じじぃの「科学・芸術_494_EPRパラドックス・神はサイコロを振らない」

EPR Paradox and Entanglement | Quantum Mechanics ep 8 動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=5HJK5tQIT4A
Einstein-Podolsky-Rosen Paradox

世界中の天才たちを悩ませた「謎」とは? 物理学史上最大のドラマ 2016.10.22 山田克哉
量子力学が一応の完成を見たとされる1930年からわずか5年後の1935年、「EPR論文」とよばれる有名な論文が発表されている。それは、「量子もつれ」を用いて、量子力学が「不完全な理論」であると指摘するものだった。
EPRとは、この論文の三人の共同執筆者であるアインシュタイン(Einstein)、ポドルスキー(Podolsky)、ローゼン(Rosen)の頭文字をとったもので、その内容からしばしばEPRパラドックスともよばれている。
http://gendai.ismedia.jp/articles/-/49977?page=2
『絵解きパラドックス  高橋昌一郎/監修 Newton別冊 2014年発行
EPRパラドックス 量子論は「光速度不変の原理」に矛盾する? より
アインシュタインは、「量子論は不完全であり、”完全な理論”の搭乗によって、コペンハーゲン解釈は否定されることになるはず」と考えていた。そして、1935年、ボリス・ポドルスキーとネーザン・ローゼンという共同研究者とともに量子論の矛盾点を突くための論文を発表した。その論文で指摘された主題は、アインシュタインポドルスキー、ローゼンの頭文字をとって「EPRパラドックス」とよばれている。
アインシュタインらは、この論文で「量子論が正しいとするとみちびかれる合理的でない結論(パラドックス)」という内容の思考実験を考案し、この思考実験を例にして量子論がい安全な理論ではないことを主張しようとした。
量子論によると、電子は自転しており(顕密には「スピン」という量子論にもとづく物理量)、観測するまでは右まわりと左まわりの状態を同時に取ることができる。この共存した状態を「量子重ね合わせ状態」とよぶ。さらに「量子からみあい(エンタングルメントという量子論的な状態にある2つの電子は、観測前にはそれぞれ右まわりと左まわりの自転の重ね合わせ状態にあったものが、観測によって片方の電子の自転(スピン)の向きが確定すると、もう片方の電子の自転の向きが逆向きに確定する。これは、ある種の保存則がなりたつために、2つの電子の自転の向きを合わせるとゼロにならなければいけないからだ。
ここで、電子からみ合いの状態にある2つの電子(電子1と電子2)が、同じ場所から別々の方向に向かって飛びだしていくような反応を例に、アインシュタインらの思考実験を考えてみよう。
電子1と電子2は同じ場所から正反対の方向に向かって飛んでいくとする。すると観測しない段階では、電子1と電子2は、ともに右まわりと左まわりの自転が共存した状態ある。
その後、観測によって、電子2が右まわりに自転していることが確定したとすると、どんなに2つの電子の距離がはなれていようが、その瞬間、電子1の自転は左まわりに確定する。逆に、観測によって電子2が左まわりに自転していることが確定したとすると、その瞬間、電子1の自転は右まわりに確定する。
アインシュタインらは、この思考実験において、十分にはなれたものに時間差なしで「瞬時」に影響が伝わることなどありえないと考えたわけだ。「光速度不変の原理」によれば、自然界の最高速度は光速のはずである。よって、光速をこえて電子に影響が伝わることはないと主張したのである。
アインシュタインたちは、もし「瞬時」に影響が伝わらないとすれば、2つの電子が分かれた最初の時点で、電子の自転方向は決まっていたことになり、たんに現在の量子論ではそれがわからないだけだと主張した。こうして「量子力学は不完全だ」と批判したわけだ。
しかし、アインシュタインらがいうように最初から決まっていたとすると、量子論とは矛盾する結論が出ることが、ジョン・ベル(1928〜1990)によって発見された。そしてベルは、どちらが正しいのかを判別するための実験を提案した。ベルの提案に基づく最初の信頼できる実験は1981年に出され、量子論のほうが正しいことが確認されたのである。
量子論によれば、2つの電子に瞬時に影響が伝わることがないが、量子からみ合いという現象があるので、観測される2つの電子の自転方向はつねに反対方向になる。量子論では、いかにはなれていても”からみ合っている”2つの電子の状態はセットとして考えなければならず、電子の性質は個別には論じられないのである。

じじぃの「意識と無意識の間・グリアは心を操る細胞か?もうひとつの脳」

60秒でわかる? グリア細胞アストロサイトは脳内で何をしている? 動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=uUzszTQ0bxo
ニューロン(青色)を取り囲んでいるグリア細胞(赤、緑色)

