0:00:07.176,0:00:11.960
オーストリアの物理学者 E.シュレディンガーは[br]量子力学の立役者の一人ですが

0:00:11.960,0:00:15.237
その名を有名にしたのは[br]実際には行われなかった実験でした:

0:00:15.237,0:00:17.937
それはネコにまつわる思考実験です

0:00:17.937,0:00:21.282
ネコを箱に入れて封印したとします[br]その際に―

0:00:21.282,0:00:26.572
一定時間内に50%の確率で[br]ネコを殺してしまう装置を一緒に入れたとしたら

0:00:26.572,0:00:30.418
最終的に「ネコの状態はどうなるだろうか？」と[br]問いかけたのです

0:00:30.418,0:00:33.788
常識的に考えればネコは生きているか[br]死んでいるかのどちらかですが

0:00:33.788,0:00:36.791
シュレディンガーによれば[br]量子力学に従うと

0:00:36.791,0:00:42.421
箱を開けてみるまでは[br]ネコは生きていると同時に

0:00:42.421,0:00:44.338
死んでいる状態だというのです

0:00:44.338,0:00:48.302
箱を開けた時にのみ[br]その状態が確定します

0:00:48.302,0:00:51.561
それまではネコの生死は[br]はっきりとせず確率的で

0:00:51.561,0:00:54.230
半々の状態なのです

0:00:54.230,0:00:56.965
そんなばかな[br]これがシュレディンガーの見解でした

0:00:56.965,0:00:59.956
量子力学はあまりに[br]哲学的に矛盾しているとして

0:00:59.956,0:01:02.768
自身が関わってきた[br]この学説を放棄して

0:01:02.768,0:01:04.995
生物学に関する執筆へと[br]転じました

0:01:04.995,0:01:08.949
ばかばかしく思えるかもしれませんが[br]シュレディンガーのネコは現実なのです

0:01:08.949,0:01:10.610
実をいうと 欠かせないものなのです

0:01:10.610,0:01:14.328
量子的な物体が同時に２つの状態で[br]あることが不可能だったとしたら

0:01:14.328,0:01:18.575
今 レッスンを見ている[br]このコンピュータも存在しませんでした

0:01:18.575,0:01:20.657
重ね合わせという量子現象は

0:01:20.657,0:01:25.708
全てのものが持つ[br]波と粒子の二面性の結果です

0:01:25.708,0:01:27.844
ある物質が波の性質を有するには

0:01:27.844,0:01:30.299
空間的にある程度[br]広がっていなければなりません

0:01:30.299,0:01:34.049
つまり 同時に複数の位置を[br]占めなくてはならないのです

0:01:34.049,0:01:37.070
物質の波長はある程度の[br]空間までには限定されますが

0:01:37.070,0:01:39.425
これを完全に定義することはできません

0:01:39.425,0:01:43.425
つまり さまざまな波長で[br]同時に存在するのです

0:01:43.425,0:01:46.459
日常の物質ではこの波動の特性を[br]目にすることはありません

0:01:46.459,0:01:50.212
その理由は運動量が増加すると[br]波長は短くなるからで

0:01:50.212,0:01:52.910
その点では ネコは大きくて[br]重すぎるのです

0:01:52.910,0:01:57.129
１つの原子を太陽系の大きさに[br]膨らませたとすると

0:01:57.129,0:01:59.653
物理学者から逃げる[br]ネコの波長は

0:01:59.653,0:02:03.319
その太陽系内の原子と[br]同じぐらい小さくなってしまいます

0:02:03.319,0:02:08.044
あまりに小さくて ネコの波動的ふるまいを[br]見ることはできません

0:02:08.044,0:02:10.061
しかし 電子といった小さな粒子は

0:02:10.061,0:02:13.398
この二重性の劇的な[br]証拠を示します

0:02:13.398,0:02:18.602
電子を衝立に空けた２つの[br]細いスリットに向けて撃ち出すと

0:02:18.602,0:02:23.912
各電子は粒子のように振舞い[br]ある瞬間に反対側の

0:02:23.912,0:02:25.295
ある一点で検知されます

0:02:25.295,0:02:27.533
しかし この実験を何度も繰り返して

0:02:27.533,0:02:30.360
各粒子の軌跡を追跡していくと

0:02:30.360,0:02:34.643
波動の特徴を示すパターンを示すのです

0:02:34.643,0:02:37.373
一連の縞 ― これは[br]複数の電子の存在する場所と

0:02:37.373,0:02:40.061
何もないところに分かれています

0:02:40.061,0:02:42.867
片方のスリットを塞ぐと[br]この縞が無くなってしまいます

0:02:42.867,0:02:47.692
それでこのパターンは各電子が同時に[br]双方のスリットを通り抜けた

0:02:47.692,0:02:49.790
結果であることを示しています

0:02:49.790,0:02:52.672
一つの電子が左右の行先を[br]選ぶのではありません

0:02:52.672,0:02:56.076
左右同時に通り抜けるのです

0:02:56.076,0:03:00.029
この重ね合わせの状態が[br]現代の技術へとつながります

0:03:00.029,0:03:05.491
原子核の近くにある電子は広がりのある[br]波状の軌道に存在しています

0:03:05.491,0:03:07.135
２つの原子を互いに近づけると

0:03:07.135,0:03:10.416
電子は一方の原子に[br]属しているのではなく

0:03:10.416,0:03:12.203
原子間で共有されます

0:03:12.203,0:03:14.676
これが化学結合の仕方です

0:03:14.676,0:03:21.059
ある分子の１電子は 原子Aまたは[br]原子Bではなく A+Bに属し

0:03:21.059,0:03:23.875
原子をさらに追加していくと[br]電子はさらに広がってゆき

0:03:23.875,0:03:27.342
数多くの原子間で[br]同時に共有されます

0:03:27.342,0:03:30.643
固体の中の電子は特定の原子に[br]結合しているわけではなく

0:03:30.643,0:03:35.344
すべての原子間で共有され [br]広い範囲に広がっています

0:03:35.344,0:03:37.860
この巨大な重ね合わせの状態が

0:03:37.860,0:03:41.607
物質を通り抜ける際の[br]電子の動きを決定して

0:03:41.607,0:03:45.625
物質が導体か 絶縁体か[br]半導体になるかを決めます

0:03:45.625,0:03:48.461
電子が原子間でどのように[br]共有されるかを理解する事で

0:03:48.461,0:03:51.947
シリコンのような半導体の性質を

0:03:51.947,0:03:53.508
制御することができます

0:03:53.508,0:03:55.919
異なる半導体をうまく結合すると

0:03:55.919,0:03:59.501
一つのコンピュータチップ上に[br]何百万もの小さなトランジスタを

0:03:59.501,0:04:01.863
搭載することができます

0:04:01.863,0:04:04.065
半導体チップと[br]広い範囲に分布する電子が

0:04:04.065,0:04:07.494
このビデオを見ている[br]コンピュータに動力を与えます

0:04:07.494,0:04:12.185
インターネットはネコのビデオの共有ために[br]あるというのはお馴染みの冗談ですが

0:04:12.185,0:04:15.431
深くさかのぼってみると[br]インターネットが存在しているのは

0:04:15.431,0:04:19.310
オーストリアの物理学者と想像上のネコの[br]おかげなのです