W 物理学者様は神様です

{パラドックスの生まれるわけ}


 「王様は裸だ」もこれで終わりです。最後に、どうして、ニュートンの物理学には面倒な、パラドックスや、常識はずれなことが起こらずに、相対性理論には起こってしまうのか考えてみます。
 一言で言えば、「王様は裸だ」に尽きるのですが、それでは身もふたもないので、少し話します。
 ニュートンの物理学は、自然現象が全てです。人は関与しません。それに対して、相対性理論は、自然現象と人間が対等かもしくは人間のほうが上位になる物理学です。それも、ただの人間ではなく、有能な物理学者が全ての実権を握っている、専制君主の帝国です。これは、同じようなパラドックスを持つ量子力学にも一部見られることを考えると、人間が中心であるという考え方が、パラドックスを生む唯一、最大の原因であると考えられます。

 なぜそんなことが起こったのか、推測してみます。
 ニュートンまでは、物や現象を研究して法則を見つけ出していました。法則より、現実のほうがはっきり優位でした。ところが、物理学が進歩してくると、法則から、現象や、物の存在を予測して発見することが多くなりました。現象より、人間の考えた法則が先になったのです。法則優位からいつのまにか、法則がすべてになっていきました。その結果、現象は置いてけぼりになってしまったのです。そして、その法則を使いこなす物理学者が先頭に立つことになったのではないでしょうか。
 とくに、小さすぎて見えない量子の世界や、速すぎて実験できない光の世界や、遠すぎてはっきり見えない宇宙の果てなどは、法則から考えることがほとんどになり、法則がすべてになっていったのでしょう。そして、それを操る頭脳明晰な人たちが、魔法使いを超えて、神様のように、自然現象を操ることができると思い込んでしまったのではないでしょうか。

 

1 相対性理論に見られる人間(観測者)中心の考え方

 ある相対性理論者の本に次のような話が載っていました。

 コマーシャルの話だそうです。無人島に流れ着いた二人の人が、ある日漂着しているコーラのビンを海岸で見つけます。このびんは彼らが無人島で暮らしている間に作られたビッグサイズのびんです。彼らはそれを知りません。そのビンを拾った人が言います、「おい、俺らは縮んじまった。」と。
 このコマーシャルの笑い話を例にして、相対性理論者は言います。大きさは、比較するものがなければ分からない、と。寝ている間に世界の全てが大きくなっていたら、だれが大きくなっていることを知ることができるだろう、と。物事は比較するものがあってこそ知ることができるというのです。宇宙に2機のロケットしかなかったらどちらが動いているか分からない、という相対性理論に行き着くのです。
 確かにそのとおりです。物理学者は神様のつもりでも、ほんとうは絶対的な目は持ち合わせていないのです。だから人間には、比較するものが必要になるわけです。しかし、それは、人間が、物事を理解するときに必要だというだけにしか過ぎないのです。現実に物が存在したり、動いたりするときに必要なものではありません
 そこで、笑い話に戻ります。なぜ、最初の話が笑い話かというと、彼らが無知だからです。視聴している人の常識であるコーラのビッグサイズを知らない彼らを笑っているのです。「はだかの王様」と同じ心理をついたうまいコマーシャルです。知らないと笑われるのですから。
 もし、一夜にしてこの世の全てが大きくなったのなら、大きくなったのです。人間がそのことを知ろうと知るまいとそんなことは自然の知ったことではありません。全能の物理学者が、「俺の分からないことはないことだ。」といくら叫ぼうと、大きくなったのなら大きくなったのです。ビックサイズのコーラのびんを知らなかった漂流者と同じようにそれを知らない物理学者が笑われるだけです。
 この話が笑い話である例は、10倍になった宇宙を考えてみればわかります。たった10倍です。すると、170センチの身長の人は、1700センチになります。17メートルです。単純な計算です。物差しも大きくなっているから170センチのままだという意見もあります。そのとおりです。でも、次が困ります。大きくなるのは長さだけではないのです。体重です。もと70キロとすると、10倍の700キロかというとそうではありません。体積だから、1000倍になります。70000キロです。なんと70トンです。体重計のばねも強くなっているからやはり70キロを指すかというと、そうはいきません。ばねの強さはその断面積に比例します。面積だから100倍にしかなりません。差し引き、10倍の差が出ます。したがって、大きくなった秤でも700キロを指します。大きくなった秤で計っても、慎重は同じでも、体重は変わってしまうのです。一夜にして体重が10倍になったら、女の人は泣いちゃいますね。

