量子状態が我々の心の中にのみ存在する理由

本動画では、量子物理学者のデビッド・シュミット博士とリディア・デル・リオ博士が、量子力学の基礎的な謎について議論している。両博士は「量子デバンカー」として、一般的に奇妙とされる量子現象の多くが実は古典的なモデルで説明可能であることを示している。一方で、ベルの非局所性や文脈性など、真に説明困難な現象については、その奇妙さをより明確に定式化している。特に重要なのは、波動関数を実在するもの（オンティック）として捉えるか、我々の知識の記述（エピステミック）として捉えるかという根本的な解釈の違いである。両博士はエピステミック派の立場から、量子状態は実際に存在し世界を動き回るものではなく、我々の知識の記述であるという見解を支持している。

量子力学の奇妙さへの疑問

これは自然に対するある種の陰謀論的な記述です。これらの方程式の記号は何を表しているのでしょうか？我々は何らかの量を10桁まで予測できるのに、使用している理論が実際に世界について何を教えているのかをまだ知らないのです。

ですから、すべての証拠は量子状態が実際に存在し、世界を動き回るものではないことを指していると思います。

干渉やテレポーテーションのような非常に基本的なレベルでの量子現象の大部分について、これらの現象を説明することはできますが、それは量子状態が知識であるという観点を取る場合に限られます。量子状態がオンティックで本当に物理的だと信じるなら、それは問題を引き起こします。

量子力学は現実の最も正確な地図です。しかし、その地図である量子波動関数を真剣に受け取ると、それはすべてが物理的に展開する多元宇宙を指し示します。

あなたの世界はこれらの扉の後ろの一つにあると思いますか？おそらく我々は何らかのリミナルな空間にいるのでしょう。重ね合わせ、まさにそうです。

現在、デビッド・シュミット博士やリディア・デル・リオ博士のような量子物理学者は、波動関数を実在するものとして捉えるべきではないという物理学の成長するグループを代表しています。

波動関数が本当にただの知識であるという証拠は、実際には過去15〜20年間まで存在しなかったと思います。我々はそのすべての証拠をより最近になって集めたのです。だからこそ、これらのアプローチが注目を集めているのです。

隠れた変数を保持できるアプローチもありますが、支払う代償は複雑性の代償です。つまり、すべての粒子に詰め込まれる必要がある情報には、宇宙全体が含まれています。

宇宙全体、はい。

波動関数を実在するもの、オンティックなものとして捉えないことの利点は、理論的に重い多元宇宙を仮定する必要がないことです。そして今、多くの量子現象をより簡単に説明できます。

ある意味で、量子論の大部分は理解がはるかに簡単になりました。しかし、残っているもの、我々がまだ古典的モデルを持たないものは、私にとってこれまで以上に奇妙です。それらは私を怖がらせます。

怖がらせるのですね。では、怖い現象の一つについて話しましょう。

アセンシア財団からの紹介

アセンシア財団のYouTubeチャンネルへようこそ。この動画では、なぜ一部の量子現象が実際にはそれほど奇妙ではないのかについて議論します。

これら二人の優秀な物理学者との会話の後、私は彼らを量子デバンカーだと考えています。ある意味で、彼らは一部の量子現象を古典的にし、それほど奇妙ではないと説明しています。

しかし一方で、残っている現象については、その奇妙さを形式化することで、より奇妙にしています。この動画でそれについて説明しますが、フラウアー・ルーナー思考実験と呼ばれる奇妙さの形式化について、リディア・デル・リオ博士が私に説明してくれた以前の会話も見ることができます。

量子の奇妙さとの出会い

量子が奇妙だと気づいたのはいつですか？それとも、あなたにとって奇妙ではなかったのですか？

特定の瞬間に気づいたとは思いません。本当にゆっくりとした過程でした。その理由の一部は、私が生来非常に懐疑的だからです。

人々が量子物理学を教え始めるとき、彼らは「この理論がいかに奇妙かを見てください」と言います。最初の授業から、教授たちはあなたに警告しています。「心配しないでください、これを理解できないでしょう。混乱しています。私も理解していません。」

そして、それはあなたを少し疑い深くさせます。なぜそれが混乱するのかを本当に教えてくれていないようです。彼らが指摘して「これが説明するのが困難な部分です。これが奇妙さです」と言う特定のことが、明らかに奇妙である必要があるとは感じられません。

不確定性原理について、人々は「ある量子状態があり、その位置と運動量の両方について知識を持つことはできません」と言い、そして「したがって粒子は位置と運動量を持たない。奇妙ではありませんか？」と言います。

でも、量子状態自体は粒子ではありませんし、統計について言えば、あなたが行う測定と見る結果に何らかの不確実性があることは真実です。位置と運動量の測定が同時に確定的な結果を与えることは決してありません。

しかし、それは特定の粒子が位置と運動量を持たないということを意味しません。

つまり、よく人々は不確定性原理が粒子が同時に位置と運動量を持たないことを示していると提示しますが、それは不確定性原理から論理的に導かれません。

この認識はある程度あると思いますが、最初に量子論を学ぶとき、「本当にこれらのことを結論できるのか、できないのか」について多くの曖昧さがあります。だから私はいつも待っていました。それは奇妙であることの十分な証明ではない。だから、簡単な説明を見つけるかもしれません。

私はそれに希望を抱き続けていました。その結果、量子論の中で本当に納得できる部分を見つけるのに長い時間がかかりました。「ああ、これを簡単な方法で説明する希望がないのがわかる、あるいは少なくともそうするために、我々は非常に遠くまで行かなければならない。世界観を本当に変えなければならない」と。

理解による奇妙さの変化

では、もっとよく理解すると、それは奇妙でなくなったのでしょうか、それともまだ奇妙だと思いますか？

量子論の現象のパーセンテージとして、そのほとんどを今では非常に奇妙だとは思いません。ある意味で、量子論の大部分は理解がはるかに簡単になりました。私だけでなく、これらの現象のどのような古典的モデルを作ることができるかを研究している私の専門分野の人々にとってもです。

今、我々は本来奇妙とされる量子現象の膨大な範囲について、実際にはかなり自然な説明を持っています。

しかし、残っているもの、我々がまだ古典的モデルを持たないものは、私にとってこれまで以上に奇妙です。それらは私を怖がらせます。

怖がらせるのですね。では、怖い奇妙な量子現象の一つについて話しましょう。

ベルの非局所性 – 恐ろしい現象

典型的な奇妙な現象で、我々の多くをここウィーンに連れてきたのは、もちろんベルの非局所性です。

遠く離れた観測者間で目撃できる相関の種類で、古典的な共通原因の方法では説明できないほど強いものです。

相関を生成する標準的な方法は、事前に準備するか、信号を送ることです。実験で人々が十分に離れていれば、因果的影響の可能性はありません。つまり、一方から他方に信号を送ることはできません。

したがって、残る唯一の可能性は、事前に準備されたシステムの何らかの性質があり、この実験での局所的測定がそれらの性質について何かを明らかにし、観測される相関は事前に準備されたこの共通原因の詳細な性質から来るというものです。

そしてベルが基本的に示したのは、その共通原因を古典的隠れた変数、つまり一連の性質を持つ何かとして標準的な方法で解釈することはできないということです。測定はただそれらの性質を明らかにするだけです。

現在でも、これは本質的に最も印象的な例証だと思います。ただし、今では実際に量子論の他の現象もそれに匹敵する競争相手となっています。

非局所性の説明

サンドゥ・ポペスク氏が非局所性について非常によく説明してくれましたし、マットと一緒にテーブル上のさまざまな解釈について話しましたが、あなたがたはどのように非局所性を説明しますか？

それは私を悩ませません。悩ませないのです。つまり、これはただの共通原因です。しかし、それは古典的な共通原因ではありません。それは状態です。もつれています。特別な性質を持っています。ノートに書き留めたり、事前に準備できる戦略のような性質ではありません。

