量子は有るのか？無いのか？

Question

量子は有るのか？無いのか？

量子は直接観測された存在ではありません
なので本当に有るのか？無いのか？と言う疑問が浮かんでしまいます
私は無いと思います。存在できないと思います

理由(1)光の速度を超える事はできない
量子を２回連続で観測した場合１回目の位置から発する光の速度を超えて
２回目の位置に移動する事になります

理由(2)光速度は不変である
２回目の観測における量子の位置は確率に左右されるので同じ距離にはならない
同時間内に進む距離が違うと言う事は光速度不変が成立しないと言う事です

量子はこの二つの法則が当てはまらないので存在できないと思います
皆さんはどう思われますか？

toporo · Accepted Answer

ichinari00さん、こんにちは。

ichinari00さんは、量子論に納得できないという立場を取られているという事ですね。
それはお立場としてはアリだと思います。
ただ、(1)の思考実験はその反証になっていないように思います。

衝突後の位置Bは確定しません。電子はぶつかった瞬間だけ姿を表わして、また消えてしまうからです。

また、位置cが水素の電子殻上にあると想定しておられませんか？
この電子は観測後どっかへ飛んでいってしまって、その移動速度は光速を超えません。
もはや水素原子の電子ではありませんから、電子殻上であればどこででも観測されるという訳ではないのです。

ちなみに猫の件は、自然がそうできている(らしい)姿と、人間が自然はこうあって欲しいと願う姿とが異る、というだけで、別に問題という訳ではないですよ。

toporo · Answer

ichinari00さん、こんばんは。
ていねいな返信ありがとうございました。

(1)のお考えについて、概ね理解しました。

図の赤丸が原子核で、量子として電子を考えておられるという事で合っていますか？
とりあえずここでは水素原子として考えましょう。

まず「２回の観測」という事ですが、量子の観測というのはマクロの観測とは違います。
水素原子の周りの電子を観測しようとする場合、とりあえず問題の水素原子に対して、電磁波(とりあえず光子としましょう)をぶつけてみます。
そうすると、ほとんどの光子は原子をすりぬけてしまいますけれども、たまに妙な方向にはじかれる光子が出てきます。
その時に「ああ、ここに電子がいたのだな」とわかる(観測される)という訳です。

ですから、観測された電子については、その時には電子の方も遠くにはじかれてしまって、電子殻の中で二度目の観測をされる事はありません。

次に、図の内容に関してですが、ichinari00さんは、観測1と観測2の間を電子が軌跡を描いて飛んでいるようなイメージをお持ちではないでしょうか。そのように電子が飛んでいると考えますと、電子はエネルギーを失ってすぐに原子核に落ちてしまいます。実際には電子は定常波の雲になって電子殻上(定常波が存在できる半径の球面)を中心としてぼんやりと存在しています。
(そう考えないと原子が安定して存在できないという事です。)

仮に同じ電子が二度の観測を受けたとしても、その二点間の距離は光速不変を崩すだけの距離離れて観測される事はありません。それは、一回目の観測によって雲がいったん収束し、存在確率の雲の形がもとの水素原子の電子殻の形とは異るものになるからです。

「モノは波動的に存在しているらしい」という説明は、色々な観測から推測された理論です。モノの存在や運動が波動方程式で説明できるという事です。ご紹介した本には、もっとスリリングで面白い話が書かれています。是非お読みになってみてください。

toporo · Answer

ichinari00さん、こんにちは。

量子はモノの存在を観測した時に現れる粒子性につけられた名前です。
一方、モノは粒子的というよりも波動的に存在していますから、「観測された存在ではない」という表現には、微妙な勘違いが含まれているとぼくは思います。

(1)の例はよく分からなかったので(2)の方についてお話します。

位置が定まらないという事は、距離が異る事とは必ずしも同じではありません。
ある時刻t0からt時間後の電子の位置は、t0時の位置を中心に、「t×光速度」の球面上に来ます。ただ、球面上のどの点に来るかはわからない…という意味で確率的なのです。球面上には確率のグラデーションがあります。

量子については、ついうっかり古典物理的に考えてしまうと妙な事がたくさんあると思います。
ブルーバックスから出ている「質量はどのように生まれるのか」という本は、その辺の事について比較的正面から説明されている良書だと思います。機会があったら読んでみていただくといいかと思います。

psytex · Answer

観測されるも何も、量子が単独で表出したものが、光子です。
また、人の五感の感覚器官の全て（化合物のイオン=電磁作用、
物質同士の衝突=最外殻電子の運動量交換）が光量子の交換で
あり、誰もが“量子”しか感じていないのです。

そして我々が“静止”しているといっても、分子は熱振動し、
原子の素粒子は回転し、といった具合に原理的に遡るほど、
どんどん高速化して、最終的に超弦理論において全て量子＝
光速に還元される時、あなたが問題にしている非光速性は、
階層現象を表面的（=いい加減）に捉えたところに生じる
仮想的なものに過ぎないのです。
（光速度が不変も何も、この世界には光速しか存在しないのです）

doc_sunday · Answer

０.量子というものはない。何かが量子化されているとは言う。
１.測定問題。二重スリット問題のように、ある場所である粒子を検出してしまったら、もうそれは量子化された粒子ではない。これを粒子の収束という。
これに関しては思考実験がある。今箱の中に閉じ込められた電子を考える、箱を二つに分け一方を東京からパリへ運ぶ。この状態では各々の半分の箱の中の電子は1/2の確率で存在するはずだ。今片一方を開ける、そこに電子があればもう一方の中の確率は突然ゼロになる。逆に開けた方に無ければもう半分の中にある確率は突然１になる。
２.光速と不確定性問題。光速を測定する。光子は速度一定だが量子化されるので位置は不確定になり、中央値は光速だがそれより先に進んでいる確率の部分が存在しなくてはならない。

まあ、こんなところが量子論に関係するパラドックスの入門でしょうね、解けたら教えて下さい。

量子は有るのか？無いのか？

ichinari00さん、こんにちは。

この回答への補足

ichinari00さん、こんばんは。

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ichinari00さん、こんにちは。

この回答への補足

観測されるも何も、量子が単独で表出したものが、光子です。

この回答への補足

０.量子というものはない。

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