 靴の大きさは、26センチから、2メートル60センチになっています。この靴で、10トン積みのダンプカー7台分の砂利に匹敵する体重を支えることになります。普通の地面なら足がめり込んでしまうでしょう。でもこれだけではありません。地球も大きくなっています。したがって引力も大きくなっているはずです。引力が質量に比例するなら、やはり1000倍になっています。地球の半径が伸びているので、引力が減じられて100倍になるそうです。すると、体重は700キロかける100です。70トンです。そんな人が歩いたら、10倍の厚さになったアスファルトだって砕けるでしょう。その前に、二本足で立つことができないでしょう。鯨が、陸に上がれないのと同じ理由です。

 たった10倍でさえこうです。長さが百倍になったらどうなるでしょう。百倍になった地球と、身長が百倍になった人間です。先ほどの人の身長は170メートルです。東京タワーの半分くらいです。もちろんものさしも伸びているので、計れば、170センチです。しかし、体重は、7億キログラムです。大きくなった秤でも700万キログラムです。しかも、引力は、1万倍になっています。実質の体重は7億×1万キログラムです。大きくなった秤でも、7000万キログラムです。人はどうやって体を支えるのでしょう。骨も筋肉も100倍になっているから変わらないなどという単純な問題ではありません。それどころではありません。地球そのものが重力でつぶれ、太陽のように燃え出すでしょう。太陽は地球のほぼ106倍です。
 このことから、人にはわからなくても、大きさが変われば、現象が変わってしまうことがいえます。

 暗闇の宇宙ですれ違うロケットが、どちらが動いているか全能の物理学者には分からなくても、どのように動いているかは、決まっています。それは、人間の観測や意志とは無関係な物体の現象にすぎないのですから。比較するものがないと分からないのは、全能の物理学者がたんに無能だからです。笑い話にしか過ぎないのです。

 

2 猫が化けるわけ(シュレディンガーの猫)

 これは、量子論のパラドックスですが、同じように「観測者が全て」的なことが原因のパラドックスなのでついでに書いておきます。


(1) 概略

 箱に猫と青酸カリの入ったビンを入れてふたをします。このビンは、1時間以内に割れる確立は2分の1にセットされています。いつ割れるかは分かりません。セットの方法が重要らしいのですが、ここでは省きます。
 猫を入れて1時間たったときふたを開けます。すると、猫が死んでいるか生きているかが分かります。ここまでは普通のことです。量子力学の正統派(波動関数は確立を表す)ではここからが問題です。ふたを開ける直前の猫はどうなっているかというのです。見ていないのだから確定していない。確定していないというのだから、生きていると死んでいるの二とおりが考えられる。すなわち、猫は死んでいると生きているの二とおりが箱を開ける直前まで重ね合わさっている。というのです。そして、箱を開けた瞬間にこのどちらかに決定される、というのです。これを「波束の収縮」というそうです。


(2) 問題点

 これは、量子の世界では、観測するまでは全ての可能性が重なって存在しているというボーアの理論に対してシュレディンガーが投げかけた問題です。こんなことがあるわけないだろうというわけです。これに対する明快な答えはまだないそうです。ふたごのパラドックスの明快な答えがないのと同じです。
 でも、今のところ、量子の世界を計算するときには、それで問題がないので、普通の世界と、量子の世界では違うのだろうくらいで「猫の問題」は無視してやってるみたいです。でも、少しは答えを見つけ出そうとしたこともあるみたいです。以下にその答えの概要を書きます。


