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量子論の謎
(too old to reply)
Eukie_M_SHIRAISHI
2008-09-18 12:29:45 UTC
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量子論は、その誕生以来、大きな発展を遂げたが、その基礎の部分
は、依然として、大きな謎に包まれている。

シュレーディンガーの波動函数は、いったい、いかなる(物理)量の
波動を表わしているのかについては、歴史的に、多くの議論を呼んだ
が、現代では、Max Born(1882-1970)の唱えた説:「波動函数の二乗は
粒子の存在確率を表わしている」が、一応の“定説”となっている。

Born 自身の証言によれは、彼のこのような波動函数解釈は、Albert
Einstein を始源とするものだという。しかし、当の Einstein は
元はと言えば自身のものだった筈のこの波動函数解釈に「死ぬまで
反対し続けた」のだから、皮肉な話である。

よく考えてみると、確かに、「確率(密度)が時空間を波動となって
伝播する」というのは≪おかしな話≫である。

確率(密度)は、決して、〔物理量〕ではないからである。

水波にしろ、音波にしろ、或いは電磁波にしろ、(時空間を)伝播
しているのは、まぎれもなく、何らかの〔物理量〕である。

書物によっては、「シュレーディンガーの波動は、時空間ではなく
て、“配置空間”を伝播するのだ」と説いているものもある。
しかし、“配置空間”なるものは、実在の時空間ではないのである
から、その中を伝播する波動は実在の物理的波動ではありえない。
その上、光子に伴う波動であるとされる電磁波は、実在の時空間を
伝播するのに、電子等の他の素粒子の場合は、それらに伴う波動は、
実在の時空間ではなくて、抽象的な“配置空間”を伝播するとした
のでは、ド・ブロイの本来の“物質波”の思想から、著しく逸脱
してしまう。

とまれ、物理量ではないものが物理空間を伝播するなどということ
は在り得ない筈である。
Shinji KONO
2008-09-19 20:20:06 UTC
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Post by Eukie_M_SHIRAISHI
確率(密度)は、決して、〔物理量〕ではないからである。
その通りですね。人間の方で理解しやすいように密度とか言って
いるだけなので。

「光が伝搬する媒体(エーテル)は、どんな物理的性質を持つのか」
とかの議論で、実はエーテルは物理的な性質とかはもたなくて、
光が満たすマックスウェル方程式だげが重要なんだということで、
まさに、それはアインシュタインの業績なんだよな。そして、それ
はマッハが最後まで理解出来なかった部分だし。


---
Shinji KONO @ Information Engineering, University of the Ryukyus
河野真治 @ 琉球大学工学部情報工学科
t***@lbm.go.jp
2008-09-20 00:19:48 UTC
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***@lbm.go.jp
Shinji KONO
2008-09-21 16:30:17 UTC
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河野真治 @ 琉球大学情報工学です。


たぶん、科学技術館だと思うんだけど、パチンコみたいな実験装
置で、二項分布を実際に見せるというのがありました。こういう
のわかりやすいよね。作る人が、すごく苦労しただろうことは想
像に難くないんですが...

確率の元は、量子力学自体にあるわけなんだけど、その根本であ
る観測そのものは、量子力学の枠組自体には含まれてません。二
項分布実験でも、誰かが観測するまでは分布は確定していない。

原子が自然崩壊するのは、半減期で決まるわけなんだけど、原子
がたくさんある時はたくさん崩壊して、少しかない時には少しし
か崩壊しないように見える。じゃぁ、原子は仲間がいるかどうか
をなんらかの方法で知っている? もちろん、それが「ある確率で
崩壊する」という意味なんだけど。例えば、一定時間毎に「お前、
崩壊しろ」という指令が来るとか、一定時間後に自動的に崩壊す
るとかとは異なり、他の現象と非因果的に関連しているらしい。

「10月1日では遅すぎる」では、物理学者の持っている時間の感覚
として「並んでいる引出しにランダムに光が当たる」見たいな比
喩が出て来る。つまり、物理法則自体には確率とか時間の概念は
ないんだけど、それを見ている「光」つまり、人間の意識が時間
とか確率の原因になっているというわけ。

六等分された線分の上に光がランダムに当たるので1/6の確率みた
いな感じだね。でも、光が単独だと、1/6というのは意味を持たな
い。同じところにずーっと光が当たっても1/ 6なんて変だし。他
の光との相対的な組合せで1/6となって初めて確率になります。前
の二項分布実験でも、複数の玉が相互作用して二項分布を作り上
げる。

