前のステージの井戸は「無限に高い壁」だった。今度は壁を有限の高さにしてみよう。ボールなら、山を越えるエネルギーが足りなければ100%跳ね返される。でも電子のシュレーディンガー方程式を解くと、驚くことが起きるんだ。

その通り。ψ は壁の中で急速に（指数関数的に）小さくなりながらも、ゼロにはならずに染み込んでいく。壁が十分に薄ければ、反対側にわずかな ψ が生き残る。|ψ|² が確率だったことを思い出してごらん。つまり――エネルギーが足りないのに、壁の向こうで見つかることがあるんだ。これがトンネル効果だよ。

むしろ身近だらけだよ。太陽が輝けるのは、本来なら反発し合って近づけない原子核どうしがトンネル効果で融合できるから。ウランなどのアルファ崩壊も、原子核の壁からの壁抜け。工学でも、原子1個1個を画像化する走査型トンネル顕微鏡や、スマホのフラッシュメモリの書き込みがトンネル効果を使っているんだ。

さて、ここで一段深い話をしよう。シュレーディンガー方程式は線形だから、解の足し算もまた解になる。「壁を抜けた ψ」と「跳ね返った ψ」の両方が重なった状態も、正真正銘の1つの状態なんだ。これを「重ね合わせ」と呼ぶ。観測すると、どちらか一方が確率に従って選ばれる。

まさにそこを突いたのが、シュレーディンガー自身の思考実験――有名な「シュレーディンガーの猫」だ。箱の中に猫と、放射性原子1個で作動する毒ガス装置を入れる。原子が「崩壊した／していない」の重ね合わせなら、装置を通じて猫まで「死んでいる且つ生きている」重ね合わせになってしまうのか？ 彼はこの理論の奇妙さを批判するためにこの例を出したんだよ。

現代の理解では、猫のような大きな物体は空気や光と絶えず相互作用していて、重ね合わせは一瞬で壊れてしまう（デコヒーレンスと呼ぶ）。だからマクロの猫の重ね合わせは事実上観測できない。ただ、「観測とは何か」という問いそのものは、今も研究が続く深い問題なんだ。……ねこ博士としては、箱に入れられる前に断固抗議するけれどね。