量子もつれ・ベルの不等式・・・の考察／１

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（１）

【プロローグ】　（１）

　　“参考文献”　　【日経サイエンス・・・２０２３・１２】

　　★  特集／量子もつれは何を語るか

　　　　１ ） 世界は局所的かつ実在的・・・ではない

　　　　　　　　＜量子もつれになった光子を用いた実験で、実在の核心に、ある謎が浮

　　　　　　　　　かび上がった＞
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D．ガリスト　（科学ジャーナリスト）

　　　　２ ） ベルの不等式が問いかける・・・

　　　　　　　　　　　　　実在 ・ 局所性 ・ 自由意志

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　語り：　木村 元　（芝浦工業大学）
　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　聞き手：　吉田 彩　（編集部）

　　　　　　　　　＜量子もつれの存在を示す 「ベルの不等式の破れ」 が実験で実証さ

　　　　　　　　　　れ・・・物体には、測定されていない物理量の値は、実在しないことが

　　　　　　　　　　明らかになった。だが・・・実在は、完全に否定されたのだろうか？＞

　　　３ ） 量子もつれ実験の・・・知られざる源流

　　　　　　　　＜２０２２年のノーベル物理学賞は、量子もつれを実証した実験からに

　　　　　　　　　授与された。実は、彼らよりも前にその兆候をとらえていた、女性物理

　　　　　　　　　学者がいた。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（２）

【プロローグ】　（２）

「ええ…」マチコが、インターネット正面カメラを見上げた。「高杉塾長の、アシスタント／折

原マチコです。

前のページの…

《真空の重さを計る・・・アルキメデス実験、とは？》 の、最後に、少し触れましたが…

＜ 量子力学／・・・量子もつれ・・・＞ の大問題を、私達で考察してみます。

これは、＜ ・・・非局所性・・・＞ の、問題になります。

ええと…

今回のメンバーは…

まず、厨川アンさんが、《危機管理センター》 の方へ戻ります。新型コロナとインフルエン

ザの動向が、“依然として・・・気になる・・・” と、言っていました。＜非常事態・下＞ ですか

ら、響子さんとアンさんの、２人体制という事ですね。

その…

厨川アンさんの代わりに…

私の古い親友／白石夏美に来てもらいました。彼女は、＜ＣＯＰ２８（／国連気候変動枠組条約・

締約国会議の、第２８回目の会議。２０２３年１１月３０日〜１２月１３日まで、ＵＡＥ（アラブ首長国連邦）の、ドバイで開催され

ました。）＞ で、ＵＡＥのドバイに行っていました。

年内に帰国して、資料を整理しながら、しばらく静養していた様子です。ヒマそうなので、来

てもらいました。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（３）

【プロローグ】　（３）

それから…

【茜／新理論・研究所】 の秋月茜さんは、新理論／担当ですから、当然、主力メンバー

です。そして、国内が騒然としているので、津田・編集長にも、残ってもらいました。

でも…

そうした中にあって、私達はもうしばらく、あえて大混乱には踏み込まず、傍観していること

にしました。そして、浮世離れした、【量子力学／・・・量子もつれ・・・ベルの不等・・・】 に、

没頭したいと思います。

ええと、そういうわけで…

高杉・塾長、お願いします…」

「うむ…」高杉が、ユックリとうなづき、コーヒーカップを脇に押しやった。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（４）

【重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（１）

「さて…」高杉が、両手を組み合わせた。「何処から始めようか…

うーむ…

我々の…日常生活は…

＜  “局所実在論” が、成立するという・・・

局所性 ・ 実在性の・・・仮定／前提を・・・受け入れています。

そして・・・そのワクの中で、喜怒哀楽し・・・まさに国会では・・・

裏金問題 ・大不祥事の・・・舌戦／・・・ボケと、ツッコミの・・・漫才劇・・・＞ も、展開し

ているわけですねえ。

この、２つの仮定／前提は…

＜ この世の形・・・目下の、物理空間における・・・局所性と、実在性・・・＞ ですね、」

「ふーん…」マチコが言った。「哲学的な話ねえ…」

「いや…」高杉が、首を振った。「哲学の話ではなく…物理学／物理空間の話をしよう、とい

うわけです…」

「はい…」マチコが、神妙にうなづいた。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（５）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（２）

