量子力学が面白すぎる：次元を超えた観点

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前回の記事からいっそう量子力学にはまって、関連する本を立て続けに読んでいます。

noriyasu-katano.hatenablog.com

 何が面白いかというと、この世の中で起きているすべての現象が量子で説明できてしまうのではという期待感があるからです。この世に生まれて、生活しているほとんどの現象は古典物理学で説明できます。しかし、まだまだ説明できなところが多く残っています。

 古典力学とはアインシュタイン以前の物理学で、相対性力学もこの中に入ります。そして、量子力学は相対性理論が出てくると同じ時期に見つかった力学です。

視点を変えないとわからないこと

古典力学でアインシュタインの功績は凄まじいと量子力学を勉強すると思います。IQが200以上と言われるアインシュタインの発想は今までの常識をすべていっぺんしてきたように思います。

例えば、相対性理論で一番有名な話で、電車の観察視点の話があります。電車内でりんごやキャッチボールをしているときの車内での観察と、その電車を外から見たときの観察視点により、りんごやボールの動きやスピードが違うことになります。AさんとBさんが車内でキャッチボールをしています。Aさんから10km/hで進行方向にボールを投げます。電車で100km/h進んでいます。AさんとBさんの間では10km/hで投げ合っていますが、外からこのキャッチボールを見ると進行方向に投げた場合110km/hで投げられていることになります。

この視点を変えることで見え方が違うことを発見できたのは、常識を超えた考えだったと思います。今となればこの観点は当たり前ですが、当時の価値観としては考えられなかったと思います。

量子力学ではこの観察点が非常に重要だと思います。『重力とは何か アインシュタインから超弦理論へ、宇宙の謎に迫る (幻冬舎新書)』では、エドウィン・アボットの『フラットランド』の話が出ています。フラットランドに３次元の主人公が２次元の世界に行った時、２次元の世界に大きな玉が降ってきます。３次元の主人公には、玉が降ってくることがわかりますが、２次元の住民には線が伸びたり縮んたりするように見えます。

フラットランド

このように次元の違い低い次元から高い次元のことを考えるのは非常に難しいと言えます。しかし、量子力学では世界が11次元存在すると言われています。11次元の世界を想像するには３次元ではなかなか難しいかもしれないです。

重力とは何か アインシュタインから超弦理論へ、宇宙の謎に迫る (幻冬舎新書)