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【シュレディンガーの猫】量子力学を聴く ここまでしかわかりませんでした💦

ピクシブ百科事典より

週末料理の時に、NHKラジオ「らじるらじる」の「カルチャーラジオ 科学と人間」の中の「みんなの量子論~不思議で考えさせられる世界」を最近は聴いていました。

そうしたら面白くて、料理しながら聴くのがもったいなくなり、学生のようにノートをとってしまいました。

ラジオですから、所詮数式はない、言葉だけで教えられる範囲内の量子論なのですが、ちょっと魅せられました。

6回~9回までですが、早く聞かないと消えてしまいますぅ😅

わからないながら、わたくし程度に少しまとめてみたいと思います。

量子力学(quantum mechanics)を考えた人たち

まず量子力学とは、「一般相対性理論と共に現代物理学の根幹を成す理論。主に分子や原子、それを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する力学」ということです。

アインシュタインの相対性理論とは相異なる考え方のようです。 量子力学

竹内薫先生は、量子力学を考えた人たちの功績や人物伝を語っておられます、ラジオだから仕方ない。

ハイゼンベルク、シュレディンガー、パウリ、ディラック、ファインマン、ボームといった名だたる物理学者たちが量子論を考えた人たちです。

そして、サラッと日本の物理学者、湯川秀樹さんから梶田隆章さんまで

コピペになりますが、わかりやすい「量子力学」の説明は以下になると思います。

量子力学とは「分子や原子、電子といった小さな世界の物理現象を記述する学問です。 肉眼では捉えられない小さな世界の話ですが、身の周りは量子力学でなければ説明できないものばかりです。」

また「素粒子・原子・分子などの微視的な世界の物理現象を扱う理論体系。 物質のもつ波動性と粒子性、観測による測定値の不確定性などを基本とする。」とも記されています。

そもそも量子とは、「粒子と波の性質をあわせ持った、とても小さな物質やエネルギーの単位のことです。 物質を形作っている原子そのものや、原子を形作っているさらに小さな電子・中性子・陽子といったものが代表選手です。 光を粒子としてみたときの光子やニュートリノやクォーク、ミュオンなどといった素粒子も量子に含まれます。」ということ。

ものすごく小さな、目に見えない世界での理論ということですね。

私たちの見える世界のものもすべて量子で構成されているということと解釈しました。

今や量子力学は、色々な技術分野には欠かせない理論であって、私たちが日常に使っているパソコンやスマホなど(半導体を使った機器)もそのおかげということらしいです。

残念ながら、文系大学だったので教養課程で数学の当時は新しかった「行列」は習った記憶がありますが、その行列が量子力学の中でも使われるそうです。

中でも話が長かったのはシュレディンガー博士についてでした。

ちょっと変わった人だったらしいことから、シュレディンガー方程式を作った方ということ。その前にはハイゼンベルク方程式もあるようです。

シュレディンガーの猫 猫という言葉に惹かれて興味を持ってみました

ナゾロジーのHPより シュレディンガー

「シュレディンガーの猫」は、彼が頭の中だけで行った実験です。実際に猫が毒ガスでやられたわけではないようです。←何もわからない人はそう考えてしまう笑

「一定確率で毒ガスを放出する装置と一緒に箱に入れられたネコは、蓋を開けて観測するまで生きた状態と死んだ状態が重なり合っている」と説明されています。わかりますか?

そして、その意味は「観測するまで物事の状態は確定しない」 という量子力学の考え方のようです。

のちに、シュレディンガーの猫は「話しとしては面白いけど、ただの哲学問答だよね」と忘れ去られていったそうです。

が、理論物理学者のジョン・スチュアート・ベルがこっそり覗いて確認できた観測結果が、「初めから状態が決まっていた場合と、見た瞬間に状態が決まった場合では、ばらつき方が異なるということを数学的に示した」ということです。

『そして1980年代に、フランスの物理学者アラン・アスペがこのアイデアを元にした実験で、「観測した瞬間に物事の状態が決定される」というコペンハーゲン解釈の方が正しいことを証明します。』とナゾロジーにあります。

アラン・アスペはこのときの成果から2022年(今年の)ノーベル物理学賞を受賞したとのことです。

よくわからないまま、ここまでなんとか読み込んでみました(;^_^A

その後の量子力学の説明はよくわからないので、ナゾロジーのページで読んでみてくださいm(__)m

そして、こんな動画もありました。

竹内先生も一番わかりやすく、面白いのはファインマンだと

8回の終わりから9回の途中までは、ファインマンのことでした。

「ご冗談でしょう、ファインマンさん」を読んだことがあるので、少しは身近に思えました。

量子力学を再発見したともいえるらしいR・ファインマンの物理学の本は図版やがいっぱいでわかりやすいそうです。

経路積分(和)方程式(可能なあらゆる経路を足し合わせると出てくる方程式)、くりこみ理論(無限大を有限な値にくりこむ)、ファインマンダイアグラムなど・・

ファインマンは量子力学の数式をすごく簡単にしてくれたのだそうです。

また、竹内先生も「時空」を使った方法(space time approach)には、「どうしてこんなことを考えたか、くらいの驚き」と仰っています。

ファインマンは、1986年のスペスシャトル・チャレンジャーの事故の調査委員会の委員でもあり、寒い時期、気温が低くなるとゴムが硬くなり密閉ができなくなり事故につながったと原因究明もしたそうです。

それから、日本の物理学者湯川秀樹、朝永振一郎、江崎玲於奈、各氏の説明からボームまで。

そして、「ポテンシャル」(電磁場での量子のふるまいを量子力学で解く)の説明まででした。

また、次回から最終回まではノートを取りたいと思います。しかし、記事にするのはこれっきりかもしれません。

私が書いたところで、読者はわからなくなるだけかもしれませんね~。

私も微々たることしかわかりませんから。もっと数学と物理、化学も生物も頑張りたかったです。

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コメント

  1. peco より:

    pecoです。
    おはようございます。こちらのコメント欄に書いています。
    「カルチャーラジオ 科学と人間」の中の「みんなの量子論」について
    今日の新聞(朝日新聞です)を見ていましたら、びっくりです。テレビ・ラジオ欄の読者の「ハガキ通信」という欄に、読者の方が「シュレディンガーの猫」、大学時代に途中で投げ出してしまった「ファインマンの量子力学」と書かれています。ファインマン知りませんでした。
    それからこのコメント欄について質問があります。基本的なことで申し訳ありません。
    コメントは公開されているのでしょうか?
    メールでやりとりできませんでしょうか?
    ご迷惑でなければ、この点を知らせてください。

    • owl(アウル) owl(アウル) より:

      pecoさん、こんにちは。
      基本どこのブログもコメント欄は公開されます。
      私が承認しないと、返信もできないので承認すると公開になります。
      これはWordPressのしくみです、ごめんなさい。
      だから個人が特定されるようなことは書きこまないでくださいませ。
      ただし貴女のメルアドは私にしか公開されませんので、ご安心ください。
      こちらからメールさせていただきますので、少しお待ちくださいね。
      いつもありがとうございます。