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アむンシュタむン䌝──連続を信じた物理孊者の生涯


    第1章 ゚ヌテルの時代に生たれお


    1879幎、ドむツ垝囜りルム

    アルベルト・アむンシュタむンは、ただ「゚ヌテル」が圓たり前のように信じられおいた時代に生たれた。

    子ども時代の圌は、埌䞖の䌝説ほど単玔な「䞇胜の倩才」ずしお芋られおいたわけではない。

    ただひず぀はっきりしおいたのは、暩嚁ず圢匏が嫌いだずいうこずだった。

    䞭等教育の途䞭でドむツの孊校に銎染めなくなり、家族の事情もあっおスむスぞ枡る。

    1895幎、16歳のアむンシュタむンはチュヌリヒ・ポリテクニクムの入孊詊隓を受ける。

    数孊ず物理では高い成瞟を瀺したが、語孊や歎史などの䞀般科目で基準に届かず、䞍合栌ずなった。

    そこで䞭等教育を修了するために進んだのが、アヌラりのカントンスクヌルだった。

    ここは、軍隊的な芏埋よりも、自䞻性ず理解を重んじる孊校だった。

    アむンシュタむンは埌に、孊校の自由な粟神ず、倖郚の暩嚁ではなく自らの刀断に埓う教垫たちの姿勢が、長く心に残ったず回想しおいる。

    1896幎、珟圚のスむス連邊工科倧孊チュヌリヒ校ETH Zurichにあたるチュヌリヒ・ポリテクニクムに進孊。

    数孊ず物理を孊ぶが、授業には真面目に出ない。

    詊隓前になるず友人からノヌトを借りお䞀気に勉匷し、成瞟は良かったり悪かったりのムラだらけ。

    授業ぞの䞍参加や暩嚁に察する反抗的な態床によっお、教授陣ずの関係は悪化しおいた。

    卒業時、同玚生たちが倧孊の助手職を埗るなかで、アむンシュタむンだけは倧孊に残る道を埗られなかった。

    しかしその裏で、圌はマクスりェル電磁気孊や新しい理論曞を独孊で読み蟌み続けおいた。

    圓時、倧孊の正芏授業では十分に扱われおいなかったマクスりェル電磁気孊こそ、圌の頭の䞭の䞻戊堎になっおいく。


    第2章 特蚱局員の「奇跡の幎」──1905


    卒業しおも倧孊には職を埗られず、アむンシュタむンはスむス特蚱局ベルンの審査官ずしお働くこずになる1902幎。

    ここで圌は、昌間は特蚱の曞類を読み、倜ず䌑日に自分の物理のアむデアを曞きためる生掻を続けた。

    そしお1905幎──埌に「annus mirabilis奇跡の幎」ず呌ばれる幎がやっおくる。

    この幎、圌は『物理孊雑誌 Annalen der Physik』に4本の論文を立お続けに発衚する。

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    図1 1905幎・奇跡の幎の4論文

    1905幎、アむンシュタむンは光量子仮説、ブラりン運動、特殊盞察性理論、質量ず゚ネルギヌの関係ずいう四぀の論文を発衚した。

    それぞれが、量子論、原子論、時空論、゚ネルギヌ論ぞ぀ながる巚倧な入口ずなった。

    1. 「光量子仮説ず光電効果」

    → 光を゚ネルギヌの粒量子ずしお扱い、光電効果の法則を説明。

    2. 「ブラりン運動の理論」

    → 液䜓䞭で粉末がランダムに動く珟象から、原子の実圚を匷く裏づける。

    3. 「運動しおいる物䜓の電気力孊に぀いお」

    → 特殊盞察性理論の誕生。光速床䞀定ず盞察性原理から時間ず空間を再定矩。

    4. 「質量ず゚ネルギヌの関係」

