1: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)06:43:30 ID:nBm
理系院生がなんの準備もなしにやるよ
量子力学は、一般相対性理論と同じく現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する。
1
銅表面に楕円状に配置されたコバルト原子(走査型トンネル顕微鏡により観察)
wikipedia

4: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)06:44:53 ID:rzm
専攻は?

5: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)06:45:36 ID:nBm
>>4
素粒子物理学(理論)

7: ゴッドブレス@@@@@ 2017/10/14(土)06:46:56 ID:tw@GODBREATHhhhh
期待

8: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)06:47:04 ID:5Fr
良いテーマ

10: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)06:48:56 ID:nBm
量子力学とはなんぞや、という人のためにまず簡単に説明するよ
物質の最小単位と考えられてるもの、粒子があるわけだけどそれが実は波としての性質も重ね持つという実験結果を受けて、その辺をうまく説明できる理論が量子力学なんよ

13: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)06:51:30 ID:RAT
よっ!最近量子テレポーテーションがアツイ先進的な分野!

16: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)06:54:53 ID:nBm
粒子が波!!?ふぁっ!??ってなるかもしれんけどよく考えてみればそんな突拍子もないんだな
基本僕らは電磁気的な力で物と触れあったりできて物質の境界を認識できるんだけどそれは単にその境界で物質同士が反発してるからそう見えるだけなんだな
だから粒子だろうと波だろうとその辺は変わらずに考えられたりする

18: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)06:58:35 ID:B1q
工学系だけど来年量子力学やるんご

19: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)06:58:55 ID:nBm
さてさて粒子と考えてたものを波としての考えると何が変わるのか
大雑把に言えばミクロスケールの"物"は元々波として広い範囲で存在していて観測等によって粒子として顕現するんじゃないかという感じなんだね

20: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:00:17 ID:nBm
だから言ってみれば
もしもこの世がコンピューター世界のだとするとバックグラウンドで様々な可能性を計算をしているけど結果としてアウトプットされるのはその中の1つだけ
みたいな感じ

21: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:00:36 ID:B1q
不確定性原理って技術的に観測不能ってこと?
それともガチでわからんの?

22: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:01:38 ID:nBm
>>21
少なくとも量子力学が正しいとすればガチで分からん

23: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:02:00 ID:xUC
量子的には過去も確定してないと言える?

25: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:02:24 ID:nBm
>>23
過去は観測済みだから確定してるね

27: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:04:23 ID:xUC
>>25
良く言われる「未来が過去に影響する」というのは?
過去が確定しているなら矛盾してねない

37: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:13:32 ID:nBm
>>27
タイムマシン的な話はどうなるんかわからないけど観測者からすればそもそも改編後の過去は観測したわけじゃないからどうなんやろね

26: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:03:35 ID:B1q
地球上のすべての粒子の運動が観測され、その法則もできあがれば
未来を予測することは可能ってなんかの本にかいてあったけど、不確定性原理
があればそれは不可能になるんじゃないか?って思うんだ

34: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:10:38 ID:nBm
>>26
観測された時点で量子状態は確定してるから不確定性原理は現れてこないんじゃないかな

29: 安富パーキング■忍法帖【Lv=1,スライム,XPM】 2017/10/14(土)07:04:49 ID:tw@MOMENT__KING
ああ、誰かが「粒子の動きの法則性を掴めれば未来も見える」とか言ってたね

30: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:05:11 ID:nBm
有名な二重スリットの話は
ミクロスケールの"物"はバックグラウンドとして波として機能してると考え、スクリーン上で観測したときに粒子として顕現すると考えるのが合理的だった、そう考えると幅広い範囲でうまくいったということになるんだね

32: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:08:02 ID:B1q
>>30
二重スリットに関して
意思によって量子が偏在するっていう実験結果あったけど、
あれは似非科学なんか?それとも再現可能?

39: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:15:27 ID:nBm
>>32
再現はできるのかわからないけどまあ観測次第で量子状態が確定するわけだから不可能でない?みたいな感じ

31: 安富パーキング■忍法帖【Lv=1,スライム,XPM】 2017/10/14(土)07:06:59 ID:tw@MOMENT__KING
俺は文系だからよく分からないが、例えば机みたいな物体もミクロ視点では粒子が流動しているってこと?

