量子力学で「電子は観測するまでその位置が特定できない」と聞いたのですが

質問

量子力学で「電子は観測するまでその位置が特定できない」と聞いたのですが、
電子というのは原子を構成するもので、つまりその辺のイスとかにも電子ってあるんですよね。
イスは同じ場所に観測できるのに電子の位置は観測できないのですか？

また「目で確認するまではイスがそこにあるとは限らない」とも聞くのですが、
目で確認できなくても音が鳴っているものであれば目を閉じていても位置を確認できるのでは無いですか？

何か勘違いしてたら、それとともに教えて下さい。お願いします。

回答No.3

雪中庵（@psytex） · ベストアンサー

目での観察（光=量子）も、音での観測（音=気体分子間の運動量(量子)の
伝達）も、手での接触（物質の最外殻電子の反発=電磁(量子)相互作用）も、
全て量子を媒介粒子とした相互作用であり、媒体の違いはあれ、棒で探るか
手で探るかの違いに過ぎず、「観察により不確定性原理の確率波動が、
有限な存在性に収束する」というプロセスに大差ありません。

そもそも、「観測されないけど、そこにある」という考え方自体が、
かつてアインシュタインが「神はサイコロを振らない」という有名な
セリフをはいて量子論的な世界像に反論し、大恥をかいた誤りの再現です。

たとえば、電子は「１個、２個」と数えられるものですが、それを２列の
スリットを通してその先のスクリーンに１個ずつ飛ばし、そのスクリーンに、
１つずつ加えられる点を重ねると、「スリットの２本線」ではなく
「２本のスリットを通った波が描く干渉縞模様」なのです。
それが意味するのは、「１個の電子（の確率的広がり）が２つのスリットを
同時に通った」か、さもなくば「個々の電子が、それ以前にスクリーンに
消えた電子の跡を記憶して、共同して縞模様を描いた」かのどちらかです。

観察者とは独立した外的な存在があり、“観察において二次的に不確定性を
派生させている（アインシュタインのとった素朴唯物論的立場）”か、
不確定性の方が本質的で、“観察において二次的に有限な性質(=存在性)を
生じている（量子論のコペンハーゲン解釈）”か、という話で、100年も
前に決着しているのに、一般常識は、いまだに素朴唯物論に留まって、
大きなギャップを生じています（その量子的波動が弦として全ての物理定数を
生むという超弦理論にまで到っているのに）。

お礼

詳しい説明ありがとうございます。
超弦理論は調べてもイマイチ分かりませんでしたが、
理解できる段階から進んでいきたいと思います。

回答No.5

ominaesi55

質問者さんへの回答からは外れますが、
量子力学の創設者マクス・プランク、量子力学を肯定的に発展させたニールス・ボーア、量子力学を徹底的に批判して結果的にその発展に貢献したアインシュタイン、量子力学の根本原理である「不確定性原理」を発見者したハイゼンベルク、電子・陽子・中性子しか知らない時代に核力の安定を説明する中間子の存在を予言した湯川秀樹博士、私が最も尊敬する物理学者ポール・ディラック。
その他、シュレディンガー パウリ フェルミ 朝永振一郎博士 ファインマン etc.
是非検索して、当時の物理学の醍醐味を味わってください。
哲学はガリレオから物理学へと変わりました。

お礼

回答ありがとうございます。
まだ図解の本じゃないとまともに読むこともできないレベルですが
量子力学は本当にわくわくする学問だと思います。

回答No.4

2ac0uO

量子力学というのは直感に反する事が多く、これをどのように解釈したら良いかと言う事で考えられたのが“コペンハーゲン解釈”で、現在これが主流である事は間違いありません。
しかし他にも歴史的にはいろいろな解釈があり、その中で現在も生き残っているのはエヴェレットの“多世界解釈”くらいだろうとは思います。
観測しないと判らないと言う点では“多世界解釈”も“コペンハーゲン解釈”も同じです。
“多世界解釈”はどちらかと言うとＳＦファン向きの解釈ですが、それでも“コペンハーゲン解釈”で完全に決着したと言う状況では無い様です。

お礼

回答ありがとうございます。
どちらの解釈も言ってる事はほぼ同じだと聞きました。
多世界解釈も有力だと私は思います。

回答No.2

noname#160321

>何か勘違いしてたら、それとともに教えて下さい。お願いします。
勘違いはしていません。
音で観測しても良いのです。
何らかの方法で観測するとその位置にあることが「確定」します。
アインシュタインは「見ていないときには月は存在していない、などと云うことは容認できない」
と、おっしゃいました。
そして、自分が量子論の誕生に手を貸したことを一生後悔した事は有名です。

お礼

音でも確定するとは知りませんでした。
ありがとうございます。

回答No.1

Hirorin_20

>イスは同じ場所に観測できるのに電子の位置は観測できないのですか？
スケールをごちゃ混ぜにして考えるからパラドックスに陥るんです。

イスを構成する原子にある電子は当然、イスのところにあります。
でも、貴方が東京ドームに行ったとします。友達に「東京ドームにいるから会おう」って言ったら、「東京ドームのどこにいんんですか」と聞かれるでしょう。水素原子が東京ドームだとすると電子は貴方よりもっと小さいんです。ですから、もっと場所を細かく指定してくれないとわからないよ、ということです。

>目で確認するまではイスがそこにあるとは限らない
これは不可知論など哲学上の概念です。物理学の概念とごっちゃにしないほうがいいですよ。

お礼

回答ありがとうございます。

東京ドームの例えはよく分かりました。
量子力学の本には月がそこにあるとは限らないと
書いてたので物理学の範囲だと思っていました。