量子力学が測定現象を説明できない明白な理由

観測問題については現在でも様々な議論が続いています。

観測問題の一つは、ミクロな粒子とマクロな測定器とがどのように相互作用するのかを分析することです。

波束の収縮問題もこれに含まれます。

観測問題のもう一つは、ミクロ粒子に関わる現象をすべて量子力学で説明できるかというものです。

殆どの物理学者は、それが可能だと考えています。

以下では、この後者の問題について分析します。

便宜上、観測器を測定器と表現します。

測定器が測定値という情報を出力することについては、これまでのブログで度々取り上げてきました。

今回は、測定機に関わる現象を物理法則だけで説明することは原理的に不可能であることを証明します。

測定器にはモーターのような機械と本質的に違う部分かあります。

モーターに関わる現象は、物理法則で完全に説明できます。

一方、測定器に代わる現象は物理法則だけでは説明できない部分があります。

それは、測定器が測定値という情報を創発する機械だからです。

測定器の機能は次の通りです：

（１）測定する物理量の決定

（２）基準にする物理量の決定

（３）測定物理量と基準物理量との比較

（４）比較結果を測定値として定義

（５）測定値情報を物質（情報表現物質）で表現

（６）情報表現物質の出力

これらのことから、測定機にかかわる現象は物質現象と情報現象の二面性があることが分かります。

以上のうち（４）と（５）の部分が物理法則では説明できません。

その理由は、次の通りです：

（１）物理学にはそもそも情報という概念がないので物理法則では扱えません

（２）測定値情報は測定器というシステムに依存する非客観的概念です

（３）物理学は、非客観的概念を説明できません。

結局、測定器に関わる現象で物理法則で説明できるのは物質現象の部分だけであり、測定値という情報に関わる現象（情報現象）は物理法則の説明対象から逸脱することが分かります。

この事実は、古典物理学と量子力学の双方に通用します。

量子力学における観測問題で特に問題視されるのは、超人ノイマンが意識の関与を認めても矛盾しないことを理論的に示したためです。

つまり、ノイマンは

（１）シュレーディンガーの猫の箱内部で放射性ガスの発生

（２）検知器による放射性ガスの検出

（３）検出器による毒ガス入りの瓶の破壊

（４）箱の窓から中から出てくる光の観測者の眼への入力

（５）眼の視覚細胞による電気パルスの発生

（６）脳神経回路への電気パルスの入力

（７）観測者の意識による猫の生死の判断

までの一連の物質現象をシュレーディンガー方程式で一貫して記述できることを示したのです。

ノイマンの説明に欠落していることは、観測（測定）に不可欠な情報概念の存在です。

更に、意識までもシュレーディンガー方程式で記述できるとしたことも問題です。

言うまでもなく、意識は主観的概念なので物理法則で説明することは不可能です。

詳細は、パソコンサイト　情報とは何か　情報と物質の関係から見える世界像　を是非ご覧ください！