WEBVTT

00:00:06.457 --> 00:00:10.186
アルベルト・アインシュタインは
光電効果の理論を通して

00:00:10.186 --> 00:00:12.585
量子力学の立ち上げに
重要な役割を果たしましたが

00:00:12.585 --> 00:00:16.987
その自然哲学的な意味合いに
悩まされ続けました

00:00:16.987 --> 00:00:21.325
多くの方は彼がE=MC＾２という式を
導出したことを覚えているでしょうが

00:00:21.325 --> 00:00:26.681
彼の物理学への最後のすばらしい貢献は
1935年に発表された

00:00:26.681 --> 00:00:31.635
若き研究仲間であるボリス・ポドルスキーと
ネイサン・ローゼンとの共著論文でした

00:00:31.635 --> 00:00:35.925
これは風変わりな自然哲学的な論文と
みなされて1980年代にまで至りましたが

00:00:35.925 --> 00:00:41.871
このEPR論文は最近になって
量子もつれとして知られる奇妙な現象を

00:00:41.871 --> 00:00:44.160
記述するものとして

00:00:44.160 --> 00:00:47.842
量子力学における新たな理解の
中心をなしています

00:00:47.842 --> 00:00:52.023
この理論の考察では
それぞれが測定可能な２種の属性をもった

00:00:52.023 --> 00:00:54.922
一対の粒子を発生源から
放出することから始めています

00:00:54.922 --> 00:00:57.537
各測定では
２つの異なる結果が

00:00:57.537 --> 00:00:59.108
等確率で起こります

00:00:59.108 --> 00:01:01.748
一つ目の属性をたとえば
「０」と「１」としてみましょう

00:01:01.748 --> 00:01:03.950
もう一方の属性を「A」と「B」とします

00:01:03.950 --> 00:01:05.492
一旦測定がなされると

00:01:05.492 --> 00:01:09.040
それに引き続く測定では

00:01:09.040 --> 00:01:11.557
同じ粒子に対して同じ結果が得られます

00:01:11.557 --> 00:01:13.512
この話の奇妙な点は

00:01:13.512 --> 00:01:15.765
単一の粒子の状態は

00:01:15.765 --> 00:01:18.381
測定するまで決まらないばかりでなく

00:01:18.381 --> 00:01:21.194
測定することが状態を決めることです

00:01:21.194 --> 00:01:24.114
それだけでなく
互いに測定が影響し合います

00:01:24.114 --> 00:01:26.624
一方の粒子の状態が「１」であると
測定されたとし

00:01:26.624 --> 00:01:29.118
引き続く測定で
もう一方の属性を測定すると

00:01:29.118 --> 00:01:32.472
それぞれ50％の確率で
「A」か「B」となります

00:01:32.472 --> 00:01:34.668
しかし その後 最初の測定をもう一度行うと

00:01:34.668 --> 00:01:37.673
いったんは「１」と
測定されていたのにも関わらず

00:01:37.673 --> 00:01:41.207
「０」となる確率が50％になります

00:01:41.207 --> 00:01:44.887
つまり測定する属性を変えると
元の測定結果をランダムに

00:01:44.887 --> 00:01:47.426
新たな値をもたらします

00:01:47.426 --> 00:01:51.077
２つの粒子を見ると
さらに奇妙なことが起こります

00:01:51.077 --> 00:01:53.934
各粒子はランダムな結果を与えますが

00:01:53.934 --> 00:01:55.266
この２つを比べてみると

00:01:55.266 --> 00:01:59.386
この間には常に完全な
相関関係があることが分るでしょう

00:01:59.386 --> 00:02:02.293
例えば 一方の粒子が「０」ならば
他方も常に「０」となる

00:02:02.293 --> 00:02:04.428
そのような関係です

00:02:04.428 --> 00:02:06.946
このような２粒子は
「量子もつれ」の関係にあります

00:02:06.946 --> 00:02:11.143
一方を測定すれば
他方の値を確実に知ることができます

00:02:11.143 --> 00:02:15.984
しかし この「もつれ」はアインシュタインの
有名な相対性理論に反するように見えます

00:02:15.984 --> 00:02:19.027
というのも 粒子間の距離を
制約するものがないからです

00:02:19.027 --> 00:02:21.219
正午 ニューヨークで一方を測定し

00:02:21.219 --> 00:02:24.448
その10億分の１秒後に
サンフランシスコで他方を測定しても

00:02:24.448 --> 00:02:27.593
全く同じ結果が得られます

00:02:27.593 --> 00:02:29.932
しかし 測定が値を決めるのだとすれば

00:02:29.932 --> 00:02:34.544
一方の粒子が 他方に信号を
光速の1300万倍の速さで

00:02:34.544 --> 00:02:37.390
送り届ける必要がありそうですが

00:02:37.390 --> 00:02:40.741
相対性理論によると
これは起こり得ません

00:02:40.741 --> 00:02:45.812
それゆえ アインシュタインは量子もつれを
“spuckafte ferwirklung”