(3) 量子論者の解答1

 箱の中の猫はふたを開けるまでは生きている状態と死んでいる状態が重なり合っている。箱を開けた瞬間からひとつになる。生きている猫を見た人は、猫が生きているという未来世界になり、死んでいる猫を見た人は、死んでいる猫といっしょの未来世界に入る。パラレルワールドです。また漫画になってしまいました。
 こんな回答がまじめだとはとても思えません。世界中で、毎日毎日、何兆個もの箱が開けられています。傷のあるテレビ、ないテレビ、部品の足りない冷蔵庫、ちゃんとした冷蔵庫等々。ボーア流に考えれば、世界中の全ての箱は開けて確認するまで何が入っているか確定していないのです。パラレルワールドには事欠きません。そのそれぞれの箱にそれぞれの世界ができたら、宇宙はあっというまに満タンになってしまいます。誰かが、1個箱を開けると、一人の人間が二人に分裂し、世界60億の人間がそれに付き合って増殖し、それを乗せる地球も二つになり、太陽も二つになり、宇宙も・・・・となるのです。世界中で、毎日どれだけの箱が開けられていることか。そしてそのそれぞれの場合の組み合わせときたら、それこそ天文学的数字になってしまいます。毎秒、毎秒、宇宙は数十兆、数千兆、いや、その数千兆倍に増殖しなければならなくなるのですから。質量保存の法則はいったいどうなるの。
 なぜこんな解答が出たか。
 「見ていないのだから確定していない」という解釈が間違っているのです。本当は、「見ていないのだから分からない」なのです。箱の中の猫の問題ではなく、箱を開ける人間の問題なのです。見ていようがいまいが、「直前の猫の生死」はもう確定しています。箱を開けたから決まるわけではありません。「見ていないけど確定している」のです。開けてから決まるのは、人間が猫の生死を知ったということです。猫の生死がどちらかに確定したということではありません。
 未来は決まっていないのでさまざまな確率があります。しかし、どうなるかという確率はあっても、何も起こっていないのだから事実はまだなにもありません。無なのです。だからすべての可能性が重なることはありません。ないものを重ねることは不可能です。人間の頭がいろいろな可能性を考えているだけで、出来事はまだ0です。競馬の予想や、天気予報みたいなものです。

 未来に数千万の起こりうる可能性があって、それらが、観測者が見てくれるのをお行儀よく重なって現在になるのを待っているなんてあるわけはありません。晴れと雨と雪と霧と曇りとその他もろもろがお行儀よく重なって明日が来て観測してくれるのを首を長くして待っているなんてことはありません。実際に起こることは一つしかないのです。何が起こるかを人間が知らないだけなのです。人間はまだまだ無知だから、翌日の天気ひとつ知ることができないのです。
 全ての確立は人間が無知だからあるのです。自然界には確率は存在しません。すべての出来事は起こったことしか存在しないからです。100パーセントそれだけなのです。ほかのものが起こる可能性があったといっても起こらなかったのだから、可能性は何もないのです。出来事はオールオアナッシングです。

 昨日の天気は世界中で決定しています。人が観測したところも、人が観測していないところも同じように決定しています。人が見ていない、観測装置もない、だからそこの昨日の天気は決定していないということはありません。人間に分からないだけです。だれも見ていない昨日のそこの天気を予測したって、あったことが覆るわけではありません。まして、人間が来て見てくれるのを、あらゆる天気を重ね合わせて待っているなんてことはありません。過去はひとつです。そして、未来にどんなに多様な可能性があっても現実に起こることはひとつです。存在しているのは現在起こったことだけです。パラレルワールドは存在しません。


(4) 量子論者の回答2
 (いよいよ神様です)

 もっとすごい話があります。「ウィグナーの友人」というパラドックスです。これは、先ほどの猫の箱に友人を入れるのです。猫が、「箱を開ける直前」にどうなっているかを調べようというわけです。そしてこの観測者に外から電話をして猫の生死を聞くという設定です。猫の死が確定するのは、友人が猫の死を記録したときか、ウィグナーが外から電話して答えを聞いたときかというのです。
 そしていろいろな場合を想定したあと、こんなことをいうのです。「結局、量子力学の観測の理論では、起こった現象をきちんと理解できる、知識を持った存在がその現象を観測したときに始めて現象を観測したことになり、波束の収縮が起こったと考えなければなりません」すなわち、猫はきちんとした物理学者が確認したとき初めて死ぬということです。それまでは生きていると死んでいるとが重なっていて定まらないというのです。
 なんということでしょう、物理学者に見とってもらわなければ、猫は死ぬに死ねないのです。世界中の猫は、引導を渡してもらうために物理学者を探して回らなければなりません。それも生半可な物理学者じゃだめです。量子論をちゃんと理解した立派な物理学者を探さなくてはなりません。物理学者は、みんな研究どころではありません。猫のお坊さんになってしまいます。猫は物理学者に会うまで、死んだ状態と生きた状態とを重ね合わせていなければなりません。これでは化け猫が増えるわけです。


