観察者効果

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観察者効果(かんさつしゃこうか、: observer effect)または観測者効果(かんそくしゃこうか)という用語は、文脈によって様々な意味があり、それらの一部は相互に関連している。

自然科学[編集]

科学における観察者効果とは、観察するという行為が観察される現象に与える変化を指す。例えば、電子を見ようとすると、まず光子がそれと相互作用しなければならず、その相互作用によって電子の軌道が変化する。原理的には他の直接的でない観測手段でも電子に影響を与える。実際の観察をしなくても、電子が観測可能な位置に単に入っただけでも、理論上はその位置が変化してしまう。

物理学では、より一般的な観察者効果として、機器による観測で観測対象の状態を必然的に変化させてしまうことを指すこともある。例えば電子工学において、電流計電圧計は測定対象の回路に接続する必要があり、それら計器が接続されることで測定対象の電流や電圧が影響を受ける。同様に温度計温度を記録するために何らかの熱エネルギーを放出しなければならず、測定対象の温度に影響を与えている。

「観察者効果」の一般的な誤用として量子力学がある。量子力学で事象の結果が直接観測できないとき、それは重ね合わせ状態になっており、いわば全ての可能な状態に同時に存在している。シュレーディンガーの猫という有名な思考実験では、猫は観測されるまで死んでいるとも生きているともいえない。しかし、多くの量子力学者は、シュレーディンガーの猫のパラドックスに答えるには、観察や測定といった行為も量子的用語で定義しなければならないと理解している。そういった意味では「観察者効果」は存在せず、単に1つの大きな複雑にからんだ量子系があるだけだという。少数ながらそれなりの数の量子力学者は、未だにその方程式が観察者を指しているとしている。この問題を誰よりも深く考察した物理学者の1人であるジョン・ホイーラーは、自身の理解の図解として、宇宙をU字形で表し、その一端に目があって自身を見ていることを表した。

不確定性原理も「観察者効果」とよく混同される。不確定性原理が述べているのは、粒子の位置と運動量そのものについてであり、同時に、一方の物理量についてその分散を小さくすると、もう一方は大きくならざるを得ないということである。従って、不確定性原理は「観察」に関するものではない。不確定性原理が外乱(すなわち観察行為)によって起きるという考え方は、当初は(ハイゼンベルクにより)そのように考えられ、また一般への説明ではそのように説明されがちだが、別のものである。

量子力学における関連する問題として、には測定に先駆けて存在する属性があり、それらは系を後に測定することと対応している。このような仮定を「実在論」(realism)と呼ぶが、この実在論という用語は哲学的実在論科学的実在論よりも限定的な意味とされている[1]量子力学における最近の実験で、実在論にサヨナラを言わなければならない結果が得られたと言われているが、その論文の筆者は単に「我々は…実在論のある直観的属性を放棄する必要がある」とだけ書いている[2][3]。これらの実験は、測定行為と測定対象の系との関係を示したが、意識のある観察者が必要かどうかは未だ不明確である。

コンピュータ関連用語[編集]

ここより前の節やここより後の節で説明されている「観察者効果」や、あるいは不確定性原理(正確にはこちらについては誤解のことが多いが)からの類推で、コンピュータにおいても「観察者効果」といった用語が使われる現象がある。いくつかの例を挙げる。

プロセス実行中にプロセスの出力を観察する行為はプロセスに影響を与える。例えば、プロセスの進行状況を記録するためにデータログを採取すると、プロセスは低速になる。さらに、プロセス実行中にそのファイルを見るという行為によって、対象プロセスでI/Oエラーが生じる可能性があり、結果としてプロセスが停止することにもなる。

単一CPUで性能測定を行うとき、測定対象プロセスと測定プロセスが動作すると測定プロセスによって測定対象プロセスの性能情報が影響を受け、不正確になる(特に最近のキャッシュメモリパイプラインに依存したCPUではその傾向が強くなる)。

実行中プログラムのソースコードを修正しながらデバッグするとき(出力を追加したり、ログ採取したり)、あるいはデバッガを使って実行する場合、ある種のバグによる現象は変化したり発生しなくなったりする。そういった類いのバグは、一般に特定が非常に難しいことが多い(特異なバグ参照)。

社会科学[編集]

社会科学および一般的意味において、観察者効果とは、見られていると意識したときに行動が変化する現象を指す(ホーソン実験観察者のパラドックス)。実際、軍隊では、抜き打ち検査では兵士が平常時にどれだけ準備できているかを見るが、予定された検査は見られることが分かっている状況での兵士を見るものである。

観察者バイアス[編集]

関連する社会科学用語として観察者バイアス: observer bias 心理学用語では実験者効果)がある。これは、観察者が見出すことを期待している行動を強調しすぎて、それ以外の行動に気づかないという測定における誤差である。医学の試験で単盲検法ではなく二重盲検法が使われるのはこのためである。観察者バイアスは、研究者が行動を見てその意味を解釈しても、その行動をした本人にとっては何か別の意味があるという場合にも生じる。

脚注[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]