私にとって、それはそれであり、自然をそのまま受け入れる必要があります。解釈や隠れた変数を見つける必要を感じません。

私はより深い因果的説明の必要性を感じます。私が求めている説明の方向は、あなたが描写したものと似ています。この共通原因を従来の隠れた変数として解釈することはできないと思います。我々は通常、隠れた変数をシステムの可能な性質のリストとして考えます。

それは非常に広い記述ですよね。性質の集合以外に、どのような存在論の概念があり得るかを想像するのは困難です。位置、質量、スピン、色、電荷など、すべてを集めて、それを共通原因と呼ぶだけです。

しかし、それはそのような性質の集合によって記述できるものではありません。だから私は同意しますし、我々は新しい存在的状態の概念、根底にある変数や共通原因の種類、新しい数学的記述、共通原因として作用できる新しい種類の対象を探さなければならないと思います。

しかし、単に記述的でない、そのような共通原因が何であるかについての明確な提案を我々は実際には持っていません。

隠れた変数理論の現状

物理学コミュニティでは、人々はまだ局所隠れた変数を探しているのでしょうか？

隠れた変数を保持できるアプローチもありますが、支払う代償は複雑性の代償です。つまり、すべての粒子に詰め込まれる必要がある情報には宇宙全体が含まれています。

宇宙全体、はい。つまり、それは非常に単純な理論ではありません。さらに、それは本質的に多世界の変種です。つまり、多くの宇宙も持っています。これらの直感的なもののうち一つを捨てたいときはいつでも、何かにつながってしまいます。

では、他の説明が量子状態だと言うとき、我々は何を言っているのでしょうか？つまり、これより深くは行けないということですよね？ただの量子状態で、それで終わりです。より深い説明は見つからないでしょう。

それは非常に操作的な種類の粗粒化された記述です。説明的というより記述的だと言えるでしょう。量子形式主義は、あなたが行いたいあらゆる種類の実験を記述するための美しい処方箋であり、実行できる実験について完全に正確な結果、予測を与えてくれます。

しかし、その種の記述的予測的枠組みを取り、それに何らかの説明力を与えることが課題です。これらの方程式の記号は何を表しているのでしょうか？ 波動関数は本当に空間の対象なのか、それとも知識のある種の記述なのか？そして、誰もがこれらの質問に対して異なる答えを持っています。

古典理論に戻ると、位置と運動量を持って動き回る粒子があり、我々は位置と運動量のためのxとpのような数学的対象を世界の事物に即座に結び付けることができます。

しかし、波動関数については、数学的対象と世界の実体への結び付けがどうあるべきかについて、我々は皆意見が分かれています。

予測能力と単一粒子

これらの結び付けによって、存在論や形而上学の非常に異なる種類の絵にたどり着きます。それは予測力です。つまり、我々は自然についてのブラックボックス理論を持っているということですね？根底にあるメカニズムを知らず、この理論が予測された結果を与えてくれることだけを知っています。

しかし、それは大きな数でのみそうするのですよね？多くの粒子で、我々は分布、多数の粒子を持つ完璧な分布を得ます。例えば、二重スリット実験でそれらを発射する場合ですが、単一粒子でも理論は予測的ですか？

もちろん、より決定論的な禁止定理やパラドックスもあります。しかし、この中でも、決定論的な答えを持つ質問をすることはできます。垂直な格子のような偏光器を通して光子を送り、「垂直に偏光されて見つかるでしょうか？」と尋ねれば、答えは実験を十分注意深く行えば、100%の確率で「はい」となります。

量子力学内でも決定論的なものがあります。特定の位置に粒子を準備すれば、その運動量は完全にランダムです。しかし、その位置を測定すれば、私がそれを置いた場所にあるでしょう。それは量子論内での確定的な予測です。

しかし、あなたの質問の精神は、波動関数が位置と運動量の両方でどれほど局在化できるかに何らかの制約があることについて私が不確定性原理について言ったことに戻っていると思います。

しかし、それが特定の粒子が位置と運動量の両方で局在化できないことを意味するかという質問があります。そして、波動関数自体は粒子ではないからそれを意味しません。それは粒子の記述であり、人々はそれがどのような種類の記述かについて意見が分かれています。

そこで、我々は粒子にある種の確定的な位置や運動量を与えようとするモデルを持っており、それらは統計的集合レベルで波動関数のように振る舞います。

波動関数の本質

一般の聴衆にとって、波動関数が実際に何であるかを解説するのは良いかもしれません。私の理解では、それは数学の一部です。つまり、それは重ね合わせ状態の粒子の振る舞いを記述する形式主義で、それに対していくつかの数学を実行すると、測定を実行したときに得られる結果を予測できます。

しかし、それは測定する前に粒子が何であるかを教えてくれません。そういう言い方で良いでしょうか？

それはかなり公正です。それは予測価値を持っています。我々は波動関数を使って粒子について予測を立てます。粒子で測定を行うときに何を見るかについてですが、粒子について特定の事実を即座に教えてくれるわけではありません。

そして、波動関数を見るだけから何を推論できるかについて、人々は正確に意見が分かれています。これらの測定結果の基本的な予測以外に、我々は皆測定結果の予測が何になるかに同意しています。それは量子論があなたに計算方法を正確に教えてくれることです。

しかし、粒子が実際に波動関数が広がっているのと同じ方法で広がった質量密度であると推論できるか、それとも実際には広がった波動関数と統計的に一致する方法で確定的な軌道を持って動き回る点粒子であるかは、実際に何が起こっているかの非常に異なる見解です。

波と粒子の二重性

教室で教えられる標準的な見解は、例えば単一光子を壁の二つのスリットに送るとき、それは波のように振る舞うというものです。検出器で干渉パターンを見るので、それらの実験を説明するために波として考えなければなりません。

しかし、各スリットに検出器を置いて、どちらのスリットを通るかをチェックする他の実験では、二つの検出器のうち一つだけが作動します。つまり、この粒子が局在化されており、波のようではないかのようです。

よく人々はこれを波と粒子の二重性と言います。時には波のように振る舞い、時には粒子のように振る舞います。さらに、検出器をそこに置くかどうか、どのような質問をするかに依存するように見えるかもしれません。

そこで人々は時々、これを現実のある種の奇妙な観測者依存性として解釈しようとします。また、人々は時々これをある種の非局所性として解釈しようとします。粒子が一つのスリットを通ったとしても、他のスリットの位相シフターが干渉パターンに影響を与えるので、粒子は遠く離れた位置のこの別のスリットにあるにもかかわらず、その位相について何らかの方法で知らなければならなかったと言います。

そこで人々は、これが非局所性の証拠だと言おうとしましたが、そうではありません。ベルの定理が非局所性について与えるような厳密な禁止定理の裏付けはありません。

その結果、いつか誰かがやって来て、実際に確定的な軌道を持つ粒子があり、現実の観測者依存性はなく、非局所性もない簡単な古典的モデルを提供するかもしれないという希望を抱き続けることができます。

実際、この種のモデルは完全に可能で、あなたが以前インタビューしたマット・リーファーとロブ・スペッキンズによって約15年前に発明されました。我々は1〜2年前にこのモデルを完全に詳細に提示する論文を発表しました。

古典的モデルの説明

つまり、モデルを15年かけて書き下ろしたのですが、モデルが困難だからではありません。実際にはほぼ自明に単純なモデルです。ただ、他のアイデアに気を取られて、研究に時間がかかることがあるからです。

これを完全に理解しているかどうかわかりません。リディア、これを私に説明してもらえますか？

彼らが言っているのは、隠れた変数モデル、つまり古典的モデルがあるということです。そこでは、粒子が一つのスリットを通り、一つのスリットだけを通って粒子のように振る舞うか、二つを通って干渉パターンを見て、「ああ、信号を送っているように見える」というような振る舞いを再現できます。つまり、ベルの定理や文脈性と同じ地位の真に量子的現象ではないのです。