    → 埌に E = mc² ず衚される、質量ず゚ネルギヌの等䟡関係を瀺した短い補足論文

    ずくに䞉぀目の論文「運動しおいる物䜓の電気力孊に぀いお」は、
    「゚ヌテルを前提ずしない電磁気孊」を骚栌から぀くり盎す挑戊だった。

    ここには、埌のアむンシュタむンを匕き裂く二぀の方向が、すでに同居しおいた。

    特殊盞察論は、絶察時間ず絶察空間を厩し、時間ず空間を互いに結び぀いた量ずしお再構成した。

    その埌、ミンコフスキヌによっお、この関係は四次元の時空構造ずしお幟䜕孊化されおいく。

    䞀方、光量子仮説は、連続した波ず考えられおいた光に、䞍連続な゚ネルギヌ単䜍を持ち蟌んだ。

    連続を求めるアむンシュタむンず、䞍連続性を開くアむンシュタむンは、1905幎の時点ですでに同じ人間のなかに存圚しおいたのである。

    ここでアむンシュタむンは

    • 物理法則はすべおの慣性系で同じ圢をも぀盞察性原理

    • 真空䞭の光速床は、どの慣性系で枬っおも䞀定

    ずいう二぀の原理を採甚し、そのかわりに

    • 絶察時間
    • 絶察空間
    • 光の媒質ずしお絶察静止する叀兞的゚ヌテル

    を捚おる決断をする。

    ただし、アむンシュタむンが捚おたのは、絶察的な運動状態を持぀機械的な゚ヌテルだった。

    埌に圌は、䞀般盞察論では物理的性質をも぀空間を、叀い意味ずは異なる「゚ヌテル」ず呌びうるず述べおいる。

    圌は空間から物理的実圚性そのものを消したのではなく、それを媒質から堎ず幟䜕孊ぞず組み替えたのである。

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    特殊盞察論が䞍芁ずしたのは、絶察静止する光の媒質ずしおの゚ヌテルだった。アむンシュタむンは空間を空虚にしたのではなく、時間ず空間の関係そのものを組み替えた。

    圓時、゚ヌテルの存圚はマむケル゜ンモヌレヌ実隓1887によっお匷く揺さぶられおいた。

    しかしロヌレンツやポアンカレなどに代衚される倚くの理論家は、なお゚ヌテルを䜕らかの圢で残そうずしおいた。

    アむンシュタむンはそこからさらに䞀歩進み、゚ヌテルを救枈するのではなく、「光速床䞀定」を根本原理ずしお匕き受ける道を遞んだのである。


    第3章 盞察論の完成ず䞖界的名声


    1905幎の論文矀はすぐには倧きな反響を呌ばなかったが、
    埐々に若い理論家たちの間で泚目され始める。

    1915幎、アむンシュタむンは䞀般盞察性理論の重力堎方皋匏に到達し、翌1916幎にその理論を公衚した。

    そこでは、重力は「力」ではなく、

    物質や゚ネルギヌがあるずころで、時空そのものが曲がる

    ずいう幟䜕孊的なむメヌゞで衚珟される。

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    ニュヌトン力孊では重力は物䜓を匕く力ずしお衚される。䞀般盞察論では、物質ず゚ネルギヌが時空を曲げ、惑星や光がその幟䜕孊に沿っお進むず考える。

    圌の方皋匏は、ニュヌトン力孊では説明しきれなかった

    • 氎星の近日点移動

    • 倪陜近傍を通過する光の偏向
    ——埌の重力レンズ効果の基瀎ずなる珟象

    などを芋事に説明した。

    1919幎の皆既日食芳枬で、゚ディントンらが、倪陜近傍を通る星の光が䞀般盞察論の予枬に近い量だけ偏向しおいるずいう結果を発衚するず、アむンシュタむンは䞀躍、䞖界的な有名人ずなる。


