質問: 量子論が意味不明すぎですw こんにちは。 量子論の入門書『量子論を楽しむ本』を読んだのですが、どうしてそう考えるのか理解できないことがいくつもありますので質問します。 電子の二重スリット実験について。 観測前の電子は波だから、1個の電子でも2つのスリットを同時に通り抜けてスクリーンに到達した。 でも2つのスリットにセンサーを付けて本当に2つのスリットを通り抜けたか確認しようとすると 必ず一方のセンサーしか反応しないので同時に通り抜けていない。これはおかしい。 電子はセンサーに観測されると波から粒になるので同時に通り抜けられないし干渉縞はできない。 こう考えれば説明がつきますから、ここまでは理解できます。 しかし、以下のことが理解できません。 観測前の電子はa点にもb点にも存在している状態が重ね合わさっている。 ただしこれは「a点にもb点にも同時に存在しているという意味ではない」「本当はどちらかに存在しているが確率でしか推測できないという意味ではない」だそうです。 この「重ね合わせ」とは結局どういうことなのか分かりやすく教えて下さい。 またなぜこのような考えになるのかも教えて下さい。 電子が観測されて粒子になるのは、波の電子に力を与えるからなのですか? 二重スリット実験の場合、スクリーンにぶつかるから粒子になるのですか? 「電子は観測されて初めてどちらの場所にいたか決まる」というのも理解できません。 例えば『量子論を楽しむ本』に以下の思考実験が出てきます。 箱の中に1個の電子を入れてふたをして、真ん中を仕切りで分けて左右の空間に分けます。 箱の中には1個の電子を入れたのだから、電子は必ず左右どちらか一方の箱で観測されるはず。 しかし、観測前はどちらの箱にあるかは決まってなくて一方が観測されて初めて電子の位置が決まる。 これはおかしい。月は見ていないときはそこには存在していないと言ってるようなものでは? さらにeprパラドックスの説明で箱の一方を1億光年先に持って行き 一方の箱を開けたら電子の有無の情報が瞬時に伝わるのは相対論と矛盾している。 しかし、同時の相対性があるから矛盾はしないと説明されていました。 相対性が禁止している超光速は「質量のある物体が超光速に達すること」です。 この場合は「質量のある物体が移動したわけではないので相対論とは矛盾しない」が答えではないかと思うのですが どちらの方が正しいのでしょうか? よろしくお願いします。
回答: かなり前に聞いた事のある受け売りの話で、ある量子力学の方を専門としている教授が言っていた言葉のようなのですが、 「難しい量子力学を教えている教授が本当に量子力学を理解しているのかどうかを訊きたいなら、『先生は量子力学を理解出来ていますか?』と聞いてみると良い。もし『理解出来ている』と答えたならその教授は量子力学を理解していない証拠であり、もし『理解出来ていない』と答えたならその教授は量子力学をよく分かっている証拠だ。」 基本的に物理学は難しい学問ですが、中でも素粒子や量子論などは特に難解な分野です。もう30年以上前の話になってしまいますが、材料の物性の授業の時にその教授(上の話の教授では無いです)が、「固体の中が一体どういう振る舞いをしているのかは私にも分かりません」と言っていた時には少し驚いてしまいたが、それぐらい厄介な学問なんだと思います。私もそう思います。 全く答えになっていなくてすみませんが、こういう話もあったという事です。