【量子力学を一言で言うと？】困ってます！

量子力学を一言で言うとどうなるでしょうか？
門外漢なのでまったくわからず困っています。
今までに得た表面的な知識で考えてみると、
量子力学とは「多数の世界が共存する？？？」
なんだか、変なことになってしまいました。
どうか、もっともシンプルな言い方で教えてください。
（長くなっても結構です）

また、ニュートン以来の古典力学に対してアインシュタイン／
ボーア／シュレディンガーなどの物理学はなんと呼ぶのでしょう？

最後になりましたが、２０世紀最大の発見は一般相対性理論と、
量子力学でよろしいのでしょうか？


教えてください。
よろしくお願いします。

No.9 ベストアンサー 回答者： apple-man 回答日時： 2003/11/03 18:54

＞世界の解釈の仕方として、量子力学を知りたいです。

　観測者の視点と言って、量子力学では
測定されたときに全てが定まるという
考えが現れています。
　観測という行為が行われないと、
実態は定まらない。シュレディンガーの
猫という例えに表されています。

　こういった量子力学の考えに疑問を持った
アインシュタインの有名な言葉に
「夜中に光るあの月は、私が見ていないときには
　存在していないというのかね？」というのがあります。

　これは「森の奥深くで１本の木が倒れた。その
音を聞く者がなかったとき、その音は存在して
いるのか？」という問い対し、「存在していない」
と量子力学は答えてるのです。


＞ニュートンの古典力学は世界を上から見る。観測者を世界
分離して扱う。これは、実存主義以前のアリストテレス～
デカルトまでの世界認識の延長だと思っています。

　ニュートンとデカルトには多くの対立点があります。
ニュートンは現象を分離して考えすぎ、フランシス
ベイコンの実験による実証主義にかたより過ぎたため
結果的に反実在主義者のようになってしまいまいたが、
本質を見抜けなかっただけだと思います。

　現象を分離しすぎたよい結果として、
重力の認識が生まれましたが、重力の
発生原因を問われたときに、実証主義の
立場をつき通して、実験で確認でないから
わからないという表現をしたことが、
後々デカルト及びデカルト主義者たちとの
対立を生むことになります。
デカルトは死ぬまで重力という客観的な存在には
否定的でした。

　また現象を分離しすぎた悪い結果としては、
絶対空間という概念があります。空間は
観測者や物体との相互関係とは関係なく、
客観的に存在しているという概念を持ち込んで
しまいまいた。
　中、高校の物理で、原点をゼロとして
自由落下させたときにの一定時間後の
原点からの距離、速度を計算したりするのは、
このニュートンの絶対空間の考えによるもので、
暗黙のうちに（観測者と関係なく）
空間に絶対的な目盛りがあるかの
ように扱う現われです。

　この考えはアインシュタインの相対性理論に
よって否定されました。やはり観測者の視点が
必要なのです。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
僕たちは自然と、この世には絶対空間と絶対時間があるように考えてしまいますが、これはやはり古典力学の影響でしょうか？でも、それ以外に客観的に世界を見る方法はありますでしょうか？それとも、この「客観的に」見ようとする態度こそが問題なのかもしれませんね。視点がすでに世界の外にあります。ハイデガーは時間をその場所からそちらがわに行きたいと言う意志（多分こんな感じです）というように、言いましたが、これは量子力学の影響を受けているのでしょうかね。世界内存在。

お礼日時：2003/11/06 18:26

No.8 回答者： apple-man 回答日時： 2003/11/03 17:40

>＞　この理論が実証されれば、

例えば、水素原子と酸素原子が
反応して水の分子になる・・・
などという説明が全くのウソだと
いうことになり、学校の教科書が
全面的に書き換えられることに
なります。


この部分の意味がまったくわかりません。膜理論がわかってないと
理解できないのでしょうね。


化学反応が一定の比率で起こることは１９世紀
までに分かっていましたが、それが原子と原子の
化学反応だと結論つけられたのは、原子論が
支持されるようになった２０世紀からです。
ドルトンの理論も、ドルトンの原子仮説と
言われていたくらいですから。

　実験によって証明されたかのように見えていた
原子という粒の存在が今あやしくなっているんです。

　つまり物質は全て振動する小さなひもを基本に
できていて、違う粒子だと人間が思っていたものは
全ておなじ超ひもの振動状態の違いを観測して
いただけという可能性が高まっています。

　光の色に例えて言うと、人間は赤とか青とかいう
別の色の光が個別にあると思っていた。でもそれは
同じ１つの光という存在の振動数の違いだけだった
というのと同じイメージです。