シナプス 脳科学辞典
 シナプスとは、神経情報を出力する側と入力される側の間に発達した、情報伝達のための接触構造である。最も基本的な構造はシナプス前細胞の軸索末端がシナプス後細胞の樹状突起接触しているものである。シナプスには大別して化学シナプス chemical synapseと電気シナプス electrical synapseがあり、出力する側の細胞をシナプス前細胞、入力される側の細胞をシナプス後細胞という。
また、従来は神経細胞間の伝達のみだと思われてきたシナプスだが、近年グリアの関与が重要であることがわかってきている。 すなわち、三者シナプス tripartite synapseとして、アストロサイト astrocyteが積極的に情報伝達に関与しているという仮説や、アストロサイト・ミクログリア microgliaがシナプスの維持を制御しているという知見である。
https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E3%82%B7%E3%83%8A%E3%83%97%E3%82%B9
『もうひとつの脳 ニューロンを支配する陰の主役「グリア細胞」』 R・ダグラス・フィールズ/著、小松佳代子/訳 ブルーバックス 2018年発行
「もうひとつの脳」の心――グリアは意識と無意識を制御する より
20世紀も終わりに近づいた頃、マリアン・ダイアモンドは、アインシュタインの非凡な才能に関する手がかりを彼の盗まれた脳の中に探し求めたが、神経細胞には何の手がかりも見つからなかった。だが、細胞係数を集計していた彼女は、グリアの数が突出して多いことに驚いた。これはただの偶然だろうか、それともグリアには、誰もが考えている以上の働きがあることを示唆する手がかりなのだろうか? アインシュタインの傑出した脳はその死後も、科学を想像もつかなかった方向へと道びく灯台となりうるのだろうか?
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私たちの無意識の心、さらにはなかば意識のない心の中で働いている「もうひとつの脳」の機能の数々が、意識的な心にも関与している可能性はあるだろうか? 「もうひとつの脳」は学習や思考、記憶にもかかわっているのだろうか? 「もうひとつの脳」は、ニューロンの集団を協調させ、神経ネットワークの興奮性を調節し、神経伝達物質を放出あるいは吸収してシナプス強度を増大あるいは減弱させ、細胞触手で脳細胞を操り回って、シナプスを剥ぎ取ったり、新しいシナプスを形成できるようにスペースを空けたりしている。これらはどれも、神経ネットワークの機能を変えるうえで中心的な役割を担う働きだが、これまでは「ニューロンの脳」がそのすべてを行っていると想定されてきた。しかし、学習に脳回路の再配線が関与するのだとしたら、ニューロンはどうやって自分自身の結合を作ったり切断しているのだろう? 無数のシナプス結合を介する神経回路にしっかりと編み込まれたニューロンとは対照的に、グリアが自由に動き回れることは、視床下部の例で見たとおりだ。発達期や学習における脳のどんなリモデリングにおいても、脳の改変にあたっている細胞としては、グリアが最有力のようだと今では考えられている。この意味で、ニューロンはグリアにとっての建築資材だと言えるかもしれない。「もうひとつの脳」をよく知る脳科学者の多くにとっては、グリアによるシナプス再構築のメカニズムのほうが、すべての責任をニューロンに負わせる考え方よりも理に適っている。脳の発達や修復の際に動き回って、組織を改変したりニューロンの成長を刺激したりする物質を分泌するグリアの能力は、健常な脳が学習するときに、神経回路を再配線するのに最適である。
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グリアが情報処理にかかわっていることを示す最初で最強の証拠が、喉の渇きや出産、授乳、睡眠、運動制御、性行動など、数々の無意識の脳機能に関連して浮上したことは、不思議に思われる。脳内の無意識的な動きは、意識的な精神活動に比べて、はるかに謎めいて研究の困難な現象だからだ。この不思議な関係性は、たんなる偶然の一致だろうか、それとも「もうひとつの脳」のより普遍的な性質を明かしているのだろうか? 私自身は、後者であると信じている。グリアには、ニューロンが使用しているような急速な発火によるコミュニケーション手段が備わっていない。グリアは電気ショックではなく、化学物質やカルシウムウェーブの緩やかな拡散を介して交信している。しかし、心の中で無意識のうちにゆっくりと展開する変化は、重要な脳機能でありながら、見過ごされがちだ。おそらく、無意識の心が今なお謎に包まれている理由のひとつは、私たちが「もうひとつの脳」について無知であるためだろう。

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どうでもいい、じじぃの日記。
ニューロン神経細胞)間をつなぐシナプス(神経結合)が情報のやりとりをするといわれている。
しかし近年、グリア細胞のアストロサイトの内部にシナプス小胞が存在することが分かってきた。
グリア細胞こそが情報をコントロールする司令塔ではないかといわれている。
意識と無意識の間で、グリア細胞が働いているのです?