コペンハーゲン解釈の特徴

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コペンハーゲン解釈の特徴

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/07/25 09:45 UTC 版)

「コペンハーゲン解釈」の記事における「コペンハーゲン解釈の特徴」の解説

量子力学のある種の実験では、粒子が空間的な一点で検出される（厳密には位置だけでなく運動量についても言及しないといけないが、理解し易いように敢えて位置に絞って説明する）。同時に、例えば二重スリット実験で干渉縞が現れるということは、粒子が一方のスリットを通ったことと、もう一方のスリットを通ったことは排他的ではないことを示し、粒子が何らかの空間的な広がりを持つ（あるいは、かつて広がりを持っていた）ことも示している。そこで、観測前に波動関数が（空間的広がりをもち）シュレディンガー方程式に従うことと、観測時点では一点に収束していること、検出確率が波動関数の二乗に比例すること（ボルンの規則）の三つを合意事項として採用する解釈として、コペンハーゲン解釈が生まれた[要出典]。なお、確率解釈は、波動関数から粒子の検出確率が求められることを示しているだけで、波動関数で表されるような波が「実在」するかについては、答えない。 なお、量子力学において「観測」という場合は、人間の行為を指す一般的な語意とは違う意味で用いられることに注意する必要がある。何が理論上の観測（測定ともいう）に当たるかは、実験装置や人間も含んだ世界のうちのどの範囲を量子系として扱うかに依存する（同じ現象であってもモデル化の仕方に依存する）。量子力学の説明では、定義を曖昧にしたまま「観測」という言葉を安易に使っている事例も多々見受けられる。 量子力学では状態を計算するときに密度行列や状態ベクトル（波動関数も含む）を用いるが、コペンハーゲン解釈（標準解釈）では、測定による波動関数の収縮は、射影公準（射影仮説）という公理として与えられ、その背後に物理的メカニズムがあるかは問わない。シュレディンガー方程式内に収縮の数学的要因がある可能性については、量子力学の数学的枠組みから収縮を導出することができないことがフォン・ノイマンによって証明されている。量子デコヒーレンスにより状態間の干渉性が無くなることは示せるが、デコヒーレンスだけでは一つの固有状態を選び出すことができないため、波動関数の収縮を説明するには射影仮説が必要である。アルベルト・アインシュタインらは、波動関数に記述されていない未知の隠れた変数が存在するはずだと主張したが、今日において、隠れた変数説は極めて不利な立場に追い込まれている。ヒュー・エヴェレットは観測装置をも量子系に含める定式化を行なった。標準的な量子力学では量子系の外部の観測者として扱われるような部分もエヴェレットの定式化では通常の波動関数の時間発展と同様の変化として例外のない形で記述されるが、そのかわり観測できない無数の世界が生じる。