C2-215 Reading Comprehension

Physics: Quantum Entanglement and the Nature of Reality

Quantum entanglement is one of the most mysterious and counterintuitive phenomena in modern physics. When two or more particles become entangled, their properties become linked in such a way that measuring one instantly influences the other, no matter how far apart they are. This “spooky action at a distance,” as Einstein famously called it, challenges classical notions of locality and causality.

和訳

量子もつれは現代物理学で最も不可解で直観に反する現象の一つである。複数の粒子がもつれた状態になると、それぞれの性質が互いに結びつき、一方を観測すると、どんなに離れていても他方に瞬時に影響が及ぶ。この「遠隔作用」はアインシュタインが「不気味な現象」と呼び、古典物理学の局所性や因果律の概念を揺るがす。

Experiments such as Bell’s test have demonstrated that entanglement is real and cannot be explained by any local hidden variable theory. The results imply that either information travels faster than light, or our understanding of reality at the quantum level is fundamentally incomplete. Entanglement underpins emerging technologies like quantum computing, cryptography, and teleportation, with profound implications for the future of information science.

和訳

ベルの不等式実験などによって、もつれ現象が現実に存在し、いかなる局所的な隠れた変数理論でも説明できないことが示された。これは「情報が光速を超えて伝わる」か、「量子レベルの現実認識が根本的に不完全」であることを意味する。もつれは量子コンピュータ、暗号、テレポーテーションなど新技術の基盤となり、情報科学の未来に大きな影響を与えている。

The philosophical implications of entanglement continue to spark debate. Some interpretations suggest that reality is not locally determined, and that particles do not possess definite properties until observed. Entanglement thus forces us to reconsider what is “real” and how information and causality operate in the quantum world.

和訳

もつれ現象の哲学的な含意も議論を呼び続けている。ある解釈では、「現実は局所的に決まるものではなく、観測されるまで粒子には確定した性質がない」とされる。量子もつれは、「現実とは何か」「量子世界での情報や因果はどうなっているのか」を根本から問い直させる。

問題

1. What is quantum entanglement?

Answer: A phenomenon where the properties of two or more particles become linked, so that measuring one instantly affects the other.

解説: 複数粒子の性質が結びつき、一方を観測すると他方に瞬時に影響が及ぶ現象です。

2. How did Bell’s experiments challenge classical physics?

Answer: They showed entanglement is real and cannot be explained by local hidden variable theories, defying classical locality and causality.

解説: 局所変数理論で説明できず、古典物理の局所性・因果律を覆しました。

3. Name two technologies based on quantum entanglement.

Answer: Quantum computing and quantum cryptography (also teleportation).

解説: 量子コンピュータや量子暗号(テレポーテーションも)があります。

4. What are some philosophical questions raised by entanglement?

Answer: The nature of reality, whether properties exist before measurement, and how causality operates in the quantum world.

解説: 現実のあり方、観測前の性質の有無、因果律の意味などです。

5. Why does entanglement remain a central topic in physics?

Answer: Because it challenges our basic understanding of reality, supports revolutionary technologies, and raises fundamental philosophical issues.

解説: 現実観への挑戦、新技術の基盤、哲学的問題の源泉だからです。

文章の解説

量子もつれの基本と意義

もつれの定義、遠隔作用、古典物理との違いを整理。

実験と技術応用

ベルの実験、量子コンピュータや暗号、テレポーテーションの基盤を解説。

哲学的含意

局所性・現実・因果律をめぐる議論と多様な解釈を紹介。

重要語句まとめ
英語表現意味・ポイント
quantum entanglement量子もつれ
locality局所性
Bell’s theorem (test)ベルの定理・実験
hidden variable隠れた変数
nonlocality非局所性