神はサイコロを振らない(かみはサイコロをふらない、Gott würfelt nicht)は、アルベルト・アインシュタインの量子力学についての考えを示す成句。アインシュタインは1926年12月にマックス・ボルン宛の手紙で、このように書いている。
アインシュタインは、量子力学の確率性を本質的なものとみなすコペンハーゲン解釈に懐疑的であった。彼は、量子力学は自然を記述する完全な理論ではなく、その背後にはより深い物理法則が存在すると考えた。
概要 アインシュタインのこの言葉は、自然界の出来事は偶然によって決まるのではなく、その背後には必ず因果関係や法則性が存在するという考えを表している。たとえ現象が一見ランダムに見えたとしても、実際にはより深い法則に従っているはずであり、科学とはそのような因果関係を解明していく営みであるという立場である。
アインシュタインは、完全な物理理論であれば、観測の有無にかかわらず物理量には実在する要素が備わっており、それらを知ることで現象を説明できるはずだと考えていた。この言葉は、1926年より後の、観測したときにはじめて物理量が確率的に決まるとする量子力学の一般的な解釈への批判としても使われた。
ボルンによって提唱された量子力学の解釈では、電子の位置などを確率的にしか予測できず、その振る舞いはシュレーディンガー方程式に従って確率として表される。これに対してアインシュタインは、自然界のあらゆる現象は何らかの法則によって決定されているという決定論的な立場から異議を唱え、「神はサイコロを振らない」と主張したのである。
アインシュタインは、量子力学が確率的・統計的には正しいことを十分に認めた上で、それは自然の根本的な理論ではないと主張したのである。
実験的検証と解釈 アインシュタインは、量子力学が測定前の実在に言及せず、観測結果を本質的に偶然なものとして扱うことに満足していなかった。そして、最終的にはより根本的な理論によって、すべての現象が決定論的かつ実在論的に説明される可能性があると考えていた。アインシュタインはそのような立場(今日でいう局所実在論)から、1935年にEPRパラドックスを提唱し、量子力学の不完全性を論じた。
1964年に、ジョン・スチュワート・ベルは、アインシュタインの主張が正しいか否かを実験的に検証可能にする「ベルの不等式」を導いた。
その後、1980年代のアラン・アスペらによる実験や、その後のより詳細な実験により、ベルの不等式の破れ、すなわち局所実在論の否定が高い精度で確認された。2022年には、この量子もつれの実験的証明に貢献した3名の研究者にノーベル物理学賞が授与されている。これらの実験的検証により、アインシュタインが想定した「局所的かつ実在論的な隠れた変数」の存在は否定された。
一方で、局所性を放棄した決定論(ド・ブロイ=ボーム解釈など)や、多世界解釈、さらには自由な選択の仮定を放棄する超決定論(ヘーラルト・トホーフトなど)をはじめ、量子力学をどのように理解するかについては現在も複数の解釈が提案されている。そのため世界は本質的に確率的である(サイコロを振っている)かについては、今なお解釈上の論争の対象である。
脚注
注釈
出典
関連項目 ボーアとアインシュタインの論争 観測問題 量子もつれ アンサンブル解釈 - アインシュタインが支持していた量子力学の確率・統計的な解釈 量子情報科学