「ええ…」高杉が言った。「【量子力学】 において…

＜ 人間の直感に反する・・・奇妙な大問題が・・・２つ・・・＞ あります。これを、簡単に

説明して置きましょうか。

１つは、＜ 重ね合わせ＞ で、もう１つは、＜ 量子もつれ＞ ですね。これは、すでに、

一般化した概念かも知れません。しかし、現代／理論物理学の、基盤的概念の考察に当

たり、改めて考察て置きましょう。

まず…

＜ 重ね合わせ／ superposition （superposition／・・・重ね合わせ・・・）＞ という概念すね。

【量子力学】 の、説明によれば…

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（６）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（３）

＜ 光子などの素粒子は・・・同時に、異なる状態をとることが・・・可能・・・＞ であり、

また、＜ 同時に・・・異なる場所に存在することも・・・可能・・・＞ と、言いますねえ。

これは、＜・・・重ね合わせ状態・・・＞ と呼ばれ…

＜ 測定が行われる、直前まで・・・素粒子は・・・その様な状態になっている・・・＞ と、

【量子力学】 では、考えられています。

まあ、“コペンハーゲン解釈（／・・・「コペンハーゲン解釈」 という名称は、デンマークの首都コペンハーゲンにある、

ボーア研究所に由来します。ボーアや、弟子のハイゼンベルクは、ここを拠点に・・・アメリカのプリンストン高等研究所の、アイ

ンシュタインと、論争を展開していました。）” では…という事ですがね。

“古典的な・・・粒子の概念” では…

＜１度に・・・１つの向きにしか・・・自転／スピンができない・・・＞ わけです。

しかし、くり返しますが…

＜ 量子的な粒子では・・・同時に、異なる向きに・・・スピン・・・＞ できます。例えば、

＜ 上向きスピンと、下向きスピンの・・・両方の状態を・・・同時に、取ることが出来る

・・・＞ と、いう事です。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（７）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（４）

具体的に言うと…

＜ 光子の場合・・・

スピンは・・・光の偏光に対応し・・・スピンの、重ね合わせ状態にある光子は・・・２つ

の、異なる偏光状態を・・・同時に取っている・・・＞ と、理解できる、わけです。

また…

＜ 量子的な物体は・・・ここに在る状態と、ここに無い状態を・・・同時に・・・取ること

ができる・・・＞ わけですねえ。

つまり…

＜ 量子的な物体が・・・重ね合わせ状態にある時・・・測定が行われるまでは・・・そ

の測定量は・・・定まってはいない様に・・・見える・・・＞ と、言うとですねえ、」

「そうかあ…」マチコが、ポカンと口を開けた。「アンさんが、さあ…

光合成の光子が…同時に複数の場所に存在するから…エネルギーの減衰が少ないとか、

ナントカと、言っていたけど…“そういう・・・コト・・・” なんだあ。少し、分かった気がするわ

ね…

うーん…もっと、よく聞いておけば、良かったわねえ…」

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（８）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（５）

「うーむ…」高杉が言った。「まあ、しかし…

“光合成・光子の・・・重ね合わせや・・・量子もつれ・・・” などは、実態の解明は、これからな

のでしょう。厨川アンは、生命情報科学／バイオインフォマティックスの専門家ですから、そ

んなコトを言っていたのでしょう」

「うーん…」マチコが、コクリとうなづいた。「でもさあ…問題は、＜・・・重ね合わせ状態・・・

＞ よねえ…」

「そうです…」高杉が、アゴに手を当てた。「その…

＜ 人間的な感性との・・・ズレが・・・問題・・・＞ な、ワケ、ですねえ。別の言い方をす

れば、＜ 真実は・・・人間の感性なのか、物理現象なのか？・・・それとも、他の何者

か、なのか？・・・＞ と、いう事になりますかね、」

「ふーん…」マチコが、頭を傾げた。

「まあ…」高杉が言った。「この問題は、ここまでにして、先に進みましょう…」

「はい…」マチコが、うなづいた。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（９）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（６）