38: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:14:15 ID:nBm
>>31
もちろん流動してるよ

36: もう、怒ったから 2017/10/14(土)07:13:00 ID:c2P
う~~ん
めっちゃナンセンスなこと言うかもしれないけど、
マクロで例えて、水の波と波がぶつかってしぶきが上がったときに
あそこに物体がある!と感じてる‥‥みたいな?
波ってそもそもなんなんだ?
文系のおれは波と聞いても「~」が頭に浮かぶだけや

41: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:16:33 ID:nBm
>>36
飛沫が上がるのは波というよりは単なる力学の結果だから少し違うね

40: 安富パーキング■忍法帖【Lv=1,スライム,XPM】 2017/10/14(土)07:16:31 ID:tw@MOMENT__KING
酸素とかの元素も流動する粒子の集合体なの?

42: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:17:12 ID:nBm
>>40
そうね
クォークやグルーオンや電子がこれでもかってくらい動いてるよ

46: 安富パーキング■忍法帖【Lv=1,スライム,XPM】 2017/10/14(土)07:20:33 ID:tw@MOMENT__KING
>>42
まじか
うーん、じゃあ俺の体は過去のいろんな人の粒子が集まってできてるってことにもなるのかな?

49: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:22:59 ID:nBm
>>46
まあそう考えることもできるかな
同一粒子というとまた量子的にめんどくさいことになるけど

50: 安富パーキング■忍法帖【Lv=1,スライム,XPM】 2017/10/14(土)07:24:43 ID:tw@MOMENT__KING
>>49
じゃあ量子力学の観点からすれば俺はお前でお前は俺ってなるのかな?

話変わるけど、永劫回帰ってまさに量子力学の話だと思うけど合ってる?

56: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:30:14 ID:nBm
>>50
その飛躍はおかしい笑
過去に構成してたものならともかく同時に存在するやつとそうなるのはほぼない
各粒子が相手の場所に存在する可能性は否定できないけど距離が遠いから確率も落ちるしそれを粒子の数だけ掛け合わせるわけだから確率はほぼゼロよね

永劫回帰ってどういういみなん?

43: もう、怒ったから 2017/10/14(土)07:18:14 ID:c2P
観測ってなに?

45: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:19:44 ID:nBm
>>43
位置や運動量、エネルギーといったものを測定すること

44: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:18:50 ID:nBm
さてさてそういうわけで物事を、粒子の存在可能性を波にして表したろの精神でできたのがおそらく量子力学なんだな

48: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:21:18 ID:nBm
その粒子の存在可能性を表す種としたものが波動関数で、これの絶対値の二乗が粒子の存在の確率密度関数になる

51: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:25:27 ID:nBm
そういうわけで大雑把に言うと
世界は波の重なり合いでできていて波の振幅の大きいところに粒子が存在する可能性が高いわけだけどそれは実際に観測されるまで分からんよってことね

55: もう、怒ったから 2017/10/14(土)07:28:41 ID:c2P
>>51
波の飛沫って、一番大きいウネリのイメージで言ったんだが、それだとすこし近くなる?

60: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:31:53 ID:nBm
>>55
ああそれなら
あくまでも確率が高いだけで絶対そこ!ってわけではないよ

54: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:28:08 ID:xUC
ひも理論なんかも仮定の域で実証されてないよね?

59: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:31:08 ID:nBm
>>54
ヒモは実証こそされてないものの理論の出来はすごいね

58: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:30:34 ID:rzm
観測することで確率波が収縮するなら、機械の観測機による観測と人の観測に違いはないよね
この「観測」するってことにどんな意味があるのか
観測機等と量子の間で何らかの力の相互作用が起こるから、確率ナミが収縮するのか
ただ、分子であるフラーレンでも二重性が観測されてる
分子であり既にお互いの原子同士が相互作用してるのに

64: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:37:21 ID:nBm
>>58
観測機や人の観測といわゆる観測は少し意味合いが違うんだよね
いわゆる観測っていうのは物理量(位置やエネルギー)が決まるってだけでそれを機械や人が観測するのは別の話、位置と運動量が同時に測定できないとかそういう話になる

74: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:47:03 ID:rzm
>>64
物理量を特定するためには、人や機械の観測を経ないと
そんで、人や機械の観測は量子に何かしらの影響を与えている

77: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:49:53 ID:nBm
>>74
まあ与えてるね
そのへんがどうとかはたぶん決着ついてないと思うけど

61: もう、怒ったから 2017/10/14(土)07:33:10 ID:c2P
「確率」っていうワードが素人的に一番理解できないところだわー

66: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:38:42 ID:nBm
>>61
どこが理解できないのか分からないけど可能性が高い低いってだけよ

72: もう、怒ったから 2017/10/14(土)07:45:11 ID:c2P
>>66
神はサイをふらない的な
猫的な

75: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:48:47 ID:nBm
>>72
まあ猫はそもそもそんな馬鹿な話があるか!っていう意味で言われた話なのに皮肉なもんやな

76: もう、怒ったから 2017/10/14(土)07:49:38 ID:c2P
>>75
それは知ってるよ

80: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:52:46 ID:nBm
>>76
決定論かどうかはその確率の収束も折り込み済みかもしれないからなんともいえんな
普通に考えればサイコロは振ってるけど数が多すぎて結果は変わらんって感じ

63: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:35:40 ID:5Fr
世界の観測できる部分が粒子で
粒子の元になってるのが波ってこと?

