観測のたびに、世界は分かれる

観測されなかった結果は、どこに消えたのか

二重スリット実験の終わりに、ひとつの奇妙な事実が残った。光子を観測すると、二つあった可能性のうち片方が消える。観測しなければ、二つは干渉して縞模様になる。観測していないあいだ、光子は「ここにある」ではなく「ここにある可能性がこれだけ、あちらにある可能性がこれだけ」という可能性の分布として振る舞う。量子力学はこの分布を 波動関数波動関数（wave function、記号 ψ）　量子系がとりうる状態すべてを同時に重ね合わせて記述する数学的対象。位置・運動量などを測ったときの値は直接書かれておらず、各値が出る「振幅」の分布として書かれている。絶対値の二乗が、それぞれの測定結果が出る確率になる（Born則）。——記号ではψ（プサイ）——と呼び、シュレーディンガー方程式シュレーディンガー方程式　波動関数が時間とともにどう変化するかを記述する量子力学の基礎方程式。1926年にエルヴィン・シュレーディンガーが発表。ニュートンの運動方程式が古典力学の骨格であるのと同じ位置にある。がその時間発展を書き下す。

ところが、測定器を当てた瞬間にこの分布は急に一つの値に絞られる——ψ が「片方だけ」に切り替わる。これが波動関数の収縮と呼ばれる現象だ。方程式はそこで一度中断され、複数の可能性のうち一つが選ばれ、残りは忽然と消える。コペンハーゲン解釈コペンハーゲン解釈　ボーアとハイゼンベルクを中心に1920年代後半に形成された量子力学の標準的解釈。観測によって波動関数が収縮し、一つの結果が選ばれると考える。量子系と観測者を別扱いする立場。はそう説明する。しかしこの答えには、古くから厄介な穴がある。観測とは何か、誰が観測者か、なぜ方程式が途中で止まるのか——。

1957年、プリンストン大の博士課程にいた26歳のHugh Everett III（ヒュー・エヴェレット3世）は、別の道を示した。方程式は止めない。収縮は起こさない。ただ一つだけ、認めればいい。観測されなかった結果も、観測された結果と同じように続いている——と。

これだけ聞けばSF的な思いつきに聞こえる。だが、エヴェレットの主張は正反対だった。余計なもの(収縮)を足しているのはコペンハーゲン側で、こちらはシュレーディンガー方程式をそのまま走らせているだけ——と。多い世界ではなく、少ない前提。それが彼の論文の骨格だった。

ここまでで、エヴェレットが何を主張したかの骨格は揃った。次の体験に入る前に、多世界解釈——英語で Many-Worlds Interpretation、略して MWI ——がどういう立場かを、3行に畳んでおく。これを手に、下のツリーに進んでほしい。

あなたの枝を、歩いてみる

ここから先は、読むのをやめて手を動かしてほしい。下の Canvas は、量子測定が1回起きるたびに、あなたが経験する世界が分岐していく様子を描く。根（左端の黄色い ψ）が観測前のあなた。右に伸びる線が、観測が起きたあとの世界。

ボタンを押すたびに、世界は二つに分かれる。あなたは Born則Born則　波動関数の絶対値の二乗が、測定結果の確率になる量子力学の規則。マックス・ボルンが1926年に提唱。多世界解釈では、この確率がそのまま各枝の「重み」になる。すべての枝は存在するが、重みは均等ではない。 に従って、自動でそのうちの片方に入る。もう一方の枝には、別のあなたが生きている。観測を重ねるほど、あなたの枝は細くなり、「別のあなた」の数は倍々に増える。

気づいてほしいのは、明るく残っているのがあなた、暗く沈んでいるのが別のあなたという絵の意味だ。暗い枝は「消えた可能性」ではない。そこにいる別のあなたからは、今度はこちらが同じだけ暗く見えている。どちらの枝から見ても、自分の枝だけが唯一の現実に見える——MWIの肝は、この非対称の欠如にある。

なぜ「分岐」が起きるように見えるのか

ここまで読んで違和感があるのは当然だ。波動関数が収縮しない——つまり、測定しても |0⟩ と |1⟩|0⟩、|1⟩（ブラケット記法／ディラック記法）　量子状態を書くときの標準記法。ポール・ディラックが導入した。縦棒＋ラベル＋鉤括弧（⟩）でひとつの「状態ベクトル」を表し、量子系がとりうる基本状態を示す。コインの例で言えば「|表⟩」「|裏⟩」のような感覚。電子スピンなら |↑⟩ と |↓⟩、光子の偏光なら |水平⟩ と |垂直⟩。本文では話を単純にするため、|0⟩ と |1⟩ という2つの基本状態だけを考えている。 の両方の成分が ψ の中に残り続ける——というなら、なぜ実験者には一つの結果しか見えないのか。|0⟩ と |1⟩ のどちらも波動関数の中に居残っているのなら、実験者の目には 両方の目盛りが同時に見えている ような気がしてもおかしくない。複数の結果が同時に知覚されてもよさそうなのに、実際にはそうならない。

答えの鍵は、デコヒーレンスデコヒーレンス　量子系が周囲の環境と無数の粒子レベルで絡まり合い、状態の位相関係が復元不可能になる過程。量子的な重ね合わせが、実質的に古典的な確率分布に見えるようになる仕組み。1970年代以降にZurekらが精密化した。と呼ばれる過程にある。観測装置が量子系と相互作用すると、装置そのものが二つの状態に「絡まる」。そして装置がさらに空気や光や熱と触れた瞬間、膨大な数の粒子が巻き込まれ、二つの枝は互いに干渉できなくなる。片方から見てもう片方は、もう存在しないのと同じように振る舞う。

