波と粒子について

 波の運動と水の粒子の軌道の関係、

波と一緒になって水の粒子も伝わってゆくわけではない。
理想的な実験的環境の下では、水の粒子は楕円運動の軌跡を描いて漂っている。

学生時代に勉強した流体力学が、マクロとしての波と、ミクロとしての粒子の運動を分けて考えてしまうという、
私の常識、先入観になっているのかもしれない。

（ ↓ ） 光は波であるので、音と同様、ドップラー効果が観測される。
　　　本来黄色にみえるはずの銀河や星であっても、
　　　我々に近づいてくる時は波長が短くなって青く見え、
　　　逆に遠ざかってゆく場合には、波長が引き伸ばされて長くなり、赤く見える。

（「ホーキング未来を語る」より）

（ ↓ ） 宇宙の膨張が加速しているなら、月や太陽も徐々に私たちから離れていくはずだし、
　　　（今見てる太陽は8.3秒前の太陽だといいますが、この時間も増えていくはず）
　　　　今見えている星や銀河が見えないところへ遠ざかってしまう。
　　　　私たちの地球との相対的な距離が近づいたり、離れたりすることで色も違って見えるかもしれない。

ヤングの干渉実験で示されるように、光は粒子であり、また同時に波でもある。

「同時に」粒子であり波である、というのがピンとこないのは、たぶん冒頭で述べた先入観に原因がある。
粒子は、ミクロの素粒子レベルまでどこまでいっても物質そのものであり、
波は粒子が集まった時に観測されるマクロな状態を指すのかとばかり思ってたが、
どうも量子論の指すところの意味はそうではなさそう。

電磁波（電波や可視光線など）に波長があるのはわかるが、
電子のような粒子にそんなものがあるとは考えにくい。

しかし、あらゆる粒子は波のようにふるまい、あらゆる波は粒子のようにふるまう。
まるで禅問答にも似た量子力学の考え方。

すると原子核の周囲を廻る電子は、グルグル粒子が飛び廻っているイメージではなく、
原子核の周囲をグルリと囲んだ波がうねうねと揺れ動いているイメージになる。

アインシュタインは相対性理論ではなく、それまで波だと思われていた光を粒子とみなす考え方
－ 光量子仮説 －でノーベル賞を受賞した。

" 「量子」とは「とびとび」の概念である。 "

熱せられた水の温度や、アクセルを踏んだ車の加速を考えてみれば、物理量は連続的に変化するのが常識。
一方、光のエネルギーは小さな係数（プランク定数）× 光の振動数の整数倍にしかならない、
つまり、「とびとび」の値を示すのだが、とびとびの幅が極めて小さいならば、連続しているようにしか見えない。

マクロの世界を支配していると考えられていた法則は、
ミクロの世界からみれば、近似値にすぎなかったということ。

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	村山 斉
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（ ↓ ）原子はバラバラにすると電子とクオークになるが、素粒子には3つの世代があり、3つの世代を繰り返すらしい。
　　　第2世代以降の素粒子は、現在の地球上に物質として存在しないが、
　　　創世時の宇宙に存在し宇宙線の中に存在が確認されているもの。

 

上図の「ボソン」と呼ばれる素粒子、これが面白い。

フェルミオンと呼ばれる素粒子群は物質をつくるもので、排他原理が働く。
つまり、リンゴが存在する空間に、別のリンゴを置くことができないように、
電子のあるところに別の電子は置けない。それが物質というもの。

ところが、「ボソン」は排他原理に従わず、同じ場所にいくらでも詰め込める。
光子も「ボソン」の一種で、（波ではなく）粒子でありながら、同じ場所に詰め込むことで、光は重なり強くなる。

排他原理に従わないので物質を構成できないが、「力」を伝達する素粒子、それが「ボソン」。

この本、「リサ ランドール博士の異次元理論について」でちょっと書いた、
宇宙に存在する4つの力（重力、電磁気力、強い核力、弱い核力）まで踏み込んだ内容になっています。
磁石のS極とN極の周囲には目に見えないバネのような電磁場があって引き寄せあったり反発したりするのではなく、
電磁力は粒子が光子（バーチャル光子）を吸ったり吐いたりして（交換して）伝わるものだ、
と説明するのが量子場の理論と呼ばれるもの。

力は粒子のキャッチボールによって伝達されると考えるのです。

（ ↓ ） 何度見ても不思議な量子のふるまい。
　　　　波と同時に粒子である、とは、観測という行為が加わるだけで波が粒子に変わることであり、
　　　　粒子でありながら、結果を観測すると干渉縞があらわれる波になっているということ。

ミクロの粒子は幽霊的な存在だった

　　　アインシュタインが" 神はサイコロを振らない "と言って反論したいわゆる「コペンハーゲン解釈」。
　　　あらゆる粒子は、「観測されていないとき」は波であるので、「どこにあるか」は決められない。
　　　粒子ならば常にどこかにあるはずなのだが、観測者が「それを見るまでは」位置が決められない。

 

（ ↓ ） 2010/11/30 初刷、とある。つい、数日前じゃないか!
　　　　同じようなことを考えている人がいる、、共時性のようなものを感じたけど たぶん気のせい。
　　　　あの世とかこの世の不思議、といったものは解明されていないだけで、
　　　　どこかで科学（相対性理論や量子力学あたり）とつながっているに違いない。
　　　　哲学的、あるいは宗教的だとされてしまっている事柄を、科学の視点でとらえ直す。
　　　　トンデモ本の類になってしまうのかもしれませんが、実に良い発想だ。
　　　　科学だって仮説があって、検証されることで発展してきた。
　　　　アリストテレスの時代がそうであったように、哲学や宗教は本来 最先端の科学と同格のものであったはず。
　　　　多くの人が寄ってたかって神話やオカルトの世界に押し込めてしまったのだと思う。　　　　

	死後の世界を突きとめた量子力学 (５次元文庫)
	コンノケンイチ
	徳間書店

 幽霊か人だまのようにも見えますが、これ、ゴルフボール・デザインのコースターです。
　　 ゴルフばかの集まりの忘年会での一こま。
　　（風邪っぴきで不参加のつもりが、顔だけ出しての一言で、ついつい無理してしまいました。）