私にとって、人々が粒子と波という二つの箱に自然のすべてを当てはめようとする概念にそれほどこだわるのは常に少し奇妙でした。何か新しいものが一方か他方として振る舞わないのは、私にとって特に驚くべきことではありません。

しかし、時々、干渉を見ると、または局在化を見ると…それは驚くべきことだと思いました。

遅延選択実験

マットが会議で言っていたことで、いつも私を困惑させるのは、量子消去器や遅延選択実験です。ウィーラーが提案したもので、訂正してください、二重スリット設定で両方のスリットが開いており、粒子が通過した後、つまりすでに波のような振る舞いをしているはずなのに、一つのスリットを閉じると、時間を逆行してそれを知り、粒子のような振る舞いを始めるというものです。

これが遅延選択の本質ですよね？粒子がすでに重ね合わせにあるか崩壊した後に、さらに下流で何かを行い、粒子が時間を逆行して知り、測定によって異なる歴史を作り出すことができるようです。

ウィーラーは歴史創造と呼んでいたと思います。私にとって、これは二重スリットよりもはるかに奇妙で、本当に奇妙な現象ではないと聞きましたが、どうでしょうか？

それは良い質問です。実際、それは私が14〜15歳のときに読んでいた最初の現象の一つで、遅延選択量子消去器などについて読んでいて、この分野に私を導いた一部でした。ウィーラーの遅延選択実験です。

これを説明するために、まず干渉計と呼ばれるものについて少し考える必要があります。これは基本的に二重スリット実験を記述する別の方法ですが、実際には二重スリット実験よりも少し単純です。それがこの種の現象を説明するのに役立つ理由です。

干渉計の仕組み

二重スリット干渉実験の本質は、レーザー源で始まる粒子から二つの可能な経路があることです。左または右のスリットを通り、検出スクリーンで終わります。つまり、分岐して再び合流します。

干渉計実験は基本的にこれの離散版で、経路を分割できる最初のビームスプリッターがあります。粒子はビームスプリッターで反射するか、ビームスプリッターを通過できます。

これで二つの離散的な経路ができ、次に二つの経路を第二のビームスプリッターで再結合できるようにミラーを置きます。そこで粒子が出会い、ビームスプリッターを通過するか反射して、二つの検出器の一つで終わります。

つまり、源で始まる粒子があり、何らかの形で広がり、二つの経路を通り、再び合流するという同じ基本パターンです。二重スリットと同じ基本的な幾何学ですが、スリットを通る連続的な経路の広がり全体ではなく、二つの可能な経路しかありません。

干渉現象の観察

この干渉計ができたら、二重スリット実験と同じように基本的な干渉現象を見ることができます。例えば、この干渉計にレーザーを照射するだけで、光が常に二つの出力の一つを取るように設定できます。つまり、建設的干渉があります。

二つの経路が一つの経路で建設的に干渉すると言われ、これはすべての光がその経路を通って出て行き、他の経路ではすべての波の振幅がキャンセルされることを意味します。

これで完璧に設定された干渉計ができました。そして干渉を見るために、一つの経路に位相シフターを置きます。これは例えば、ガラスの小さな薄片のようなものです。

ガラスは光が波であることを知っており、振動する振る舞いを持っているので、ガラスの一片を置くと、その振動を少し遅くしたり速くしたりします。第二のビームスプリッターで、二つの波がもはや完全に同期していません。

一つのポートで建設的干渉だったものが、すべての光がそこに行っていたのが、今度は波を適切な量だけ遅くすると、一つの波の山が他の波の谷に当たって破壊的干渉を得ます。

突然、光はもうそのポートを通って出て行かず、ビームスプリッターの他の半分を通って出て行きます。

ビームスプリッターの各出力に検出器があれば、どの検出器が作動するかは位相シフトに依存します。つまり、波の振動をどれだけ妨げるかに依存します。

この出力ポートの位相への依存、それが干渉です。干渉計は非常に精密な距離測定方法です。例えば、重力波を検出するのに使われます。重力が変化すると、距離が少し変化するかもしれないのを見るためです。

経路をミリメートルの何分の一変えるだけで、以前は山が一緒に来ていた建設的干渉が、今度は下がっていくようにするのに十分です。つまり、この種のことを実際に検出できます。

それらは光学や科学のあらゆる場所で使われています。基本的にある種の半透明なものですよね？

正確に。各ビームスプリッターはガラスの半透明な薄片です。レーザーの一部は反射し、一部は通過します。

単一光子を送ると、それは反射と通過の重ね合わせを取ります。つまり、二つの経路を同時に取る一貫した量子重ね合わせを得ます。

二重スリットと同じように、検出器へのすべての可能な経路を通る一貫した重ね合わせを持ちます。

単一光子での実験

この干渉計を取り、二重スリットと同じように、レーザーを照射する代わりに単一光子を通すことができます。その単一光子はまったく同じ方法で振る舞います。つまり、一つのアームの位相シフトに依存します。

光子が他のアームを通ったと思うかもしれませんが、実際には常に位相シフトに依存します。つまり、常に干渉計の両方のアームで何が起こっているかを知っているかのようです。

他のアームに第二の位相シフトを置くこともでき、両方に依存します。つまり、単一粒子であるにもかかわらず、何らかの形で両方の経路で何が起こっているかを知っているのです。

これが波のように見える感覚です。干渉計の両方のアームを通って移動し、一つのアームの局所情報と他のアームの局所情報も拾っているように見えます。

一つまたは二つのアームの位相に対する出力ポートのこの依存を見るとき、我々はこれを干渉と呼び、波のような振る舞いと考えます。

対照的に、各アームに検出器を置くと、二つの検出器のうち一つだけが作動します。つまり、経路を通ったかどうかをチェックするとき、常に一つを通っているように、粒子がそうするように。

再び、それは観測者に依存する現実のように見えます。

ウィーラーの遅延選択

そしてウィーラーは言いました。「それをもう一段階上げましょう。粒子が到達する前に最終的なビームスプリッターを取り除くことを想像してみましょう」。しかし、粒子が最初のビームスプリッターを通過した後です。

この粒子は決定しなければなりません。どの経路を通ったかを測定するので一つの経路を通るか、局所位相情報について尋ねるので両方の経路を通るか。それはすでにその決定を下していなければなりません。

最初のビームスプリッターを通過したら、後でその決定を下すことはできません、あなたはそう思うでしょう。

しかし、ウィーラーが示したのは、実際に最後にビームスプリッターを置くかどうかを決定しても、同じ方法で両方のタイプの振る舞いを得るということです。つまり、粒子は依然としてこの決定を下しているように見えます。

それは粒子か波か？ 情報をずっと最初の選択で知る必要があったと思われるにもかかわらず。一つか他か両方を通るのか？

これは実験的に確認されましたか？ これらの実験は実験的に確認されています。はい。

歴史創造の解釈

ウィーラー自身がそれについて言ったことを読むと、「過去は現在に記録されている場合を除いて存在しない」のような文があります。彼は歴史創造について話していたと思います。すべて詩的に。

しかし、それは参加宇宙のイメージ、観測者がビッグバンの出現に参加するという有名な図につながり、それはすべて魅惑的でクールなものです。

しかし、遅延選択実験をどう本当に解釈するかについては多くの議論があることも読みました。オンラインでは「うわあ、これは信じられない」のような動画や「量子は本当に奇妙」のような動画を見つけることができます。そして、サビーナ・ホッセンフェルトがそれを彼女なりの方法でデバンクしている動画もあります。

どう理解すべきかわかりません。それが本当に何を教えてくれるのかについて、あなたがた両方はどう思いますか？

これは私が積極的に研究しているもので、人々が奇妙で神秘的だと言うこれらの現象のうち、どれが実際に厳密な意味で奇妙で神秘的なのかを考えるのに多くの時間を費やしています。