　今原子の話で説明しまいたが、原子は陽子と
中性子と中間子といった粒子が結合してできた
ものと解釈されていますし、それらは最終的には
６つクオークという粒子の組み合わせの違いだと
粒子論では説明されていますが、実際にはそんな
多くの粒子があるわけではなく、全部、振動数が
異なっている超ひもを観測しているだけというのが
超弦理論です。

この回答へのお礼

とてもわかりやすかたです。
回答ありがとうございました！

お礼日時：2003/11/03 19:29

No.7 回答者： apple-man 回答日時： 2003/11/03 12:34

>超弦理論！

はじめて聞きました！
よかったらこれらについて教えていただけませんか？

今、高校ぐらいまでの化学や物理では、
物質の究極の姿は粒子であるという
素粒子論を基礎に教えます。
　原子とか電子とか分子のように
粒子の名前で化学反応などを説明する
のはそのためです。
　これはいわゆる古代ギリシャのデモクリトスの
アトムの概念を引き継いだものですが、
１９世紀までこの考えは１部の少数派の
考えに過ぎなかった。
　しかし、２０世紀に入り、アインシュタインの
光量子仮説（光も粒子であるという理論）が
実験結果をうまく説明するなどしたこと
から粒子論が主流理論として受け入れられ、
この粒子論的な考えに基き、電子の運動や光、
原子間に働く力を説明する基本理論として
量子力学ができたのです。
　そして後は究極の素粒子（これ以上こわすことに
できない最も小さい粒子）を探すという研究が
進みました。
　具体的には、粒子同士を衝突させ、さらに
小さな粒子のかけらが出てこないか調べて
いったのです。
　ところがいろいろな実験の結果、
究極の姿が粒子と考えると、どうも
おかしいということになってきました。
　１９６８年にそれまでの粒子の衝突
実験の結果をまとめ上げたベネチアーノという
学者は、物質の究極の姿は粒子と考える
より、何か別のものの振動状態と考えた
ほうがいいという論文を発表しました。

　つまり人間が電子とかクオークとかいった
いろいろな粒子として観測しているものは、
１つのものの振動の違いを別粒子と思って
いるだけかもしれないというわけです。
　
　粒子以外の何か別なものとは何かという
議論が進み、１９７０年に南部陽一郎
博士が、それは高次元で振動する
弦（またはひものようなもの）だと
する、超弦理論を発表しました。

　この理論はさらに発展を続け、
１９９５年のM理論と呼ばれる
かた形でまとまり、さらに
Dブレン（振動の基本は膜とするもの）
という理論に発展しています。

　この理論のすごいところは、
物質、力、エネルギーをまとめて
説明できる可能性があるところで、
全てを説明する究極の理論TOE
（Theory Of Everything)
の最有力候補と呼ばれています。

　この理論が実証されれば、
例えば、水素原子と酸素原子が
反応して水の分子になる・・・
などという説明が全くのウソだと
いうことになり、学校の教科書が
全面的に書き換えられることに
なります。

　最近、わりとコンパクトにまとまった
解説本が出ましたので、参考URLに
挙げておきますね。興味があったら
読んでみて下さい。
参考URL（膜宇宙論　PHP研究所　１２００円）

参考URL：http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4569628 …

この回答への補足

では、２０００年以上続いたデモクリトス流に、物質の最小限の単位をアトム（これは、直訳すれば原子ですが、球体の質量最小の物質構成要素ととらえてもかまわないのですか？）と考えるやり方はもう終わったということですね？
超ひも理論で考えられる最小の単位とはなんなのでしょうかまったくイメージが掴めません。そのうち、本を買って読んでみたいと思います。

補足日時：2003/11/04 00:54

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
お勧めの本は本屋で並んでいるのをたまたま昨日目にしました。

＞　この理論が実証されれば、
例えば、水素原子と酸素原子が
反応して水の分子になる・・・
などという説明が全くのウソだと
いうことになり、学校の教科書が
全面的に書き換えられることに
なります。


この部分の意味がまったくわかりません。膜理論がわかってないと
理解できないのでしょうね。

回答ありがとうございました。

お礼日時：2003/11/03 14:31

No.6 回答者： aasa55 回答日時： 2003/11/01 23:31

私が昔、予備校で現代物理学について習ったとき、先生は、

古典物理では、物理法則＝神の意志と言っていました。
（物理が盛んだったのがキリスト教圏だったので）
それで、19世紀、「神の考えは全て読めた!!」と思われたときが本当にあったんだそうです。
でも、科学技術の発展に伴い実験装置の精度が上がり古典物理学では説明のつかない実験結果が出て現代物理学ができた、という流れです。
そしてアインシュタインの有名な言葉のように「神はサイコロを振らない」とか「では月は私が見ているときにだけ存在するのでしょうか」というように、神の意志を知ろうと思っていた人たちに対して、まるで「神は存在しない」と言っているような結論を導いてしまいました。予備校の先生は「物理法則＝神となった」という言い方をしていました。
大学で哲学の講義を聴いていたときに、「まるで量子力学だ」と感じた話がいくつもあったように思います。「世界の中の私」という観点から私も量子力学を連想しました。