「ええ…」高杉が言った。「次に…

＜ 量子もつれ／ quantum entanglement （quantum ／量子 、entanglement／もつれ ）＞ につい

て…分かっていると思いますが…簡単に説明して置きましょう。

＜ 量子もつれ＞ は…

＜ 重ね合わせ状態にある・・・２個の粒子を・・・瞬時につなぐ・・・現象・・・＞ です。

これは、空間的・距離に、依存しません。たとえ、銀河系の両端ほど距離が離れていても、

どちらかの粒子に対する作用は、もう片方の粒子に、瞬時に、影響を及ぼします。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（１０）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（７）

例えば…

＜ 量子もつれになった、２個の粒子は・・・最初は、どちらも・・・スピンが、“上向き・

下向き”の・・・重ね合わせ状態・・・＞ に、あります。

そして…

＜ どちらかの粒子の・・・スピンの状態を、測定すると・・・その粒子の、“スピンの向

きが定まり （／神がサイコロを振り・・・波束が収束・・・）”・・・同時に・・・もう片方の、粒子

の向きも・・・“相関した形に・・・瞬時に・・・定まる”・・・＞ ことに、なります」

ウー・チェンシュン （呉健雄: Chien -Shiung Wu ／中国系アメリカ人で・・・女性物理学者の草分け。）　 （ネットより画像借用）

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（１１）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（８）

「どうして…」マチコが言った。「こんなコトが、起こるのかしら？」

「うーむ…」高杉が、宙を見上げた。「率直な質問ですから、率直に答えましょう…

おそらく、という事ですが…

“ デカルトが、この世を２分割した・・・物の領域／科学という、方法論的・学問においては

・・・それを、深く追求して行くと・・・もう片方の、心の領域／１人称の主体性／神の絶対主

体性が・・・顕在化して来る・・・” という、所でしょうかねえ…

それゆえに…

【量子論／・・・量子力学】 は、正しいと言える、のかも知れません。何故なら、物の領域

／客観的科学の領域で、あえて無視して来た…

“ 本来・存在するべき・・・もう一方の、心の領域／= 思惟する心／・・・我思う、ゆえに我

あり・・・” の、デカルト自身の、哲学的真理が、顕在化し…

まさに…

“この世／この世界に・・・アンカー（anchor／船の錨 (いかり)）を・・・下ろしている・・・” わけです」

「うーん…」マチコが、コクリとうなづき、肩を傾げた。

「ええ…」秋月茜が、口を開いた。「いいですか…

この…

＜ 量子もつれ＞ の存在は…

“参考文献”／★ 特集・量子もつれは何を語るか／３本目の論文記事・・・

★ 量子もつれ実験の、知られざる源流・・・　

に、掲載されている…

ウー ・ チェンシュン（呉健雄: Chien -Shiung Wu ／・・・中国系アメリカ人で、アメリカにおける女性物理学者の、草分

けの１人。） の、１９４９年の実験まで、遡るわけですわ。

ええと…高杉・塾長、少し話が逸（そ）れるのですが、よろしいでしょうか？」

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（１２）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（９）

「はは…」高杉が笑った。「いいですよ…

響子さんは、話が脱線することを嫌っていましたが…まあ、彼女もいない事だし…何でも、

言えて、介入自由なのが、当／《HomePage／人間原理空間》 の、取柄です。そう言うわ

けで…自由にどうぞ…」

「有難うございます…」茜が、満面で、微笑んだ。「ええと…

この時…

ウー ・ チェンシュンと、大学院生のシャクノフ（Ir ving Shaknov）は、コロンビア大学の地下のサ

イクロトロン（／サイクロトロンとは・・・磁場に垂直な面で、旋回運動する荷電粒子を、旋回に同期した高周波電界で加速

する装置です。 サイクロトロンには、PET放射性標識化合物の製造用、あるいは半導体照射用の低エネルギー・タイプから・・・

SPECT放射性同位元素製造用、または核物理学用の高エネルギー・タイプまで・・・様々な種類があります。） で…

＜ホイーラーの予想（ ホイーラーはその帰結として・・・電子と陽電子のペアが対消滅すると、生成される光子の

偏光が特定の形で相関することを見出し・・・その実証実験を提案していた。）・・・の実証・・・＞ を、しようとして

いた、と言います。

ええ、つまり…

＜ 電子と陽電子の・・・衝突によって、生じた光子のペア（／２個の、量子もつれ光子）は・・・

例え遠く離れていても・・・ 一貫して・・・互いに直交した、偏光状態にあった・・・＞ と、

いう事ですね。

ウー ・ チェンシュンが、実験で観測したのは、これら２個の光子の、相関から、生じた結果

だったわけです。この時、つまり、１９４９年のウー ・ チェンシュンの実験で、＜量子もつれ

＞ の徴候が、観測されていたわけです。

アインシュタインは…

１９５５年の他界ですから…当時はまだ、米／プリンストン高等研究所で、健在だったわけ

ですわ。＜ベルの不等式＞ が発表された、１９６４年には、すでに、亡くなっていたわけで

すが…」

「うーむ…」高杉が、アゴに手を当てた。「そこまで、遡るわけですか…」

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（１３）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（１０）

