シュレーディンガーの猫は、量子物理学についての思考実験である。 エルヴィン・シュレーディンガーが1935年に、量子物理学のコペンハーゲン解釈への反発から提案した。
Schrödinger wrote:
かなり馬鹿げたケースを設定することさえできます。 ガイガーカウンターの中に小さな放射性物質があり、1時間の間に原子の1つだけが崩壊するかもしれませんが、同じ確率で1つも崩壊しないかもしれません。 このシステム全体を1時間放置しておくと、その間、原子が崩壊しなければ、猫はまだ生きていると言うだろう。 7930>
このように、もともと原子領域に限定されていた不確定性が、マクロ的な不確定性に変化し、それが直接観測によって解決されるのは、典型的なケースです。 このことは、現実を表現するための「不鮮明なモデル」を有効なものとして素朴に受け入れることを防ぐことになる。 それ自体は、不明確なことや矛盾したことを具体化したものではないだろう。 手ぶれやピンボケの写真と、雲や霧の中のスナップショットとは違うのだ。 Trimmer in Proceedings of the American Philosophical Society)
簡単に言えば、シュレーディンガーは、箱の中に猫と猫を殺すことができるもの(放射性原子)を入れて密閉すると、箱を開けるまで猫が死んでいるか生きているかわからない、つまり箱を開けるまでは、猫は(ある意味で)「死んでいると生きている」ことになると述べたのです。 これを利用して、科学理論の仕組みを表現しています。
物理学は古典物理学と量子力学の2種類に分けられる。 古典物理学は、ボールが落ちるとなぜ弾むのか、というようなほとんどの物理的相互作用を説明する。 また、ボールを落としたらどうなるかというような物理的相互作用の予測にも利用できる。 しかし、古典物理学では説明できない物理的な相互作用もある。例えば、光がどのようにして電気に変わるのか、などだ。 量子力学は、このようなことがなぜ起こるのかを物理学者に説明する方法を提供します。
コペンハーゲン解釈は、原子の最小部分(素粒子)に何が起こっているかを、それを見ずに(観察したり測定したり)説明するために使われます。 数学は、粒子に何かが起こる確率を示すために使われます。 ある粒子がある時間にある場所にいる確率は50%、別の時間にある場所にいる確率は50%と表現することができます。 これはチャート(または波形)としても表現できます。 これは量子物理学の計算をするときにとても便利なんです。
しかし、ある粒子がどこにあるのかを100%確かめるには、それを観察するしかありません。 観測するまでは、コペンハーゲン解釈では、粒子はそこにあって、そこにないということになります。 粒子がそこにあるかないかを知るのは、粒子を観測したときだけなのです。
これは量子物理学では意味を持ちますが、古典(現実世界)物理学では意味を持ちません。
シュレーディンガーは、このような量子力学の考え方が不条理な事態を招くことを示したかったのです。 彼はある思考実験を考案しました。
外界と隔絶された部屋に猫を置く。
部屋には放射性崩壊の量を数えるガイガーカウンターと、放射性元素が少し置かれています。
1時間以内に、放射性物質の原子の1つが崩壊(物質が安定しないので壊れる)するかもしれないし、しないかもしれない。
もし放射性物質が壊れれば、原子粒子が放出され、それがガイガーカウンターに当たって毒ガスが発生し、猫が死んでしまう。 シュレーディンガーは、コペンハーゲン解釈によれば、ドアが閉まっている限り、猫は死んでいる、生きていると言っています。 ドアを開けるまでは知る由もない。 しかし、ドアを開けることによって、人は実験を妨害していることになる。
実験を見ることによって、その人は実験に影響を及ぼしているので、正しい答えが得られないかもしれないのです。