(5) 猫に引導を

 ここにいたってはもはや何をか言わんやです。「物理学者は神様です。」というわけです。

では、先ほどの猫の死はいつ起こったかです。そんなことは子供でもわかります。猫の心臓が止まったときです。それを物理学者が見ていようが見ていまいが関係ありません。

 上の問題は、猫の心臓がいつ止まったかということと、猫の死を確認したのはいつかという問題が混同されていることから来る混乱です。猫の心臓が止まった時刻は、物理学者が確認しようがしまいが厳然と存在します。また、その猫の死を脈を取って確認した時刻も厳然と存在します。箱を開けて、猫の生死を確認した時刻もやはり厳然と存在します。三者が一致するときもあれば一致しないときもあります。ただ猫の死は、猫の心臓が止まったときであることには変わりありません。
 箱を開けるまで猫が死んでいるか生きているかがわからないのは当たり前です。見るまでは、生きているか死んでいるかの確立は2分の1だというのは、観測者が猫の死を確認する行為の問題です。猫の死の問題ではありません。観測者はまだ、見るという行為をしていないから、見たときどうなるかという予想が存在するのです。しかし、猫が死んでいるか生きているかは、物理学者とは関係なく、箱の中でかってに決まっているのです。

 予想は単に概念で、存在する事実ではありません。天気予報が明日は雨といっても、雨の日が存在するわけではありません。翌日になって、実際の天気が現れたとき事実が発生するのです。それまでは、雨という予報が存在するだけで、事実が存在するわけではないのと同じです。台風の予想進路などはその典型です。翌日の台風の到達点が大きな円で示されています。ボーアの量子論では、台風は、次の日観測するまで、その円に到達する予想進路のすべてを進んでいることになります。それこそ何億何兆あるかわからない進路のすべてを進んでいた台風は、観測されたとたん、たった一つに収束するというのです。そんなことはおこりません。台風が通った道筋はたった一つしかないのです。予想進路は、人間が考え出した可能性だけで、事実ではありません。人間が予想してくれたんだから、その進路のすべてを通ってやらなければ悪いなどと台風が律儀なことを考えるのなら別ですが。
 偉い物理学者が見たことが全てだ。物理学者が見ないものは何事も決定してはならぬ。と大見得を切るから、こんな小学生だって分かるような問題に答えが見つからないのです。


3 結論

 このように、相対論でも、量子論でも、人間の観測が自然界の中心に君臨していると考えるとき、どちらの理論でもパラドックスが起こっています。ほんとうは、パラドックスなんてお行儀のいいもんではありません。単に天狗になった人間の間違いにしか過ぎません。
 相対論のロケットは、物理学者が分かるか分からないかではなく、ロケットのもつ固有の物理的な運動量として存在すると考えればパラドックスはなくなるし、シュレディンガーの猫も観測者が見たときではなく、猫が死んだときが猫の死とすれば、何のパラドックスも生じません。天気予報も、未来に起こることの予想だから確立があるのであって、起こった天気はひとつだけで確立はありません。 
 いつの日か、全てのデーターを完全に網羅し、状態を完璧に計算するコンピューターを持てば、翌日の天気ぐらい100パーセント当たるでしょう。もともと確立などは存在しないのです。天気予報の確立は、人間の能力が低いために予想できない誤差の部分にしか過ぎないのです。すべての出来事はたった一つしか存在しないのです。それが予想できないのは、まだその能力が人間にはないからです。       

 たかだか二、三百年程度の物理学の世界で、それも、分からないことだらけのくせに、物理学者が観測したおかげで、全ての現象は決定されるとはあまりにも傲慢すぎるのではないでしょうか。人間が見ようが見まいが、木々は成長し、波は打ち寄せています。宇宙の中で、人など関係なく星は生まれ、また爆発しています。この、果てしない宇宙の中で、点にさえならない人間に、この、果てのない時の流れの中の一瞬にも満たない生しか持たない人間に、何が影響できるというのでしょう。
 自然現象は人間なんかお構いなしに起こっているのです。頭がいいからといっておごるなかれ。真実は人間とともにあっても、事実は、人間などまるっきりお構いなくただただ存在しているのです。

 

 

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