第4章・遠隔作用と疑似近接作用(その24)------------------------------------------------------------------------当メールマガジンを御購読いただき、誠にありがとうございます。発行が大幅に遅れてすみません。今回も遠隔作用と関連のある話です。前回の続きで、エネルギー配分が偏る話についてです。古典的な近接作用の理論であるマックスウェル電磁気学では、エネルギーが極端に偏って配分される現象は説明できません。そのため、量子論というトリックが必要になるわけです。そこで、今回から、そのトリックの手口を簡単に説明していきたいと思います。一回ではとても説明しきれないので、複数回にわけて説明いたします。似近接作用を理解する上でとても参考になる話ですので、どうか我慢してお読み下さい。このメルマガは等幅フォントで御覧下さい。****************************************99.偏りが説明できない理由****************************************ここで、第77回以来取り上げ続けてきた問題と同様の問題を考えてみます。C以前の問題と比較すると、物体Bや物体Cの位置が違っていますが、それ以外は同じです。この問題では、エネルギーの大部分が物体Bに配分され、物体Cにはほとんど配分されないという、エネルギー配分の極端な偏りが生じます。ところが、近接作用の理論であるマックスウェル電磁気学では、そうしたエネルギー配分の極端な偏りが、説明できないのです。?それは、以前も説明したように、物体以外の部分、すなわち、空間にエネルギーが拡散してしまうからでした。Bや物体Cの位置等が異なる点を除けば、あの時描いた[図1・α]と同じです。そこで、このイメージ図を用いて、ちょうど物体Bがエネルギーを得た時の図を描いてみましょう。それが下図(図94・α・2)です。この図を見れば、物体Bに集中的に配分されるはずのエネルギーが、空間に拡散してしまっている様子がよくわかると思います。この図の□(白ぬきの四角)になっている部分の空間領域にエネルギーを奪われてしまっているために、物体Bは、本来得るはずの大きさのエネルギーを得ることができないわけです。****************************************100.粒子というアイデア****************************************では、物体Bにエネルギーが集中的に配分されるようにするには、どうしたらよいのでしょうか?そのためには、エネルギーを拡散しないようにすれば良いわけですね。エネルギーを一箇所に集めておけば良いわけです。上記のイメージ図で表すと、次のようになります。エネルギーを得た部分を示す□が一個になっていますね。物体Aから放出されたエネルギーは、物体Aと物体Bとの間の一箇所にのみ、まとまった状態で存在しています。この状態で物体Bにエネルギーが伝われば、物体Bに集中的にエネルギーが配分される現象が説明できるでしょう。そこで気付いてほしいことがあります。それは、□が一個だけの状態が、ちょうど粒子のように見えることです。物体Aから物体Bへ、エネルギーの粒子が放出・吸収されるように見えるでしょう。これが、いわゆる「粒子性」という考え方です。このように「粒子(性)」という考え方を用いれば、エネルギーが集中的に偏って配分される現象が、とりあえず説明できるわけです。****************************************101.粒子の問題点****************************************ところが、この「粒子(性)」という考え方には、重大な欠点があります。第一に、エネルギーの粒子が存在する位置の問題です。これは、エネルギーの粒子が進む方向の問題と言い換えても良いでしょう。物体Aは、物体Bの位置や存在を知りません。物体Aがエネルギーの粒子を放出する際、どちらの方角へ放出すれば良いのかわからないのです。このため、エネルギーの粒子の位置も定まらないことになるのです。ちなみに、図94・α・1’では、物体Aと物体Bとの間に□が描かれていますが、これは、問題を解いている人間が、勝手に、エネルギーが物体Bにうまく渡るのに都合のいいように□の位置を決めつけてしまっているからにすぎません。置を知っていたからにすぎないのです。本来は、□の位置は決定できないのです。次に、第二の欠陥は、エネルギーは物体Bだけに配分されるのではなく、ごくわずかながら物体Cにも配分されることについてです。(一個の)エネルギーの粒子という考え方では、エネルギーは一箇所にしか存在しないことになっていますから、この現象は説明できません。第三の欠陥は、第二の欠陥と本質的には同じです。分されるエネルギーは同じになるはずです。ところが、エネルギーが(一個の)粒子の状態で存在したのでは、どちらか一方にしか配分されないことになってしまいます。このように、エネルギーの粒子性という考え方には、利点もある一方で、欠点もあるのです。****************************************102.二重性から確率へ****************************************そこで、この欠点を解決してくれそうなのが、「二重性」という考え方です。具体的に言えば、「粒子と波動の二重性」です。エネルギーは、波のように拡散した形態で存在すると同時に、粒子のように一箇所に集中した形態で存在する...という考え方です。これが、量子力学が登場する前からあった量子論の考え方です。確かに、これだと、エネルギー配分の問題は解消されます。これでは全くの「二枚舌」ですよね。態)で存在するという、非常に気持ちの悪い話です。いうか、全く矛盾した話です。そこで、さらに変わった考え方を導入してみましょう。それは「確率」という概念です。これこそ、アインシュタインが死ぬまで認めようとしなかった量子力学における考え方なのです。次回は、この考え方について簡単に説明しようと思います。========================================================================バックナンバーに戻る。