    第4章 静的宇宙ず宇宙項Λ


    䞀般盞察論を宇宙党䜓に適甚したずき、アむンシュタむンは最初、宇宙は静的で倉化しないず考えた。

    しかし、䞀般盞察論を䞀様な物質宇宙に適甚するず、宇宙項を加えないかぎり、宇宙を静止した状態に保぀こずはできない。

    物質同士の重力によっお収瞮するか、初期条件に応じお膚匵する、動的な宇宙ずなる。

    圌の理論は、本人の宇宙芳に反しお、「倉化する宇宙」を蚱しおいたのである。

    そこで1917幎、アむンシュタむンは方皋匏に宇宙項Λラムダを加えた。

    宇宙芏暡で重力による収瞮を打ち消すように調敎し、有限でありながら静止した宇宙モデルを䜜り䞊げたのである。

    しかし、この静的宇宙は、きわめお埮劙な均衡の䞊に成り立っおいた。

    少しでも膚匵すれば、さらに膚匵する。

    少しでも収瞮すれば、さらに収瞮する。

    1930幎、゚ディントンは、アむンシュタむンの静的宇宙が安定した状態ではないこずを瀺した。

    理論の別の可胜性も、すでに開かれおいた。

    1920幎代、フリヌドマンは䞀般盞察論から、膚匵や収瞮をする動的な宇宙解を導いた。

    ルメヌトルは、その動的宇宙論を銀河の芳枬ず結び぀け、宇宙そのものが膚匵しおいるず提案した。

    そしお1929幎、゚ドりィン・ハッブルは、銀河たでの距離ず、その芖線速床ずの間に比䟋関係があるこずを芳枬資料から瀺した。

    静的宇宙は、理論ず芳枬の䞡偎から揺らぎ始めおいた。

    しかしアむンシュタむンは、芳枬結果を遠くから受け入れただけではなかった。

    1931幎1月、アメリカ滞圚䞭の圌は、カリフォルニアのりィル゜ン山倩文台を蚪れた。

    そこでハッブルや倩文台長りォルタヌ・アダムズらず䌚い、ハッブルの銀河芳枬に䜿われた100むンチ・フッカヌ望遠鏡を芋た。

    この蚪問は、䞀般盞察論が宇宙党䜓に䜕を意味するのかを、珟地の物理孊者や倩文孊者ず議論するためのものでもあった。

    もちろん、望遠鏡を䞀床のぞけば、宇宙の膚匵がその堎で芋えるわけではない。

    銀河たでの距離ず赀方偏移の関係は、倚数の芳枬蚘録を蓄積し、比范するこずによっお初めお珟れる。

    それでも、自らの宇宙芳ず衝突する芳枬が生み出された堎所ぞ出向いたこずには、倧きな意味がある。

    アむンシュタむンの転換を、単に「ハッブルずいう暩嚁を信じた」ず描くのは適切ではない。

    圌は、自分の方皋匏が蚱しおいた動的宇宙ず、芳枬研究の珟堎ずを盎接結び぀け、宇宙像を考え盎そうずしたのである。

    理論的には、フリヌドマンやルメヌトルが動的宇宙を瀺しおいた。

    さらに、アむンシュタむンの静的宇宙そのものも、安定したモデルではないこずが明らかになった。

    そしお芳枬の偎では、銀河の距離ず埌退を瀺す速床ずの関係が珟れ始めおいた。

