2015年03月26日

◆ 量子の非局所性

 量子の非局所性が検証された。これは何を意味するか? ──

 量子の非局所性が検証された。これがどういうものかについての解説は、下記にあるので、そちらを読んでほしい。(本項では解説しない。)
  → 量子の非局所性の厳密検証に成功

 一部抜粋しよう。
 アインシュタインは「ピンホールで回折した光子は空間的に均等に広がるので、スクリーン上のどこにでも等しい確率で現れるはず。しかし、1カ所で検出されたら他で検出されないので、ある場所で観測された影響が他の離れた場所に及ぶような奇妙な相互作用が存在するのではないか」と主張。この奇妙な相互作用を “spooky action at a distance”(離れた場所の間で起こる奇妙な相互作用、超常的遠隔相互作用)と呼び、現在では「量子の非局所性」と呼ばれている。

 これは、通常の量子論では、理解しがたいだろう。記事にもそうある。
 この量子の非局所性は、多くの人には理解しがたい現象であるため、より厳密な検証が求められる ....

 だが、通常の量子論では理解しがたいとしても、超球理論では簡単に理解できる。

 (1) 観測点

 観測点が1点であることは、超球理論の主張そのものだ。つまり、
 「量子が観測されるときには、量子は波から粒子に転換する」

 ということだ。
  → 量子論/量子力学
  → 粒子と波の転換

 空間を伝わるときには波であった量子が、観測されるときには粒子になる。当然、その観測箇所は、1箇所(1点)だ。
 このことは、通常の量子論では理解しがたいが、超球理論ではまさしく「どんぴしゃり」の形で説明される。

( ※ なお、観測すると「波から粒子への転換」が起こるのではない。逆だ。「波から粒子への転換」が起こったときに観測可能となる。比喩的に言えば、水蒸気から水へと液化したときに、H2O は目に見えるようになる。)

 (2) 遠隔相互作用

 アインシュタインの示した遠隔相互作用についても、超球理論ではすでに説明済みだ。前出の下記項目。
  → 粒子と波の転換

 この項目の後半で説明してある通りだ。簡単に言えば、こうだ。
 空間にあるエネルギー(波のエネルギー)が、粒子に転換するときには、粒子は空間にあるエネルギーを奪う。このとき、空間には、マイナスのエネルギーが発生すると見なしていい。エネルギーが奪われるというのと、マイナスのエネルギーが発生するというのは、同じことだ。(1を引くということと、マイナス1を加えることは、同じことだ。)
 このマイナスのエネルギーが、空間を伝播する。
 すると、もともとあったプラスのエネルギーと、新たに生じたマイナスのエネルギーが、たがいに干渉するので、遠隔地ではプラスマイナスが相殺される。


 ──

 すぐ上のことは、ちょっとわかりにくいと思うので、解説しよう。

 もともとあるのは、空間にあるプラスのエネルギーだ。これは広く分布する。
 粒子が発生するのは、空間のなかの1点だ。これは1点に局在する。
 粒子が発生したとき、その1点において、マイナスのエネルギーが発生する。これも1点に局在する。
 このマイナスのエネルギーは、最初は1点に局在するが、そのあと空間を伝播して、広く拡散していく。
 この拡散の過程で、もともと空間にあったプラスのエネルギーと、新たに拡散するマイナスのエネルギーとが、たがいに相殺される。
 プラスのエネルギーと、マイナスのエネルギーは、粒子の発生した1点の近傍では濃淡があるが、時間を経て、エネルギーの波が空間に遠く広がっていくと、しだいにプラスとマイナスが中和して、ただのゼロ・エネルギーの状態になる。

 まとめると、こうなる。
  ・ 最初は波のエネルギー(プラス)だけがあった。
  ・ 「粒子の発生」のあとでは、粒子のエネルギー(プラス)が生じ、同時に、波のエネルギー(マイナス)が生じる。
  ・ 波のエネルギー(プラス)と、波のエネルギー(マイナス)が、相殺する。

 最初と最後を対比すると、こうなる。
  ・ 最初は、波のエネルギー(プラス)だけがあった。
  ・ 最後は、粒子のエネルギー(プラス)だけが残った。波のエネルギー(プラス)は、波のエネルギー(マイナス)と相殺されて、消えてしまった。

 要するに、「波から粒子への転換」というのは、「粒子の発生と、波の消滅が、同時に起こること」と見なせる。ただし両者は、完全に同時に起こるのではなくて、わずかにタイムラグがある。
( ※ そのタイムラグの時間は、「距離÷速度=時間」という公式から得られる。)

 
 ──

 以上において重要なのは、最初の基本原理だ。つまり、こうだ。
 「粒子と波は相互転換する」


 ここにおいて、プラスのエネルギーをもつ粒子の発生と、マイナスのエネルギーをもつ波の発生が、同時に起こる。
 このことは、1点における局所的な現象だが、波の伝播を通じて、広く拡散していく。
 ……これがつまりは、「量子の非局所性」の本質だ。