「異邦人」は、ちょうど今読んでるんですよ。タイムリーですね(^o^)
まだ途中です。女の子のしゃべり方とか、突然殺人したりとか、ゴダールっぽい！って思いました。
卒論ですかぁ。頑張ってください。

この回答へのお礼

宜しければあなたの「気付き」を、思いついたことでも
いいので、いろいろ教えて下さい。
出来れば会いたいくらいです。

また、適当に書いてくださいね。
じゃね。

お礼日時：2003/11/01 23:56

No.5 回答者： aasa55 回答日時： 2003/11/01 03:58

量子力学を一言で言うと、

「物理に観測者を導入した物理」
だと私は思います。（なんか、日本語おかしいですかね）
もしくは、「確率で自然界を記述する学問」

何かを観測するとき、Ａという結果を観測する時もあればＢを観測する時もあるわけですが、実際観測するまでは、ＡとＢが重ねあわされた状態にあるということです。観測によって、一つの結果が選ばれます。（例えばサイコロを振ってコップをかぶせたとき、1が出てる場合2が出てる場合…って、6とおりありますよね。でもコップを開けるまでは何が出ているかわからない。コップの中のサイコロの目は6つの目の重ねあわせの状態、1でもあれば2でもあるし…という状態。コップを開けた瞬間に、サイコロの目が一つに決まります。）
重ねあわされた状態のとき、物体は観測される確率でしかあらわせない状態になっています。

量子力学＝「多数の世界が共存」という解釈の仕方は、もしかしたら、訂正したほうがいいかもしれません。
実験によると、もやもやとはっきりしない重ね合わせの状態からを観測によって一つの状態にきめているようにみえるわけですが、そのことの解釈の一つとして、「多重世界」ってのがあったと思います。観測前は「世界」の重ねあわせで、観測によって、一つだけ選ばれる、とか、どんどん枝分かれする、つまり、Ａという結果を観測した世界と、Ｂを観測した世界のふたつができる、Ａを観測した私ＡとＢを観測した私Ｂが同時に存在しますが、そのふたつの世界は観測によって分けられてしまったので、私Ａと私Ｂが出会うことはありません。…みたいな、そんなお話です。でもこれは実験によって確かめることは出来ません。（観測されたものしかみれないので。）「世界」とい言葉はこういう話のときに出て来る特別な意味があるので、訂正したほうが…と私は思いました。

このように、観測という行為が自然界に影響を与える、という点で、量子力学は古典物理と大きく異なっています。

古典力学に対しては、現代物理学でよいと思います。

「シュレディンガーの猫(上)(下)」を昔読みました。面白かったです。お薦めです。(上)では、量子力学が出来るまでの歴史（下）では量子力学の内容そのものについて書いてあります。多重世界や、その他の解釈の仕方も載っていたと思います。

だらだらとかいてしまってすいません。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

僕は本当に門外漢なのですが、量子力学の基本的な考え方
を知りたいと思っています。（純粋に好きだから。名前が
かっこいい。中学２年生の時に知ったということで、ちょっと
自尊心が高まる（＾＾；）などの色々な理由のせいだと思います）

世界の解釈の仕方として、量子力学を知りたいです。具体的
なことは下の回答者の方のお礼の欄に書きこんでおきました。
ニュートンの古典力学は世界を上から見る。観測者を世界
分離して扱う。これは、実存主義以前のアリストテレス～
デカルトまでの世界認識の延長だと思っています。これに
対して量子力学は、ニーチェ、ハイデガー、サルトルなど
の実存思想に繋がる所があると思っています。つまり、「現在」
の存在を問題にしている。世界の中の私というところを問題に
しています。

回答ありがとうございました。

お礼日時：2003/11/01 11:47

No.4 回答者： grothendieck 回答日時： 2003/11/01 02:25

Evianusさん、こんにちは。

私は量子力学がよく分かっていないので、お答えするのは適切ではないかもしれません。ファインマンは「量子力学が分かっている人はいないと言って良い。」と述べているそうです。私の場合は量子力学が分かっていない段階にも達していないかもしれませんが…
　ミクロの世界を扱う時には必ず量子論が必要になります。しかし量子力学はマクロな系にも適用され得るものです。したがって
　量子力学＝ミクロの世界の物理学
とは必ずしも言えないと思います。私は量子力学を特徴付けるものは、状態と物理量を分離し、物理量を無限次元空間上の作用素としたことにあると思います。簡単な系を表わすにも無限次元空間が必要になり、しかも座標や運動量など基本的な物理量の多くが非有界作用素になりえらいことになるのです。古典力学の正準変換と量子力学のユニタリ変換が対応しているのかも怪しいものだし、「連続固有値」状態を規格化しようとすればGelfandのtripletを導入することが必要になったりで、「非相対論に限れば量子力学の理論は完成している。」と言われますが、本当なのかという気がします。