    こうしお静的宇宙を維持する根拠を倱ったアむンシュタむンは、1931幎、宇宙項を倖し、膚匵したのち収瞮ぞ向かう動的な宇宙モデルを発衚した。

    埌にアむンシュタむンは、静的宇宙を成立させるために宇宙項を導入したこずを、「人生最倧の倱敗」ず呌んだず䌝えられおいる。

    ただし、この蚀葉は本人の文曞には残されおいない。

    䞻ずしおゞョヌゞ・ガモフらの回想を通じお䌝えられたものであり、本圓にその蚀葉どおりに語ったのかに぀いおは、珟圚も議論がある。

    䞀方で、アむンシュタむンが埌幎、宇宙項の導入を重倧な誀りず考えおいた可胜性は高いずも指摘されおいる。

    だが、皮肉な展開が埅っおいた。

    20䞖玀末、遠方の超新星の芳枬によっお、宇宙の膚匵は枛速しおいるのではなく、加速しおいるこずが明らかになった。

    宇宙項Λは、䞀定の真空゚ネルギヌず等䟡に扱える項ずしお、宇宙の加速膚匵を説明する最も単玔な候補の䞀぀ずなった。

    静的宇宙を䜜るために導入され、䞀床は捚おられた宇宙項は、たったく別の圹割を䞎えられお、珟代宇宙論の䞭心ぞ戻っおきたのである。

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    宇宙項Λは、静的宇宙を成立させるために導入された。フリヌドマンずルメヌトルの動的宇宙論、ハッブルらの銀河芳枬、そしお1931幎のりィル゜ン山蚪問を経お、アむンシュタむンは静的宇宙を攟棄する。しかし20䞖玀末、Λは宇宙の加速膚匵を考えるための項ずしお、異なる意味を䞎えられお埩掻した。

    第5章 量子論を拓き、量子力孊に抗う


    量子論の出発点にも、アむンシュタむンは深く関わっおいた。

    • 1905幎光電効果の説明のために「光量子仮説」を導入

    関連蚘事
    『光量子仮説ずは䜕か 光電効果が光を粒に倉えた日』

    → この業瞟が1921幎のノヌベル物理孊賞の䞻芁な受賞理由ずなった。

    賞の決定ず授䞎は翌1922幎に行われた。

    同じく量子論の基瀎を築いたプランクも、
    圓初はアむンシュタむンの才胜を高く評䟡しおいた。

    しかし1920幎代に入るず、ハむれンベルクやシュレヌディンガヌによっお量子力孊の数孊的圢匏が築かれ、ボルンが波動関数に統蚈的解釈を䞎え、ボヌアらがその物理的意味づけを進めおいく。

    量子力孊は、個々の出来事を䞀意に予枬する理論ではなく、起こりうる結果の確率を予枬する理論ずしお䜓系化されおいった。

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    アむンシュタむンは連続した堎ず滑らかな時空を求めながら、光量子仮説によっお離散的な゚ネルギヌを物理孊ぞ導入した。連続を求める方向ず、䞍連続性を開く方向は、同じ人物の䞭に同居しおいた。

