量子論理解の鍵 電子や光は、波と粒子の性質を合わせもつ : 『みるみる理解できる量子論』より

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以下、和田純夫 監修『みるみる理解できる量子論―相対論と並ぶ自然界の2大理論 摩訶不思議なミクロの世界 (ニュートンムック―サイエンステキストシリーズ)』P.20-21を参考にさせていただきました。

電子などのミクロな物質や光は、波のような性質と粒子(りゅうし)のような性質の両方をもつ

これは量子論の基本原理で、このことを

波と粒子の二面性という

波とは、ある場所での何かの振動が、周囲に広がりながら伝わっていく現象

波は広がりながら進むので、障害物があってもその後ろにまわりこむ、これを「回折(かいせつ)」と呼ぶ。

波は広がりを持つので、一点だけを指し示すことは出来ない
一方、粒子はある瞬間に特定の一点に存在する。しかも力がおよばない限りまっすぐに進む。

波と粒子の性質は相反するものであり、この「波と粒子の二面性」を正確な絵にすることはできない。しかし、日常の世界とミクロの世界はまったくちがうので、このような非常識的なことも起こりえる。

光と電子、これらの「波と粒子の二面性」を完全に正しい形で絵にすることは不可能だが、一つの側面だけを取り出して絵にすることは可能だ。

……ということで

ミクロの世界というのは、バシャール的に言えば、日常の世界とは次元が違うということでしょうか。この次元のものであれば、絵にすることができるが、より上の次元のことは、常にある特定の一面しか知ることができない。

これは2次元に住む人に3次元にある物体を説明する場合、それが円錐形なら、いろんな大きさの円のどれもが円錐形のある特定の一面なんだよとしか説明できないのと同じだと思います。

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