干渉できない二つの枝。片方に乗った観測者には、もう片方を感知する方法がない。感知できないもの——物理的に相互作用できないもの——は、その観測者の世界には存在しないのと等しい。消えたのではない。ただ、到達できなくなっただけだ。

ある論文の、長い沈黙

つまり、これは何の話か

多世界解釈は、「別のどこかに別の私がいる」という物語ではない。シュレーディンガー方程式を止めないという、方程式の節約についての話だ。止めないかわりに、観測されなかった結果も存在することを認めさせる。SF風の結論が、真面目な倹約から出てきてしまう——そこが不思議さの正体である。

この解釈が最終的に正しいかどうかは、現時点で実験的に決着していない。コペンハーゲン、パイロット波パイロット波（de Broglie–Bohm 理論）　粒子には「実際の位置」があり、それを波動関数が「水先案内人（pilot wave）」として導いているとする解釈。1927年ド・ブロイが原型を提示し、1952年ボームが復活させた。確率的に見える現象はすべて、隠れた初期位置の統計的ゆらぎで説明される。、QBismQBism（Quantum Bayesianism）　波動関数は「世界の状態」ではなく「観測者が抱く合理的な信念（ベイズ確率）」だと見なす解釈。2001年頃にFuchs、Caves、Schackらが提唱。測定結果は観測者にとっての情報更新で、「客観的な物理的収縮」は起きていないと考える。、関係性解釈関係性解釈（Relational Quantum Mechanics）　1996年にカルロ・ロヴェッリが提唱。物理量は「系そのもの」ではなく「ある観測者から見た別の系」についてのみ定義される、とする立場。絶対的な波動関数は存在せず、どの状態も「誰から見た状態か」が必ず付随する。——他にも候補はあり、どれも同じ実験結果を予測する。「どの絵が正しいか」は、物理の問題でありながら、同時にどの絵を綺麗と感じるかの問題でもある。

映画が「もしも別の選択をしていたら」を描きたくなるのは、それが物理ではなく倫理の話だからだ。しかし物理の側も、偶然この物語と地続きの絵を描いてしまっている。選ばれなかった枝が本当に続いているかどうか、私たちには確かめる手段がない。確かめられないものは、ある意味、ないのと同じかもしれない。だがないと言い切るには、方程式を途中で止めなければならない——その一点を、Everettは譲らなかった。

「もしも別の選択をしていたら」を描きたい物語は、多世界解釈を発見した——あるいは逆に、多世界解釈を知らないまま同じ絵にたどり着いた。エヴェレットの論文を直接引いてはいなくても、この枠組みを借りている作品は驚くほど多い。代表的なものを並べてみると、MWIの「枝が並列に存在する」という骨格が、SF・映画・ゲームでどう変形されているかが見えてくる。

作品名	多世界的なモチーフ	厳密にはMWIか？
エブリシング・エブリウェア・オール・アット・ワンス 映画 / 2022	別の選択をした自分たちが並列に存在し、主人公は他の枝の自分の能力を借りて戦う。	ほぼそのまま。「枝が同時に存在する」構造を倫理の話に畳んだ。
Rick and Morty アニメ / 2013–	無限の宇宙を往復し、「どこかの宇宙では全て起きている」前提が笑いと虚無を生む。	MWI＋多元宇宙の混合。量子測定に限定せず、あらゆる可能性の枝として使う。
ドクター・ストレンジ／マルチバース・オブ・マッドネス 映画 / 2022	MCUの多元宇宙。「別の決断をした自分」の世界を行き来する。	MWI風の多元宇宙。MWIの「同じ波動関数内」という制約は外されている。
Dark Netflix / 2017–2020	終盤、二つの並行する世界が同時に存在していたことが明かされる。	並行宇宙。時間ループと組み合わされ、MWIの本来の枝とは別種。
Coherence 映画 / 2013	彗星の通過中、家の中で「別の枝の自分たち」と遭遇する一夜。	MWI的。重ね合わせとデコヒーレンスが崩れた状態を家庭劇に縮小した稀な例。
The Man in the High Castle 小説 / ドラマ	第二次大戦で枢軸国が勝った世界と、連合国が勝った世界が並列に描かれる。	歴史改変もの。量子測定ではなく歴史分岐の物語で、MWIのアナロジー。
シュタインズ・ゲート ゲーム / アニメ / 2009–	「世界線」を飛び移る物語。タイトルからも多世界が強く意識されている。	作中で「MWIではない」と明言される。枝が独立に並ぶのではなく、「アトラクター場アトラクター場（attractor field）　『シュタインズ・ゲート』の世界観で導入される架空の物理概念。似通った結末に収束する「引き寄せの領域」のことで、この領域の中にある限り、細かい選択が違っても世界は同じような結果に辿り着く。別のアトラクター場へ渡るには、世界線変動率を一定量動かす必要がある。MWI の「すべての枝が並立して実在する」絵とは異なり、収束点が設定された独自の多世界モデル。現実の物理学にこの概念はない。」に吸い寄せられる独自設定。
Source Code 映画 / 2011	同じ8分を異なる分岐として何度もやり直す。最後に「別の枝が続いている」可能性を示唆する。	MWI的解釈を含む。作中の説明は曖昧で、多世界ととる余地を残してある。

表の右列が示すように、「多世界的な物語」と「MWIそのもの」は必ずしも一致しない。たとえばシュタインズ・ゲートは多世界の匂いを強く漂わせながら、劇中で明確にMWIを否定している——世界線は枝として並立するのではなく、「アトラクター場」に収束する別種の構造だ。一方で『エブリシング・エブリウェア・オール・アット・ワンス』のように、物理の枠をかなり忠実に借りた作品もある。エヴェレットが書いた1957年の論文は、本人の意図からはみ出して、世界中の物語の骨組みになった。