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波動関数は実在の波ではありませんから。
でないと、LEED や RHEED などの実験手法が存在しえないです。
もちろん、確率波と呼んでも構わないのですが、 それは、物質を粒子として解釈したときに確率を表すだけであって、 物質の本質は粒子であって波動性は計算上だけのことにすぎないという ことはありません。
電子は、無限に小さい点に「見える」こともありますが、 それは、そのような観測手法を選択したときのみです。 つまり、運動量の不確定性を大きくすることで、 位置の不確定性を小さくしたときのみです。 (たとえば、蛍光板にぶつけてみるとか)。
で、電子などの物質には波動性というものがなく、波動関数はたんに計算上のことだ、 とするなら、電子線の回折とかは、どうやって説明するのですか。 「回折している様に見える」とおっしゃいますが、回折でなければ、 それは何なのですか。
「電子線の回折」が「波の回折」と同じか、と言われれば違うと 答えますし、回折という言葉の中に電子の回折も含めるならば、 それはそうでかまいません。言葉の問題ですから。。 模様は似てるので、回折と呼びたければ呼べば良いし、 だからといって電子が実在波だという結論にはならない。
確率的に表すから広がりを持っているように見えるだけで、その実在は点であることには変わりないということでしょうか？
19世紀の力学講義: 「これが振り子の運動を記述する運動方程式です。」 「先生、時間はどうやって計るのですか? 」 --- 「時間は振り子で計ります。」 20世紀の量子力学: 「これが原子のシュレディンガー方程式です。」 「先生、時間はどうやって計るのですか? 」 --- 「時間は精密な原子時計で計ります。」
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物事のやり方は一つではない -- Perlな人
不確実性原理 (スコア:0)
Re:不確実性原理 (スコア:1)
「不確定性原理」です．
不確実だと起きているかどうかが怪しい，
不確定は正確に定まらない，ではないですかね
#ネタにマジレス？
Re:不確実性原理 (スコア:0)
Re:不確実性原理 (スコア:1)
普通は不確"定"性原理だと思いますが・・・。
それはさておき、被測定側は、電子が点としては見えないように、
量子力学が支配する世界を観察しているわけですが、、
装置自体は、電極や、磁場(や電場)の発生装置などでできてますから、
量子力学とは無縁の世界ではないかと。
# 私が無知で、磁場発生装置で量子的なゆらぎが問題になっていることを知らないだけかも。
Re:不確実性原理 (スコア:2)
> <i>電子が点としては見えないように、 </i>
量子力学でもやっぱり電子は「点」です。
波動関数は実在の波ではありませんから。
実在? (スコア:1)
Re:実在? (スコア:2)
>表している、というだけのものなら、 「実在」とは言えない
>かも知れません。しかし、 物質波は干渉したり回折したりし
>ますよ。
その昔、シュレディンガーが「波動関数（の２乗）は物質波だ」
と言ったのですが、今では否定されて、確率波ということに
なってます。
なので、干渉したり回折したりしている様に見えるのは数式上の話です。
そもそも、波動関数は計算の便宜上取り入れられた関数で、
電子そのものではありません。（２乗値も含めて）
電子１個の波動関数を考えると、物質波みたいに見えてしまいますが、
電子２個の波動関数を考えれば、物質波で無いことがよく分かります。
結局、電子には広がりなんて無くて、
どこで電子を観察しようと、無限に小さい点にしか見えません。
Re:実在? (スコア:1)
でないと、LEED や RHEED などの実験手法が存在しえないです。
もちろん、確率波と呼んでも構わないのですが、 それは、物質を粒子として解釈したときに確率を表すだけであって、 物質の本質は粒子であって波動性は計算上だけのことにすぎないという ことはありません。
電子は、無限に小さい点に「見える」こともありますが、 それは、そのような観測手法を選択したときのみです。 つまり、運動量の不確定性を大きくすることで、 位置の不確定性を小さくしたときのみです。 (たとえば、蛍光板にぶつけてみるとか)。
Re:実在? (スコア:1)
前にも言ったように電子は大きさを持たない無限に小さな点です。
大きさがあると様々な不都合が生じます。
もし電子自体が広がっているなら、広がっている部分同士にクーロン力が働いて斥力で爆発します。そんなこと無いですよね。
大きさがあるとそれを分割できることになって、電子の電荷量が電気素量の整数倍であることが説明つきません。
観測結果が回折している様に見えるからと言って、電子が実在波であるとは結論付けることは出来ません。