ウィーラーがこの遅延選択実験について言っていたようにです。

ベルはある種の良い方法論を思いつきました。いくつかの仮定から始めて、この説明の広いクラス内のどんな説明も、望ましい説明のクラスの外にある奇妙な性質を持たずに現象を再現することはできないということを証明する定理を証明します。

それが私の研究も行っていることです。干渉、遅延選択実験、量子消去器、テレポーテーションなどのこれらの現象を順番に見て、類似の禁止定理があるかどうか、あるいは対照的に、逆因果性、観測者依存性、非局所性などの奇妙な特徴なしに現象を再現できる明示的なモデルを構築できるかどうかを見ようとします。

この特定のケースでは、干渉と遅延選択消去器の両方について、実際に簡単なモデルを作ることができます。それは実際にかなり直感的で、説明できます。これらの奇妙な特徴のどれもなく、連続的な軌道に沿って決定論的に動き回る粒子があり、それでもこれらの一見驚くべき現象を再現できるのです。

その結果、モデルが単純だと同意すれば、実際にはこれは当初想像されていた奇妙な特徴のどの証拠でもないことを認めなければなりません。

古典的モデルによる説明

まず、基本的な干渉を始めましょう。この奇妙な同時の波と粒子のような振る舞いをどう理解するか？

我々がそれを波だと思った理由を思い出してください。波だと思った理由は、何らかの形で単一粒子が二つのスリットがあることを知っているように見え、スリットが開いているか閉じているかを知っているように見えるからです。

言及したように、スリットの一つまたは干渉計のアームの一つに位相シフターがあるかどうかを知っているように見えます。

では、もし本当に分割不可能で、確定的な軌道に沿って移動している単一粒子が、どのようにして二つの可能な経路で何が起こっているかを知ることができるのでしょうか？ 経路を選ばなければならないのに。

答えはかなり単純です。粒子が他の経路で何が起こったかを知る必要はないのです。ただ何かが他の経路で何が起こったかを知る必要があるだけです。

ここでの鍵は、量子論では真空は何もないのではないということです。真空は何かです。

つまり、粒子が一つの経路を通るときに、その経路の位相について学んだり、そのスリットが開いているかどうかを学んだりします。一方、真空、ゼロ粒子状態が他の経路を通り、位相についての局所情報を拾います。

真空は粒子と同じように情報を運ぶことができます。つまり、二つの粒子があるようなものですが、そのうち一つは粒子ではなく、真空です。そして、それぞれが経路の一つを通ります。

その後、検出器または第二のビームスプリッターで再び出会います。そして、お互いにその情報を共有します。それぞれが「ここでの局所位相を知っています」と言います。真空は「あそこでの局所位相を知っています」と言います。

そして、両方が情報を知った後、その局所位相を使って、どちらが検出器に行き、どちらが行かないかを決めます。

つまり、それは局所的です。単純です。粒子は確定的な粒子です。波のような振る舞いではまったくありません。鍵は真空が情報を運ぶことができることを理解することです。

真空による情報伝達

これは同時に私にとって新しいアイデアで、粒子が真空と通信できるかのように話すのがおかしいです。この情報交換があり、それが何らかの形で量子の奇妙さを説明できるのです。

より具体的な例を挙げるかもしれません。もしより素朴な物理学の概念を持っているなら、「ああ、これは粒子だ。これが私がモデル化するものだ」と思うかもしれません。

しかし、より一般的には、システム全体を見ることに興味があるかもしれません。そこで何が起こっているかのすべてを見て、どのように特徴づけるでしょうか？そうすると、真空を置くかもしれません。

基礎を考えたことのない多くの物理学者が材料科学で使うより具体的な例は、材料を通る電流を考えるときです。多くの原子があり、電子がポップポップポップと移動しているかもしれませんが、時々、多くの電子が移動しているために、穴が移動していると考える方が簡単になります。

つまり、電子の不在のようなものです。電子が一方向に移動しているので、この穴が他の方向に移動しているのが見えます。我々はこの穴を電子のように扱いますが、電子に対して相対的な正の電荷を持つものとして扱います。

理論では何でもモデル化することを決めることができ、それはより簡単な説明を与えてくれます。

映画制作という私の職業に翻訳すると、それはある意味で画像のネガとポジティブです。ネガでポジティブを得ることができます。

この場合のように、粒子がここを通っているので、真空があそこを通っていると明示的に考えています。

これらの単純な古典的モデルを実際に見つけることができる現象の集合がいかに大きいかは驚くべきことで、説明はしばしば前に与えたものと非常に類似しているものです。真空が情報を運ぶことを考えるだけで十分であることが多く、あるいは似たような性質の何か他のもの、そのような欠けている仮定一つで、突然すべてが所定の位置に収まり、それほど神秘的ではないことがわかります。

これにはテレポーテーションのようなものが含まれます。ステアリングも含まれます。

真に奇妙な現象

では、本当に奇妙なままである現象のクラスは何ですか？

まだ説明方法を知らない現象は、大体四つあると思います。ベルの非局所性、これについてはたくさん聞きました。文脈性、ウィグナーフレンドのようなパラドックスとその現代的拡張、そして古典コンピューターに対する量子計算の高速化です。

これらが本当に量子論の本質で、我々が説明方法を全く知らないものです。

私はそれらのすべてをほとんど知りませんが、最初に言及され、講演をされた文脈性については聞きました。それは何ですか？

文脈性はベルの非局所性の一種の一般化です。本質的に、ベルが行ったのと同様の質問を形式化しようとしています。

しかし、ベルの非局所性の問題は、現象が局所的か非局所的かを本当に尋ねることができるのは、それが本質的に時空に広がった現象で、特定の種類の因果構造にある場合だけということです。

しかし、単一システムがあり、それが局所的または非局所的説明を持つかを尋ねる場合、もちろんそれは局所的なものを持ちます。なぜなら、それは単一システムだからです。時空に広がった実体はありません。

そこで、我々の分野が望んでいたのは、単一システムに対してさえ、何かが説明困難であるというこのアイデアを研究する、非古典性のある種の方法でした。時空分離実験の文脈に行く必要はないのです。

物理学の多くは単一システムで行われるので、本質的にこれが我々が古典的説明可能性の最良の提案概念として思いついたものです。非文脈性の概念です。

古典的説明を見つけることができるなら、我々がそれによって意味するのは、非文脈性と一致しているということです。

非文脈性の説明

非文脈性を哲学的に定義する必要があるかもしれません。

そうです。非文脈性はライプニッツの識別不可能者の同一性原理によって動機づけられています。これは、二つの実体があり、それらを区別するために原理的にできることが何もない場合を言います。

つまり、あなたが行うすべての可能な測定について、それらはまったく同じ方法で振る舞います。そうすると、ライプニッツの識別不可能者の同一性原理は、それらは本当に同じ対象でなければならないと言います。二つの別々の対象として考えてはいけません。それらが原理的に識別不可能である理由は、それらが本当に同じものだからです。

非文脈性は基本的にこのアイデアを真剣に受け取ります。量子現象を取り、それのモデルを構築しようとするとき、その原理を尊重することを確認してくださいと言います。

非文脈性を定義するもう一つの方法は、ライプニッツの原理を尊重することです。あなたが興味を持っている量子現象のためのより深い存在論的説明を思いつくとき、量子論のすべての識別不可能な対象のペアが存在論的モデルで同じ対象として記述されているかどうかをチェックしてください。

結果として、実際にその原理を尊重するモデルを作ることはかなり困難であることがわかります。その原理を尊重するモデルを見つけることができれば、我々はそれを非文脈的と呼びます。それが我々の見解では良い古典的説明です。

不変という言葉が思い浮かびます。つまり、それは不変です。変化しません。どのような文脈で、どのように測定されるかに依存しません。それはそれであり、そうあり続けます。ある種そうです。

