二重スリット実験
誰も見ていないときは穏やかな波のように広がり、監視カメラを向けた瞬間に固いボールのように振る舞う、ミクロの世界の不思議なマジックショーです。
定義 二重スリット実験とは、光や電子のような極めて小さな物質の粒を2本の細い隙間（スリット）に向けて発射する実験です。観測していないときは波（波動）のように振る舞い、観測した瞬間に固い粒（粒子）のように振る舞うという、量子力学の驚くべき基本原理を証明しています。
壁に開けた2本の隙間にボールと波を通すと
壁に細長い隙間を2本並べて開け、そこへ野球ボールを投げ込む様子を想像してみてください。壁の向こう側のスクリーンには、当然ながら2本分のボールの跡だけが残るはずです。ボールは固い粒なので、左か右のどちらか一方の隙間しか通り抜けられないからです。
ところが、ボールの代わりに水面を揺らして波を送ると、まったく違うことが起こります。2つの隙間を通り抜けた2つの波が出会い、波の山と山が重なった場所はさらに高くなり、山と谷が重なった場所は打ち消し合って平らになります。その結果、スクリーンには明暗の何本もの縞模様が現れます。
物理学では、このような縞模様を干渉縞（かんしょうじま）と呼びます。2つの波が重なり合って強め合ったり弱め合ったりするときにだけ生まれる特有の模様です。光を2本の隙間に当てたときにもまったく同じ縞模様が現れたため、かつての科学者たちは「光は当然ながら波である」と固く信じていました。
粒を1個ずつ投げても縞模様が現れる？
科学者たちは、極めて小さな物質の粒である「電子」を使って改めて実験を行いました。電子はそれ以上分割できないれっきとした物質の粒なので、スクリーンには野球ボールのように当然2本だけの跡が残ると予想されました。しかも実験では、電子同士が途中でぶつからないよう、1個ずつ十分な時間を空けてゆっくりと打ち出しました。
電子が飛んでいる最中に他の電子と干渉することはあり得ないため、常識的に考えれば左か右のどちらか一方のスリットだけを選んで通過するはずです。ところが驚いたことに、スクリーンに1つずつ記録された点が何千個と集まると、波のように何本もの干渉縞を自ら作り出したのです。
これはまるで、1個の粒が同時に2つの隙間を通り抜けて自分自身と出会ったかのような結果です。私たちが見ていない間、電子は決まった1点の粒ではなく、空間全体に広がる確率の波のように振る舞っていたのです。物質の最も根源的な性質が波である可能性が示された瞬間でした。
もう少し正確に言うと：見つめた瞬間に変わる性質
一体どうやって1個の電子が同時に2つの隙間を通るのか不思議に思った科学者たちは、スリットの前に超精密な検出器を設置しました。電子が左と右のどちらを通るのかをはっきりと見届けることにしたのです。すると、常識では信じられないことが起こりました。
電子がどちらの隙間を通るのかを検出装置で観測した瞬間、波の性質が跡形もなく消え去り、普通の野球ボールのようにただの2本線の跡しか残らなくなりました。まるで誰かに見られていることに気づいたかのように振る舞いを変えたのです。そして測定をやめると、再び何本もの縞模様が現れました。
もう少し正確に言うと、ミクロの世界における観測とは、単に人間が目で眺めることではなく、光（光子）や電磁気信号を粒子に直接衝突させる物理的なプロセスのことです。このように測定装置と衝突する物理的な相互作用そのものが、様々な可能性として広がっていた波の状態を、たった1つの確定した粒の状態へと変化させるのです。
🤔 よくある誤解
人間の「意識」や「心」が電子の振る舞いを変えている。
量子力学における「観測」とは神秘的な心の力ではありません。検出装置が電子に光（光子）を当てたり電磁気信号をやり取りしたりする物理的な測定プロセスを意味します。
🧺 日常で出会う場面
ミクロの世界の物質は、見ていないときは波のように広がって動きますが、観測した瞬間に1つの粒のように位置が確定します。