A System-Theoretic Redefinition of Wave Function Collapse, Quantum Entanglement,and the Light-Speed Limit Based on the Photon Data-Box Hypothesis(光データボックス理論による波動関数の収縮、量子もつれ、および有限な光速のメカニズムに関する考察)

[Description / Abstract] In modern physics, fundamental solutions remain elusive for the collapse of the wave function in quantum mechanics, the non-locality of quantum entanglement, and the structural reason behind the upper limit of the speed of light. To resolve these challenges unifiedly from the perspective of information science, this paper proposes a novel digital physics framework: the "Photon Data-Box Hypothesis," which posits that a photon is an ultra-lightweight data box capable of storing infinite temporal and spatial domains. By redefining spacetime contraction in Einstein's relativity as data compression, this model interprets physical mass as "data capacity (density)" and gravity as a "distortion of the spatial grid caused by computational lag." Furthermore, the square of the absolute value of the wave function (Born's rule) is mathematically formulated as a non-negativization process (rendering function) designed to eliminate system calculation errors. This model logically explains the mechanism by描画 (rendering) by which molecules and atoms materialize upon observation, proposing the profound possibility that the essence of spacetime is an information-based simulation structure. [日本語概要] 現代物理学において、量子力学における波動関数の収縮や量子もつれの非局所性、および光速が上限を持つ理由は、依然として根本的な解決に至っていない。本論文では、これらの課題を情報科学の視点から統合的に解決するため、「光（光子）は無限大の時間・空間領域が収納可能なデータボックスである」という新たなデジタル物理学のフレームワークを提案する。アインシュタインの相対性理論における時空収縮を情報圧縮として再定義し、物質の質量を「データ容量（密度）」、重力を「演算ラグに起因する空間グリッドの引きつれ」として解釈する。さらに、波動関数の絶対値の2乗（ボルンの規則）を、システムエラーを排除する非負値化プロセス（レンダリング関数）として数式化する。本モデルは、分子・原子が観測によって実体化するメカニズムを宇宙の描画プロセスとして合理的に説明し、時空の本質が情報に基づいたシミュレーション構造である可能性を提示する。