アナロジーを挙げさせてください。私は動物をどう分類するかの理論を作りたいとします。ここに二匹の動物がいます。どちらもクアクアと鳴きます。どちらも変な歩き方をします。だから、それはアヒルだ。これが根底で起こっていることだと教えてくれる理論が欲しいのです。私が観察できるすべてが同じだから、区別できないので。つまり、それはアヒルです。

非文脈性の失敗は、観察できるすべてが同じであるにもかかわらず、根底にあるモデルがこれに対して異なる説明を与えなければならないことを示すと言うことです。つまり、黒いアヒルと白いアヒルだが、私には色が見えないのような、余分な荷物、余分な存在論があります。

数学を使って、見た目はまったく同じであるにもかかわらず、根底にある構造がそうではないことを見つけたり記述したりできるのです。それは私にとって純粋な魔法です。どうやってそれを行うかです。

それは魔法ですが、ベルに遡る魔法です。厳密な数学的仮定から始めて、そのような説明は存在し得ないと言う禁止定理を導出するという、彼の方法論に本当に従っています。

魔法の困難な部分は、もちろん、そのような議論をどう導出するかですが、我々は長年にわたってかなり上達しました。ベルが設定した例にインスパイアされて。

文脈性と古典性

非文脈性を古典性と関連づけるべきです。つまり、世界はそれがどのようなものかであり、観察者から独立しているということです。根底にある同じものがあり、したがって、それは我々が持つ宇宙を示してくれます。量子は文脈的で、その根底にある構造は何を意味するのでしょうか？

世界が文脈的である場合、量子世界で実際に何が起こっているかを記述する基本的存在論は、ライプニッツの原理のこれらの違反を持つということです。世界には、我々にとって完全に同一に見えるもの、原理的にさえも見えるものがあります。何をしても決して区別できないのに、基本的に存在論的には全く異なることをしているのです。

それは自然に対するある種の陰謀論的な記述で、根底にあるメカニズムが見えることを永遠に妨げられています。より詳細なもの、区別が永遠にアクセス不可能です。

ある意味で、それはより悪い種類の隠れた変数だと考えることができます。隠れた変数自体は説明力を持つことができますが、その説明力がある種の陰謀の代償で得られることは望ましくありません。文脈的モデルでは、それらが我々が見る世界を生成する方法が我々を根本的に誤解させているのです。

文脈性を示す現象

では、文脈的な量子現象とは何を指しているのでしょうか？

それは素晴らしい質問で、ここ10年ほどで初めて完全な多様性で研究し始めているものです。ベルの非局所性自体が文脈性を含意することを示すことができます。

つまり、この種の奇妙さの証拠で、それは驚くべきことではありませんよね？人々が奇妙で説明困難だと同意するこれらの異なる概念間の一種の一貫性を示しているだけです。

また、量子計算の高速化のようなものもあります。古典コンピューターより速い量子コンピューターが欲しいなら、それを動かしている文脈性のある種のリソースが必要になります。

より速い量子コンピューターを構築できれば、それは非古典性の証明です。そして、より微妙な現象もあります。

非文脈的な単純な古典的モデルの一つで説明できる基本的な干渉計と言いましたが、その干渉計にベルやホイッスルを追加すると、おそらくビームスプリッターの反射率を変更して、粒子が両方の経路を等確率で分割する代わりに、制御できる何らかの変数にすると、その追加情報で非古典性の証拠を実際に得ることもできます。

つまり、干渉それ自体のような基本的な現象は奇妙ではありませんが、干渉についてのいくつかの定量的詳細は依然として奇妙です。それらの定量的詳細を非古典性のある種のリソースとして使う必要があります。

この奇妙さは興味深いだけでなく、情報処理にも有用です。

量子力学の解釈

我々は今もちろん、これをすべて完全に理解しているわけではありませんが、理解していることで興味深いのは、それが存在論に関係していることです。現実が本当に何であるか、その根底にある構造を理解しようとしているからです。

現在量子力学で存在論的に実行可能または魅力的だと思う選択肢は何でしょうか？実行可能だと思われる解釈がいくつかあることには大体同意していると思います。多世界、キュービズム、ボーム力学、崩壊理論、関係量子力学のようなより最近のアプローチなど。それらは観測を説明できるという意味で実行可能です。

それらはすべて、他のものを犠牲にして一つの直感的性質を救おうとします。

それらを区別する基準はありますか？ どちらが最良かに同意する方法を思いつくことはできますか？最良のものを見つけるためにどのような基準を適用しますか？

我々は確実に基準を持っています。問題は、我々は皆異なる基準を持っていることです。

あなたの基準は何ですか？

私の基準では、最大の基準、量子基礎の多くのキャンプを通る明確な線を引く基準は、量子状態を世界の物理的な何かと見なすか（それがオンティック見解）、量子状態を我々の知識の記述にすぎないと見なすか（それがエピステミック見解）です。

私はエピステミック派の陣営にしっかりといます。すべての証拠は、量子状態が我々の知識の記述であることを指していると思います。それは実際に存在し、世界を動き回る何かではありません。

解釈の約半分が一方または他方のアプローチを取ります。大まかに言えば、過去により人気があった古い解釈、ビッグスリーと呼ばれる崩壊理論、多世界、ボーム力学、それらはすべてオンティックです。

しかし、近年ではエピステミック視点がより人気になっていると思います。部分的には、我々がオンティックアプローチを長い間試してきて、それが実際にうまくいったことがなく、それらの解釈のどれも本当に大きな支持を得ていないからです。

また、波動関数が本当にただの知識であるという証拠は、実際には過去15〜20年間まで存在しなかったと思います。我々はそのすべての証拠をより最近になって本当に集めました。だからこそ、これらのアプローチが注目を集めているのです。

私にとっても、解釈を判断するとき、最初にチェックすることは、それが波動関数をオンティックな何かとして扱うかどうかです。そうするなら、私は即座に非常に疑い深くなります。彼らがこの現代のための解釈を基本的に更新していないと思います。

我々の聴衆が理解するために、波動関数がオンティックであると言うことは、粒子が同時に二つの場所にあることを言っています。重ね合わせで、波動関数がそれを記述するなら、測定すると一つの場所で見えますが、実際にそこにあるのです。

はい、大まかに言えばそれは正しいと思います。それがあなたの解釈の核心にあるなら、私はもうそれを真剣に受け取りません。

リディア、あなたはどこにいますか？ あなたもエピステミックアプローチに向かって、かなりしっかりとそれにいますが…

はい。まだ迷っていますが、はい、ほとんどそうです。

エピステミック見解の証拠

あなたが見るこの証拠について、もう少し教えてもらえますか？ エピステミック見解の証拠と言いましたが、我々は証拠を持っているのでしょうか？ エピステミックなものが…

はい、実際、証拠が一方向か他方向を指すかについて何らかの意見の相違があると思います。明らかに、多くの人々がオンティックである理由、このオンティックアプローチを取る理由は、彼らが何らかの他の証拠を持っているからですが、エピステミック見解の証拠はより最近のもので、まだ広く理解されていないと思います。

この証拠は何ですか？ それは、私が以前説明していたことに沿っています。これらの特定の現象、干渉のようなものを取り、どれほど説明が困難かを尋ねることです。例えば、ライプニッツの原理と一致するこれらの単純なライプニッツ的モデルを私に作ってくれと頼みました。

エピステミックアプローチを取ると、はるかに簡単になることがわかります。干渉やテレポーテーションのような非常に基本的なレベルでの量子現象の大部分について、これらの現象を説明できます。しかし、量子状態が知識であるという観点を取る場合に限られます。

量子状態がオンティックで物理的なものだと信じるなら、これらの説明はすべて壊れ、すべての量子現象が神秘的に見える段階一に戻ります。

現象の大部分を見て、一方または他方のアプローチを取る場合、どこまで行けるかを尋ねるような感じです。現在、どちらのアプローチでもすべてを説明することはできません。我々が長い間固執しようとしてきた基本的な背景仮定に固執するなら、どちらのアプローチもその全体では機能しません。

