質問: 素粒子と明在系と暗在系とパラレルワールドについて はじめまして。 最近、物理系の雑学の本を読んでいます。 物理に関する知識が全くないので、何がどう関連しているのかわかりません。 簡単な言葉でご説明を頂けることを望んでおります。 物質の基本構造を明らかにするために、物質をどんどん細分化していくと、その構成要素として素粒子の世界に到達するそうですね? それで、物質は3種の素粒子(陽子、中性子、電子)とそれに作用する4つの力(電磁力、強い力、弱い力、重力)によって成り立っているそうですが、この素粒子について、 実証派は「波または粒子」 実在派は「波と粒子」 いずれにしても素粒子は、波の性質と粒子としての性質を持ち合わせているそうですが、 粒子ということは、実体があるということなんでしょうか? 波ということは、実体がないということなんでしょうか? フォン・ノイマンが「人間の意識が観測した瞬間に波束が収縮する」というような、量子力学の観測問題への見解の一つを述べられたようですが。。。 何らかの物理量の周期的変化が媒体を伝わるときに表われる現象が波だと思っていたのですが、物理量ということはエネルギーと解釈して良いのでしょうか? 水面に石を投じた時、石の落ちた一点を中心に、波形が全体へと一様に伝わっていくものなのかと思っていましたが、波束が収縮するということは、何らかの条件があった時には、波が特異的に集まる(?)ということなのでしょうか? それが、計測方法を変えると粒子が飛んできたように一点に集まって見えてしまうということなんでしょうか? 電子を一個ずつ打ちだして二つのスリットを通し、その先でどの場所に電子が到達したかを検出する実験で。。。 測定器を使って観測しない時は、上のスリットを通った世界と下のスリットを通った世界が同時に存在し、干渉しあう。 測定器を使って観測すると、上のスリットを通って上の測定器に痕跡を残した世界と、下のスリットを通ったので上の測定器に痕跡を残さなかった世界のどちらか一つだけが選択されるそうですが、 この選択された世界が明在系ということでしょうか? 選択されなかった世界が暗在系ということでしょうか? そして、これが、複数の世界が干渉し合いながら存在し、同時進行しているというパラレルワールドなんでしょうか? 話が前後してしまいますが、 波と波動では、定義というか言葉の意味が変わってしまうのでしょうか? 今読んでいる量子論と超弦理論の雑学本には、波という言葉は見かけますが、波動という言葉は見かけません。 でも、波動関数という言葉はあります。 時々、耳にする「波動」という言葉は、物理の教科書にでてくる「波」とは違うものなのでしょうか? 見当違いの質問をしていましたら申し訳ありません。 わかったようで、わからないのです。 なんとも不思議な世界を垣間みてしまったように感じています。 宜しくお願い致します。
回答: no.2です。 >粒子はピンポン玉、波は水面に広がる波形を連想していたことが、間違いのはじまりだったことに気付きました。 前の回答に書いたように、物理では ・粒子: ひとつふたつと数えられるもの ・波(波動): 空間的に広がっていてプラスとマイナスの変化があるもの です。このようなことは物理の啓蒙書に書いてあります。 >物理は難解な数式が並んでいて理解しにくい分野のように感じていましたが、本当はとてもワクワクさせる分野なのですね。 そうですね。 「物理は数学ばかりで難しくて退屈で嫌い」 という理科離れが言われてから久しいですが、これは高校理科が受験テクニックに走り過ぎているからです。物理の本質は数学ではなく、面白いものなのです。しばしば「数学も分からないで物理を語るな」などと言う中途半端な専門家がいますが、数学なしで理解できる物理も多くあります。もちろんきちんと理解するには数学は欠かせません(数学は物理の言葉です)。 しかし本当に物理が分かっている人は数式なしで専門外の人に物理を語れるはずです。朝永振一郎とともにノーベル物理学賞を受賞したファインマンがその典型です。ファインマンの功績のひとつはそれまで手に負えないほど複雑難解冗長だった数式を 「ファインマンダイアグラム」 と呼ばれる絵で表したことです。 >数式によって表現される理論の中に、洗練された「ある種の美しさ」が秘められているようにも感じました。 そうですか。数式を美しいと感じるのは専門家だけではないようですね。確かに美しい理論の根本的な部分の多くは簡潔な数式で表されたりします。そこから派生する応用は複雑な式になることがしばしばですが。また非常に複雑で難解な数式でしか本質を表せないような物理理論もあります。 >数式が何を意味しているのか、その中でどのような理論が展開されているのかが理解出来ないことがとても残念です。 そうですね。でも上で書いたように、物理の多くの分野が数式なしで理論の展開(筋道)を理解することが可能です。筋道だけ理解するには数式が必要ないことが多いですから、読む本によってはある程度物理を楽しむことができます。 >もっと詳しいことを知りたくなりましたが、今は、その気持ちを抑えて、物理の流れが分かるような基本的な本を読んでみることにしました。 >もし宜しければ、物理の基本的な流れが分かるようなもので、お勧めの本がございましたらお教え頂けますか? 物理と言ってもいろいろな分野がありますからねぇ。それぞれの分野で面白い本、退屈な本、難解な本、平易な本があります。また勉強とはいろいろな本を自分で探して自分に合った本を見つけることです。 こんにちの大学では教師がシラバスと呼ばれる授業方針説明を学生に提示し、そこで参考書を紹介していますが、これにより落ちこぼれも少なくなった代わりに自分でいろいろ勉強してやろうという学生もほとんどいなくなりました。これはシラバス、さらには大学・教育改革の光と影です。 質問者さんも書店や図書館に行って自分に合った本を探すことをお勧めします。ブルーバックスなどから始めるのもひとつかもしれません。