死んだはずなのに生きているパラレルワールドを考える「量子不死性」とはどういうことなのか？

量子力学において、観測するまでの粒子は確率的に「重ね合わせ」の状態にあるとされ、観測によって状態が決定されるのではなく、観測するたびに宇宙が分岐するという考えを「多世界解釈」と呼びます。この多世界解釈に基づいて、「生き残る結果を観測する」ことを永遠に続けることで不死になる「量子不死性」という仮説があります。量子力学の理論と量子不死性について、科学系YouTubeチャンネルのKurzgesagtがムービーで解説しています。

Let's Kill You a Billion Times to Make You Immortal - YouTube

量子不死性について理解するためには、まず量子の特徴について理解する必要があります。ビー玉のような物質的な物体は、まったく同じ形をしているものを同じ力で同じ角度にはじくと、必ず同じ場所に落ちます。しかし、電子を同じようにはじいても、異なる場所に移動します。量子力学ではこれを、電子のレベルではランダム性が基礎にあり、常に変化する波のような状態にあると説明しています。電子は物質やエネルギーの波ではなく、0％から100％の間の値を持つ非物質的な確率の波を持つというわけです。

この電子の奇妙な性質を示す有名な実験が「二重スリット実験」です。電子や光子を1個ずつ2本のスリットを通らせると、スリットの後ろには粒子がぶつかった点ではなく、、2つの波が干渉した縞(しま)模様ができます。この結果から、電子や光子は粒子であると同時に波でもあるということや、「電子や光子は観測するまでどこにいるか決まっていない」という結論が導き出されました。

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量子力学は電子を観察できたり電子の形を理解できたりするものではなく、あくまで実験の結果から電子の性質を推測できるものでしかありません。しかし、量子力学は現実についての学問であり、世界を解釈するために用いることができると主張する人々がいます。そのような「多世界主義者」たちは、「宇宙は物理的に可能な全ての結果が同時に共存する量子状態にある」と考えており、量子力学の理論が現実に適用しうるというシナリオを提唱しています。

例えば、「電子がリビングに80％、キッチンに20％の確率で存在する」というシナリオを考えた時、それは「リビングで電子を観測する『私』が4パターン、キッチンで観測する『私』が1パターン存在する」と言い換えられます。5人の「私」は決して認識し合うことはありませんが、この瞬間同時に存在しています。つまり、仮に「私」がリビングで電子を観測した場合でも、それが正解のシナリオということではなく、「複数ある『私』のバージョンの中の1つ」でしかないということです。異なる世界では、キッチンで電子を観測する「私」も存在しています。

多世界解釈では、宇宙には無数のシナリオが発生し、毎秒のように無数の新しい世界が重なり合って分岐していきます。しかし、他の異なる「私」とコミュニケーションを取ることはできないため、複数の世界が存在していることを証明することはできません。分岐する無数の世界の「私」の観測を想定した思考実験が「量子自殺」です。

「電子がリビングに80％、キッチンに20％の確率で存在する」というシナリオにおいて、リビングとキッチンにそれぞれ電子に反応するスイッチを設置し、その両方に爆弾をつなぎます。リビングのスイッチが作動した場合は爆弾が爆発し、キッチンのスイッチが作動したら何も起こりません。その状態で家に電子を送りこんだ場合、80％の確率で爆発に巻き込まれ、20％の確率で生き残ります。多世界解釈の場合、5人中4人の「私」は死亡し、1人の「私」は生き残るという結果になります。

ある世界の「私」が1回の試行で生き残るのはただの幸運である可能性がありますが、100回連続で生き残る確率は、約10億分の1という極めて少ない可能性です。しかし、多世界解釈の場合、このシナリオだと常に「4人の『私』が死亡し、1人の『私』が生き延びる」ということを繰り返すため、実験をした後に世界を観測している「私」が必ず存在していることになります。これが「量子不死性」の理論です。

量子自殺はあくまで思考実験であり、量子不死性も真実を示すような理論ではありません。仮に量子不死性が真実だったとしても、多世界のどこかにはとてつもなく幸運な「私」が存在するというだけであり、危険なシナリオを避けられない不幸な「私」も無数に存在しています。Kurzgesagtは「量子不死性は興味深く魅力的なアイデアですが、それが真実と言うわけではありません。今のところ認識できる世界は唯一無二であり、その『私』という存在を大切にする必要があります。ただ、多世界解釈を信じるなら、仮に不幸な体験をしたときでも、『同じ状況で幸運な体験をしている世界も存在している』と考えることでポジティブな気持ちになれるでしょう」と述べています。