「ええと…」高杉が、“参考文献” に目を落とした。「話が、飛んでしまいましたが…

元の軌道に戻すと…

＜ 局所性と、実在性・・・を合わせて・・・局所実在論・・・＞ と、呼んでいるわけです

ね。人間社会では、誰が決めたわけでもなく、＜ 局所実在論の大前提で・・・人間原理

ストーリーが記述され・・・社会が、歴史が、重ねられてきた・・・＞ と、いう事ですねえ、」

「うーん…」マチコが、うなづいた。「お釈迦様の…

＜原始仏教（／・・・様々な派に分裂しはじめる以前の、初期の仏教。釈迦の在世時代から、その弟子達までの時代の

教理、教団の活動をいいます。仏教経典は、仏滅後に書き留められたものですが、『阿含(あごん)経』と総称される、それらの

経典には、釈迦や弟子たちの言葉と思われる、古い原型的なものがあります。）の時代＞ があり…

アレクサンダー大王／アレクサンドロス３世（／・・・古代ギリシャの、アルゲアス朝マケドニア王国の王／（・・・

在位は、紀元前３３６年 - 紀元前３２３年。有名な古代哲学者のアリストテレスが、家庭教師。そして、アリストテレスは、プ

ラトンの弟子です。）の、＜東方遠征と・・・ ヘレニズム文化（／紀元前４世紀の・・・アレクサンドロス３世の

東方遠征によって、ギリシア文化とオリエント文化が融合して形成された文化。ギリシャ彫刻と、仏教が出合い、美しい仏像が

誕生しました。）＞ があって…

紀元０年／＜イエス・キリスト・・・が誕生・・・＞ した、のよねえ。そうした歴史も、＜局所

実在論・・・が前提の・・・ストーリーで記述・・・＞ されて、来たワケかあ…」

「その通りです…」高杉が言った。「ええと、いいですか…

くり返しますが、そもそも…

【量子力学】 における…　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

＜ 局所性とは・・・

ここで起きた、出来事が・・・はるか彼方の物体や事象に・・・瞬時に、直接的に、影響

を及ぼすことはない・・・つまり、局所原理の世界である・・・＞ という、コトであり…

＜ 実在性とは・・・

物体は・・・誰もそれを測定しなくても・・・そもそも・・・ある決まった物理的性質の値を

・・・備えている・・・＞ という…“仮定／前提” のコトを、言います。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（１４）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（１１）

そして…

【量子力学】 は…

その ＜ 局所実在論の・・・仮定／前提に・・・大疑問符／？を・・・投げかけた・・・＞

わけですねえ。これこそが、一大事というものでしょう。これを、一大事と言わずして、何を、

一大事と言えるでしょうか？

うーむ…

ちなみに、アインシュタインが…

この状況／ “量子力学のコペンハーゲン解釈／・・・神がサイコロを振り・・・重ね合わせか

ら・・・波束が収束して・・・観測事実が結晶化する状況・・・” を嘆いて…こう友人に、問うた

と言われています。

“ 君は、本当に・・・君が見ていない時には・・・月は、そこに無いと思うかい・・・？”  と、」

「オオッ…」マチコが、両コブシに力を入れた。「サスガよねえ…

見ていない時には、月は存在しないわけだあ…あ、存在すると、存在しないの、重ね合わ

せ、という事かしら…？」

「ハハ…」高杉が、頭を傾げた。「しかし…

“どうも・・・神様は・・・サイコロを振るのが・・・お好きな様子・・・” ですねえ。“波束の収束／

・・・重ね合わせの状況から・・・１つの状況が結晶化し・・・観測事実が表出する・・・” のを、

楽しまれる御様子です。

ふーむ…神様は…ギャンブルがお好きですか…

しかし…

＜局所性・実在性＞ というのは…

人間の社会性にとって、余りにも当然すぎる前提です。農耕文明の始まった頃より、そして、

【量子力学】 が創始される、はるか以前から、＜局所性・実在性は・・・ホモサピエンスの

共同意識体／社会性の中で・・・育まれ・・・根付いて来たもの・・・＞ ですねえ。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（１５）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（１２）

