量子力学

量子力学およびその基礎となった量子論においては、観測は、系に対する外来エネルギーとなる。

量子力学の解釈の一つであり代表的なコペンハーゲン解釈においては、量子の世界は「観測するまで物事の状態は決定されない」「観測するまでは波動関数に従い空間的広がりを持つ」「観測時点では一点に収束する」「収束の確率は確率解釈に依存する」といった特徴を有している。

簡潔に言えば、観測する前の量子はエネルギー状態である波動として存在しており、これが観測されることによって素粒子という物質に変わり、これが観測される。

別の表現をすれば量子レベルの物質は、実際に観測することによって観測されたものが物質化し現われる。観測されない限りは、「そこにあるかもしれないし、ないかもしれない」ということになる。

もっと雑な表現をすれば、観測しないかぎり存在すらしないかもしれない、と言うことになる。

物質の最小単位は原子であるが、量子力学では更に細かく分割することができ、最小単位は素粒子である。最小単位である素粒子はそれぞれ特有の機能を持っていて、その組み合わせによって原子などの種類が決まる。ただしこの素粒子とは、量子を客観的に認識できる状態で表現したものに過ぎない。

上述のように、量子力学において量子は「素粒子」(物質)として認識される前は「波動」(エネルギー状態)として存在している。つまり量子は物質ではなく波動性を持ったエネルギー状態として存在しているが、外部から観測のエネルギーを受けた瞬間に一点に収縮した粒子、つまり素粒子となって出現する。この現象を、波動関数の収縮(=デコヒーレンス)、または観測者効果と呼ぶ。