    アむンシュタむンはその解釈に匷く異議を唱えるようになる。

    いわゆるコペンハヌゲン解釈が瀺す確率的な䞖界芳に察しお、
    アむンシュタむンは匷い違和感を抱いた。

    「神はサむコロを振らない」

    ずいう有名な蚀葉は、

    ・量子力孊の確率的蚘述は、自然の最終的な蚘述ではなく、
    ・個々の出来事たで蚘述できる、より完党な理論が存圚するはずだ

    ずいう圌の信念を象城しおいる。

    1935幎、アむンシュタむンはポドルスキヌ、ロヌれンずずもに

    「量子力孊的蚘述は完党ずいえるか」

    ず題する論文を発衚する。これがEPRパラドックスである。

    この論文で圌らは、離れた二぀の系の䞀方に察する枬定が、もう䞀方の物理的実圚を即座に倉化させないず仮定した。

    そのうえで量子力孊の予蚀を受け入れるず、波動関数には蚘述されおいない物理量が存圚するはずだず論じた。

    したがっお、量子力孊の波動関数による蚘述は「完党ではない」ず結論づけたのである。

    アむンシュタむンが守ろうずしたのは、単なる決定論ではなかった。

    遠く離れた物䜓にはそれぞれ独立した実圚があり、物理的な䜜甚は時空の䞭を局所的に䌝わるずいう䞖界像だった。

    この問いは、アむンシュタむンの死埌、ゞョン・ベルによっお実隓可胜な問題ぞず倉えられおいく。

    関連蚘事
    『EPRパラドックスずは䜕か アむンシュタむンが仕掛けた量子ぞの反逆』


    第6章 亡呜ず晩幎──統䞀堎理論ぞの執念

    1932幎末、アむンシュタむンはアメリカ滞圚のためドむツを離れた。

    その䞍圚䞭の1933幎、ナチス政暩が成立する。

    ナダダ系であり、反戊・民䞻䞻矩的な発蚀でも知られおいた圌はドむツぞの垰囜を断念し、同幎秋、アメリカのプリンストン高等研究所ぞ移った。

    以埌、圌はアメリカを拠点ずしお掻動し、二床ずドむツには戻らなかった。

    第二次䞖界倧戊の前倜、アむンシュタむンが眲名した曞簡がルヌズベルト倧統領に送られた。

    それはナチス・ドむツによる栞兵噚開発の可胜性を譊告するものであり、アメリカ政府がりラン研究を本栌的に怜蚎する䞀因ずなった。

    しかし、アむンシュタむン自身はその埌、栞兵噚に反察する立堎から平和運動にも関わるようになる。

    晩幎のアむンシュタむンがもっずも執着したのは、
    重力ず電磁気をひず぀の枠組みで蚘述する統䞀堎理論だった。

    • 䞀般盞察論連続した時空の幟䜕孊
    • 電磁気孊堎ずしおの力

    を“連続的な堎”ずしお統合しようずする詊みは、
    圌の「滑らかな宇宙」「決定論的秩序」ぞの信念ず深く結び぀いおいた。

    しかし、その研究プログラムは量子力孊を本質的に取り蟌めなかった。

    玠粒子物理孊が量子堎ずゲヌゞ察称性を䞭心に発展するに぀れお、アむンシュタむンの叀兞的な統䞀堎理論は、䞻流の理論研究から次第に離れおいった。

    1955幎、アむンシュタむンは76歳でこの䞖を去る。

    圌は死の盎前たで、完成するこずのなかった統䞀堎理論の研究を続けおいた。

    関連蚘事
    『統䞀堎理論ずは䜕か 党おの力を䞀぀に結ぶ宇宙の方皋匏』


    第7章 神ず宇宙に぀いお

    アむンシュタむンはしばしば「神」を口にしたが、それは人栌を持ち、人間の願いや運呜に介入する神ではなかった。

    圌は宗教的教矩を信じるタむプではなかったが、宇宙の秩序に察する深い畏敬を抱いおいた。

    圌は

    「私はスピノザの神を信じる。
    存圚するものの秩序ある調和のうちに姿を珟す神を信じるのであっお、
    人間の運呜や行為に関わる神ではない」


    ず語っおいる。

    その「神」は、
    • 宇宙の法則性
    • 理性によっお郚分的に理解しうる秩序

    ぞの敬意の比喩に近い。

    圌は単玔な無神論者ずしお自分を説明するこずにも距離を眮き、こうした感芚を「宇宙的宗教感情」ず衚珟した。

    • 迷信や教条䞻矩的宗教には批刀的
    • しかし、宇宙が理性的に理解可胜であるこずぞの“畏敬”を持ち続ける

    この態床は、そのたた圌の物理孊のスタむルにも通じおいる。


    第8章 局所実圚論は守れるか──䞍気味な遠隔䜜甚から量子情報ぞ


    1935幎のEPR論文は、しばしば「アむンシュタむンによる量子力孊ぞの反論」ず説明される。

    しかし、圌が守ろうずしたものを、もう少し正確に芋なければならない。

    アむンシュタむンが問題にしたのは、量子力孊が確率しか予枬できないこずだけではなかった。

    圌が守ろうずしたのは、

    ・遠く離れた二぀の物䜓は、それぞれ独立した物理的実圚を持぀
    ・ある堎所で行われた操䜜が、離れた堎所の実圚を瞬時に倉化させるこずはない
    ・物理的な䜜甚は、時空の䞭を局所的な因果関係ずしお䌝わる

    ずいう䞖界像だった。

    埌に、こうした立堎は広い意味で「局所実圚論」ず呌ばれるようになる。

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    1935幎のEPR論文から、シュレヌディンガヌの「も぀れ」、ベルの䞍等匏、クラりザヌずアスペの実隓を経お、量子も぀れは2022幎のノヌベル物理孊賞ず量子情報科孊ぞ぀ながった。


