ファインマンと不確定性原理

質問

Ｒ．Ｐ．ファインマン（物理学者）が、「不確定性原理を、少しバカにしたような記述」を見た覚えがあります（「光子は曲がってくる！」ー光と物質の不思議な理論）。面白い人柄だったようですが、彼は、「異なる（＝独自の）見解」を持っていたのですか？単純明快に解説可能でしょうか？できたらお願いします。

回答No.1

sanori

こんにちは。

私は、
「光と物質のふしぎな理論　- 私の量子電磁力学 - 」（ファインマン著）
という本を持っています。
違う本なんですかね？

その話は、おそらく、
小さいスリットに光を通過させたとき、
スリットの幅が大きいうちは、直進経路にある光電子増倍管しかカチカチ鳴らないが、
スリットの幅が小さくなっていくと、直進経路にない光電子増倍管がカチカチ鳴り始める、
というくだりで出てきたものだと思います。
（私が持っている本では、そうです。）

まさに、不確定性原理の一つを言っています。

しかし、光が直進するという旧来の前提をやめ、不確定性原理もいったん忘れて、
大きさ（長さ）と方向（位相）を持った全経路の矢（ベクトル）を足し算する（積分する）という考え方をすれば、
不確定性原理というものをわざわざ引き合いに出さなくて済む、ということです。

独自の見解ではなく、正しいことを言っています。
あるいは、わかりやすい理論を提供したとも言えます。

ちなみに、蛇足ですが、
私がその本を読んで、いちばん面白いと思ったのは、屈折率の概念です。
透明媒質の中を光が通過する際、
媒質と何も相互作用せずに真空中と同じ速さで直進する矢もちゃんと存在する！！！
しかし、それに対して、経路の途中で散乱される矢を足し算していった結果、
合計の矢の角度（位相）は、相互作用がないときの矢より多めに回転する。
この回転の度合いを「屈折率」と呼ぶ、ということです。
（ここからは私の考えですが）
つまり、多めに位相が回転することというのは、
それだけ、真空中に比べて、短い距離を進んだのと同じ。
だから、
同じ時間に短い距離しか進めない　＝　屈折率が大きい
ということなんですね。

以上、ご参考になりましたら幸いです。

お礼

「物理学的な説明」に感謝します。ファインマンの解説には特徴があるので、「別の側面からも感心したヒトがいるかもしれない」と思ってギリギリまで放置しておきました。例えば、私が感心したのは、「全ての経路で、時刻を測る観測者」が登場する視点です。光子では、「全経路の比較で、直進が最高速度」という考えは、「サイクロイド（等時曲線）の最高速度」を決める場合に、「45度の斜面を、ヤスリで1回削るたびに、玉を転がして、転がり落ちる時刻を測る」という作業を繰り返し（全経路？）、「ヤスリをかけた回数と、計測時刻」のグラフを描き、「最短時間の場合が、サイクロイドの最高速度カーブ」に対応する、という解説とほぼ同じ視点だということでした。「巨人の観測者＝神」で、ミクロレベルの小さい方に、次第に、観測者の序列が考えられる」というような「宗教家や神を信じるヒト」が登場することも期待したのですが・・。確か、「ファインマンの本に、巨人の観測者」という言葉も存在したような記憶があります。脳研究の本には、「観測者を登場させると、どこまでも、観測者が必要になる」という理屈で、一般には否定されているようです。「最高レベルに、見えない神を想定するのであれば、途中の段階で、観測者を置いても、不都合は無い」のではないでしょうか？「観測者は特定できなくても、確率の振幅（位相つきのベクトル）という量的な具体像が生じる」わけだから？確か、「脳には観測者が居るのでは？」という発言を最初にしたのも物理学者だったように記憶しています！記憶が不確かな場合には、相談箱はまことに便利です。改めて質問したいと思います。