もし量子力学の教科書をお持ちしたら、
ヘリウム原子（２電子原子）の波動関数の導出の所をみて下さい。
波動関数が電子を表すわけでは無いことが分かりますから。
ヘリウム原子中の電子の波動関数は６次元空間で定義されてますよね。
密度のような解釈は出来ないことが分かるはずです。
Re:実在? (スコア:1)
で、電子などの物質には波動性というものがなく、波動関数はたんに計算上のことだ、 とするなら、電子線の回折とかは、どうやって説明するのですか。 「回折している様に見える」とおっしゃいますが、回折でなければ、 それは何なのですか。
Re:実在? (スコア:1)
ですが、現状で計算上というか、計算がよく合う
というレベルのものだとも思います。
回折するってことが波の性質なので、波動関数を
導入しましょうみたいな。
あと、ヘリウム６次元も、実は余次元は相互作用が
ないという解釈もありかとも思います。
Re:実在? (スコア:1)
電子は大きさの無い、ただの点である、というのは納得いただけましたか？
> 電子線の回折とかは、どうやって説明するのですか。
>「回折している様に見える」とおっしゃいますが、回折でなければ、
>それは何なのですか。
「電子線の回折」が「波の回折」と同じか、と言われれば違うと
答えますし、回折という言葉の中に電子の回折も含めるならば、
それはそうでかまいません。言葉の問題ですから。。
模様は似てるので、回折と呼びたければ呼べば良いし、
だからといって電子が実在波だという結論にはならない。
>電子などの物質には波動性というものがなく、
電子に波動性がないとは言っていません。
波動関数は、電子の実在波ではないと言っているだけです。
電子一個をスリットに飛ばしても、回折模様は見えません。
１０の２３乗個ぐらい飛ばせば、回折模様が見えてきます。
つまり、電子の波動性というのは統計的な概念なわけです。
これをもって、電子は波動性をもつと言いたければ言えば良いし、
これも言葉の問題ですね。
Re:実在? (スコア:1)
Re:実在? (スコア:1)
議論が平行線なんでしょ
とくに波動「性」の考え方が違うみたいですし・・・
Re:実在? (スコア:0)
Re:実在? (スコア:1)
>波動関数は実在の波ではありませんから。
>結局、電子には広がりなんて無くて、
>どこで電子を観察しようと、無限に小さい点にしか見えません。
>つまり、電子の波動性というのは統計的な概念なわけです。
確率的に表すから広がりを持っているように見えるだけで、
その実在は点であることには変わりないということでしょうか？
「神はさいころ遊びをしない」という言葉を思い出しました。
勘違いしてますか？
うじゃうじゃ
Re:実在? (スコア:0)
Re:実在? (スコア:1)
>確率的に表すから広がりを持っているように見えるだけで、
>その実在は点であることには変わりないということでしょうか？
まず、波動関数を電子だと思う時点で間違いが始まります。
量子力学では、ある初期条件を与えた時に、任意の場所・時間に
電子が見つかる確率を与える理論です。
初期条件から観測されるまでの電子の軌道については何もいいません。
そこが同じ波動でも、普通の流体力学とは違うところです。
波動関数はあくまで、計算の為に導入されたただの関数（複素数の値を返す）で、
あえて解釈すれば、その２乗の値が電子の見つかる確率に一致しています。
みんなニュートンの運動方程式を習った後に、量子力学を習うから、
波動方程式を電子の運動方程式だと勘違いしている人が多いです。
Re:実在? (スコア:1)
見ていま～す。
>波動関数はあくまで、計算の為に導入されたただの関数（複素数の値を返す）で、
>あえて解釈すれば、その２乗の値が電子の見つかる確率に一致しています。
なるほど。ありがとうございます。
てことは、波動関数のほうがむしろ「実在」でありわれわれが観測できる電子などはその投影にすぎない、観測することができる部分を実在として捉えてしまうから波動関数などが数式の上でのものに過ぎないように見えるという解釈もできてしまうということはないでしょうか。
たとえば電界や磁界も、それそのものを直接観測することはできませんよね。
運動方程式も電磁波の方程式なども観測結果とうまく一致するから使われているだけで数式の上での概念にすぎないと解釈するか、物理現象として「実在」するものだとするか、そういうやりとりに近くなってしまうような気がします。
観測結果とうまく一致すれば「実在」なんてものは人間の気持ちの問題にすぎないのかもしれないと。
>波動方程式を電子の運動方程式だと勘違いしている人が多いです。
という風に、あまり気にしないと誤解を招く恐れはありそうですが。
うじゃうじゃ
Re:実在? (スコア:1)
これってどういう意味で書いているのでしょうか?
