コペンハーゲン解釈の見直しについて。

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コンピューターがとらえた大型ハドロン衝突型加速器『 LHC内の陽子同士を衝突させる実験装置 』で得られた素粒子の飛跡です。素粒子は1個の物体として飛んでいます。
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二重スリット実験の結果です。素粒子がスリットを通過した後に波動の性質が現れて、粒子数が増加していくと干渉した模様が現れてくる様子です。

この2つの画像の意味と量子力学の現在主流と成っている解釈を変える主張をしたいと思います。

ニュートン力学はマクロな大きい物体を説明し物体の運動や重力の作用及び天体の運行は、決定論として将来を正確に予測可能との見解です。

量子力学はミクロな微小な物体を説明し素粒子の粒子性と波動性と言う矛盾する挙動を、不確定性原理や確率論で説明し将来は正確に予測出来ないとの見解です。

量子ゆらぎを考慮した不確定性原理の計算式
εq x ηp + σq × ηp + σp × εq ≧ h / 4π

εq : 位置の測定誤差
ηp : 運動量の散乱
σq : 位置の量子ゆらぎ
σp : 運動量の量子ゆらぎ
h : プランク定数

素粒子の位置をより正確に決定する程、その運動量を正確に知ることができなくなり、逆もまた同様です。不確定性は全ての素粒子の波動性と言う性質から導かれ、揺らぎも考慮した数式にバージョンアップされている。その限界点がプランク定数です。

量子力学とニュートン力学を区別する境界は不明で、電子<陽子<原子<分子<高分子<タンパク質<DNA<微粒子<細胞、と言った大きさの序列に於いて、どの段階で量子力学からニュートン力学に切り替り変更するかは、現在の物理学では曖昧で有り未知なる問題と言えます。

この問題を解決する方法は、発想の転換が必要で『 コペンハーゲン解釈 』の見直しも視野に入ります。量子力学の粒子性と波動性の矛盾する問題を解決すれば、ニュートン力学と量子力学の統一性が成し遂げる事が出来ます。

シュレディンガー方程式は波動関数と言う粒子の空間的な広がりを記述しています。この粒子の不確定な要素は素粒子の『 揺らぎ 』に起因して観測する前は位置が厳密に分から無いと言う事です。素粒子がランダムにカオス的に振舞うと言えます。波動関数から粒子の存在確率が求められるだけで正確な位置情報は有りません。

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シュレディンガー方程式

シュレディンガー方程式は、素粒子の波動性と粒子性を統一して現す手段です。粒子は実体として個別に定義できます。しかし波動性は実体は無く現象であり、不確定性原理に基づく個別粒子のランダムな動きに対しての関係性の結果で有り、数式上でも複素数で定義されている。

シュレディンガー方程式は複素数を含んでおり、個別の素粒子の実体と並行して系全体の現象も表している事になります。現象は系内の個別粒子の関係性に起因し、個別粒子のランダムな不確定性と言う確率の分布により現れると考えられる。

そして、複数の素粒子が集まれば確率と統計学的に一定のパターンが出現して『 干渉模様 』と言う波動性が顕著に現れて来ます。分かり易く言い換えれば、素粒子が一つの物体として個性のある揺らぎを持ってエネルギー準位の許す範囲内で動き回っています。沢山の素粒子が集まって次々に自己主張すると考えれば同じ動きの素粒子は無いと考えられる。

コペンハーゲン解釈は、素粒子は観測前に波動関数に従った空間的広がりがあり、観測時点では一点に収束し、収束する時は確率解釈に依存すると言う3つの実験事実を元に出来上がりました。この解釈では複数の素粒子による干渉から波動と言う現象が起きたとの説明が欠如している。素粒子はLHCの粒子加速器『 画像1 』の飛跡からどう観ても1個の物体で有ると考えられる。不確定性原理の『 揺らぎ 』から観測前は波動関数に従って空間的に確率的な広がりが有ると言い換えれば良いと考えられます。

結論として、素粒子には不可思議と言っていた矛盾する二重性は無く、1個の粒子として存在し『 画像2 』の様に複数の集まった時に波動と言う『 現象 』が目に見えて現れると解釈できる。

更に、波動関数から粒子の存在確率が求められており、素粒子同士が『 あうん 』の呼吸で共同謀議して統計論的な干渉模様が出来ると言えます。

自由運動している素粒子は波動性は無く『 画像1 』、集積すると不確定性原理により個性が発揮されて初めて干渉して波動『 画像2 』が出てくるとの結論になります。

過去にこのブログで、素粒子は粒子と波動の二重性があり不可思議な現象と書いていました。今回の考察と論法では矛盾を含まずに説明出来ますので以前の主張を撤回します。アインシュタインとボーアの論争から100年に及ぶ大きな疑問を解消できそうな話ですが、現在の科学理論からは異端の主張になります。

☆☆ この続きは次回に報告します。☆☆

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この記事へのコメント

2015年04月12日 14:31
こんにちは

100年に及ぶ論争に
決着がつきそうですか
楽しいですね

2015年04月13日 07:01
無門さん こんにちは。

量子力学に対する考え方でコペンハーゲン解釈は、ボーアやハイゼンベルグによって確率論と波束の収縮として解釈されてきましたね。その後に、エバレットが多世界解釈と言う理論を提唱し観測者の世界が枝分かれすると言うのもあります。どちらの主張も普通の常識では考えられ無い話です。

このブログで提案している話はシンプルな考え方です。素粒子は1個の物体で、沢山集まった時にお互いの個性ある揺らぎにより干渉して波動と言う現象が現れるとの見解です。つまり、素粒子同士が『 あうん 』の呼吸で共同謀議して統計論的な干渉模様が出来ると言えます。