粒子と波動のおさらい
いよいよややこしい数学がらみの量子力学っていうのに
足を踏み入れてみよう。
さきに断っておくけど
ぼく自身が理解しているから
ここに書いているんじゃないんだよ。
じぶんでも訳が分からないまま手探りで書いているから
間違っている可能性も結構あると思っていてほしいんだ。
書いているうちに趣旨がコロコロ変わる可能性もあるから
困ったもんなんだけど
そこんところはよろしく。
英語のわからないぼくが
英語の文章を辞書を片手に翻訳しているみたいなもんなんだ。
全然間違ったところに向かっていたら
ごめんなさい。
先に謝ったところで安心していってみよう。
物には粒子性と波動性があるってところから
それまでの力学（古典力学って言われるけど）が
原子なんかのミクロの世界では
通用しないってことで業界全体がバタバタしだしたってことだ。
じっさいぼくたちが暮らして接している世界
（マクロの世界なんて言い方がされるけど）
そこじゃ物は物、波は波って分かれているんだよね。
物を表すのには『ニュートンの法則』
波を表すのには『波動方程式』
そういった別々のものとして研究がされていたわけだ。
じっさいのところはぼくらの生きている
マクロの世界でも粒子性と波動性は混在しているらしいんだけど
ここまで大きくなっちゃうと
その影響が少なすぎてニュートンの法則や波動方程式だけで
解決しちゃうってことらしい。
この粒子性と波動性が問題になってくるのは
物でいうなら『電子』なんかが代表例
波でいうなら『電磁波』（光もその中に含まれるよね）
いわく『ミクロの世界』でのはなし。
普通に生活している時に気にしている人なんていないとは思うけど
技術がどんどん進んできている現代
知らないうちに関わってしまっているんだよね。
量子
量子力学なんて簡単に書いちゃったけど
量子ってなんだろう？
正確な定義ってあるのかな？
どうも原子も分子も電子も光子も
その他もろもろとにかく物を形作る小さい粒子を総称して
量子と呼んでいるみたい。
ぼくたちのいるマクロの世界のものたちを
形作っているレゴのワンピースのことを
総称して量子と呼んでいると考えていいのかもしれないね。
通常の世界（マクロの世界）では
物と波ってのが次元の違うものだってことで
意思統一されている。
ところが実験・観測の結果
小さい粒（量子）になっちゃうと
そのルールがどうやら通用しないってことがわかってきたんだね。
波のはずのものが粒子の性質を持っていたり
粒子のはずのものが波の性質を持っていたり
それだけじゃなくてこれまでの常識で考えると
とんでもなく不可思議なふるまいが
量子の世界ではおこることが
観測されるようになってきたんだ。
ではこれまでの物理法則がまちがっているのか？
でも、現実に世の中の動きは
量子がどうのこうのと言われだしてからも
変わってはいないんだよな。
だからこの不可思議な量子の世界のルールと
これまで知られていたマクロの世界のルールの
橋渡しをする考え方が必要とされるようになってきたんだね。
量子力学
マクロの世界の力学のルールは
ほぼ完成されているといってもいいんじゃないかな。
だとすると、マクロとミクロの世界の力学のルールを
つなぎ合わせるためには
なんとかして量子（ミクロの世界）のルールを
みつけることが必要になってくる。
言い換えればミクロの世界のルールが
世界の統一ルールなんだけど
マクロの世界のルールが先にしれわたっちまった
そしてそのルールは間違っていることは無いけど
十分じゃないってことなんだろうね。
そこで出て来たのがシュレティンガーさんの
波動関数なんだ。
ミクロの世界とマクロの世界を橋渡しする
言ってみればド・ブローイ波
（物も波動の性質を持っているという仮定）
とはどんな形なんだろうか？
ということを表そうとした理論ってことだね。
光のエネルギーは振動数に比例して運動量は波長に反比例する
という前提のもとに
物質波（ド・ブローイ波）と
粒子の運動を古典力学にも合うように
まとめ上げた数式なんだけど……
困ったことが起きたんだよね。
数式の中に『虚数』が出てきちゃうんだ。
