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素人でも1から分かる・不確定性原理とは?量子ゆらぎとは?不確定性原理の欠陥実証とは?小澤正直教授

2012-01-16 | 因果の道理

 

ある日本人が「ハイゼンベルグの不確定性原理の欠陥を実証した!」と大々的なニュースになっています。

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20120116-00000076-yom-sci

 http://www.nikkei-science.com/?p=16686

 

http://sankei.jp.msn.com/science/news/120116/scn12011613140002-n2.htm

 

 

その日本人とは、数学者の小澤正直・名古屋大学教授

 

 

さて、そもそも「不確定性原理」とは何ぞや?

 

という方も多いでしょう。


今回は、厳密な話はともかく、


「おおざっぱでもいいから『要は、こんなこと!』って教えて欲しい」


という人を正客に記事を書いてみました。



【1】


「不確定性原理」とは、「測定の限界」みたいなことを意味します。



何かを測定しようとしたとき、どれだけ頑張っても


「あちらを立てれば、こちらが立たず」


というジレンマがおきてしまう、



つまり「確定しない」「不確定」なのです。



いろいろな不確定なものがありますが、


一番有名なのは原子などの小さな粒子の「速度」と「位置」を同時に正しく測定できない、というものです。



つまり、


 ↓↓


あまりにも小さい原子や素粒子は、


●位置を正確に測定しようとすると、測定するための光に原子や素粒子が飛ばされ、速度が変化してしまいます。


●逆に、速度を正しく測ろうとすると(原子を飛ばさない程度のエネルギーで測る)と、それだけ波長を長くし、力を弱くせねばならなくなりますから、ここからここまでの波長の間にはいるだろうけど、決定的に「ここに原子がある!」という位置が確定しなくなってしまうのです。


※図を参照

http://ameblo.jp/endof/image-11137392394-11738165497.html



つまり、


大きいものなら、観測しても、影響がなきに等しく


大丈夫なのですが、



あまりに小さすぎると、観測自体が、実験に影響を


与えてしまうから、不確定になってしまうというもの。



ハイゼンベルグというドイツの物理学者がいい出した


原理だから「ハイゼンベルグの不確定性原理」


というのですね。



ここまで分かれば、第一段階OKです。




次のステップへ進みます。


【2】


次なるキーワードは「ゆらぎ」です。



ポイントとしては、この「ゆらぎ(量子ゆらぎ)」は


もともと物体に備わっている性質なので,測定とは関係なく決まる、ということです。



物質と聞くと、何かカチッとしたイメージがあると


思いますが、ものすごく小さいものを厳密に


見ていくと、どうもぼやっとしている、


いわゆる「ゆらいでいる」のです。



ゆらいでいるから、不確定です。



ここで二つの不確定なるものが出てきました。



【1】  測によって「不確定」になるもの。


【2】  測と関係なく、物体に備わっている性質として、ゆらいでいる(不確定)。



この2つです。



どちらも不確定という点では共通していますが、



【1】は観測によるもの


【2】は観測によらないもの



という違いがあります。




今回の、小澤教授の理論と実験結果は、


この【1】と【2】を厳密に分けたものです。




ですから、今回の発見は、決して


不確定自体が間違いと分かったわけでもなければ


量子力学が間違っていたわけでもありません。




あくまで、【精度があがった】のであり、


ハイゼンベルグの欠陥を補った!


ハイゼンベルグが引いた限界を超えた!


というものです。



イメージでいうと


「100メートル9秒を切るのは理論的に不可能


 と言われていたのに、何と9秒の壁を越えた!」


という感じでしょうか?


(誤解が生じるかな?)



まあ、ともかく、


「これ以上、精度をあげるのは理論的に無理」


といわれていた限界点を今回突破し、


より精度があがったということです。



これは大変な発見であり、量子力学の可能性を広げるものとなるでしょう。



ハイゼンベルグの式に変わって、小澤教授の式が


教科書に載る日もそう遠くない、とも言われます。



さて、話はここで終わりません。



このような、ものすごい厳密な世界を追求する


量子力学の世界ですが、


量子力学を研究する第一人者たちは、声を揃えて絶賛するものがあるのです。



一体なんでしょう?



それは、東洋思想です。



量子力学の育ての親

ニールス・ボーア

(wikipedia)


「原子物理学論との類似性を認識するためには、 


われわれはブッダや老子といた思索家がかつて直面した 


認識上の問題にたち帰り、 


大いなる存在のドラマのなかで、観客でもあり演技者でも 


ある我々の位置を調和あるものとするように努めねば 


ならない。」


量子力学の基本方程式であるシュレーディンガー方程式シュレーディンガーの猫などにより一般にも広く知られている。

シュレーディンガー

(wikipedia)


「西洋科学へは東洋思想の輸血を必要としている。」



そして、ハイゼンベルグ

(wikipedeia)


「過去数十年の間に、日本の物理学者たちが物理学の発展 


に対して大きな貢献をしてきたのは、東洋の哲学的伝統と、


「量子力学」が、根本的に似ているからなのかもしれ 


ません」


ちなみにアインシュタイン

(wikipedia)


「現代科学に欠けているものを埋め合わせてくれるものがある 

とすれば、それは仏教です」


と言っています。




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