第３章 光とともに ナンバー1529

ナンバー1529　2017.01.28　　量子とは
量子はある単位を基準にした整数倍の飛び飛びの離散的なエネルギー値だけを
取って変化するため、整数倍以外の数値で現れ出ることはあり得ないといいます。
数学や物理で「離散的」という言葉を使うとき、その意味は
「個々の要素間につながりがなく離れ離れになっている様子」
だと『新明解国語辞典』（三省堂）にあります。
１,２,３,４・・・というように自然に数が増えていくのに対して、
特定の値しか取らなくて離れ離れになっていて連続的でない数字として、
たとえば偶数という特定の値の２,４,６・・・、奇数であれば１,３,５・・・
というように数と数のあいだが離れているものや、ある単位を基準にした
整数倍として７の倍数であれば７,14,21,28・・・などもすべて
飛び飛びに離れた数字で、デジタル的に増えます。
それに対して連続的になめらかな数として、１メートルの物差しの目盛り０から
100センチメートルまでの数は順番に１,２,３,４・・・というようになめらかに増えます。
また１センチメートルから２センチメートルのあいだにはミリメートルがあり、
これも１ミリメートルから９ミリメートルまで自然数で増えますから、
なめらかに連続した数値になります。昔ながらのアナログの時計の文字盤も
1時間のあいだを１から60分までを短い針で差し示し、1分のあいだも
1秒から60秒までという連続的な時間が埋めていて、秒針で読むことができます。
秒から分へ、分から時間への移行はなめらかに増えると考えれば、
段差の無いなめらかなスロープで１分から２分へ移動するように
数が変化するのが連続的な数といえるかもしれません。
それに対して、大きな段差のある階段のように段階的に増えたり減ったり
することで移行するのが離散的な数といえるのかもしれません。
竹内薫氏の『超ひも理論とはなにか』（講談社ブルーバックス）という本には、
『量子という言葉は、「量」の「単位」というほどの意味であり、たとえば
量子論を水素原子に適用すると、エネルギーは飛び飛びの階段状になる。
なぜかといえば、量子は複素数の波なのであり、陽子の廻りを
回っている電子の軌道上に存在できる波の振動数は限られるからである。
（中途半端な振動数だと、軌道上で波がきちんとつながらないから！）』とあります。
そして量子力学の基本方程式では複素数を扱いますから、
私たちが実際に扱うことのできる実数であらわすことの
できる物質の世界と、虚数という量子よりもミクロの見えない
世界のあいだには離散的な境目があることになります。
ナンバー1530につづく