量子力学への疑問

質問

量子力学では確率的にしか存在しないと言うことですが大事なことを忘れている気がします。それは、時間です。不可能ですがもし、同じ時刻に何度も観測することが出来れば結果は同じになるのではないかと思います。時間が確率を作っているだけなのではと。
素人なので的外れなことだったらすみませんが、意見聞かせてください。

回答No.7

noname#155159 · ベストアンサー

no5です
＞実際は一定の振る舞い
それだと、二重スリット実験の結果を説明出来ません。
電子が一定の軌道で運動しているのなら、
スクリーンに干渉縞は出来ないはず。
電子がスクリーン着弾前までは「波」のように
振る舞うことは、観測精度では説明出来ません。

また、粒子が一定の振る舞いをしているとすると、
あらゆる慣性系で光速度は一定とする、
相対性理論も成立しません。
(光速が慣性系によらず一定なのは、
実験により確かめらた事実です)

お礼

一定の振る舞いと言っても速度を出して動き回ってるわけじゃないと思うので問題ない気がします。
二重スリット実験は最初片方のスリットを通って続けてもう片方のスリットに現れることで干渉縞が出来る気がします。この電子の振る舞いがランダムでも規則性があっても同じような干渉縞ができると思うので一定の振る舞いをしているとしても実験結果に矛盾は無いと思います。

回答No.15

chiha2525

二重スリットの話が沢山でてきているので、参考までに書いておきます。

量子消しゴム実験という名前で呼ばれている、簡単な二重スリットと同様の実験があります。今では安価になったレーダーポインタと偏向板と少しの道具でできるので、やってみるのも面白いと思います。どこが面白いのかをちゃんと理解してからでないと、面白くないですがｗ

似たような実験で、遅延選択の量子消しゴム実験というのがあります。簡単にいうと、干渉縞を発生させたあとに、どちらのスリットを通ったのか観測したら、どうなるのか。という実験です。結果を理解するのに時間がかかると思いますが、なかなか面白いと思います♪

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.14

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

スリットの縁には、スリットを構成する原子のかなり外殻電子軌道が存在し、その軌道により電子が散乱を起こすとは誰も考えないのですね。

そうすれば、スリットを通した電子は波のように振舞うことも考えにくい話ではない気がします。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.13

noname#155159

さらに言えば、スクリーンに干渉縞を作り得るのは波であり、
電子に粒子としての性質しかない場合、スリットをどのように
通過しようが干渉縞はできません。

あと、この世界に停止している粒子は存在しません。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.12

htms42

＃９について

「外村彰」の有名な実験があります。
紹介しているサイトがありました。動画を見ることができます。
http://blog.goo.ne.jp/ktonegaw/e/1a00adb6963673d7a434b57cc58c0c81
そこからまた別のサイトを探すことができるようにもなっています。

電子を１つずつ送ってダブルスリットを通るようにしても干渉は起こります。
どちらのスリットを通ったかを調べるセンサーを取り付けると干渉は起こらなくなります。

残念なことに外村彰は先日亡くなりました。
ノーベル賞候補だったとあちこちに書かれています。

朝永振一郎の有名な本「光子の裁判」も参考になるのではないでしょうか。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.11

foomufoomu

どうやら、質問者は何が分かってないのか、分かってきました。

＞観測すると確率的になるのは精度の問題ではありません。
はい、測定の精度のことを行っているのではありません。

＞・・・止まっている物を観測すれば結果は同じになりますが、
同じにならないという理論です。

これまでの回答にもありますが、物体の存在自体が確率的なのです。
いってみれば、超ミクロの世界では、すべての物体は、こんな感じに存在するという理論です。
http://camera.awane-photo.com/2/2/amu090/

くりかえしますが、測定方法が悪くてぼんやりするのでなく、物体の存在自体が幽霊みたいにぼんやりしていて、つかみようがないのです。

お礼

今の段階では確率的なのは事実ですが、よく分からない以上この先くつがえる可能性も否定できない気がします。

回答No.10

noname#155159

そもそも、片方を通った後もう片方に現れたとしても
干渉縞はできません。両方のスリットを同時に通る必要があります。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.9

noname#155159

no7です
１個の電子が両方のスリットを通ることは不可能です。
実際、電子が片方のスリットしか通らないことは
センサーで確認されています。

お礼

二重スリット実験は理解してない部分がありました。

回答No.8

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

No.2です。
少し反論させてください。

>実験できないことを思考実験して理論の反証にしようということは間違っています。

世の中に完全な理論はありません。
電磁気学で点電荷の周りに発生する電場が発散してしまうように、どこかに綻びを生じます。
それを補うように量子力学なり素粒子物理学なりの理論が考えられてきました。

しかしそれは単に考えただけではなく、実験実証があって初めて認められるものです。

質問者様がそういう考え方をされること自体は誰も反証できないのと一緒で、人それぞれ考えをもって研究されています。それは完全に分かってはいないものだからです。

こういった内容は学問を学ぶと言う領域ではなく、研究領域に入ってきます。
ですので、いろいろな考え方があり、周りに聞いても答えが出ないものです。

おそらくこういった質問をされているので、学生であると予想しています。
研究やっていると、よく説明できない現象が出てきます。理論がない領域ではなおさらです。

ただ想像することは大切です。前にも書きましたが、実験が全てです。
理論の反証は実験によって行われるべきです。世間一般に知られている"確率解釈"を覆すには実験で示してください。

こんなこと書いていますが、以前は質問者様と同じ考えをしていました。
今は"そういうものなんだ"程度に考えてます。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.6

foomufoomu

＞同じ時刻に何度も観測することが出来れば結果は同じになるのではないかと思います。
同じ時刻なら、それぞれの観測結果の誤差が大きくなって、結果的に誤差の大きさは変わらないはずです。
量子力学というか、不確定性原理は
http://www.nikkei-science.com/?p=16686
（簡単なほうの、ハイゼンベルクの式によると）
位置測定の誤差×運動量の乱れ＝一定　という事で、観測の精度を上げようとすると、運動量が乱れて、正確な測定はできない。となっています。

同じ時刻でなく、時間をかけて測定するのであれば、いくらでも観測精度は上げることができる（その分長い時間が必要）ということになっています。

お礼

観測すると確率的になるのは精度の問題ではありません。一定の振る舞いをしているとしてもその動きをはあく出来ないのと、止まっている物を観測すれば結果は同じになりますが、常に変化している物を観測すれば結果は色々になるわけです。

回答No.5

noname#155159

量子力学でいう「確率的に存在する」というのは、
「物の位置は観測するまで決まっていない」という意味です。
「観測する度に結果が変わる」という意味ではありません。

日本とブラジルが同時に昼になったら驚きますよね。
太陽が２つあることになる。
慌てて天体望遠鏡で太陽を観測すると、ブラジル側にしかない。
しかも太陽を観測した瞬間日本は夜になっている。

ミクロの世界ではこういう現象が起こるんです。
粒子があっちこっちにあるかのように振る舞ってるのに、観測したらひとつだけ。
これを説明するのが「粒子の位置は確率的に存在して、観測によって決定する」という
「コペンハーゲン解釈」です。あくまで解釈であって、事実かどうかは確認不可能です。

太陽がうんぬんという例えは解りやすくするためにかなり無理しているので、
正しく理解したいなら「二重スリット実験」について調べて下さい。

お礼

粒子を観測したら位置は決定してしまう。だから、観測する前の状態を知ることは不可能。確率的に見えてしまうのは観測する前の状態を知ることが出来ないからで、実際は規則正しい振る舞いをしているのではないか、確率的なのは観測の限界だからではと思います。