2025年02月24日

場の量子論とは何か     知らんわ

場の量子論とは何か: 統一理論へ近づくための根本原理 (ブルーバックス 1149)
わからんので も~も~ 妄想するしかないワタクシである。

場の量子論とは何か?
場の量子を扱う理論である。どや。
場の量子とはなにか?
典型的なのが光子である。電磁場という場の量子である。たぶん。 どや。
そもそも場とは何か?
質量や電荷に作用するものである。たぶん。 どや。
光子の他に場というものは何があるか。
野球場とか劇場とかがある。。。(ウソ)  この場は じょう と読む。ば ではないのだよよん。

つーかね、要するに場と量子との相互作用ってかね。湯川が中間子を構想した際には、中間子の場という新しい場を考えて・・・・という説明が入門書にあった・・・・気がする。
新しい場を考えて場の量子を考える・・・相互作用は中間子の場と核子との相互作用である・・・・と考えた。多分。詳しくは知らんけど。 どや。

しかーし、こうい本を読んでいるとワケワカメ・理研のワカメはおいしいのだよよん。

例えば別の入門書に次のような記述がある。

「現在最も確からしいと信じられている場の量子論においては、すべての相互作用は媒介粒子の交換により生ずる場を通してなされる。」 力とは何か・菅野禮司 丸善1995

するってーと光子交換により電場が生ずるってことかいな。そりゃな、2個の電子のクーロン力の図では光子のキャッチボールをするって図解があるけどねえ。

では電子が1個ならばどないするってーのよ。光子のやり取りする相手がおらへん。電子から出ていった光子は光速で飛び去るだけですぜ。つーか、その場合に光子の供給源ってなにさ? 

というようにワタクシは考えると直ぐにドン詰まるのである。

上の和田の本での特徴として波動関数の確率のところでは、確率ではなく共存度の分布であるという表現がしつこくで(笑) 確率でいいがな、量子力学の教科書は波動関数が確率を表すという解釈してるのだし。波動関数の絶対値の2乗が電子がそこに存在する確率を・・・ま~正しくは確率密度関数なのだけど。何も共存度の分布など言わなくてもいいがなやとワタクシは思うのでありま~す。どうも確率に関しての和田の捉え方は他と違うのかもしれない。詳しくは知らぬ。

そしてワタクシが気になったのは次である。
image

光子の共存度の分布(光子の波動関数)が電磁波である。電場と磁場は光子の波動関数の数学的性質を表す量である。 そうなのかい?  

しかし光子の波動関数が電磁波である、というのはワタクシ納得できる感じもするのである。二重スリットの量子力学版の説明では波動関数が空間に広がっている。二重スリットの連続光での説明はスリットA,Bからホイヘンスの原理に依って波が広がっていき・・・・干渉するので縞模様が生ずるのである。
量子力学版では光子1個を飛ばす。スクリーンに輝点が1つできるだけで縞模様ではない。その試行を1万回ぐらい続けると輝点の分布が縞模様になってくる。1個の光子が自分自身と干渉したと考えざるを得ない。。。。 なのだが、その時には波動関数が空間に広がっていてな。その広がり方のデザインは連続光の光とまったく同じなのだ。だから干渉が考えられる。つまり波動関数が電磁波であるってワタクシは短絡的に納得したりして(笑)

和田が光子の波動関数が電磁波である、というのはワタクシは納得出来るのである。
波動関数自体は数学上の道具であるとしても、その上に実態としての電磁場が乗っているって感じもする。
そういうわけなので光子の波動関数が電磁波である・・・・というのは正しい気がする。多分。どや。

ところが別の本では次のような記述があって
「ディラックは電磁ポテンシャルが光子の波動関数であると考えたが今では間違いである」(これは吉田伸夫の一般向けの本にあった、タイトルは忘れた)
どや。
電磁ポテンシャルの空間微分・時間微分が電場・磁場である。ならば電磁ポテンシャルが光子の波動関数というのも妥当ではないか。

朝永振一郎は「量子力学と私」でディラックの相対論的量子力学とパウリ・ハイゼンベルクの場の量子論が素粒子論を駆動するのである、と書いておるおる。昔の昔の昔に。
そこでは第二量子化の話もある。ディラックの仕事だすわ。
ところが吉田伸夫の入門書では「ディラックの第二量子化は間違いだったのだ」と書いておるおる。
さ~、こうなるとどうだ。ワケワカランだろ。

というわけで何かを知ると疑問は広がり直ぐにドン詰まるワタクシなので~すだお。

おまけ 波動関数の解釈についてはコペンハーゲン解釈、ボームのパイロット波解釈、エバレット三世による多世界解釈が有名である。比較的最近はQBismというものも出てきた。波動関数の確率に絡んだところでベイズ統計を採用するのである。BはベイズのBだろな。これは2000年前半に登場したようだ。

ところで量子力学の本は入門書は多々ある。教科書も多々ある。ところが場の量子論となると入門種は上の和田の本ぐらいだ。他にあるかもだが、そのうち探してみよう。場の量子論の教科書となると理学部の院生が読むものだろな。一般人が太刀打ちできるものではない。

長嶋は少年野球の指導の際に子どもたちに言った。
いいか、君たち。人生は ギブアップだ、決して諦めるんじゃないぞ!!   

どっちやねん。

というわけでワタクシは「場の量子論とは何か」のワタクシなりの回答は波動関数のΨである、と答えよう。Ψは プサイ と読む。ギリシャ語である。それがどうしてワタクシの回答になるのかは単純な話だ。プサイは お手上げマーク(笑) ギブアップのシンボルなのである。
どや どや どーーーん。

蛇足 つまり蛇の足 ワタクシは吉田伸夫の量子論関連の一般向けの本を数冊は読んだ。一番印象に残っているのは次だ。
量子論の本は入門書・教科書等たくさんある。しかし、どの本でも決して鵜呑みにしてはいけない。 どや、どやどーーーん

posted by toinohni at 11:32| 東京 ☀| Comment(1) | 本等の感想なんちゅーて | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
今年初の力作ですね(笑) 
Posted by といのに at 2025年02月25日 19:13
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