量子力学の価値

今、学校で量子力学をやっています。

が、なんのためにある学問なのかわからず、
イマイチやる気がでません。

量子力学の価値ってどんなものですか?

たとえば、この学問をこういうふうに利用しているとか、
これのおかげで今の人間はこういうとこで助かっているとか。

なんでもいいので教えてください。

No.1 回答者： 134 回答日時： 2001/05/08 22:24

　一般の生活にはあまり関係ないかもしれませんね。

　超ＬＳＩなどの半導体技術とか、化学で分析に使うＮＭＲ、ＩＲなどの理論的なところ、放射能に関わるところ（医療とか「ラジアルタイヤ」の処理法）とかに関連があるかな。

　物質の根本構成物質は？という疑問の回答を与えるのでは…と期待されている学問です。
　学校でやっているとご存じだと思いますが、レプトン族、バリオン族等で、様々な粒子が発見され、また、根本と言われる「クォーク」もその電荷などの数値データ以外で捉えられてはなく、まだまだ課題が残されているはずです。

　大学で体系的には習わず、本などで、表面的に読んだだけで、十分な回答はできませんので、ほかの方の回答を参考にしつつ、今後に生かしてくださいませ。

この回答への補足

LSI,NMR,IRってなんですか?

補足日時：2001/05/10 14:29

No.2 回答者： ryumu 回答日時： 2001/05/09 02:36

価値は・・・計り知れません。

たとえば・・・

・なぜ正電荷の原子核に負電荷の電子が落ち込まないのか？
・なぜ原子核の陽子間は反発しあって壊れないのか？
・なぜ原子量２のヘリウムが存在しないのか？
・なぜ同種原子の結合、たとえばＨ２分子など、が存在しうるのか？

などなど・・・

またこれは量子化学の分野になりますが、

・化学反応において理論的には対象な２種の生成物ができるはずなのに、なぜ１種しか生成しないものがあるのか？

というのにも量子論は答えてくれます。
つまり、物質の性質の理解には量子力学は不可欠です。
また、生命現象にもやはり量子力学的効果（電子のトンネル効果など）が重要な役割を行っています。

この回答への補足

ryumuさんの言ってることはわかります。
でも知りたいのはこういうことではないんです。
これは教科書などをみればすぐにわかります。

知りたいのは、

・なぜ正電荷の原子核に負電荷の電子が落ち込まないのか？

を知ることで、人間の生活（目に見える部分)が、
どう変っていくかということです。

「たとえば・・・ 」、のあとを説明する例えがほしいのです。

補足日時：2001/05/09 09:40

No.3 回答者： nikorin 回答日時： 2001/05/09 12:05

工学屋さんですか？

半導体の勉強をしてみるとよいと思います。

（量子力学そのものがたいへん興味深いものだと、私は思うんですが..）

No.4 回答者： siegmund 回答日時： 2001/05/09 12:48

134 さんは「一般の生活にはあまり関係ないかもしれませんね」

と書かれていますが，直接関連が目に見えるかどうかは別にしまして
大いに関係があります．

現代の半導体技術はすべて量子力学の上に立脚しています．
量子力学なしに，トランジスターもＬＳＩもマイクロプロセッサーもありえません．
我々の周囲で，何かを電気的に制御しているものには
ほとんどマイクロプロセッサーが使われています．
コンピューターは言うに及ばず，テレビ，全自動洗濯機，自動車，電車や新幹線，
いくらでも例は挙がります．
洋服だって，自動裁断にはコンピューターが使われているし，
縫製も電子ミシンでしょう．

マイクロプロセッサー関係による制御を別にしても，医療のＭＲＩ，太陽電池，
などいくらでもあります．

nikorin さんの
> 量子力学そのものがたいへん興味深いものだと、私は思うんですが.．
は私も全く同感です．

この回答への補足

すごい大切な学問なんですね。
こんなに近くで見ていたなんて気づきませんでした。

補足日時：2001/05/10 14:22

No.5 回答者： keronyan 回答日時： 2001/05/09 17:55

学問は何のためにあるかというと、自分自身を知るためにあるのですよ。

もちろん道具としての学問もあります。そう言う面からも量子力学は非常に有用な道具です。

どうして、なぜ？と言う疑問は身近にも多くあると思います。
人間はそれを解明せずにはいられない生物らしいです。
それを一つ一つ解明していったものを体系づけた物が学問です。

