実験と物理量の認識問題 Ⅰ
もう一度書いておこう
マクロの世界の力学については
ニュートン力学を筆頭に
古典力学の範囲でほぼ解明されている
そう言い切っても（今のところ）
問題は無いみたい
たしかに電磁気学の解明以前の理論だから
後の研究の進化に伴ってズレは生じちゃったけど
そのズレを補正することで
今のところ重大な齟齬には至っていない
そんなところかな
古典物理学のズレで顕著なものは
時間と空間の性質問題と
実験および物理量の認識問題
時間と空間の性質問題については
アインシュタインさんの特殊相対性理論で
ひとまずズレが修正された
その後の一般相対性理論でまた別のズレが
指摘されちゃったけど
ひとまずは収まったってことで
良いんじゃないだろうか
もう一つの実験と物理量の認識問題
これがなかなか難しい
物理学は理論と実験を両輪として
進んでいった学問だよね
では その実験というものはどこまで正しいのか？
実験・観測には必ず結果としての物理量の
測定ってものが必要となってくる
だけど測定値にはどうしても
誤差や不確実性がくっついてくるんだ
測定値の精度や実験環境の影響が
測定値に出てくるのは仕方が無いもの
まだ あるよ
測定値がなにを指しているのか
簡単に言えば物理量の定義（単位もかな）ってものが
明確でないと測定値を万人に共有することは難しい
そして 理論と実測値
どちらが主となるのかっていうのも問題だし
なによりも人間という
知覚にも認識にも限界のある生物が
正確な認識ができるのか？
この最終問題が立ちはだかっちゃうんだ
実験と物理量の認識問題 Ⅱ
物理量を実験で算出することが
難しいってことは昔から言われていた
それこそギリシャ時代からね
もっともその時代では
観測装置の未成熟が一番の問題だったけど
古典力学がほぼその完成を迎えたのが
近世に入ってから
そして近世には実験装置の精度も
飛躍的に上がっていたんだ
もっとも現代に比べれば未熟だっただろうし
現代の観測装置だって
まだまだ未成熟と言わないといけないんだろうけど
ただ 実験装置の精度が上がっていった時期に
もう一つの問題が持ち上がっちゃった
観測をするためには
観測対象になんらかの
働きかけを与えないといけない ってこと
そして観測対象はその働きかけによって
何らかの影響を受けてしまうんだ
凄く単純に言えば
物を見るためには光を当てないといけないでしょ
懐中電灯にしたって 太陽光にしたって
光が当たるってことは
光のエネルギーを対象物に与えている
もうひとつ 目で捉えたものが
どういうものに見えるのか
たとえば色で言うのならば
青色に見える人もいるだろうし
緑色に見える人もいるかもしれない
そして見た色を
緑という人もいれば青という人もいるだろうね
信号の色は何色か？ って聞いたら
人によって違うと思うんだ
実験と物理量の認識問題 Ⅲ
古典物理学でも実験方法が実験結果に影響を与える
そのことが危惧されていた
そしてその影響は対象物が小さくなればなるほど
顕著になっちゃうってことも
この実験に伴い影響を受けるということは
『観測問題』として議論されていたんだね
そこにもう一つ 根源的な問題が提議された
実験による観測は
粒子（物）にしか適用できないって問題が
基本 物理量の観測は
実体のあるものを対象として行われるもの
人類としての種の限界なんだろうね
実体のないものは認識できないんだから
現代物理学で散々議論されている
エネルギーや場なんかは
直接観測は出来ない（今のところは）んだよ
今のところそういったものを
観測したと言われているのは
間接測定じゃないのかな
状態 たとえば『波』なんかは
その波を伝える媒体という
実体の測定によってなされている
そこに出て来たのが『量子』の概念
量子は実体と共に波動という状態
この二つの併せ持ち ってことになっている
そして物質波と言われる
量子の波動は媒体が無いんだよね
もしくは現在のところ媒体の正体が
掴めていないと言ったほうが良いのかもしれないけど
物の最小単位って？
マクロの世界の物質を
どんどん砕いて行けばどうなるのか
分子まではOK
原子となると許容範囲 ってことになるかな
それより小さいそれこそ陽子や電子なんかを指す
『量子』というものはどうなるのだろう
ぼく流の結論で言うのなら
量子は物の構成要素ではあるけど
物自体を分割していった先に在るものじゃない
ってことにしておきたいね
もちろん現在研究が盛んになっている
素粒子なんてものも物とは次元が違うもの
そういうことで良いんじゃないかな
でないと物理学 特にアメリカあたりの
研究でよく使われる『還元主義』の最小単位に
量子や素粒子を組み入れると
たぶんこれまでの物理学の根本的構築の
変化が必要になっちゃうような気がするんだよ
でも 相対論もそうだったけど
量子論は古典力学を内包する
というか 進化的法則を求めようとしたはずだよね
だから原子より小さい部品が見つかって
なおかつ その振る舞いが
これまでの物理学に反するとなった場合
なんとかつじつまを合わせる必要が
あったわけだ
原子をより細かくしていった先には
量子というものがある
量子は粒子としての存在ではあるけど
その実態は確率でしか表せない
状態という存在でしかない
じつはここまでだと
古典力学を修正する必要は無いんだよ
相対論でローレンツ因子を組み込んだように
新たな因子を組み込みさえすれば
古典力学の進化法則として
成立するんだね
なんといっても人間の認識の根本
『因果関係』が成立しているんだから
ところが量子を観測すると
粒子として観測できることがわかっちゃったんだ
