科学と疑似科学とを判別する - 1524257541

646：diamonds8888x：2020/06/28(日) 16:31:34 ID:Qix9q/lA: >>645
　ついでに例示の方ですが、[>>570, >>571, >>594. >>638]と続いたテーマです。
＞私が言いたかったのは、私たちはすべての科学理論を明らかにしたわけではないし、そもそもそんなことは不可能なのだから、どんな現象も絶対に起こらないという証明などできないということでした。
＞
＞シュレーディンガーの猫を持ち出さないとしても、何度も話題に挙げた２重スリット実験を思い出してください。ＡとＢの２つの穴があり、同じ電子がＡを通りかつＢを通ったと言ったら、古典力学しか知らない人には、まさしく言葉遊び、マザーグースのたぐいに思えたに違いありません。でもそれは実現することが分かりました。

　猫でも２重スリットでも本質は同じで、量子力学における「波と粒子の２重性」や「混合状態」をどう理解するかというテーマです。正確には、２重スリットは「波と粒子の２重性」の問題であり、シュレーディンガーの猫は「混合状態」の問題です。

　ちゃんとした本の文章を注意深く読めばわかりますが、「ある時は波の性質を示し、ある時は粒子の性質を示す」ということはよく知られていますが、「同時に波と粒子の性質が観測される」などという現象は知られていません。具体的に言えば、
　　・同時に、確定した場所と時間で点として観測され、かつ干渉する。
　　　a)観測は個々の粒子として。干渉はその結果の集合での統計結果として。
　　　b)観測は波としてで、干渉も観測される。粒子の性質は観測されない。
　　　　(光電効果で電子が放出される瞬間には波としての性質は観測されない)　

　「この矛がこの盾を貫く、かつ貫かない」という現象が同時に起きたりはしないのです。
　「あるときは貫かれるし、あるときは貫かれない、その確率はこれこれである」ということならば観測されるでしょうし、普通は実験すればそうなるよね。マクロな現象なら矛や盾のロットの違いとか経時劣化の具合とかで結果が違ったなどと理由付けできるところですが、量子の矛だったら「どの矛も全く同じものであり区別できない」というのが現在の量子力学のセントラルドグマのひとつですから、「その確率はこれこれである」ということだけが観測結果としてわかるというわけです。

　「混合状態」の話はちと複雑です。実際に観測される混合状態と、観測されえない混合状態とがあるからです。「猫が同時に死んでおりかつ生きている」という混合状態は後者の観測されえない例のひとつです。これはシュレーディンガーの思考実験に従えば、「α粒子が原子核内に存在する状態と、原子核外に存在する状態との混合状態」が果たして存在するのかどうかという問題になります。

　量子力学では、【観測されない間は】混合状態として存在している。つまり方程式を解いて波動関数を求めると、原子核内に存在する確率と原子核外に存在する確率とがどちらもゼロではない解が得られます。そして観測としては、【原子核外でα粒子を観測した瞬間に】、原子核内の存在確率はゼロになると考えられます。
　要点は、「原子核内に存在する確率と原子核外に存在する確率とがどちらもゼロではない状態」というものは【観測されない】のです。

　一方、【例えば】水素原子の原子軌道が混合して分子軌道を作る、といったことがあります。この例では水素分子では本当に混合軌道が観測されます。正確に言えば、電子状態が２つの混合軌道の間で変化する際に発生したり吸収したりする光が観測されます。その波長の観測から２つの混合軌道のエネルギー差が観測されることになります。この場合は水素原子の解である軌道は水素分子では観測されません。それは電子の置かれた環境(物理的には電子が受けるポテンシャル)が、単独の原子核と分子とでは異なるのだから当然なのですが。

　要するにシュレーディンガーの思考実験に該当するのは前者の観測されえない混合状態の場合です。