    局所性ず実圚性


    局所実圚論ずいう蚀葉には、二぀の考え方が含たれおいる。

    局所性ずは、ある堎所で起きた出来事が、遠く離れた堎所ぞ瞬時に物理的圱響を及がさないずいう考え方である。

    実圚性ずは、芳枬行為ずは独立に、枬定結果を説明する䜕らかの物理的状態が存圚するずいう考え方である。

    ただし、「ベルの定理によっお実圚が吊定された」ず単玔化しおはならない。

    ベルの定理ずその埌の実隓が盎接退けたのは、あらゆる意味での実圚そのものではない。

    遠く離れた枬定結果の盞関を、局所的な物理状態や共通原因だけによっお説明できる、特定の理論矀である。

    それでも䞀般向けに蚀えば、ベルの定理は、

    䞖界は、互いに独立した局所的な郚分からできおいるのか

    ずいう問いを、哲孊的な議論から実隓可胜な物理孊ぞ移したのである。

    シュレヌディンガヌが名づけた「も぀れ」


    EPR論文が発衚された同じ1935幎、゚ルノィン・シュレヌディンガヌも、この奇劙な結び぀きに぀いお考察しおいた。

    そこで圌が甚いたのが、ドむツ語の

    VerschrÀnkung

    ずいう蚀葉だった。

    これは、腕を組む、亀差させる、絡み合わせる、ずいった意味を持぀。

    英語では entanglement、日本語では「量子も぀れ」ず蚳される。

    二぀の粒子が量子的にも぀れるず、それぞれを完党に独立した状態ずしお蚘述できなくなる。

    党䜓の量子状態は定たっおいおも、各粒子にそれぞれ独立した玔粋状態を割り圓おるこずができない。

    党䜓は、郚分ごずの完党な状態を埌から組み合わせたものずしおは蚘述できないのである。

    重芁なのは、二぀の粒子が秘密の情報を共有しおいるずいうこずではない。

    先に独立した二぀の個䜓があり、その埌に関係が付け加わるのではない。

    も぀れた系では、関係を切り離したあずに、それぞれの完党な状態を取り出すこずができないのである。

    シュレヌディンガヌは、も぀れを量子力孊に付随する奇劙な䟋倖ずは考えなかった。

    むしろ、叀兞物理孊ず量子力孊を分ける、本質的な特城の䞀぀だず芋おいた。

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    量子も぀れでは、二぀の粒子が空間的に離れおいおも、党䜓の状態を、それぞれ独立した完党な状態ぞ分解できない。枬定結果には匷い盞関が珟れるが、それを䜿っお制埡可胜な情報を光速より速く送るこずはできない。

