こんにちは。ロボケン社員のNTです。あっという間に2月も終わりですね。前回と前々回は、大阪・関西万博の展示についてお話ししました。万博のように物を実際に作ることはもちろん素晴らしいですが、頭の中だけで考えることも大事です。今日は「思考実験」についてお話ししたいと思います。

1. 思考実験とは？

思考実験とは、物理的に実験を行うことなく、仮定の状況を設定し、その結果や理論を理論的に導き出すための方法です。通常の実験は現実の世界で実行し、データを得ることで結論を導きますが、思考実験では現実の制約を一時的に取り払って、問題を抽象的に考えます。これにより、普段考えもしないような新しい視点を得ることができるのです。

2. アインシュタインの「光の速さで走る乗り物」

アインシュタインが提案した思考実験で有名なのが、「光の速さで走る乗り物」の問題です。この思考実験では、もしも人が光の速さで走る乗り物に乗ったとしたら、どんなことが起きるのかを考えます。アインシュタインは、光の速さで移動している物体の中で観測される時間が、外部の観測者とは異なることを予測しました。この理論は、後に「相対性理論」として確立され、時間の流れが速度によって変化するという革新的な考え方をもたらしました。

この思考実験を通じて、アインシュタインは物理学の常識を覆す発見をしました。それは、私たちの直感に反するような現象であり、光の速さに近づくにつれて時間が遅くなる、または質量が無限に増加するという考え方です。このような深い洞察は、実際の実験では立証することが難しい状況を、思考実験によって理論的に解き明かした成果のひとつです。

3. シュレディンガーの猫：量子力学の不確定性

物理学における別の有名な思考実験は、「シュレディンガーの猫」です。これは量子力学の奇妙な性質を説明するために提案されました。シュレディンガーは、量子力学における「重ね合わせ状態」を理解するために、猫が生死の状態を重ね合わせたまま存在するという仮定をしたのです。

シュレディンガーの猫では、箱の中に猫を入れ、その箱に放射性物質と連動した装置を置きます。もし放射性物質が崩壊すれば、装置が動作し、猫は死ぬことになりますが、崩壊しなければ猫は生きています。量子力学の法則によると、放射性物質が崩壊するかどうかが確定するまで、猫は生死の状態が重なり合った「重ね合わせ状態」で存在するとされます。つまり、猫は観測されるまで生きているとも死んでいるとも言えないということです。

この思考実験は、量子力学の世界では私たちの直感に反して、物質や状態が観測されるまで確定しないという不確定性が存在することを示唆しています。シュレディンガーの猫は、量子力学の「観測問題」を理解するための象徴的な例として今も多くの人々に親しまれています。

4. 思考実験の力：現実世界に対する洞察

思考実験は、現実世界では実行不可能なシナリオを想像することで、新たな理解や発見をもたらします。たとえば、量子コンピュータの可能性や、人工知能（AI）の倫理問題についても、思考実験は非常に有効な手段です。これらの新しい技術について考えるとき、私たちは未来の技術が社会に与える影響や、予測できないリスクに対して洞察を深める必要があります。

例えば、AIが自己学習を通じて独自の意思決定を行う場合、私たちはどのようにその行動を制御し、監視するのか？ こうした問いを考えることは、AIが倫理的にどのように機能すべきかを探る上で重要です。AIが感情を持つ場合、果たしてそれに対して人間はどのように接するべきなのか。これらは現実には試すことが難しい問いですが、思考実験によって私たちの価値観や倫理観を深く考察することができます。

5. 思考実験と未来の挑戦

思考実験は、現実世界では実験できないことを理論的に探求する手段として、これからの技術革新にも大きな影響を与えることは間違いありません。量子コンピュータ、AI、そして未開拓の科学技術が日々進化する中で、私たちは思考実験を通じてその可能性を探り、未来に対する洞察を深めていくことが求められています。

ここまでお読みいただきありがとうございました。明日からは3月です。よい週末をお過ごしください！