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　松浦壮監修「はじめてでもわかる量子論」（ニュートン新書、２０２３年７月１０日初版、１１００円）を読了しました。この本は、Newton別冊「知識ゼロから理解できる　量子論の世界」（ニュートンプレス、２０２３年５月１０日初版、１９８０円）と同じ出版社（今年１０月、ニュートンプレスは朝日新聞出版に買収され傘下となりましたが）なので、内容は全く、とは言わなくても、ほぼ同じでした。でも、体よく復習することが出来ました。Newton別冊は判型も大きく、カラー図版を多用しているので、素人にはより分かりやすかったでしたが、新書は何度も読み返して教科書のように使える利点があると思いました。

　Newton別冊については、このブログで過去に二度ほど取り上げております。

　・２０２３年９月１３日＝「量子論の世界」に挑戦しています

　・２０２３年９月２３日＝「状態の共存」と「量子のもつれ」を利用した量子コンピューター＝Newton別冊「知識ゼロから理解できる　量子論の世界」

　内容が同じということで、上と同じようなことを書いてしまってはつまらないので、何か他のことを書くことにします。例えば、「状態の共存」です。これは、「一つの物体が同じ時刻に複数の場所に存在できる」という理論でしたね。仮想の箱の中で、１０００万分の１以下のミクロの素粒子（電子）が観測後に左側にあることが結果的に分かったとしても、「もともと電子が左側にあった」わけではなく、「左右両方に共存する状態」が観測によって「左側に存在する状態」に変化したと捉える、ということでしたね。

　今回、新書でこの「状態の共存」をもう一度読んだ時、前回は雲をつかむような話でほとんど理解できなかったのに、よく分かるようになりました。つまり、普段の日常生活の中でも「状態の共存」がよくあるのではないか、と思ったのでした。これは、邪道で本来の科学的見地からかけ離れていることを最初に断っておかなければなりませんが（苦笑）、例えば、「左右両方に共存する状態」というのは、Y字路で、道に迷って、左に行こうか右に行こうか、どうしようか思案している頭の中の状態ではないか、とか、同窓会に参加しようか、しまいか迷っている状態が共存しているということかもしれない、とか、もしくは、アパレルショップに行って、青い服にするか白い服にするか思いあぐねている時、そんな時こそ「状態の共存」と言えるかもしれません。多分違うと思いますが（笑）、例えばの話だとしたら、理解の範疇に収まると思っております。「生きるべきか、死ぬべきか。それが問題だ」と悩むハムレットも、「状態の共存」だとしたら、分かりやすい（笑）。

　あまり素人が印象的なことを書いてはマズいと思いますが、ともかく、量子論は今後、量子コンピューターを筆頭に、レーザー光線、超感度センサー、半導体、スマートフォンなどに応用、利用され、今後ますます研究が飛躍的に進んでいくことは間違いありません。

　前回のブログにも書きましたが、量子論は、量子力学、量子化学、量子生物学、量子宇宙論と学問分野が末広がりです。私も、もっと若ければ、全てをご破算にして、量子論を専攻する学生になりたいぐらいです。それぐらい魅力がありました。

　　現代の理論物理学は、「相対性理論」と「量子論」の二つの革新的理論に代表され、目下、この二つの理論を統合した「究極の理論」の構築の段階に入っていることは、この渓流斎ブログをお読み頂いている皆様は熟知されていると思います。

　このブログでは、これまで、超ひも理論に代表される究極の「万物の理論」と「相対性理論」は取り上げさせて頂きましたが、「量子論」はまだでしたので、またまたNewton別冊「知識ゼロから理解できる　量子論の世界」（ニュートンプレス、２０２３年５月１０日初版、１９８０円）を買って来ました。読み始めましたが、なかなか手強いです。もっと頭が柔らかい若い頃に勉強したかった、と声を大にして言いたいのですが、私が若い頃は、量子力学、もしくは量子論はほとんど習いませんでした。（本書によると、量子論の中に量子力学や量子化学などがあり、量子論の方が意味が広いといいます）。文系バリバリの私が、量子論といえば、辛うじて、ハイゼンベルクの「不確定性原理」という名称を聞いたことがあるぐらいで、恐らく、当時（１９６０～７０年代）の文部省の学習指導要綱の文系必修科目に量子論はなく、大変失礼ながら、当時の理科の先生も量子論には精通していなかったと思います。