00:02:45.812 --> 00:02:48.508
「不気味な遠隔作用」として否定しました

00:02:48.508 --> 00:02:51.176
彼は量子力学は不完全な理論と結論付け

00:02:51.176 --> 00:02:55.703
より深いレベルの物理の
近似に過ぎないのだとし

00:02:55.703 --> 00:02:59.527
両粒子が共に 隠れた階層で
値が決定されているのだと主張しました

00:02:59.527 --> 00:03:03.109
ニールス・ボーアが率いる
正統派の量子理論支持派は

00:03:03.109 --> 00:03:07.359
量子状態は根本的に事前に決定不可能で

00:03:07.359 --> 00:03:09.960
量子もつれは 一方の粒子の状態が
遠方の対の粒子の状態に

00:03:09.960 --> 00:03:12.827
依存するのだという主張を
崩しませんでした

00:03:12.827 --> 00:03:15.648
30年もの間 物理学は
この点で行き詰っていましたが

00:03:15.648 --> 00:03:20.194
ジョン・ベルは２つの粒子それぞれに対し
異なる測定を組み合わせれば

00:03:20.194 --> 00:03:24.368
EPR論争の決着がつくことを示しました

00:03:24.368 --> 00:03:29.050
アインシュタイン、ポドルスキー、ローゼン
に支持された「隠れた変数理論」は

00:03:29.050 --> 00:03:33.439
結果が事前に決まっているために
「1A」とか「B0」とかいった結果が出る頻度に

00:03:33.439 --> 00:03:37.245
厳しい上限を与えましたが

00:03:37.245 --> 00:03:39.613
ベルは純粋に量子力学的なアプローチ
つまり

00:03:39.613 --> 00:03:42.765
物理状態は測定されるまで
全く決まっていないのならば

00:03:42.765 --> 00:03:45.853
事前に結果が決まっている場合には
起こりえないような

00:03:45.853 --> 00:03:49.040
異なる上限がある事を示し
組合わせ測定の結果を予測しました

00:03:49.040 --> 00:03:52.709
ベルがEPR論争の検証方法を示すと

00:03:52.709 --> 00:03:55.259
物理学者たちは これを実行に移しました

00:03:55.259 --> 00:03:59.483
まずは70年代のジョン・クラウザーや
80年代のアラン・アスペに始まり

00:03:59.483 --> 00:04:03.106
EPR予測を検証する何十もの実験がなされ

00:04:03.106 --> 00:04:05.214
全て同じ結論を得ました：

00:04:05.214 --> 00:04:07.603
量子力学は正しかったのです

00:04:07.603 --> 00:04:12.220
事前に決定されない量子もつれの関係にある
粒子の状態の相関関係は事実であり

00:04:12.220 --> 00:04:15.365
いかなる隠れた変数によっても
説明することはできないのです

00:04:15.365 --> 00:04:19.991
EPR論文の主張は正しくないと分りましたが
素晴らしい理解をもたらしました

00:04:19.991 --> 00:04:23.976
主導的な物理学者が量子力学の
基礎について徹底的に考察することにより

00:04:23.976 --> 00:04:26.702
この理論はさらに詳しく理解され

00:04:26.702 --> 00:04:30.798
量子情報理論といった研究分野の
立ち上げに寄与しました これは今や

00:04:30.798 --> 00:04:36.774
未曾有の潜在能力を有するコンピュータ開発の
分野として 研究が盛んになされています

00:04:36.774 --> 00:04:39.602
しかしながら 測定結果はランダムなので

00:04:39.602 --> 00:04:41.716
量子もつれの関係にある粒子を使って

00:04:41.716 --> 00:04:46.127
メッセージを光よりも速く伝えるという
SFのようなことは起こりません

00:04:46.127 --> 00:04:49.025
ですから 相対性理論は 今の所 無事です

00:04:49.025 --> 00:04:53.534
でも量子宇宙は アインシュタインが
信じようとしていたことよりも はるかに奇妙です