    䞍気味な遠隔䜜甚


    アむンシュタむンは、こうした䞖界像を受け入れなかった。

    1947幎、圌はマックス・ボルンぞの手玙の䞭で、

    spukhafte Fernwirkung

    ずいう蚀葉を䜿った。

    日本語では䞀般に、

    「䞍気味な遠隔䜜甚」

    ず蚳される。

    遠く離れた二぀の粒子を枬定し、その結果を埌で照合するず、局所的な叀兞理論では説明できないほど匷い盞関が珟れる。

    量子力孊の圢匏䞊では、䞀方を枬定した瞬間、もう䞀方の枬定結果に぀いおの予枬も定たるように芋える。

    もしこれを文字どおりの物理的䜜甚ず考えるなら、䜕かが光速を超えお空間を移動したこずになる。

    それは特殊盞察性理論が築いた局所的な因果構造ず衝突するように思える。

    アむンシュタむンにずっお、これは量子力孊が自然界の最終的な蚘述ではないこずを瀺す兆候だった。

    量子力孊の背埌には、芳枬結果を説明する、ただ知られおいない物理的状態が存圚する。

    そう考えれば、遠く離れた粒子の盞関も、あらかじめ共有されおいた共通原因によっお説明できるかもしれない。

    これが、局所的な隠れた倉数ずいう発想である。

    ゞョン・ベル──哲孊を数匏に倉えた男


    アむンシュタむンの死埌も、長いあいだ、この問題は量子力孊の解釈をめぐる哲孊的論争だず考えられおいた。

    量子力孊の予蚀を、そのたた自然の姿ずしお受け入れるのか。

    それずも、その背埌に、ただ知られおいない局所的な物理状態が存圚するず考えるのか。

    どちらを遞んでも芳枬結果が同じなら、実隓によっお決着を぀けるこずはできない。

    そう思われおいた。

    しかし1964幎、北アむルランド出身の物理孊者ゞョン・スチュアヌト・ベルが、この状況を倉えた。

    ベルは、量子盞関を局所的な物理状態ず共通原因だけで説明する理論には、枬定結果の盞関に越えるこずのできない䞊限が生じるこずを瀺した。

    これがベルの䞍等匏である。

    䞀方、量子力孊は、条件によっおはその䞊限を超える盞関を予蚀する。

    ぀たり実隓を行えば、

    局所的な隠れた倉数によっお説明できる䞖界

    ず、

    量子力孊が予蚀する䞖界

    を区別できる。

    ベルは、アむンシュタむンずボヌアの哲孊的な察立を、枬定可胜な数倀の違いぞ倉換したのである。

    1972幎──フリヌドマンずクラりザヌ


    1972幎、スチュアヌト・フリヌドマンずゞョン・クラりザヌは、も぀れた光子を䜿っおベルの䞍等匏を怜蚌した。

    結果は、局所的な隠れた倉数理論が蚱す範囲ではなく、量子力孊の予蚀を支持するものだった。

    量子盞関を、局所的な状態ず共通原因だけによっお説明する道は、実隓結果ず合わなかったのである。

    ただし、この段階の実隓には、ただ䜙地が残されおいた。

    すべおの光子が怜出されおいたわけではなく、枬定条件にも制玄があった。

    そのため、装眮の䞍完党さによっおベルの䞍等匏が砎れお芋えた可胜性を、完党には排陀できなかった。

    1982幎──アスペの実隓


    1980幎代初頭、フランスの物理孊者アラン・アスペらは、さらに粟密な実隓を行った。

    ずくに重芁だったのは、光子が飛行しおいる途䞭で、枬定噚の蚭定を玠早く切り替える実隓である。

    二぀の枬定装眮が、あらかじめ互いの蚭定を知り、それに合わせお結果を調敎しおいるずいう局所的な説明を、より困難にするものだった。

    結果は再びベルの䞍等匏を砎り、量子力孊の予蚀を支持した。

    その埌も実隓は繰り返され、怜出効率の問題や局所性に関する抜け穎を閉じる方向ぞ発展しおいく。

    局所的な物理状態ず共通原因だけで量子盞関を説明する道は、実隓によっお次第に狭められおいった。

    アントン・ツァむリンガヌ──奇劙さを技術ぞ倉える


    ベルの䞍等匏を怜蚌する実隓は、圓初、量子力孊の基瀎を確かめるためのものだった。

    しかしアントン・ツァむリンガヌらの研究によっお、量子も぀れは単なる哲孊的な奇劙さではなく、利甚可胜な物理的資源ずしお扱われるようになる。

    量子テレポヌテヌション。
    倚粒子も぀れ。
    ゚ンタングルメント・スワッピング。
    量子情報通信。

    量子力孊の䞍完党さを瀺すためにアむンシュタむンが取り䞊げた珟象が、埌には新しい技術を生み出す基盀ずなったのである。

    アむンシュタむンが拒もうずした「も぀れ」は、消されるべき理論䞊の䞍具合ではなかった。

    それは、量子情報科孊の䞭心的な資源ぞず倉わった。

    2022幎のノヌベル物理孊賞


    2022幎、ノヌベル物理孊賞は、

    ・ゞョン・クラりザヌ
    ・アラン・アスペ
    ・アントン・ツァむリンガヌ

    の䞉人に授䞎された。

    受賞理由は、も぀れた光子を甚いた実隓、ベルの䞍等匏の砎れの確立、そしお量子情報科孊の開拓だった。

    1935幎にアむンシュタむンが提出した問いは、1964幎にベルによっお数匏ずなり、1972幎ず1982幎の実隓によっお怜蚌され、21䞖玀には量子技術の基盀ずなった。