 そして、その本質は、次の二点からなる。
  ・ 粒子の局所性
  ・ 波の拡散性


 この二つが組み合わさると、「粒子と波の転換」が起こったときに、「量子の非局所性」という形で観測されるわけだ。

 以上のように、超球理論できれいに説明できる。



 [ 付記 ]
 超球理論なしでは、うまく説明できない。なぜなら、「粒子と波の転換」という原理が、ここでは必要とされるからだ。

 なお、「粒子と波の転換」という原理については、比喩的に「雌雄同体ではなくて、性転換」というふうに説明してある。
  → 量子論/量子力学
 
 従来の量子論は、「量子は粒子でもあり波でもある」というふうに解釈してきた。いわば、「この生物は、オスでもありメスでもある」(雌雄同体である)というふうに。
 一方、超球理論は、「量子は粒子と波との転換をする」というふうに解釈する。いわば、「この生物は、オスになったりメスになったりする」(性転換する)というふうに。


雌雄同体



性転換

 →  
 ←  


 前者の立場では、シュレーディンガーの猫やら、二重スリット実験やら、不可解な現象をうまく説明できない。
 後者の立場では、シュレーディンガーの猫やら、二重スリット実験やら、不可解な現象をうまく説明できる。
 
 ともあれ、詳しくは下記で。
  → 量子論/量子力学
posted by 管理人 at 23:55| Comment(4) | 物理・天文 | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
「最初と最後を対比すると、こうなる。」
 の箇所を、加筆しました。
 タイムスタンプは 下記 ↓
Posted by 管理人 at 2015年03月27日 06:36

全くの素人なので細かい議論はできないのですが、この手の話は以前からあったように思います。例えば、「量子論の分野では、情報は瞬時に伝わる」とか。これは言葉の使い方に問題があるように思います。

引用記事の「離れた場所の間で起こる奇妙な相互作用」という言葉の使い方に疑問を持っています。

扱われている事柄を単純化していえば、「光子Aをピンホールを通してA1とA2に分割したとき、A1の状態を決定すれば、A2の状態は一意に決まる」ということが出来ると思います、多分。
ここで、「A1の状態を決定すれば、A2の状態は一意に決まる」ことを、勝手に「A1の状態が決定したという情報が、A2に瞬時に伝わった」と言い換えているところに、トリック/まやかしがあるように思います。

ここで起こっていることは、「A1とA2に分割」したときに、既にA1とA2の間にはある「相関」あるということであり、「A1の状態を決定すれば、A2の状態は一意に決まる」ということは、その「相関」が時空を隔てもあり続けることの証であることを示しているに過ぎない、といえるのではないでしょうか。それを「A1とA2との相互作用」と間違って表現しているために「奇妙な」と言わざるを得なくなっていると思います。

話題に取り上げられた「検証実験」は、ある意味では量子論の検証実験をしているに過ぎない、「つまらない?」実験ではないかと思います。
Posted by Nekogu at 2015年03月27日 22:41
「離れた場所の間で起こる奇妙な相互作用」というのは確かにおかしいんですが、それと今回の検証実験は別で、今回の検証実験はまともなものです。実験はまともなんだけど、解釈する方がおかしいだけ。それというのも、現代の量子論の解釈が根源的に狂っているから。(超球理論の解釈ならば問題ない。)
 一方、実験は別におかしくありません。ちゃんとした実験です。
Posted by 管理人 at 2015年03月27日 23:25
ブログ管理人さま
ご返事ありがとうございます。ちょっと誤解があるようなのでコメントします。

>・・・今回の検証実験はまともなものです。
>・・・実験は別におかしくありません。

話題の「量子もつれ?」の検証実験を「おかしい」といっているのではありません。当たり前のことをやっているにすぎないのではないか、といっているのです。
例えば、マイケルソン=モーリーの実験のように(あまりいい例ではありませんが)。だから、『「つまらない?」実験』と言ったのです。

リンクされたサイトの記事に、
・・・具体的には、A地点で、光子に特定のタイミング(位相)で光子の有無を観測すると、B地点では、A地点の逆位相の波を検出。さらにA地点で別の位相の光子の有無を観測すると、それに従い、B地点でも位相が変化した様子を検出し、「離れた場所の観測が影響すること」を確認した。・・・
とあります。

「離れた場所の観測が影響すること」という言い方に違和感を覚えたので、今回投稿させていただきました(本来そちらに投稿すべきかも知れません)。

また、リンク先の関連記事:・・・古澤明氏に聞く (2/5)に、次のようなやり取りがあります。

EETJ:その影響が伝わる速度は光より速いのですか。
古澤氏:もちろん、もつれの影響は、ある種、光のスピードを超えているところもあるかもしれないですけれど、実際の情報として存在するためには、最終的に通信をしなければならないので、通信自体は、光や電波のスピードを超えることはありません。それは、相対性理論で、情報伝達は光速を超えないという物理の基本原理があるので、それを超えることはないです。

こういう最悪の/不愉快な説明を読んで、投稿したのです。

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Posted by Nekogu at 2015年03月28日 09:09
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