しかし、他方よりもはるかに遠くまで行くアプローチ、現象の大部分を説明できるアプローチは、エピステミックアプローチで、それらの現象を再現できるまさにこれらのライプニッツ的モデルです。

アインシュタインのエピステミック見解

理解可能にできますか、あるいは分解できますか？ これは理解するのに非常に複雑だと思いますが、オンティックに行くと、厄介で面倒な説明になり、エピステミックアプローチでは整然として清潔で滑らかに保たれるのはどのようにしてでしょうか？

実際、最初のエピステミストはおそらくアインシュタインでした。彼はこの種の最初の議論を行いました。彼はもつれたシステムでの測定を見てみようと言いました。

もつれがあり、おそらくもつれたシステムの半分がここに一方の当事者とあり、他の半分が誰か他の人と遠くにある場合、私がその半分で測定を行うと、量子形式主義が予測するのは、即座にここのシステムを記述するのに使う状態が、ここでの私の測定の結果として変化するということです。

それは時々リモートステアリングと呼ばれます。アインシュタインが言ったのは、「見てください、量子状態が本当に現実に存在していて、ここでの私の測定のために瞬間的に変化したと言ったなら、私は何らかの瞬間的な遠隔作用を持っています」ということでした。

それが本質的にEPR論文の全目的でした。この種の現象を説明するために、量子状態自体が事態の完全な記述ではない根底にある性質があると想像する必要があることを指摘することでした。

それを知識として考えるとき、私がここで測定を行うとき、もちろんここのシステムについてのあなたの情報を更新することになります。波動関数が変化するとき、それは単にこの人がシステムについて知っていることの記述であり、問題を取り除くのです。

しかし、アインシュタインがこれを持っていたと言うのは驚きです。彼はオンティックアプローチの含意を指摘し、それに問題があったと言っただけで、私はそれで大丈夫だと言う段階に踏み出しませんでした。それは自然についての我々の知識にすぎません。

彼はより深い記述を見つけることに非常に興味があったので、波動関数がその深い記述のある種の効果的記述になるでしょう。そのような記述を見つけることができれば、彼はその記述が最終的にここで起こっていることの局所的な説明になることを期待していました。

実際、単一のもつれた状態での単一測定だけを行うなら、局所的説明を見つけることができます。ベルの天才は、今度は両側で測定を考え、測定を変更することを言ったことで、アインシュタインの希望がうまくいかないことを示すのに十分な証拠を得ることができました。

それはうまくいかないでしょう。我々は何か他のものが必要です。

観測者中心のアプローチ

一般的に、オンティックアプローチは、あなたが言ったように、理論のより早期の解釈でした。つまり、それらはより多くの説明の注意と一般メディアでそれらの概念で遊ぶことを与えられました。

一方、エピステミックなものは我々にとってより新しいです。例えば、キュービズムを知っていて、それを読んだとき、「彼は何を言っているのか？」と思いました。クリス・フュークスが言っていることで、それは自然が何であるかの理論ではなく、自然について我々が知ることができることだけの理論だと。

彼は今、測定の存在論について話しています。つまり、ある意味で観測者を宇宙の中心に戻しているのです。ただし、観測者が実際に何であるかを与えることはできません。

しかし、彼は私に量子論は宇宙と賭けをする方法についてのマニュアルだと言いました。あなたがどのカジノにいるかは教えてくれません。ただ、賭けをし、信念を更新し、自然についてより良い賭けをする非常に良い方法を与えてくれるだけです。

クレイジーなものですよね？ しかし、それがエピステミックアプローチで、観測者を再び中心に置き、あなたが知ることができることとあなたの信念を更新する方法についての理論です。

エピステミシズムにはさまざまな種類の味があります。これはあなたがキュービズムをうまく説明した方法ですが、それは最も極端な立場の一つだと思います。

それは私が同意するものではありません。エピステミストの大多数は、それは本当にある根底にある現実についての知識だと言うでしょう。我々はただの使用者マニュアルではありませんが、その根底にある存在論が何であるかをまだ知りません。

エピステミックな視点を取ったのは、クリスが最初でしたが、彼は今それを最も遠くまで取った人でもあります。多くの人々は、クリスが追求している種の急進的主観主義まで行く前に電車を降ります。

あなたがそれを急進的と言うのは、それがもはや客観的な宇宙、客観的現実を我々に与えることができないように見えるからですか？

クリスも、あなたが理論をサイプシストだと言うとき、彼も苛立ちます。そして、それに対する特定の説明があります。サイプシズムではありませんが、人々がそう考えるのは理解できます。

それは確実にサイプシストではありません。なぜなら、それはすべての異なるエージェントも同じ方法で世界について推論することを許し、彼らに独自の視点を与えるからです。しかし、それは非常に多元的で、我々がそれぞれ本質的に自分自身の宇宙にいて、それらすべての異なるものを我々がすべて参加している単なる宇宙に統合するような種のグローバルな絵はありません。

クリスは何らかの根底にある存在論と何らかの根底にある主観的でない特徴を探しています。世界について、ただ賭けをするだけではなく、何を言うことができるかです。

しかし、それは現在、キュービストにとってよく発達したものではないと思いますし、彼らがそのような主観的な始まりから存在論にどのようにして戻ることを期待しているかを私はよく理解していません。

しかし、彼らがそれを追求していて、プロジェクトを完全に諦めたくないと思います。しかし、それはまだよくできないものでもあります。

キュービズムの限界

しかし、キュービズムはまた、比較的少数の人々によって開発されている比較的最近の理論です。つまり、それは最終結果の批判ではありません。我々はまだプロセスにいますが、異なる人々の経験を組み合わせることについてはあまり言えません。

我々は物理学をするためにそれを行う必要があります。私がすべての測定を自分で行っているわけではありません。あなたが得た情報から私の情報を組み合わせる必要があり、異なるエージェントの視点を見るこれらの拡張されたウィグナーフレンド実験については何も言えません。

それは賭けをするための良いツールだと言うのは良いですが、私がそこで予測をしたいレジームがまだあるとき、それは壁にぶつかり、キュービズムはそこで説明力を持ちません。

物理学の新時代

あなたがた両方と話していて私に思い浮かぶのは、物理学がかつて単一の物理学者が理論を思いつき、実験を行い、それを正確に記述して、あなたに渡すことができる試みだったということです。我々が観測者独立の宇宙に住んでいるので、あなたはそれらの実験を実行し、まったく同じ結果を得ることができます。

だから我々物理学者の間で必要だったのはそれだけのコミュニケーションで、それからあなたは私の理論に欠陥を見つけ、マニュアルを更新して私に渡すかもしれません。

今、量子とこのエピステミックアプローチでは、何か他のことが働いているように見えます。そのコミュニケーションはどのように機能するのでしょうか？ なぜなら、この会議で人々が話しているのを聞いていると、あなたがシステム内の誰かに行って「何を見ましたか？」と尋ねなければならないような実験があるように見えるからです。

私には何か違うことがあり得るのです。事実の絶対性について人々が言っているのを聞きました。我々は物理学の異なる時代にいるのでしょうか？

あなたが言及したこれらの拡張されたウィグナーフレンド論証と我々が今見ているこの課題は、非常に最近のものだと思います。過去5年ほどで、局所性だけでなく、観測された事象の絶対性自体に挑戦する、ベルを超えた新しい禁止定理があります。

我々が新しい時代にいるという意味があると思います。ベルの禁止定理については、それは隠れた変数と状態を指すこれらの特定の説明を制約していることでした。根底にあるメカニズム的記述であるこれらの隠れた変数というアイデアを拒否する人もいて、そのアイデアを拒否するなら、必ずしもベルに興味があるわけではありません。