まぁ、つまりなんだ、単独の事象の確率ってのは数学的な幻想で、
実際に観測できるのは、複数の事象が絡んだ条件付確率しかない
ってことかな。

量子力学的には、波動方程式の初期値にδ関数を使うみたいなこ
とでしかないけど、それは、光が単独な場合だな。複数関与する
場合みたいなのを議論すると、共振振子みたいなものなると思う。
だからなんなんだってのは良くわからないけど。そんなことを、

 http://www.powerballs.jp/

みたいな玩具が研究室で流行った時に考えました。高いな、もっ
と安いのがあったと思うんだが。


 http://tinyurl.com/3myf26

こっちが粗悪品と呼ばれているものか... 確かに良く壊れていたっけ。

---
Shinji KONO @ Information Engineering, University of the Ryukyus
河野真治 @ 琉球大学工学部情報工学科
Shinji KONO
2008-09-22 00:50:16 UTC
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Post by Eukie_M_SHIRAISHI
とまれ、物理量ではないものが物理空間を伝播するなどということ
は在り得ない筈である。
でも良いけど、これってeurms氏が何の根拠も無く持込んだ命題だし、
明らかに誤りだよね。
「物理量ではない仮想的な存在」だからといって
それが「物理空間を伝播」できないなんて理由は何ひとつ無い。
一つの解釈としては、伝搬を観測できなければいけないわけだから、
伝搬するものは、少なくとも観測量でないとだめだってなことかな。
波動函数にせよ、そこから算出した確率密度にせよ、
物理量の挙動を説明する手段であることは確か ...
なんだから、
関連している物理量と「一緒に伝播する」のは当然のことだよね。
波動関数の伝搬ってのは、特定の表示を採用した時の基底の数学
的な表現でしかない。それは、物理的な伝搬のイメージ、あるい
は、粒子や波の伝搬とは、まったく独立です。だって、単なる座
標系の基底に過ぎないんだから。任意に選んで良いわけですよね。
実際、ハイゼンベルグ表示では、波動関数は動的に変化しないの
で、数学の形式的にも伝搬になってないし。

たまたま、観測したい物理現象と同じ伝搬形式を持つ基底を使う
と問題がうまく解ける場合がある、というわけでしょう。便利な
基底を求めるのに、境界条件を使ったりするので、なんとなく、
波動関数自体が物理的な実体のような気がしますが、錯覚です。

---
Shinji KONO @ Information Engineering, University of the Ryukyus
河野真治 @ 琉球大学工学部情報工学科
t***@lbm.go.jp
2008-09-24 00:58:57 UTC
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Post by t***@lbm.go.jp
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Post by t***@lbm.go.jp
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Eukie_M_SHIRAISHI
2008-09-24 10:05:34 UTC
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「伝播」なり「伝搬」なりという用語を
「物理的に観測できる量」が時間とともに位置を変えていく現象を
表現するのに使うと「定義」すれば、
その定義に「従う限りにおいて」波動函数が伝播するなんてことは有り得ない。
でも、その定義は共通の約束事では無いハズだし、
妥当な定義だとも思いません。
そして、その「定義」を元にして、
明らかにそれとは「異なる定義」に基づく表現である
「波動函数の伝播」という語法に噛みついているわけで、
それは全くのナンセンスですね。
じゃ〜、訊くけど、「物理量」はどう定義されるの?
t***@lbm.go.jp
2008-09-24 23:57:27 UTC
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***@lbm.go.jp
Shinji KONO
2008-09-25 08:08:25 UTC
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Post by Eukie_M_SHIRAISHI
じゃ〜、訊くけど、「物理量」はどう定義されるの?
話を逸してゴマカさないように。
今は、「物理量」をどう定義するかとは全く独立な議論しかしてないでしょ。
外から見る限り、そこは重要だと思う。
#ちなみに、「物理量」と「物理的に観測できる量」は全くの同義語というつもりで
#書いてきたんだけど、それは共通理解にして良いのかな?
結局は、Observable の必要条件ということになるんでしょうね。

あんまりきれいな説明を見たことはないんですが、二人の解説に
期待します。

---
Shinji KONO @ Information Engineering, University of the Ryukyus
河野真治 @ 琉球大学工学部情報工学科

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