65: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:37:46 ID:nBm
>>63
まーそんな感じ

68: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:40:42 ID:5Fr
>>65
え?それってもしかして波が「無い」ところにも
観測できないだけでなにかが「ある」可能性がある
ってことになる?

もしかしてダークマターとかダークエネルギーとか
そういう可能性もあるんかね?

70: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:42:57 ID:nBm
>>68
ある可能性があっただけでないよ
ダークマターとかはれっきとした物質だからそれはまーないと思うよ

67: 加速◆e2eLiq2qAE 2017/10/14(土)07:40:04 ID:Qgz
永劫回帰ってのはニーチェの考えた話で
「優れた超人は永遠に転生し続ける」という理論や

量子が物体で波って言うのは
膨らんで萎んでをすごい速さで繰り返す風船見たいなイメージしたんだけど
そういう例え方は違うのかな

73: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:45:33 ID:nBm
>>67
波がなんで風船になったのか気になるけど
全く同じ人間を死後複製するには粒子一つ一つを正確に同じとこに置かなきゃいけないわけでまあほぼ無理よね
てかなんなら同一粒子じゃなくて同じ種類の粒子でも可能だし

78: 加速◆e2eLiq2qAE 2017/10/14(土)07:50:25 ID:Qgz
>>73
粒子であり波であるというのをイメージしてたら
体積が永遠に変動し続ける球体というのを思いついた
膨らんで萎むを繰り返すのが波動かな?とか素人考えだけど

あと転生は全く同じ人間じゃなくても
同じ魂を時系列越えて共有するイメージだと解釈してる
ニーチェはあんま勉強してないから適当だけど

81: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)07:53:22 ID:xUC
>>78
面白い話だが魂は物理学の域じゃない

95: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:05:49 ID:jFl
>>92
単純に霊魂のこと考えても物理の進展が得られないだけだと思うぞ

83: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:54:49 ID:nBm
>>78
それも波動だけど幾分複雑なものだね
普通は水の波を想像するもんよシンプルだから

まあ不可能ではないとは思うけどって感じやな

92: 加速◆e2eLiq2qAE 2017/10/14(土)08:04:05 ID:Qgz
>>83
水で例えるのはええな

69: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:41:57 ID:nBm
波を扱う手法としてまず、波を重ね合わせるとして単純な波を積分を用いて足しあわせたんだね
一番簡単な波はexp(ikx)であってこれをkに関して積分したんだ
xは位置でkは振動数、周波数、運動量とまあそのへん

85: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:57:37 ID:nBm
量子力学を考える上で一番誤解してるのかな、と今思ったことでいえば
これらはミクロスケールで考えてるわけで、考える物の数が増えてマクロスケールになればそれらは統計的な運動をするわけだから粒子一つ一つが特異な動きをしたとしてもその影響は表にでてこないということ

86: もう、怒ったから 2017/10/14(土)07:59:15 ID:c2P
>>85
影響しない=古典的な物理学の式を乱さない
古典的な式を乱さない=今までは観測できなかった

みたいな??

88: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:00:30 ID:nBm
>>86
あーそうねそんな感じ

87: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)07:59:46 ID:nBm
これ以上の理解を得たかったら数式に手をだすことになるけど
やっぱしっかり知りたかったら言葉だけでなく数式で理解するのが一番シンプルでわかりやすいですよってことを伝えたい、個人的に

89: もう、怒ったから 2017/10/14(土)08:00:34 ID:c2P
ガリレオ以降だっけ、科学が数式になったのは

90: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:01:54 ID:nBm
歴史的なことはよく知らないけど日本語や英語より数学のがシンプルに表現できるってことね

91: もう、怒ったから 2017/10/14(土)08:02:52 ID:c2P
ガリレオの著書の〆文句が「この本は数字で書かれている」だって
キザだよね

93: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:04:40 ID:jFl
というわけでまずシンプルに波を重ね合わせて波動関数ψ(x)というのを考えてみようとなるわけですね
1

97: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:07:28 ID:jFl
そしてこれをより任意関数g(k)を用いて一般的な形にすると
2

100: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:09:35 ID:jFl
とまあこのようなシンプルな考察から始まって
最終的にはおなじみシュレディンガー方程式にいきつくわけですね
3

