粒子であり波である

「量子論」を楽しむ本 PHP文庫/Kindle版

Kindleストアのセールで少し安くなっていた，「『量子論』を楽しむ本」というのを買ってみた。理系の人間なのだけど，「量子」には全く馴染みがない。大学の授業にあったかな? 単に聴いてなかっただけだろうか? 何だか訳の分からない理論，というイメージしかなかったのだが，何も分からないままというのも癪に障る。書評を見ると，難しい数式を使わず，量子論のイメージを比較的分かりやすく説明しているとのことだったので，ちょっと興味をそそられたのである。

読み終わってどうだったかというと，やっぱり量子論はよく分からない。電子は粒であり，波でもある，と言われても，絵が頭に思い浮かばない。そもそも，「波」の概念が，今まで見知っていたものとは違うようだ。媒質の動きや密度の変化とで伝わる「波」とは違うみたい。しかし，高校の物理で習ったような，波の性質は歴然として持っているという。2つのスリットに向けて1個の電子を発射した時でも干渉が見られる，ということに至っては，従来の常識では理解不能。2つのスリットに1つの電子なのだから，どちらか一方しか通らないはず。これが疑いなく真でないとすると，推理小説の謎解きなんて不可能になってしまうだろう。

納得できないのは，普段目に見えている世界の物理現象と，あまりにかけ離れているからだ。ただ，物質は全て波の性質を兼ね備えているが，そのサイズが大きいと無視できる程度になってしまう，という説明で，少しすっきりした。電子のようなミクロの粒子になると，相対的に波の性質が強く出てくるらしい。ミクロとマクロで，挙動の原理が全く異なると言われると信じがたいが，これなら一応辻褄は合う。

粒と波の性質を併せ持つということについても，マクロの世界にないからイメージできないだけで，我々の想像を超越した状態というのがきっとあるのだろう。見てない時は波で，見ると粒になってしまう，というと，いかにもインチキくさいが，観測をするという行為が，ミクロ・レベルでは，光の反射などにより，観測対象に何らかの影響を与えるのだ，と言われれば説明は付く。

ここまでは何とか付いてこられたのだが，不確定性原理辺りからどうも怪しい。観測が影響を与えるから，波の状態を正確に測定できないのはいいのだが，なぜそれが，量子論的には何事も不確定，ということになってしまうのだろう。論理に飛躍がありすぎる。粒子が分裂して，逆回転にスピンする2つの粒子が出来た時，片方を観測した瞬間に，もう一方のスピンの向きも分かる，という。つまり，観測するまでは，どちらのスピンの向きも不確定だ，というよく分からない論理。で，一方のスピンの向きが決まると，もう片方まで1光年の距離があっても，瞬時にその情報が伝わって，向きが確定するのだという。なんのこっちゃ。シュレーディンガーの猫もそう。放射性物質の崩壊で，箱の中の猫が死ぬ，という装置で，箱を開けて観測するまでは，猫は生きてもいるし死んでもいる，というやつ。この話で，放射性物質が崩壊しているかしていないかも，観測するまで決まらない，というのが理解不能。ほっとけば自然に崩壊していくもんなんじゃないの? なんでそこが不確定じゃないといけないのか，電子の波の議論からどう繋がっているのかが分からない。

一般向けに分かりやすく説明するのがこの本の趣旨なので，途中の議論をはしょっているだけなのかも知れない。量子論のようなものを，薄っぺらい一般向けの本を1冊読むくらいで，ちゃんと理解出来る訳もないのだろう。ただ，読む前に比べて，ほんの少しだけ，理解が進んだような気がする。取っつきにくそうな量子論の世界を，予備知識なしに垣間見られるという点では，なかなかの良書なのかも知れない。といっても，他の本を読んだことはないのだけど。せっかくなので，この本をウォーミング・アップとして，他の本も読んでみたい気分になってきた。

パラレル・ワールドとか，SFのような話が出て来てしまうのに抵抗はあるのだが，今の科学レベルでは，すっきり説明できないような自然界の真理というものが，きっとあるのだろうね。とはいえ，今の常識に凝り固まった頭で，全て受け入れようとすると，気が変になりそうなので，無理のない部分だけ理解出来たように思っておけばいいのかも。どうせ完全に理解出来ている人はいないという話だし。

量子論にも匹敵する，物理学上の大発見が，またいつかきっとあるのだろうな。そうしたら，量子論をもっと自然に理解出来るようになるのかも知れない。それが死んだ後だったら悔しいなぁ。