さてと…

おさらいして…

何故、今さらこんな当然の事を、あらためて問題にするかというと、“全く・・・余計なことをし

てくれた・・・哲学者、科学者が・・・出現したから・・・”  という、事すねえ。私に、言わせれば、

さしあたり、２人が、思い当たります。

まず、１人は…

１５世紀の、フランスの数学者・哲学者であり、合理主義哲学の祖／ルネ・デカルトでしょう。

彼が、＜この世／この世界を・・・心の領域／思惟するものと・・・物の領域／延長され

たものに・・・分割した、張本人（ちょうほんにん／・・・事件の起こるもとをつくった人。首謀者。）・・・＞ です。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（１６）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（１３）

ルネ・デカルトは…

敬虔（けいけん／特に、神仏を深くうやまい、仕えるさま。）なクリスチャンであり、＜神の存在を・・・心底、

信じていた＞ と、聞きます。

しかし、信仰心の希薄な世上の輩（やから／同じ仲間。ともがら。）が、＜片方の・・・物の領域／

・・・科学という方法論的学問を・・・大暴走・・・＞ させ、現代の科学技術文明を、築き上

げてしまいした。＜心の領域／・・・思惟するもの＞ を、置き去りにしてです。

いや…

＜影のように付き従う・・・思惟するもの／心の領域で・・・まさに、思惟しながら・・・そ

れを押し殺してきたのが・・・科学技術文明・・・＞ という事、ですねえ。

まあ、そして、現在の…

＜２１世紀・大患難（だいかんなん）／・・・

核戦争の危機 ・・・ 地球温暖化に象徴される、文明史的な閉塞危機 ・・・そして、人

新世（／アントロポセン）を惹起し、全生態系の地質年代的な種の大量絶滅を予想させる、

生態系の大破局・・・＞ をも、招来している、様ですねえ。

まあ、今回は…これらの巨大危機に関しては、パスして置くことにしましょう…」

「はい…」マチコが、コクリとうなづいた。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（１７）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（１４）

「あ…」高杉が言った。「ええと…

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（２１）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（１８）

「ええと…」マチコが、うなづいた。「ともかくさあ…

ジョン・スチュアート・ベルさんも、余計な事をしてくれた、ものよねえ。日常世界を、根底から

ひっくり返して、さあ…」

「でも…」秋月茜が、微笑して言った。「実は…

ベルは、アインシュタインの立場／“隠れた変数” を、強く支持していたのです。そして、それ

を証明しようとして、考察を進めて行くと…１９６４年に、＜★ ベルの不等式が・・・破れて

いる結果を・・・得てしまった・・・＞ のです。

つまり、苦労した研究の成果／結果が…

既存の、【量子力学／・・・コペンハーゲン解釈・・・】 が、正しい事を、数学的に証明して

しまったわけですわ。ベルはこの事を、アインシュタインに知らせようと思ったでしょうが、彼

はすでに、９年前／１９５５年に、他界してしまっていました。

《量子もつれ／ベルの不等式・・・の考察》　（２２）

【 重ね合わせ・量子もつれ・・・局所実在論・・・とは？ 】　（１９）

ええと、ベルも…

後に、ノーベル物理学賞候補に上っていた様ですが、若くして他界しています。６２歳だった

でしょうか。

２０２２年のノーベル物理学賞も、生存していれば、確実だったはずですが、残念ですわ。私

は、ネットの資料で、彼はノーベル物理学賞を受賞しているもの、と思っていた次期がありま

す。でも、受賞していなかったのですね、」

「そうかあ…」マチコが、腕組みした。「それにしても、さあ…

ベルさんは、余計な事を、してくれたものよねえ。それで、＜ベルの不等式＞ というのは、

一体、どんなものなのかしら？」

「それは…」高杉が、手を開いた。「後で、シッカリと考察しましょう…

それから、余計な事をした、と言いますが…