この回答へのお礼

まったくわかりませんが、回答ありがとうございました（笑）。

僕は、「不条理」について考えています。
古典力学では、自然界の状況の中から簡単に説明できる
要素のみを取り出して説明してきたような気がします。
しかし、「現代物理学」では、そうやって自然を単純化
しないで考えるという姿勢が出て来たように感じます。
（直感なので間違っているかも！）アリストテレス以来の
何事も「分類して説明する」という態度があまりにつよく
なってしまって、分類から漏れた「その他」が反発して
地震のように現代の社会に問題を引き起こしているような
気がします。

具体的にはカミュの「異邦人」という小説を卒論で研究
しています。何か、これに関して思うところがおありでしたら
教えて下さい。よろしくお願いします。僕が考えている
ところでは、主人公のムルソーが「その他」の世界に属していて
自然界の純粋な力の象徴であり、全体意思である「太陽」
が彼に力を与えているというものです。

お礼日時：2003/11/01 11:38

No.3 回答者： bttf2003 回答日時： 2003/10/31 23:04

量子力学は、一言でいうと「波と粒の両方の性質をもつエネルギーの塊のふるまいを

説明する学問」です。
エネルギーの塊とは、普通「物質」と「力」と呼ばれています。

＞ニュートン以来の古典力学に対してアインシュタイン／
ボーア／シュレディンガーなどの物理学はなんと呼ぶのでしょう？

他の方が回答されている通り、「現代物理学」です。

＞２０世紀最大の発見は一般相対性理論と、量子力学でよろしいのでしょうか？

発見という意味では、「重力と加速度の等価原理」と「不確定性原理」でしょう。
一般相対性理論と量子力学は、上記の２つの原理から導かれた物理学理論と言うほうが
適切だと思います。

この回答へのお礼

丁寧に回答ありがとうございます。
僕は門外漢で、小さいころ簡単なブルーバックスを数冊よんだ
くらいですから、ほんと、基礎力が欠けています（泣）。

「現代物理学」ですね！
そして、それは「重力と加速度の等価原理」と「不確定性原理」で、
それによって導かれた「一般相対性理論」と「量子力学」
が有名と。



実は「エネルギー」ということで、フランス文学の「異邦人」
というものを考えています。1942年に発表された作品ですが、
もしこれに関する気付きがなにかありましたら、教えて下さい。
よろしくお願いします。

お礼日時：2003/11/01 11:31

No.2 回答者： apple-man 回答日時： 2003/10/31 11:52

>量子力学を一言で言うとどうなるでしょうか？

原子、電子のようなミクロを世界を扱う
物理学。エネルギーが不連続であると
して計算する。

＞また、ニュートン以来の古典力学に対してアインシュタイン／
ボーア／シュレディンガーなどの物理学はなんと呼ぶのでしょう？


　現代物理学（Modarn Physics)です。

１９６０年代以降発展し始めた
超弦理論などと、ポスト現代物理学と
区分することも徐々に広がってきて
います。

＞最後になりましたが、２０世紀最大の発見は一般相対性理論と、
量子力学でよろしいのでしょうか？

　物理の理論という限定なら、超弦理論と
ツイスター理論も入れるほうがいいでしょう。

この回答へのお礼

超弦理論！
はじめて聞きました！
そして、ツイスター理論というものもあるのですね。
よかったらこれらについて教えていただけませんか？

回答ありがとうございました。

お礼日時：2003/11/01 11:49

No.1 回答者： Ulu_lun 回答日時： 2003/10/31 09:01

一言でいうと「素粒子のふるまいを観察する学問」となるようです。

多数の世界が共存するというのも量子力学のひとつの答えですよね。

ニュートンに対してインシュタイン／ボーア／シュレディンガーを分けて言う学問の名称は難しいですね。
私には答えられません。強いていえば「量子力学」？？

２０世紀最大の発見が何なのか。
何の分野かにもよると思いますが、一般相対性理論と、
量子力学という答えでも間違ってはいないでしょう。

参考URL：http://spaceboy.nasda.go.jp/note/kagaku/j/kag02_ …

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

わかりやすい参考ＵＲＬもありがとうございました。

お礼日時：2003/10/31 10:33