    1935幎に提出された䞀぀の問いが、87幎埌のノヌベル物理孊賞ぞ぀ながったのである。

    アむンシュタむンは敗北したのか


    実隓結果だけを芋れば、アむンシュタむンが望んだ、局所性ず分離可胜性を同時に保぀説明は支持されなかった。

    しかし、ここから「アむンシュタむンは完党に間違っおいた」ず結論づけるのは早い。

    ベルの䞍等匏の砎れは、あらゆる意味での実圚や因果関係を吊定したわけではない。

    たた、量子も぀れを利甚しお、制埡可胜な情報を光速より速く送るこずもできない。

    盞察論が犁じる超光速信号は、珟圚も蚱されおいない。

    厩れたのは、

    䞖界は、それぞれ独立した局所的な郚分ぞ完党に分解できる

    ずいう叀兞的な実圚像だった。

    量子力孊が瀺したのは、䞖界の郚分が空間的には離れおいおも、その物理的状態を完党には切り離しお蚘述できない堎合があるずいうこずである。

    これは単なる遠距離の䜜甚ではない。

    むしろ、

    党䜓が、独立した郚分ぞ完党には分解できない

    ずいう構造の発芋だった。

    アむンシュタむンは、量子力孊が提瀺した答えには同意しなかった。

    しかし、圌が問いを投げなければ、シュレヌディンガヌの「も぀れ」も、ベルの䞍等匏も、クラりザヌやアスペの実隓も、その埌の量子情報科孊も、同じ圢では生たれなかったかもしれない。

    アむンシュタむンは、自らが望んだ答えには敗れた。

    しかし、問いによっお物理孊の未来を開いたのである。

    画像
    アむンシュタむンの生涯は、連続した堎ず時空を求めながら、自ら導入した光量子の䞍連続性、量子力孊の確率性、そしお死埌に実蚌されおいった量子も぀れの非分離性ぞ向き合い続けた、思玢の埀埩運動だった。

    終章 矛盟を抱えたたたの倩才


    アむンシュタむンの人生を振り返るず、いく぀もの逆説が芋えおくる。

    • 光を「量子」ずしお扱いながら、
    完成した量子論の「確率的䞖界芳」には最埌たで抵抗し続けたこず。

    • 自らの方皋匏が動的な宇宙を蚱しおいたにもかかわらず、
    いったんは静的宇宙を䜜ろうずしおΛを導入し、
    埌にそれを「倱敗」ず呌んだこず。

      ・絶察時間ず絶察空間を壊しながら、
    䞖界が客芳的で普遍的な法則に埓うずいう信念は、最埌たで手攟さなかったこず。

    物理孊の歎史ずしお芋れば、晩幎のアむンシュタむンが守ろうずした盎芳の䞀郚は、䞻流理論やその埌の実隓によっお支持されなかった。

    しかし同時に、
    • 圌が投げた問い
    • 圌が感じた違和感
    • 圌が守ろうずした秩序感芚

    の倚くは、その埌の䞖代の研究者たちが真剣に匕き受け続けおいる。

    盞察論ず量子論、膚匵宇宙ず宇宙項、決定論ず確率論

    そのどれもが、ひずりの人間のなかで最埌たで和解しきらないたた揺れ動き続けた。

    アむンシュタむン䌝ずは、
    「正しい理論を次々ず打ち立おた倩才」の話であるず同時に、

    連続を信じながら、
    自分の手で光そのものの䞍連続性を開いおしたい、
    その矛盟を抱えたたた生きたひずりの思玢者の物語

    でもある。

    盞察論は時間ず空間を結び盎し、やがお連続した時空の幟䜕孊ぞず発展した。

    光量子仮説は光に䞍連続性を導入した。

    統䞀堎理論は再び連続ぞ戻ろうずする詊みだった。

    アむンシュタむンが最埌たで受け入れられなかったのは、確率だけではなかった。

    䞖界が、独立した郚分ぞ完党には分けられないずいうこずだった。

    圌は連続を信じた。

    そしお同時に、離れたものは離れたものずしお存圚できるず信じた。

    しかし量子論が開いたのは、䞍連続な䞖界であるだけでなく、
    離れおいおも分離できない䞖界だった。

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