観測者効果（物理学）

物理学において、観測者効果とは、観測行為によってシステムが擾乱される現象である。^{[ 1 ] [ 2 ]}これは多くの場合、測定対象の状態を何らかの形で必然的に変化させる計測器を使用することによって生じる。一般的な例としては、自動車のタイヤの空気圧をチェックすることが挙げられる。空気圧をチェックすると、空気が一部抜けるため、観測される圧力が変化する。同様に、非発光物体を見るには、物体に光が当たって反射される必要がある。観測の影響は多くの場合無視できるほど小さいが、それでも物体は変化を経験する。この効果は物理学の多くの分野で見られるが、さまざまな計測器や観測技術を用いることで通常は無視できるほど小さくすることができる。

観測者効果の顕著な例は、二重スリット実験で実証されているように、量子力学に見られます。物理学者は、検出器や装置による量子現象の観測が、この実験の測定結果を変える可能性があることを発見しました。二重スリット実験における「観測者効果」は電子検出器の存在によって引き起こされますが、この実験結果は、意識のある心が現実に直接影響を与えることができることを示唆していると解釈する人もいます。^{[ 3 ]}しかし、「観測者」が意識を持つ必要があることは科学的研究によって裏付けられておらず、量子波動関数ψと量子測定プロセスに対する理解不足に根ざした誤解であると指摘されています。 ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

「粒子を観測する」とは、測定装置と粒子を相互作用させることによって、その物理的性質（位置、運動量、エネルギー、スピンなど）に関する情報を得ることを意味する。

自由粒子とは、外部からの力（相互作用）を受けない粒子であり、その運動量は一定に保たれます。一方、電子が光子と相互作用する場合、衝突時に両方の粒子の運動量や位置が必然的に変化し、結果として両者の間でエネルギーの伝達が生じます。したがって、電子を観測する行為は、電子の状態を変化させることになります。

衝突を伴わない測定、例えば電場や磁場を観測する場合でも、測定によって波動関数が変化し、その結果、運動量や位置が変化する。

また、量の測定値と測定プロセスから得られる値を明確に区別する必要がある。ニールス・ボーアの1928年の論文「量子仮説と原子論の最近の発展」^{[ 7 ]}から導き出された、関係する量を関連付ける式（簡略化のため一次元）は、次の式で表される。$${\displaystyle |v'_{x}-v_{x}|\Delta p_{x}\approx \hbar /\Delta t,}$$どこ

• Δ p _xは運動量の測定値の不確かさであり、
• Δtは測定期間であり、
• v _xは測定前の粒子の速度です
• v ′ _xは測定後の粒子の速度です
• ħは換算プランク定数である。
• この式はハイゼンベルクの不確定性原理に関連している。

測定された電子の運動量は v x と関連付けられ、測定_後の運動量は v ′ x と関連付けられます。これは、_測定（または観測）が方程式の数学的解をどのように変化させるかを示す最良のシナリオです。^{[ 8 ]}

電子回路では、電流計や電圧計は通常、回路に直列または並列に接続されるため、回路に追加の実数または複素数の負荷を与えることで、測定対象の電流や電圧に影響を与え、回路自体の伝達関数や動作を変化させます。ワイヤに物理的に接触することなくワイヤ電流を測定する電流クランプのような受動的なデバイスでさえ、インダクタンスが相互的であるため、測定対象の回路を流れる電流に影響を与えます。

熱力学において、標準的な水銀ガラス温度計は温度を記録するために熱エネルギーを吸収または放出する必要があり、そのため測定対象物の温度を変化させる。

• 観測者（特殊相対性理論）