Re:実在? (スコア:2)
電場も磁場も観測できます。
波動関数は観測できません。
電子（正確には質量や電荷量）は観測できます。
運動方程式に使われている、速度や力も測定できます。
もちろんMaxwell方程式に出てくる量も全て測定できる量です。
> 観測結果とうまく一致すれば「実在」なんてものは人間の気持ちの問題にすぎないのかもしれないと。
「実在」というのは物理用語だとは思えないので、
ここでいくら議論しても収束しないと思います。
「観測可能量かどうか」という意味なら、上記にあげた通りです。
結局、物理に出てくる方程式は何か？というと、
実在する、しない、を表しているわけではなくて、
初期条件を与えた場合に、ある物理量がどのように時間発展するか、
というのを数式で表現しているだけです。
Newton力学では、ある時刻の位置と速度を与えると、
任意の時刻での位置と速度が正確に求まりますが、
量子力学では確率的にしか求まらないと言うだけです。
これが理論の不備から来るものなのか、自然の性質なのかは
決着が付いていません。
もちろんできるだけシンプルで、できるだけ適用範囲の
広い方程式が好まれ、歴史上に残っていきます。
あの一般相対性理論と同じ結果を導く理論は他にもありますが、
アインシュタインの作ったものが最もシンプルなため、
現在のところ広く使われているわけです。
もちろん、数式の美しさなども歴史に残る理由になり得ると思います。
結局、シュレディンガーの波動方程式もこれまでの電磁気学や
流体力学と同じ波の概念が多くの人に理解しやすかったために、
残ったのでしょうね。
その代わりに、電子が広がりを持っているかのように誤解する
人が増えてしまいましたが。。。
もう一つの量子力学、ハイゼンベルグの行列力学の方には
波動なんて出てきませんが、波動力学と全く同じ結果を
与えます。シュレディンガーの波動力学が無かったら、
今頃、みんな「電子は行列だ！」なんていってたかも。
んなわけないか。。
行列力学は、有用な面もあるので、もちろん今でも使われています。
波動力学ほど一般うけしていないというだけなので誤解なく。。
Re:実在? (スコア:1)
>波動なんて出てきませんが、波動力学と全く同じ結果を
>与えます。
やはりつじつまさえ合えば別のアプローチもアリなのですね。
勉強になりました。
>結局、シュレディンガーの波動方程式もこれまでの電磁気学や
>流体力学と同じ波の概念が多くの人に理解しやすかったために、
>残ったのでしょうね。
猫にとっては波動方程式の方が都合がよかったとか。(冗談です)
さらに脱線してしまいますが、物理学悪魔の辞典 [kobe-u.ac.jp]を見つけて妙に気に入ってしまったので。
うじゃうじゃ
Re:実在? (スコア:1)
>
>これってどういう意味で書いているのでしょうか?
電界や磁界はそれによって作用を受ける現象によって間接的に観測することしかできませんよね。
それどころか「見る」というのも光によって媒介されて間接的に認識しているにすぎませんが。
あらゆる観測は間接的な認識でしかないというぐらいの意味です。
とんでもなく乱暴なたとえ話であることは承知の上ですので、あまり深く考えないようお願いします。(^^;
うじゃうじゃ
Re:不確実性原理 (スコア:1)
被測定物の電子状態を座標空間で観測したときに、電子の存在確率が
座標空間上でひろがりを持って観測されるように、
とかかくと、わりかし正確かな？
Re:不確実性原理 (スコア:0)
なんで、装置がどうだろうと、粒子を観測するには量子力学の影響を受けると思いますよ。