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数学教師はサボりたい(習作)  作者: 中村正樹
山中高校の職員室
48/50

進路指導室の「ベイズ推定」と、六条さんの不確定性原理

この物語はフィクションです。現実の学校現場とは全く関係ありません。ご一読ありがとうございます。

放課後の進路指導室。そこには、普段は冷静沈着な優等生、六条さんが珍しく不安そうな表情で中村先生の前に座っていました。


**六条:**「中村先生。……模試の結果が出ました。第一志望の合格判定は『B』。でも、昨日の夜、数学の問題を一問ケアレスミスしてしまって……。私の合格確率、本当はもっと低いんじゃないでしょうか」


**中村:**「六条さん。君のように真面目な人間ほど、一つのミスという『新しい情報』に過剰に反応して、**事前確率**を歪めてしまう。……鈴木先生、彼女の不安を数学的に整理してあげてください」


**鈴木:**「……了解しました。六条さん、今のあなたの状態は**『ベイズ更新』**で説明できます。あなたのこれまでの実績に基づく高い合格確率(事前確率)に、『ケアレスミス』という一つの事象データを加味しても、最終的な**事後確率**はほとんど変動しません。統計的に見て、君の合格は依然として『極めて高い蓋然性』を持っています」


**中村:**「そう。一回のミスは、長い積分区間における一つの特異点に過ぎない。……だが、六条さん。君の本当の問題はそこじゃない。……昨日、放課後にゲームセンターの『太鼓の達人』で、最高難易度をノーミスで叩き出していたという目撃情報サンプリングがある」


**六条:**「(ビクッとして)……な、なぜそれを!?」


**中村:**「教員のネットワーク(情報網)を舐めてはいけない。……その目撃情報を新たなパラメータとして更新するとどうなるか。……六条さん、君は極度の緊張状態において、かえって集中力が極限まで高まる**『逆U字型のパフォーマンス曲線』**の頂点にいる。つまり、試験本番というプレッシャー下では、君の合格期待値は跳ね上がるんだ」


**鈴木:**「……計算の結果、ゲームでのリズム感と数学の処理能力には相関が見られます。六条さんの合格確率は、ミスを考慮しても **92%** で安定しています」


**六条:**「……92% 。……。先生、私、少し安心しました。……でも、残りの 8% は何なんですか?」


**中村:**「それは**『不確定性原理』**だ。入試当日に私が寝坊して、君の受験票を届けに行く途中でサボってしまうような、予測不能なノイズだよ。……だから、君は私のサボりを計算に入れた、圧倒的な実力をつければいい」


**六条:**「……先生らしい、最悪で最高の励ましですね。……ありがとうございます」


六条さんが部屋を出た後、中村先生は深い椅子に沈み込みました。


**中村:**「鈴木先生。……彼女の合格確率、実際はもっと高いですよね?」


**鈴木:**「……ええ。私の計算では **99.8%** です。残りの微小な確率は、中村先生が本当に『仕事』をしてしまうという、天文学的な低確率の事象によるものです」


**中村:**「……。……よし、今日も完璧にサボるとしましょう。彼女の未来は、もう数式で守られていますからね」

演習問題

ハイゼンベルクによって提唱された、ミクロの世界において粒子の「位置」と「勢い(運動量)」の両方を同時に正確に測ることは不可能である、という原理を何と呼びますか?


1. 相対性理論

2. 不確定性原理

3. エントロピー増大の法則

4. 万有引力の法則


解説

「不確定性原理」は、観測すること自体が対象に影響を与えてしまうため、完璧に未来を予測することはできないという量子力学の根幹をなす考え方です。

**正解:2**

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