昔ニュートンがなぜリンゴが落ちるのかと思ったところから力学が生まれ、
光の速度で走った時、光はどう見えるのだろうかという疑問から相対論が生まれ、
物の根本は何だろうかと追求して言って得られた答えが量子力学です。
これにより、すべての物がそれがあること自体を示すことが出来るようになりました。
もちろん、量子力学でさえまだ解明できない現象はあります。しかし、そのほとんどが量子力学を土台に進んできています。

そう言った意味で人間の一つの成果であり、知識であります。
知らなくても生きていけますが、知らないでいるにはもったいないと思いますが。

そう言う意味でかなりの疑問に答えてくれる学問なので助かっています。

この回答への補足

量子力学でさえ解明できない現象ってなんですか？

補足日時：2001/05/10 14:24

No.6 回答者： noname#1499 回答日時： 2001/05/10 05:14

現物で何に使われているかとかは他の回答者さんが上げられている通りで、敢えて付け足すものは無いです。

専攻は違いますが、私的には20世紀の科学は量子力学ですと言っても過言ではないのと思います。

ハイゼンベルクの本に書いてあったのですが、もともとボーアが古典量子論を考察し始めたきっかけは、「例えば鉄という原子は化学反応の前後で大体においてその性質を変えない。これは非常に不思議なことに思える。」っという所にあったらしいですよ。そんな小さな疑問から始まった理論が、21世紀の初頭ではその理論を基とした物が溢れんばかりにあって人々の生活様式も様変わりしてしまってることを考えるだけで僕は感動しますけどね。

理論的にも量子力学の数学的構造はとても美しいです。物理系の本からではなく数学系の本からもう一度読み直してみると違った味が感じられますよ。また、量子力学で習ったMathmatical Methodは他の学問をやる際にもかなり役立ちますよ。

No.7 ベストアンサー 回答者： uichi1229 回答日時： 2001/05/12 02:48

量子力学の価値は、量子力学に与える価値は自分が与えるのです。

実際に目に見える価値を知ることによってのみ、量子力学を学ぼうというモチ
ベーションを持とうというのは、量子力学そのものを学ぼうとしているのなら
あまりよくないことでしょう。もっとはっきり言うと、そうだとしたら量子力
学をその応用に対する単なる基礎だと完全に割りきって勉強するのが利口です。

量子力学という、普通の感覚で言えばとうてい受け入れがたい世界の学問は、
必然性があるから存在しているのです。この量子力学の必然性はどこかのえら
い学者さんによってではなく、自然がおしつけてくるものです。量子力学は目
に見える価値などのために存在しているのではありません。

量子力学が自然によっておしつけられたものでないのなら、古典物理学だけで
自然が記述されるはずです。

量子力学は、教科書流に言うと古典物理の破錠でしょうが、光学などにも見い
だすことができます。物理実験というのは自然法則を知るために行われます。
実験により、量子力学がもたらされた経緯は教科書に詳しく載っていることと
思います。つまり自然が量子力学をもたらしたわけです。

自然法則にどのような価値を与えますか？ それに価値を見いだせないのなら
（少なくとも今は）割り切りが必要だと思います。

本当は割切らずに勉強した方がずっと身につくのですが。

No.8 回答者： siegmund 回答日時： 2001/05/13 00:24

siegmund です．

前の回答では，量子力学が具体的にどういう身近なものに関係しているか，
を主に書きましたが，物理屋の私としては量子力学自身の価値を認識して
もらいたいな，と思っています．
他の方々もそう思っておられるようですね．
特に uichi1229 さんの趣旨には全く同感です．
でも，量子力学による自然認識に価値を感じないのでしたら，
「量子力学をその応用に対する単なる基礎だと完全に割りきって勉強するのが利口」
かも知れません．
私としては，残念ですが...

ついでですから，「LSI,NMR,IRってなんですか?」
にコメントしておきましょう．

LSI (Large Scale Integration)は大規模集積回路．
部品数十万個程度に相当します．
もっと規模の大きいのは VLSI (Very Large Scale Integration)．
マイクロチップもこの類．

NMR (Nuclear Magnetic Resonace)は核磁気共鳴．
これを応用して生体などの断層画像を得ているのが
MRI (Magnetic Resonance Imaging)です．
医療現場で診断に利用されています．

IR は Infrared Raman (赤外ラマン)でしょう．
ガスなどの分析に力を発揮します．環境分析などで重要です．