103: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:16:00 ID:jFl
簡単に結果だけ言うと
なんらかの演算子が波動関数に作用すると固有値としてその演算子に対応した物理量を返す
と考えられる
だから
>>100
エネルギー演算子Hが波動関数ψに作用して観測量のエネルギーEが出てきたという意味になるのね

101: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:13:11 ID:jFl
さて波で物理を考えよう!というところから
このような固有値方程式というものに行きついたわけですね

では次にはこの固有値方程式を出発点にいろいろ考えていこうとなるんだね
すると演算子形式といったようなもので考えるとええやんとなっていって
数学出来ない人がついていけなくなる領域に入っていくわけ

102: もう、怒ったから 2017/10/14(土)08:13:57 ID:c2P
もう入ってますよ

106: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:20:11 ID:jFl
こういうわけで量子力学を考えるうえで避けられない”演算子”というのが出てきて
この概念がわちゃわちゃして、特殊相対性理論と融合を果たすと
現代物理で認められてる最先端理論、標準模型が出来上がるわけです

107: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:22:02 ID:jFl
とりあえずこんな感じで質問とかもっと詳しくとかあれば答えるゾ

109: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)08:23:30 ID:Sre
量子力学って、ベクトル解析とか必要よねぇ
他に必要な数学ってある?

111: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:34:08 ID:nBm
>>109
最低限必要なのは線形代数と微分積分かな
これだけできればあとはノリでなんとかなる
でもより深く理解するために
複素関数論
群論
がほしいなあって感じかな

110: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)08:27:02 ID:nBm
相対性理論というのは
光速度が一定+どんな座標系から見ても物理は一緒
という仮定からできてる
ローレンツ変換というのは、ある地点で光が発されることを考えて止まってる人から見ても走ってる人から見ても光速で光が飛んでるというところから導出できるんだゾ

138: お色気花吹雪 2017/10/14(土)09:11:49 ID:5UT
>>110
高速で飛んできたつてどう観測したの

142: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:13:01 ID:nBm
>>138
観測とかの話じゃなくて思考実験ね

145: お色気花吹雪 2017/10/14(土)09:16:16 ID:5UT
>>142
なんでそんなしょうもない実験が有名なの?
おれが光は既にそこにあってライトによって現われたって言ったらその理論が有名になるわけないのに

149: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:17:36 ID:nBm
>>145
いや伝搬してる光についてだから

151: お色気花吹雪 2017/10/14(土)09:18:17 ID:5UT
>>149
光が伝搬されているってそれ証明出来てるの?

155: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:22:05 ID:nBm
>>151
証明の程度にもよるけど基本的にはされているよ
波だし

141: お色気花吹雪 2017/10/14(土)09:12:54 ID:5UT
波にはどのくらい種類があるの?

146: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:16:24 ID:nBm
>>141
振動数が異なるだけで波自体は一種類かな

150: お色気花吹雪 2017/10/14(土)09:17:40 ID:5UT
>>146
振動数はどのくやいあるの?

154: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:21:20 ID:nBm
>>150
無限にあるねえ

157: お色気花吹雪 2017/10/14(土)09:23:53 ID:5UT
>>154
波が大きければ大きいほど…
小さければ小さいほど…
みたいに因果関係に相関はあるの?

162: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:28:25 ID:nBm
>>157
波の振幅が大きいと存在確率は高いよ

164: お色気花吹雪 2017/10/14(土)09:31:17 ID:5UT
>>162
存在確率って?観測しやすくなるだけ?

167: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:33:23 ID:nBm
>>164
そこに粒子がある可能性が高いってだけ

172: お色気花吹雪 2017/10/14(土)09:38:40 ID:5UT
>>167
いまいちわからない

175: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:42:52 ID:nBm
>>172
粒子の存在の確率分布が波みたいな感じ

177: お色気花吹雪 2017/10/14(土)09:43:51 ID:5UT
>>175
つまり観測しやすいってことじゃないの?

181: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:47:33 ID:nBm
>>177
観測しやすいというと語弊がありそうだけどまあたぶんそれであってると思うよ

178: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)09:44:18 ID:AYP
特定とかじゃなくて純粋な疑問からの質問なんだけど、高校と大学の偏差値どれくらい?

182: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:47:56 ID:nBm
>>178
高校は50で大学は70かな

183: 名無しさん@おーぷん 2017/10/14(土)09:48:47 ID:AYP
>>182
頭いいな
東京一工のどれかかな

190: ハリネズミ◆gIBchnUeBM 2017/10/14(土)09:52:01 ID:nBm
>>183
そやね~

http://hayabusa.open2ch.net/test/read.cgi/news4vip/1507931010/より