しかし、これらの拡張されたウィグナーフレンド論証について新しいことは、それらがある時点で根底にある古典的存在論についての仮定を一切しないことです。その仮定をしていないなら、もはやこの簡単な逃げ道はありません。

コペンハーゲン主義者やキュービストのような人なら、「ああ、あなたの禁止定理を見て、隠れた変数を使ったことに気づいたので、興味がありません」と言うことはできません。

今、あなたは行って、これらのより深刻な懸念に対処しなければなりません。この新しい禁止定理とこれらの定理は、ある意味で、あなたが言及した観測された事象の絶対性への挑戦として見ることができます。

私が測定を行うとき、結果を見ます。それは単一の結果で、確定的です。それは今世界に存在する事実です。私がこの結果を観測したからといって、私が住んでいる自分自身の世界にいるわけではありません。

観測された事象の絶対性は、私がこの結果を見たという事実は、他の人が何を知らないかもしれませんが、少なくとも彼らにとっての事実でもある無限定の事実であると言います。それは非常に自然なことで、我々が皆、超常識だと思うことです。

しかし、今それに対する挑戦があります。アイデアは少し複雑ですが、最終結果では、デビッドが何かを観測するとき、彼が反対のことを観測すると確実に予測したと推論できる、ということです。

つまり、彼にとって現実である事実があり、それは私の推論と両立しないのです。我々は両方ともこれらの計算を行うために同じ理論を適用していて、同じ理論が通る観測者の鎖に応じて異なる結果、反対の結果を与えます。超奇妙です。

測定の本質

しかし、観測者から拡大して、測定とは何かを考えてみてください。結果が絶対的事実であるという事象、結果がこの全体的なアイデアは非常に奇妙に見えます。測定とは何かを考えるなら…

光子を測定しようとしていますので、ここに検出器を置きます。何が起こっているかというと、光子がいくつかの電子に当たっています。ここと、ここの重ね合わせなら、もしすべてを量子システムとして考えるなら、これらの電子がこの方向に行くかこの方向に行くかの重ね合わせがあるかもしれません。

私の検出器にいくつかの画像を形成し、それからここから私の目に来るいくつかの光子があり、この全体…量子力学が原子スケールと私の脳のサイズの間で壊れないと信じるなら、外から見ると、起こっているすべては、まるでいくつかの糸を一緒に編むかのような可逆的な変換です。原理的には元に戻すことができます。

十分な力があれば、この測定を元に戻すことができます。私が何かを見るとき、これが今存在する宇宙の絶対的事実だと仮定するのは非常に奇妙です。

これがいかにクールか。あなたがこの理論の深い理解を持っているので、これがすでにあなたには理にかなっていることを聞くのはクールです。説明が良くないからではなく、非常に反直感的だから理解するのが困難だと感じています。

一方で、それは私を納得させません。私は依然として非常に心配しています…

いえいえ、常にこの大きな重ね合わせにいる自分自身を考えるのは、私にとって有用ではないと言うつもりでした。私は一つの結果だけを見るという主観的経験を持っていて、この一つの単一の結果を説明しようとする理論を持つ必要があります。

もちろん、量子世界と私の古典的見解の間のどこかで、この人工的な障壁を置きます。もちろん、これを理解しようとする理論が欲しいです。しかし、この年に事象が物理的に絶対的事象ではないので、事象が絶対的であることを持つことができないのはそれほど驚くべきことではないと私には思えません。

私は同じ見解を共有しません。本当に？はい。私にとって、将来の人が来て相互作用を逆転させることができるかどうかは実際には問題ではありません。人間がシステムを観測し、測定を行うことがエンタングルメントの束によって記述できる大きな複雑な相互作用であることには同意しますが、それでも私にとってはそれが起こったと思います。

実践的な意味

これらの観測者間の相違や事実の絶対性についてどれほど哲学的に考えても、それは実際の生活で違いを生むのでしょうか？

日常生活での実践的な目的では、何の効果もないと思います。我々はこれを既に知っていますよね？もし日常生活に結果があったなら、我々はすでにそれらを見ていて、これらが問題だと長い間前に気づいたでしょう。

それでも、実験の意識的存在を含む種の具体的思考実験があります。思考実験は彼らが目撃するであろうことを本当に探っています。将来のまったく日常的ではない世界シナリオではありませんが、非常に制御された特定の実験で、我々はこれらの奇妙な現象を探り始めることができ、そのような実験の一つに人を入れたらどうなるかと疑問に思い始めることができます。

それがウィグナーとの推論の全ラインを始めたものです。

判断するには早すぎると思います。これらの実験はすべて新しすぎて、それらが何である可能性があるかを十分に一般化したり探索したりしていません。現実の生活で問題となるバージョンを作ることができないと言うには？

コンピューターは意識的存在ではありませんが、何らかのアルゴリズムに従っていくつかの合理的決定を下す必要があります。もし、ここを通るビットを見れば決定を下し、そうでなければという場合、量子コンピューターでも同じことを望むかもしれませんが、人々は今、量子コンピューターの小さなネットワークを持つシナリオを思いつこうとしています。

この種の矛盾が誤りや問題にもつながるかどうかを見てみて、量子コンピューティングで問題につながる可能性があります。

意識の問題については触れたくありません。短くしたくないです。いえ、量子コンピューティングを始めさせないでください。

いえ、我々はまだ知りません。いくつかのシナリオを思いつくことができるかもしれませんが、我々はまだそれを問題にする方法を知りません。

量子コンピューティングには十分な問題があります。

しかし、デビッドが言いたかったことは何ですか？

リディアに応えて、これらの実験の一つでの意識の問題は人間である必要はないと言いました。それは何か他のものであり得ます。特に、量子コンピューター上で動作している人工知能であり得ます。

これらの実験が実際に行われることがあるとすれば、それが最も明白な最初の候補だと思います。なぜなら、その意識的存在に対して多くの量子制御が必要だからです。

人間は制御が困難な非常にずさんで、面倒で、湿ったシステムです。一方、量子コンピューターは構築により非常に精密で清潔です。

しかし、意識のある人工知能を動作させている量子コンピューターを作ることができれば、両方の長所を得ることができます。それが実際にそのような実験が行われる最も有望な提案だと思います。もちろん、それは遠い未来の技術ですが、そうです。

意識についての見解

そして我々は意識に依存していますが、これは我々の聴衆にとって非常に関連があります。おそらくあなたの専門分野ではありませんが、哲学の領域により多くですが、存在論的アイデアは何ですか？

ほとんどの物理学者は、私が彼らを突き詰めると、それが何であるかわからない、あるいはそれは本当に関連がないと言います。あるいは、それは我々の宇宙の鎖の最後のエピフェノメノンにすぎないと。我々は意識と呼ぶ何かを持った進化した動物としてここに座っていると。

物理学者としてのあなたにとって、意識とは何で、意識についてのあなたの考えは何ですか？

それは困難なものです。あなたが言ったように、物理学者として、私はそのような種のコメントをすることが私の領域だとは考えませんが、観測と観測者を特に指すこれらの拡張されたウィグナーフレンド論証の少し厄介な特徴は、私にこれらの質問について考え始めることを種の強制しています。

以前に人々が行った波動関数崩壊と意識を結びつける試みは、単に場違いに見えました。意識は奇妙で、崩壊は奇妙で、一緒にすればどうだろう？ それは良い議論ではありません。

その結果、人々は一般的に、観測者が量子論内で何らかの特権的役割を持つことを考えたがりません。もちろん、あなたが言及したクリス・フュークスのような例外はありますが、大部分において、それが物理学者によって取られたラインでした。

しかし、近年、私はそれが簡単すぎるかもしれないと疑問に思い始めました。これらの拡張されたウィグナーシナリオを研究したいとき、おそらく我々は何らかの形でこれらの質問と格闘しなければならないのです。