　今回取り上げた「量子論の世界」は「知識ゼロから理解できる」と銘打っておりますが、やはり、知識ゼロでは理解できないのではないかと思います。後で詳しく触れますが、理解しようと思っても、とても理解できない「現象」が出てきます。

　まず、量子とは何か？ーですが、それは、粒子と波の性質を併せ持ったミクロな物質のことで、物質をつくっている原子そのものや、その原子を形作っている電子、中性子、陽子が代表的なものです。光を粒子として見たときの光子やニュートリノやクォーク、ヒッグス粒子などの素粒子も量子に含まれます。そう言えば、量子とは何か、すら私は最近知りました。特に、ニュートリノやクォークといった素粒子についてはつい最近です。

　続いて、量子論とは何か？ーですが、それは「非常に小さなミクロな世界で、物質を構成する粒子や光などがどのように振舞うかを解き明かす理論」だといいます。扱うミクロの世界とは、原子や分子のサイズで１０のマイナス１０乗メートルです。つまり１０００万分の１ミリ以下の世界だといいます。原子核ともなりますと、１０のマイナス１４乗メートル、つまり１０００億分の１ミリとなりますから、あんぐりと口を開けたくなる世界です。

　私は素人ですから、電子顕微鏡でもあれば、量子を観察できると思っておりましたが、１０００億分の１ミリの原子核を見ることが出来る顕微鏡なんてあるのかしら？　多分、見られないことでしょう。量子論自体も諸説あり、まだ実証実験で確認されていない理論もあるといいますから。

　量子論を理解するカギとなる重要項目が二つあるといいます。一つは「波と粒子の二面性」、もう一つは「状態の共存」です。一つ目の「波と粒子の二面性」とは、電子などのミクロな物質や光は、波のような性質と粒子のような性質の両方を持つということです。これは、相対性理論の時にも勉強しましたので、スッと頭に入りました。

　よく分からなかったのは二つ目の「状態の共存」です。先述しましたが、理解しようと思っても、とても理解できない「現象」です。この本の４２ページにこんなことが書かれています。

　箱の中にボールを入れて、揺らして、真ん中に中敷きを挿入すると、ボールは右か左のどちらかにあるはずです。しかし、量子論によると、電子は左右両方に同時に存在することになります。「一つの物体は、同じ時刻に複数の場所に存在できない」ことは常識ですが、ミクロの世界ではそれは通用しません。一つの物体は、同じ時刻に複数の場所に存在するというのです。これは、電子が複数に増えるということではなく、箱のふたを開けて電子がどちらかにあるかを観測すると、右か左かのどちらかにあることが「確定」します。電子は「観測前」に右にいる状態と左にいる状態が「共存」していますが、観測して初めてどちらの状態が観測されるかが「確定」します。この時、どちらの状態が観測されるかを「確率的」に予測することは出来ますが、「確実」な予測はできません。この話は奇妙で納得がいかないでしょうが、それも仕方ありません。量子論では常識を捨て「物の存在」について根本から考え直す必要があるのです。

　箱の中で電子が観測後に左にあることが分かったとしても、もともと電子が左側にあったわけではなく、「左右両方に存在する状態」が観測によって、「左側に存在する状態」に変化したのです。つまり、観測すること自体が、電子の状態に影響を及ぼしてしまうのです。

　そう言われましてもねえ。。。

　とは言いながらも、私は何となく分かる気がします。常識では理解できない世界が量子論だという覚悟さえあれば、少しも怖くありません。

　量子論のお陰で、ビーム（ＣＤやＤＶＤなどの読み書き）が開発され、半導体（スマホやドローンなどにも応用）の性質が分かるようになったといいます。コンピュータ技術の発展も量子論抜きには語れないのです。

　勿論、私が最も関心がある宇宙論もそうです。人類としてこの世に生を受けたからには、量子論ぐらい知っていても悪くはないなあ、といった気分です。いや、今は安価で情報が手に入るので有難い世の中です。私も衰えた記憶力に負けないよう、量子論の勉強に励もうと思っておりまする。