風邪をひいたときは量子力学を学ぶと良い

今年は暖冬などと言われ、スキー場も雪が積もらず営業が困難を極めているとのニュースがあった。ここ、関東も寒くなったり、暖かくなったり。温度差で体調崩しやすいかと思われるので、皆さま風邪にお気をつけ下さい。

さて、風邪をひいて寝込んでいるときは無性に勉強したくなるのは私だけだろうか。仕事を休んで寝ているしかない状態で、時間だけが無為に過ぎていくのが嫌なのだ。

学生時代は物理学が全くの苦手教科であったが、風邪をひいた時はよく量子力学や相対性理論を勉強する事にしている。何か途方も無い学問の一端に触れることで、あっという間に時間が過ぎるのを期待して、様々なネット上の情報を漁っている。

熱で朦朧としている状態であまり身にならないのだが、宇宙の成り立ちや、量子の特性について思考を巡らせているうちに夢に誘ってくれる事もあるし、集中してあっという間に数時間経過する事もある。

アインシュタイン様様である。

二重スリット実験

面白かったのは、量子の二重スリット実験と言うもの。少し難しいのだが、光子などの量子は一重のスリット(縦長の空洞)のある板に照射すると粒子として特性を現すが、二重のスリットのある板に照射すると「波」としての特性を現すというもの。波というのは水や音波の特性だ。

これが誤った解釈、または大袈裟な解釈をされている動画がある。

こちらが短くてわかりやすい。前段の説明がある動画もあるので参考に貼っておく。

非常にミステリアスに説明られされているこれらの実験だが、つまりは観測機の配置の有無によって、量子の挙動が変わると言う実験結果になることがわかっている。これを観測問題と呼ぶそうだ。

二重スリット実験の観測問題

観測問題を歪曲して理解してしまうと、人間が観測と言う形式で介入する事で事象に変化が起きているのではないか、と言う誤解が生じている。

飛躍すれば、人が見ることで自然現象が変わると言う事だ。これがネット界隈では、神の仕業ではないかとか、この世は仮想世界なのではないか、などとラノベの様なコメントになって拡散している。

これは実験の結果を正しく捉えておらず、事実は観測機による測定を行った時には量子の振る舞いが変わる、と言う事象だ。

理化学研究所の情報では、量子の測定には未だ課題があるとの事である。量子の測定において同時に測定できないペアと言うものがあるらしい。

・位置と運動量

・エネルギーと時間

・角度と角運動量

などが該当するそうで、一方を測定するともう一方が正確に計測できない。二重スリット実験における観測問題においても、スリットのどちらを通過したかと言う位置情報を計測した結果、量子の波動としての運動が計測出来なくなったと理解できなくはない。

参考:

新しい二重スリット実験 | 理化学研究所

世界には未だ解明されていない事象が多くある。人は知らない事を嫌う傾向にあるが、一歩踏み込んで知識を得てみると、意外と面白いと感じることもある。

風邪をひいて退屈な時間があったら、是非触れたことのない学問にゆっくり取り組んでみては如何だろうか。