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 20:35:21.46 ID:KHu2Kha7

宇宙は4次元ではないという事
まずは6次元を設定して数学世界でシュミレーション
空間のねじれが答えを導き出すかも


115: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/25(月) 01:30:22.17 ID:NxcJ2Caq

何百億光年も離れた量子が同じ動きをするのならばそれは光より速い伝達手段などで解決できる問題ではない。 何兆億光年離れていようと 同時に量子もつれが起きるのであれば
量子の世界に距離・時間は関係ないことになる。



116: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/25(月) 01:30:55.53 ID:0l7y8jcq

量子もつれどころか光や電子の波動性すら理解不可能だが
まあ、わかんねえけど「これはこうだ」と無理やり納得は出来る
しかし、バッキーボールほどの大きさの分子が波動性を持つとかこれは…
人間にはやっぱり理解不可能だろ


121: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/25(月) 01:52:20.87 ID:MSuCVBoN

ニュートンのゆりかご(カチカチ玉)みたいなもんだと思う。
量子そのものが空間の一部で片方の端の量子がカチンと空間に影響を与えることで反対側の量子がその影響を受ける。


126: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/25(月) 02:15:09.85 ID:oGa+Dcnq

もつれた量子というのは
複数のオブジェクトが一つのインスタンスを共有している状態かもね
メモリやデータ処理量を節約するための最適化の一種


118: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/25(月) 01:38:03.41 ID:NxcJ2Caq

距離時間の存在しない世界があるということを 人類が認識するべき。
距離時間は3次元空間しか認識できない人類が勝手に作り出した概念みたいなもの



23: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/24(日) 15:48:02.88 ID:qyrj5BNT

人類まだまだだな量子コンピューターの実用化もあと300年くらいはかかっちゃいそう


112: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/25(月) 01:20:13.12 ID:NxcJ2Caq

野口英世が 電子顕微鏡が開発される前に 黄熱病がわからなかったように 重力の問題を完全に解かない限り 人間に 量子もつれを解くことは難しそうだ




元スレ:http://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1553406161/