SonofSamlawのブログ

うひょひょ

ファインマン量子力学講義序論

 
回答する
 
フォロー
·
5
 
回答依頼
 
 
 
 
関連するすべて (35件)
並べ替え
おすすめ
 
 
 ·
 
Paul Mainwood
 

[原文回答者:Paul Mainwood ]

この言葉は、おそらくリチャード・ファインマンが発言した中で最も引用された言葉でしょう。そして、最も誤解を招きやすいものの一つだとも言えます。

この言葉は、ほとんど常に文脈抜きで紹介されています。しかし、このような紹介は、ファインマンが指摘しようとしている要点の、前後の2ページを無視しているのです。この言葉が現れる本は "物理法則の特性"(The Character of Physical Law )で、コーネル大学での講演会「メッセンジャー・レクチャー・シリーズ」(1964年)での一連の講演の記録です。ファインマンの言葉で出てくるのは第6講です[註:講義のトピックは”Probability and uncertainty - the quantum mechanical view of nature”]。以下のすべての引用は、この本からです。


ファインマンはこの講義の冒頭で、「科学が進歩するにつれて、日常の物体に対する我々の直感的な経験からは科学がどんどん遠ざかっている」という事実について考察しています。このことは、私たちの日常的な経験がいかに限られているかを考えれば当然のことですが、科学についての理解と説明の作業をますます難しくしています。

ファインマンは光の物理学の発展の歴史に目を向け、私たちが直接経験する「粒子と波」という2つの別々のものを思わせるような振る舞いを光がすることによって引き起こされる混乱を辿っています。

この混乱は1925年もしくは1926年に、量子力学の正しい方程式が得られたことによって解決しました。こうして、我々は電子と光がどのように振舞うかを理解したのです。しかし、量子の振る舞いを何と呼べばよいでしょうか?もし電子や光が粒子のように振舞うと言えば、間違った印象を皆さんに与えます。もし電子や光が波のように振舞うと言えば、どうでしょうか?

電子や光は独特な振る舞いをするので、専門的には量子力学的な振る舞いをすると呼ぶことができます。電子や光の振る舞いは、我々が日常生活で観測する物体のようには振舞いません。日常生活での物体に関する経験は不完全なのです。非常に微細な世界での物理的存在の振る舞いは事実として異なるのです。

原子はバネに繋がって振動する錘とは異なる振る舞いをします。原子は小さな太陽系のようにも振舞いません。原子核の周りを覆うような雲のようなもののように観測されることもありません。原子は、日常生活で観測する現象とは異なる振る舞いをするのです。

 

そして、この量子の挙動があまりに馴染みがないことから、これから始まる量子力学の講義(章)について警告を発しています。

量子力学の理解は難しいでしょう。しかし、その難しさは実際には心理的な理由で、”しかし量子はそのようであるのはどういうことなのか?”と語ることにより生じる昔からある悩みの中にあります。この語り方は、「量子を日常生活に馴染みのある何かで理解したい」という、抑えられない全く無駄な望みを反映したものです。

私は講義では、日常生活に馴染みのある何かで量子を記述することはしない予定です。

私はただ量子現象を記述します。

 

ファインマンは、量子力学の理解に関する問題が心理的なものでしかないことを指摘しているのです。心理的な負担を回避するためには、量子を身近なものと関連づけようとするのをやめればよいのです。

その2段落後に、有名な引用があります。彼は、量子力学一般相対性理論を対比させ、量子力学を記述できるモデルがあると感じているのです。

一方、私は、誰も量子力学を理解していないことは断言できると思います。そのため、この講義を真剣に捉え過ぎて、私が記述する予定のモデルの観点で量子力学を理解しなければならないと感じる必要はありません。気楽に楽しんでください。

私は自然がどのように振舞うかをお話します。もし皆さんが自然がそのように振舞うと認めるだけで、愉しく魅惑的な話となるでしょう。

もし可能であれば、以下のように問うことを避けてください。「しかし、量子とは日常で馴染みのある物に例えると何だろうか?」。そうしないと、無駄に、誰も抜け出ることができない暗い道に迷い込みます。

量子は日常で馴染みのある物に似ていると知っている人間はいないのです。

 

文脈は本当に役に立ちますね。

ファインマンは、この発言の前に積み上げてきた理路を、この発言で受けているのだと思います。つまり、量子力学を日常生活に身近なモデルで理解しようとすると、「無駄」となり、「愉しく魅惑的な」記述自体に注意を払わなくなる、ということです。


さて、ファインマンは、いつも引用される文章の中で、このような説明をしていないのは事実です。彼は「一方で、誰かが量子力学"単純で親しみやすいモデル"で理解している、と断言できると思う」とも言っていません(これは、ファインマンの意図であると私が主張していることとほぼ同じ)。

私の主張は、この文章が話された、部分的に即興で書かれた、50年後にそこから認識論的に重要な引用がなされるかもしれないことを考慮せずに、そのまま書き写されたなら、そういう背景説明がないことは自然なことだ、ということだけです。

この本の序文では、この本をどのように使うかについて警告している(BBCが出版したもので、ファインマンのスタイルに対するBBCの嫌悪感が言葉から漂ってくるのがわかるでしょう)。

この本の章は、大きな舞台から満員の聴衆に対して行われた講演の記録である。この講演において、ファインマン教授は言葉や挙動に遠慮はなかった。ファインマン教授は講演者として国際的に著名で、刺激的な講演方法で知られている。

 

さて、私が完全に間違っていて、ファインマンは「誰も量子力学を理解していない」という意味で、もっと一般的な言い方をしていたかもしれません。彼は他の講義でも同じようなことを、これほどの前後の説明なしに言っています。

しかし、この最も有名な引用の中で、ファインマンは自分のコメントを、「身近な物のモデルで量子の振る舞いを理解しようとするのは間違いである」という警告として、かなり議論の余地のないものに限定していたように思います。


DeepL翻訳で自動翻訳し、翻訳者が文章を整えました。