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シュレディンガーの猫

シュレディンガーの猫



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前回、シュレディンガー准尉のイラストを描いたついでに、彼の元ネタとなっていると思われる 『シュレディンガーの猫』 のお話について少しだけ記事を書いてみることにします。








シュレディンガー准尉は、HELLSING中盤に登場し、そこから終盤にかけてストーリー上かなり重要な役割を担っていたキャラでした。


ヒトラーユーゲントの装いが目を引く彼ですが、その性格はまさしく 『どこの組織にも属さない猫の気ままさ』 を体現しているかのような存在で、上官である少佐に対しても平気で ため口・憎まれ口 を聞くかなりヤンチャな性格です。











『シュレディンガー』 と聞くと誰もが真っ先に思いつくのが 『シュレディンガーの猫』 でしょう。


これは粒子力学における観測上の問題点・矛盾点を簡単に説明 (批判) するために用いられた有名な思考実験の名前です。



(シュレディンガーの猫の話の内容については、全部書くと長くなってしまうので文章での説明は割愛します。本日の記事の一番最後にシュレディンガーの猫について説明されている動画を載せておきましたので、内容についてはよろしければそちらをご参照ください)






このシュレディンガーの猫の話の背景にある粒子物理学は、大学院クラスの極めて難解な学術論なので、ここでは詳しく説明出来ませんが (私もさっぱりわからないです) 簡単に言えばシュレディンガーの猫とは量子論におけるパラドックス (正しそうに見える前提と、妥当に見える推論から、受け入れがたい結論が得られる事) の一つです。



このパラドックスが起きてしまう原因としては、粒子力学の世界 (超ミクロの世界) では 『存在の定義』 が非常に曖昧で、数学的に明確に定義出来ないと言うことが挙げられます。














ミクロの世界・・・ではないのですが、存在の定義の難しさについての例を挙げますと・・・





たとえば一個のリンゴがあったとします。


ここにもう一つ別のリンゴを加えたとします。


さて、リンゴは全部で何個あるでしょうか?



・・・極めて簡単ですね。


当然、2個です。







では、ここに一匹の生きている猫がいたとします。


そこに一匹の猫の死体を加えたとします。


さて、猫は全部で何匹でしょう?





・・・2匹?










・・・実はこの回答が簡単なようで難しいんです。






答え1

死んでいても猫は猫だから、1匹+1匹で答えは2匹。




答え2

生きている猫は1匹だけ、死んでいる猫は生物ではない、つまり土やホコリと同じだから、1匹+0匹で答えは1匹。




答え3

死んでいると言うのは生きている状態の真逆の状態、つまりマイナス状態であるから、1匹+マイナス1匹で答えは0匹。







といった具合に、3通りの解釈が出来ます。







・・・常識的に考えれば 『答え1』 を採用するのが普通だと思うのですが、粒子物理学の世界では3通りの回答全てが矛盾せずに存在してしまうのです。


それどころか、半分生きている猫が2匹いれば、それらは合わせて1匹である・・・なんていう解釈すら普通に出来る世界です。






「いくらなんでもそれはおかしい」 と考えたオーストリアの物理学者 エルヴィン・シュレーディンガー は、この矛盾した理論体系 (当時の粒子物理学の学術体系) を批判するための簡単な例として、この 『シュレディンガーの猫』 の話を挙げたのでした。
















我々が普段生活している世界。


つまり日常的に目にする世界においては、微粒子などは当然ながら全く見えませんし存在を知覚することは出来ません。


しかし、全ての物質が元を正せば原子・分子の集合体であることは誰でも知っています。


そしてその原子なるものは、中心に陽子と中性子を持ち、その周りを電子が周回している・・・ということも誰もが知っていることです。


その電子は、巨視的な観点から見るとあまりにも高速で周回しているため、その周回軌道のあらゆる場所に存在しているのと同等に振る舞います。


簡単に言えば、陽子を覆う電子ドームのように振る舞うのです。










例えば水素。


水素の陽子の周りを回る電子はたったの1個しかないですが、それでも外部から飛んできた電子は絶対に相手の陽子にぶつかることが出来ません。


高速で周回しているたった一個の電子が、あらゆる方向から入り込んでこようとする電子をブロックしているからです。


つまり、水素の表面にはあらゆる場所に電子が存在しているのと同じ状態になっているというわけです。


周回運動をしている電子の速度があまりにも早いのでこういうあり得ない現象が起こっています。












さらにもう一つだけくだけた例をあげますと、



地球の人口がたった一人だとして、この人がどこにでも瞬間移動 (≒超高速移動) が出来るとするならば、その人は たった一人なのに、地球上のどこにでもいるのと同じこと になります。


逆に言えば、一か所にいる時間は極々短いので どこにもいない と解釈することも出来ます。







原子や素粒子の世界で、周回運動をしている粒子が 『ある一定の場所』 に存在する確率がどれくらいなのかは、21世紀の現代になっても明確な答えが求められていません。


このように、粒子力学は超難解な物理学の一分野です。


(難解と言うよりは、小さすぎて実質的に観測が不可能なので実験などがしづらいため発展が難しい分野ということです。

原子よりもさらに小さい素粒子に至っては、観測するどころか存在を証明するだけでも極めて難しいです。

素粒子の一つであるニュートリノの観察に成功し、2002年にノーベル物理学賞を受賞した日本人の小柴昌俊さんの話は記憶に新しいです)










・・・長くなってしまいましたが、この 「どこにでもいるのに、どこにもいない」 という粒子論における矛盾点。


そしてそれを指摘した 「シュレディンガーの猫」 の話。


このあたりが、シュレディンガー准尉の元ネタだと思われます。













さらにさらに余談ですが、イギリスの超有名な児童文学 Alice's Adventures in Wonderland (不思議の国のアリス) に登場する チェシャー猫 (チェシャ猫) というキャラも、自由に姿を出したり消したり出来、神出鬼没でどこにでも現れ、どこからでも消えてしまう・・・というシュレディンガー准尉のような能力・性質を持っています。


もしかしたら、この辺りのお話もシュレディンガー准尉の能力の元ネタになっている・・・のかもしれませんね。


(少し生意気な性格なところも一緒です)






(ちなみに、ルイス・キャロルの 「不思議の国のアリス」 が世に出たのは19世紀の中ごろであり、エルヴィン・シュレーディンガーによって 「シュレディンガーの猫の話」 が提唱される実に50年以上前です)




























今日のおまけ♪




シュレディンガーの猫。

我々の日常、つまりマクロな世界では常識であってもミクロの世界では全然通用しない・・・というパラドックス。

妥当に見える推論から、受け入れがたい結論が得られる事』 というパラドックスの本来の意味を突いたまさに秀逸な例題といえるでしょう。

2011.11.18(Fri) | 心理学・小話 | cm(0) | tb(0) |

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