ド・ブローイ波
アインシュタインさんが
光にも粒子性があるんじゃないかって
発表した背景には
古典力学の運動方程式（ニュートンさんだね）と
古典電磁気学のマクスウェル方程式（当然マクスウェルさん）を
なんとか同じ土俵で語れないかっていうのがあったそうだ
モノ（力学）と波動（電磁気学）の
エネルギーの強さを表す
運動量p エネルギーE（モノの特徴だね）と
周波数ν 波長λ（波動性の特徴）とを結び付ける
方程式を作り上げようとした ってことだね
単純に言えば 波動性と粒子性を
同じ土俵に上げようとした ってことかな
このあたりの考え方は
まわりの学者さんたちも
賛同が多かったと思うんだ
ところが 波動の中にモノの性質が組み込める となれば
モノの中に波動の性質を組み込めることもできるんじゃないか
なんて考え出すのが科学者たちの業
光という波にも粒子の性質があるんじゃないかという
光量子仮説から導き出されたのが
ド・ブローイさんの『物質波』
って仮説なんだと思うよ
波だと思われていた光が
じつは物質(粒)の要素を持っているという結論から
物質（粒）だと思われているものにも
波の要素があるんじゃない？
なんていうとんでもない意見が出ちゃった訳だ
ひとつ注意しとかないといけないんだけど
アインシュタインさんやド・ブローイさんの研究発表を
簡単に仮説だとか意見が出たなんて書いているけど
自然科学の仮説っていうのは
ぼくたちの思い付きの考えなんかとは
違うってことは心に刻んでおいてね
仮説と認められるためにも
多くの実験・観測と
精密な計算がなされているんだから
（当たり前だけど）
ド・ブローイさんが
『物質波（ド・ブローイ波）』を発表したのは
じぶんの博士論文で だそうだ
だけど どうも教授陣はその内容を
完全に理解できなかったらしいよ
その論文をわざわざ
アインシュタインさんに見てもらったって
はなしもあるぐらいだからね
結局 当時そのことの意味は
あまり理解もされなかったし
重要視もされなかったみたい
だけど 数年後に
粒子だと信じて疑われなかった電子が
波としての性質を持つことを
認めざるを得ない実験結果が出ちゃったんだ
実験結果が出ちゃえば
その『物質波』ってものはどんなものだ？
っていう探究を科学者たちがしないわけがない
その中の一つがシュレティンガーさんの
『波動方程式』だったみたいだね
波とモノ
ぼくが書いた
量子力学の後半部分は
ほとんどがこの波動性と粒子性を
どう結び付けるのかって
はなしだったような気がするんだ
ただ 前半部分で
ほとんど触れなかったマクスウェル方程式
もしかすると この部分を無視しちゃうと
『波動方程式』に行き着かないのかもしれない
ぼくの中では
ニュートンさんの運動方程式が
なんとなく理解できているような
気がしていたんだけど
（あくまでも『気』だけ）
電磁気学って
ほとんどわかっていないんだよね
中学か高校での物理の時間で
ファラデーの法則とか
アンペールの法則なんていうのが
出て来たような気がするんだけど
ほとんど覚えていないんだ
でもね 量子力学の
『波動方程式』を導き出してきたのは
『物質波』の仮説
『物質波』の仮説を導き出してきたのは
『光量子仮説』
そうなると光ってなんだ？
って問題が出てくるよね
現在のところ電磁波の内の
可視光線の部分を
光っていうのが通説になっている
もし 光が電磁波だというのならば
『量子』問題をわかろうと思うんだったら
ニュートン力学だけじゃなくて
電磁気学が必要になってくるのは当然のことなんだ
後 やはり エネルギーってなんだ？
って問題も出てくるね
さあ 困った
やはりまたわき道にそれちゃいそうだね
量子力学と相対性理論
最近の物理学のテーマは
量子力学と相対性理論を抜きにしては
語れないようになってきているみたい
じっさい この二つの理論が
実用化されている部分も
多いみたいなんだ
量子力学で言えば
DVD レーザー デジカメ
なんていうものが思い浮かぶし
なによりスマホって
量子力学の理論が無けりゃ
存在していないはずだよ
なんといっても『半導体』ってものの
小型軽量化には量子力学の存在が大きいからね
もっとも 人類が量子力学を
理論として完全にわかっているのかどうかは
別問題
試行錯誤しながら
理由はわからないけど出来ちゃった
ってところが本当のところかもしれないけど
それで言うなら
シュレティンガー方程式なんかも
理屈はわからないけど計算上は正しい
そんなところがあるから仕方が無いよね
特殊相対性理論なら
一番身近なものならGPSだろうと思うよ
一般相対性理論を
身近に感じたことはないんだけど
天文学なんかには
影響を与えているんだとは思うんだ
この 一般相対性理論の方も
なんといっても相手は『重力』
学者先生方には悪いんだけど
『重力』ってものの正体って
わかっている人っていないんじゃないかな
量子力学も相対性理論も
じつは 未だ未知の領域なのかもしれない
だからこそ 現代の物理学は
この二つの方向に
すごい勢いで突き進んでいる
そういうことだと思うよ
さてどこへ向かおうか
量子論の前半のまとめとしては
モノを細かく砕いていった先にあるものは
なんだろう？ という
疑問の末に出て来たものが
量子だったってことだね
（あまりにも簡略化し過ぎちゃっているけど）
ところが その量子ってものが
ぼくたちの知っている（つもり）の物質とは
なにか違うんじゃないか？
ってことになっちゃった
順番で書いていくと まず
『光電効果』という光に対する実験結果が
光には粒子性があるんじゃないかという
『光量子仮説』を生んじゃった
波だと思われていたものの中に
物質の性質が見られるってことだね
そうなれば次に
物質だと思われているものの中に
波の性質があってもおかしくはないんじゃない？ っていう
『物質波』の仮説が
出てきちゃったってこと
今でこそ
『光量子仮説』で立てられた光の持つ粒子性には
『光子』なんて名前がついているけど
アインシュタインさん自身が
この名前を使ったことはないし
『物質波』という波に対しても
確認がされているわけじゃない
それがなにものかが
判明しているわけじゃないんだよ
この波と物質
もう少し突っ込んで調べてみようか
いつものことで手あたり次第
まずは光電効果あたりから始めてみるのがいいかも
