人間サイドから見た量子力学

量子力学は完璧な理論構造をもった理論である．ところが，人間が自然を観測しようとすると，それを非決定論的な方法でかき乱さなければならない．つまり量子力学の予言は確率の言葉でしか述べられない．これを量子力学の正統的解釈もしくはコペンハーゲン解釈という．これに反対したアインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン(EPR)は，量子力学は古典論的実在性と局所性（情報は光速以下でしか伝わらないこと）とを同時に満足しえないから，不完全な理論であると考えた．ボームはいわゆる隠れた変数の理論を提起して，古典論で量子力学の予言を再現できる理論を構築した．この場合，確率は古典的な意味における隠れた変数の情報の無知に起因することになる．しかし，古典論的確率は，量子論的確率とは演算規則が異なる．量子論では重ね合わせの原理に従う状態という概念があり，それの絶対値の2乗が確率と結びつく．ベルはこの本質的違いに着目して，量子論的には成立しないが，古典論的実在性と局所性を仮定すれば，古典論である限りどのような理論を構築しても必ず満たされなければならない「ベルの不等式」を導いた．実験が行われ，実際にベルの不等式が破れていることが確認された．つまり，量子力学が正しく，古典的な局所性は破れている．
本書は，ベルの不等式関連の非常に詳しい解説である．普通はベルの不等式の実験といえばアスペの実験しか出てこないが，本書ではそれ以前の実験の苦労話から，アスペ以後の最近の発展が詳しく紹介される．著者はこの方面の専門家で，通俗書にしてはレベルが高すぎることも平気で書きまくっている．専門家が書いた本は，内容は濃いが，読者にはすごくハイレベルの理解力を要求するものである．本書の最後の部分では，関連する話題として量子情報理論の最近の進展が紹介されているが，量子コンピュータの構築に関する議論など明らかに通俗書のレベルを超えている．