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【Photo:Nathan Rosen Wikimedia Commons】

ユダヤ人物理学者ローゼン

その名前は Nathan Rosen。
ローゼンはイスラエル建国後はイスラエルでも活動しました。
ニューヨーク出身のユダヤ人物理学者。ＭＩＴで学んでいます。

ローゼンはいわゆるワーム・ホールの発案者でもあり、
EPRパラドックスを考えた三人のひとりです。それは
EPRとは Einstein–Podolsky–Rosen の頭文字から名付けられています。
量子的ふるまいの局所性を相対論的に完全に
説明できない（矛盾するだろう）という指摘であって、
量子力学の記述だけでは物理的実在を完全には記述できて
いないのではないか、という問題提起でした。

簡単に言えば「もつれた状態」で空間的
距離を置いたスピン（別の議論では光子）
が妙なふるまいを示すのです。

量子的なもつれ（エンタングルメント）の
記載に修正の必要があるのか、
相対論での記述に修正が出来るのか、
突き詰めていく手掛かりになります。

EPRパラドックスにおいてはもつれ
（エンタングルメント）
の状態が議論され、

「EPRの 前提の下では量子力学の確率的手法を
再現で きない場合がある」と考えると良いです。

または
「統計的な条件設定をしなければいけない」
特殊な場合があって、量子もつれが背景にあり
「理解しにくい現象もあるんだなぁ。」
という前提から話始めた方が良い、
と考えた方が良いです。

◆ アインシュタインとの共同研究

ネイサン・ローゼンの名が物理史に残る最大の理由は、
アルベルト・アインシュタインとの共同研究にあります。

1935年、アインシュタインとローゼンは一般相対性理論の方程式を
解析する中で、空間の異なる領域を数学的に接続する解を発見しました。
これが後に「アインシュタイン＝ローゼン橋」と呼ばれ、
現在ではワームホールの原型として知られています。

当時の目的はSF的な空間移動ではなく、ブラックホール特異点を
物理的に理解できる形に書き直すことでした。しかしこの研究は、
後に宇宙論・量子重力理論・情報理論へと広がる重要な出発点となります。

◆ EPR論文の目的

同じ1935年、アインシュタイン、ボリス・ポドルスキー、
ローゼンの三人は有名なEPR論文を発表しました。

この論文の目的は、量子もつれを肯定することではなく、

「量子力学は未完成ではないか？」

と問いかけることでした。

アインシュタインは量子力学の確率的解釈に強い違和感を持ち、
遠く離れた粒子が瞬時に関連する情報が光速制限を超えるように
見えるという点を問題視しました。

この議論は後に量子情報科学の基礎問題へと発展していきます。

◆ 現代物理への影響

EPRパラドックスは長い間「哲学的議論」と見なされていました。しかし
1960年代に ジョン・ベル がベルの不等式を導入したことで状況は一変します。
実験によって、局所的実在論・量子力学
のどちらかを放棄せざるを得ないことが示されました。

現在では量子もつれは、
量子暗号・量子コンピュータ・量子テレポーテーション
の基礎原理として利用されています。つまりローゼンの問題提起は、

「量子論の欠陥指摘」から
「未来技術の基盤」へ

と意味を変えていったのです。

新しい理解生成

ベルの不等式が成り立ち、
量子テレポーテーションが議論される昨今、
基礎理論の解釈は完全になされているか
色々な側面で説明がなされています。

量子論も相対論も其々で様々な説明（効果）を
可能にしているのですが、完全に全てを
記述できると言えないのでしょうか。
この記載をするとどうしても
歯切れの悪い文章になってしまいます。
「局所的実在論」という言葉がありますが、
物理量の把握には究極の難しさがあります。

私もこの場でうまく説明が出来ているとは思えません。
ただ、物理の記載であることは確かで、
発展していく可能性を含めた議論ではあります。