[論文レビュー] The Problem of Conscious Observation in Quantum Mechanical Description

H. D. Zeh|ArXiv.org|Aug 28, 1999

Mechanics and Biomechanics Studies参考文献 10被引用数 25

ひとこと要約

この論文は、古典的概念や隠れた変数を排除することで、意識的観測の一貫した量子力学的記述を提案し、シュレーディンガー方程式に従う普遍的なユニタリ発展が必然的に『多くの心』解釈に導くことを示している。環境デコherenceが波動関数の崩壊なしに測定連鎖——包括して意識的観測者を含む——の形式的記述を可能にすることを示し、完全に量子的な枠組みの中で測定問題を解決する。

ABSTRACT

Epistemological consequences of quantum nonlocality (entanglement) are discussed under the assumption of a universally valid Schrödinger equation in the absence of hidden variables. This leads inevitably to a {\it many-minds interpretation}. The recent foundation of quasi-classical neural states in the brain (based on environmental decoherence) permits in principle a formal description of the whole chain of measurement interactions, including the {\it behavior} of conscious observers, without introducing any intermediate classical concepts (for macroscopic "pointer states") or "observables" (for microscopic particle positions and the like) --- thus consistently formalizing Einstein's {\it ganzer langer Weg} from the observed to the observer in quantum mechanical terms.

研究の動機と目的

• 古典的概念や隠れた変数を排除することで、量子力学における測定問題を解決すること。
• 意識的観測者を含む測定プロセスの全般をユニタリ量子枠組み内で形式化すること。
• 意識的観測が外部の仮定ではなく、量子もつれとデコherenceから生じることを示すこと。
• 伝統的なコペンハーゲン解釈と波動関数の崩壊が認識論的に一貫しないことを主張すること。
• 多くの心解釈が普遍的量子力学的ダイナミクスと非局所性の自然な結果であることを確立すること。

提案手法

• 波動関数の崩壊仮定なしに普遍的に有効なシュレーディンガー方程式を仮定する。
• 環境デコherenceを用いて、脳における準古典的指標状態の出現を説明する。
• 測定連鎖を、神経過程を含む一連のもつれた量子系としてモデル化する。
• エヴェレット／多くの世界枠組みを用い、分岐を異なる意識的経験に対応させる。
• 観測量、古典変数、量子ジャンプを基本的要素として使用しない。
• 主観的意識がグローバル波動関数のデコherence済み分岐と相関することを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 波動関数の崩壊なしに、ユニタリ量子理論内で意識的観測を一貫して記述する方法は何か？
• RQ2 環境デコherenceは、脳を含む巨視的系における準古典的振る舞いの出現にどのような役割を果たすか？
• RQ3 心の体験を、普遍波動関数の特定の分岐と形式的に結びつけることができるか？
• RQ4 コペンハーゲン解釈は、意識的観測を含む量子測定を完全に記述するのに失敗する理由は何か？
• RQ5 量子の非局所性が物理状態と意識的経験の関係に与える認識論的結果は何か？

主な発見

• 普遍的シュレーディンガー方程式の仮定に加え、量子の非局所性とデコherenceを組み合わせると、必然的に多くの心解釈に至る。
• 意識的観測には崩壊仮定を必要とせず、むしろデコherenceによる普遍波動関数の分岐から生じる。
• 脳内の神経過程は、安定した指標基底を形成するデコヒーレントな量子状態として記述可能であり、客観的確率の割り当てを可能にする。
• 『観測量』という概念は根本的ではない。代わりに、確率は意識的経験が分岐にわたって客観的に分割されることを記述する。
• 多くの心解釈は、アインシュタインの「ganzer langer Weg」——物理的出来事から意識的知覚への完全な連鎖——がユニタリに記述された場合に自然に一致する。
• 本論文は、ハイゼンベルク＝ボーア解釈が古典的概念と補完性に依存するため、もはや根本的な枠組みとして成立しないと結論づける。