今回ご紹介するのは、量子の世界では、私たちが知っている物理学では、考えれない現象が起きているというお話です。
あの有名な物理学者のアイザック・ニュートンは、「光は一つ一つの小さい粒子」であることを主張していました。
しかし1807年に 物理学者のトマス・ヤングが二重スリット実験という簡単な実験で「光は単純な粒子ではない」ことを証明しました。
二重スリット実験とは、3つのパーツで構成された実験です。
「光源」と「2枚の狭いスリットのある板」そして光を受ける「スクリーン」を準備します。
光源を点けると光は、二本のスリットを通過してスクリーンを照らします。

もし光が単純な粒子であれば光源から放たれた粒子は、二本のスリットを通過して二本の直線の模様がスクリーンに現れるはずです。

しかし実験の結果、実際にスクリーンに現れたのは直線ではなく濃淡のある縞模様でした。
画像:Wikipediaより
この縞模様は水の波や音波などの波の重ね合わせによって形成された模様と全く同じです。
このことから光は単純な粒子ではなく波であるということが証明されました。
この実験から100年後アインシュタインやルイ・ド・ブロイの物理学者の研究で新たに分かった事は、「光は粒子でもあり同時に波である」ということです。
現在は「光は粒子性と波動性を併せ持つ」という表現を使っています。
光の一つ一つの粒子は「光子」と呼ばれています。
不思議なことが、ここから始まります二重スリット実験の1回目の改変は1909年にジェフェリーテイラーと言う物理学者によって設計されました。
彼は、光源の出力量を調整し光子を1つずつ光源から放つようにしました。
こうすることにより到着する光子の数が1つしかないので板の二本のスリットの内どちらかの1本のスリットしか通過しない事になります。
常識から考えると1本のスリットしか通過しない光子は、波の重ね合わせが無くなる事になりますので つまり最初に二重スリット実験で観察された縞模様が、2本の直線になるはずだと予測しました。
テイラーがこのような結果を予測して実験を始めましたが、1つの光子を放っても何故かスクリーンには、また波の重ねあわせによる縞模様が現れました。
「えー! なんでー?」と言ったかどうかは、さだかではありませんが!(^^;)
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この予想外の結果に対して1個の光子が同時に二本のスリットを通過し光子自体の間で波の重ね合わせが起こったのだと解釈するしかありませんでした。
あまりにも常識とかけ離れていたため他の研究者たちは、スリットの前に光子の動きを観察するカメラの設置を提案しました。カメラで観測することにより光子が本当に二本のスリットを通過したかを証明しようということです。
そして70年後の1970年代後半にやっと光子の動きをとらえるカメラが開発されました。
物理学者達は早速実験の検証を行いましたが、彼らはここで初めて二重スリット実験での観測結果から実験の不気味さを感じました。
70年前と同じ仕組みで光子を一個ずつ発射していくとスクリーンにあの縞模様が現れました。
次に1つの光子が本当に二本のスリットを同時に通過しているかを観察するためスリットの前に設置されているカメラをONにしました。
すると不思議なことにカメラをONにした瞬間からスクリーンにあった縞模様が消え始め代わりに二本の直線が現れ始めました。
再びカメラをOFFにするとスクリーンにあった二本の直線が消えてまた縞模様が現れ始めました。
これは、まるで光子が意識を持っているかのように カメラがOFFで自分が観察されていない時は自分の波動性を表しカメラがONになり自分が観察されているとわかると一つのスリットを通過して粒子性を表す振る舞いをしているのです。
これは通常の物理学では、非常に理解しがたい現象です。
今までのすべての物理現象は人間が観察しようがしまいが最終的な結果は、変わりませんでしたが、しかし今回の実験は人間がその過程を観察するかどうかで結果が変わっているのです。
通常の物理学では、考えられない現象が、量子の世界では起こっているという事です。
【おまけ】
Institute of Noetic Sciences(米国ノエティック科学研究所)で主任研究員をしている、ディーン・レイディン博士が実際に行った実験です。
実験内容は、量子を二重スリットに向かって発射している時に、片方のスリットを通るように意識的に念じるというものです。
実験結果は、念じた時は念じていない時と比べて明らかに偏っているという結果でした。
また、博士は同じ実験を250人にやってもらったところ、やはり念じると偏ることがわかったそうです。
我々の意識は果たして量子に影響をあたえているのでしょうかね?
量子力学が、更に解明されていけば、超能力や心霊現象についても何かわかってくるのでしょうかね?