しかし、我々がどのようにそれらと格闘し始めるべきかは、まだわかりません。観測者性の概念が、それが何であれ、これらの特定の実験に関連していることを考え始める必要があるかもしれないことに、ただ気づき始めています。それは率直に私を怖がらせます。

あなたがそれが怖がらせると二度言ったことが私を興味深くさせます。どのような意味で？

もし量子論の問題が何らかの形で観測者について考えることを我々に要求するなら、まず第一に、私は非常にショックを受けます。これまでそこに本当に深いつながりがあるという証拠がなかったからです。私はそのアイデアに非常に抵抗しています。

第二に、それは進歩が非常に困難で非常に遅くなるかもしれないことを意味します。物理学者としてエージェントをモデル化することは、理解しがたいほど複雑だからです。我々が意識をモデル化する現在のレベルは心理学のようです。化学や生物学でさえありません。

物理学まで降りることは、さらに困難なタスクです。つまり、私はそれが真実である可能性を見つけませんし、もし真実であれば、この分野にとって挑戦的な含意を持つでしょう。

しかし、それでも可能性として真剣に受け取る必要があるかもしれないと疑問に思っています。それが必要でないことを妨げる議論を聞きたいのです。

我々がこのために意識の複雑さを必要としないと感じます。我々が必要とする唯一のことは、一つの結果または別の結果を見ることの主観的経験と何らかの方法でつながることです。

この情報を処理する方法全体は、主観的経験を得た後、これは簡単です。これを行ういくつかの論理ゲートを実行する小さな量子コンピューターを構築できます。それは依然として量子システムです。この部分は簡単です。

ただし、この小さな量子コンピューターが一つの結果だけを見るという主観的経験を持っているとは言えません。我々がどういうわけか感じるのは、必要なものです。このような実験を行った後、電子のように、電子が一つの結果だけを見ると言うこともできます。電子がそれを見ると証明する方法はありません。

我々がこのウィグナーフレンド実験のバージョンを持っているところがあります。観測者自体が一つの光子や一つの電子のようなものであることを考えていると思います。

それは非常に良い指摘で、良い明確化です。私がこれらの実験が何らかの形で意識に特に依存しているように聞こえさせたかもしれませんが、実際にはこの主観的観測行為により多く、それがそこにあることを除いてそれについてあまり仮定する必要はありません。推論や意識的であることのような詳細はすべて、実際には必要ありません。

意識の測定問題

それはとても困難です。我々には意識テストがなく、あなたは現象論的意識について話しています。このグラスを持つという主観的経験です。

意識のあるAIの問題は、我々が非常にすぐに、すべてが意識があるかのように見える地点に到達するかもしれないことですが、依然として我々がテストできない主観的経験を持たないということです。

我々が自分自身について知っている唯一のことは、世界を確定状態で経験するということです。つまり、我々自身の意識については、それが確定状態でのみ現実を与えてくれることを知っています。

私にとって、それは重要な考察すべきことです。なぜなら、重ね合わせのようなものを観測することはできず、量子が我々の自然の知識についての理論だと言うこのエピステミックアプローチを完全に支持しているからです。しかし、それ以上のことは言えません。

我々はまた、お互いに意識を帰属させますよね？私は自分自身の意識の主観的経験を持っていますが、あなたも同様に持っていると仮定します。それは単にあなたが私と同様に構成されているからなのか、それとも…

我々は量子コンピューターや古典コンピューターを、人工知能と呼ばれるものだからといって、単にそれが我々とは異なって構築されているからといって、その意識を否定することはできません。

明らかに、これらはすぐに「意識とは何か？この人工知能は我々とは異なって構築されているからといって、本当に我々と異なるのか？」という挑戦になるでしょう。わかりません。明らかに、これらは…

SF作品での量子描写

我々の美しい会話を終えるために、本当に楽しかったので、より楽しい話題で、この真の量子奇妙さを捉えるSF映画はありますか？

私が知っている限りではありません。クリストファー・ノーランの作品は本当に好きです。彼は『インターステラー』を作りましたが、それはよりアインシュタイン的です。ブロック宇宙でのものです。彼は五次元での移動をしていますが、この真の量子奇妙さを扱うものはありますか？

Netflix で楽しんでいるもので、ああ、これはそれを的確に捉えていると思うもの、それとも常にハリウッドの…と思うものはありますか？

一つクールなことを挙げるとすれば、量子テレポーテーションの概念は、スタートレックの後に発明されたと思います。インスピレーションとして、タイムラインを正しく把握する必要がありますが、それはかなりその通りです。もちろん、私の体のすべての原子で驚くべき測定を行ってテレポートする必要があるので不可能ですが、それはこのアイデアですよね？他の方向よりも…

面白いですね。だから、それは我々映画制作者次第です。最近のことで、何か正しく理解しているものを考えるなら…

Appleの番組がありました。何でしたっけ？多世界に大きくインスパイアされたものです。ダークマターですか？はい。ダークマター。ダークマター。

ああ。それは多世界を非常に自由な方法で捉えています。

人生観への影響

この会話で私が好きなのは、より個人的なレベルで我々の聴衆に持ち帰ることです。もちろん、クリスとのある種の個人的なレベルでの話もありました。物理学者としての仕事をする私は誰なのか、この全てにおいて、に戻ります。

彼が言ったのは、宇宙を真の新しさや真の創造性のような何かがある場所として考えるのが好きだということでした。多世界理論では、あらゆることが起こり得る世界は何も起こらない世界のようなものだと言いました。まさにそうです。

人間として、それは科学者がすべきことではありませんが、ただの人間の直感として、はい、それをより好みます。あなたの仕事とこの全てについて考えることが、人生に対する見方を変えたかどうか、また人生を見て人々と関係する方法に影響を与えるかどうか、興味があります。

私は主に、我々がどれほど遠くまで行かなければならないかという認識を残されているだけだと思います。私は単純さを求めていて、我々は答えを全く持っていません。我々が持っているすべての答えは、私にとって非常に説得力がありません。

我々が最もコントロールし、最も知識を持っている自然の部分で、我々は依然として何が起こっているかについて非常に多くの不確実性を持っています。

だから、心理学者や他の何かをしているなら、どれほど困難かを考えます。我々が成功するにもかかわらず、困難にもかかわらず、どれほどの進歩を遂げるかが驚くべきことです。

我々は最も精密で最も多くの情報を持っています。我々は何らかの量を10桁まで予測できるのに、使用している理論が実際に世界について何を教えているのかをまだ知らず、それから人間の世界をナビゲートすることになっています。

我々がそれほどうまく成功することは、ただただ困惑させられます。

それはとても面白いです。また、ある意味で悲劇的でもありますが、あなたがたがこれに費やす時間と、もちろんベルや人々が賞を受けたりするものもありますが、ただの努力を注ぎ、必ずしも常にその認識を得られない何千人もの物理学者がいます。

だから、それは本当に毎日あなたを駆り立てる知識と真理の探求でなければならないのですよね？それがあなたを継続させるものだと思います。

そうです、そうです。それは素晴らしいことです。あなたがた両方にその炎を見ることができます。この素晴らしい会話をありがとうございました。デビッド、本当に本当に考えさせられました。この話を聞き返して、言われたすべてのことを理解し、我々の聴衆に理解してもらう必要があります。

私にとって、この時期の物理学の基礎はエキサイティングな分野だと思うのはとてもクールです。これまで以上に活動するのがエキサイティングな分野であることを願っています。私を持ってくれてありがとう。

はい、どうもありがとうございました。再びリディア、物事をよりよく理解し、質問を追加してくれてありがとう。どうもありがとうございました。

この会話を見てくれてありがとうございます。我々が出すコンテンツが好きなら、ぜひ購読して、いいね、そしてデビッドやリディアへの質問があればコメントしてください。そうすれば、それらをフォローアップできます。

量子力学、意識、形而上学についての次の講演でお会いしましょう。見てくれてありがとうございました。