Up 量子力学の「波」のイメージ 作成: 2017-11-03
更新: 2017-11-05

    量子力学のスケールでは，物は存在しない。
    このスケールでは存在はどんなふうになるかというと，「波」になる。
    但し，物は存在しないから，「媒質」の無い波である。
    「何かの波」ではなく「波自体」ということになる。
    「波」といっても，日常語でいう「波」ではない。
    これは，関数として与えられる──「波動関数」。

    「波動関数」を「そういったものか」と了解するには，実際に量子力学にあたるしかない。
    そこで，了解の助けになりそうな「波」のイメージを，ここにひとつ提示しておこう。


    夜，横に長い壁の左端から右端へ，懐中電灯の照射を走らせる。
    走ったのは，「物」ではない。
    これを，壁の各点の明暗が左から右に伝わっていったと見る。
    これは, 「波」である。

    この「波」は，どんなふうに記述できるか。
    壁の左から右にｘ軸，縦にｙ軸を引いて，つぎの関数に表すのが，素直な方法である：
      壁の各点の位置 (ｘ,ｙ) と時間ｔの対 ((ｘ,ｙ), ｔ) に，
      時間ｔのときの位置 (ｘ,ｙ) の明るさを対応させる
    ここでさらに，懐中電灯の照射が壁の中まで透るイメージで，壁の奥行きの次元まで考えるとしよう。 ──奥行きの方向にｚ軸を引いて，つぎの関数に表す：
      壁の各点の位置 (ｘ,ｙ,ｚ) と時間ｔの対 ((ｘ,ｙ,ｚ),ｔ) に，
      時間ｔのときの位置 (ｘ,ｙ,ｚ) の明るさを対応させる

    この記述は，壁・懐中電灯を場面から消す効果をもつ。
    実際，位置，時間，明暗が，関数の項である。
    そして壁・懐中電灯が無くなれば，明暗も「明暗」であるわけにはいかない。──＜何か＞になる。

    この関数──位置と時間から＜何か＞への関数──を，改めて「波」と見なす。
    この「波」には，物がない。
    「物無しの状態遷移」といったふうである。

    量子力学の存在であるところの「波」は，この「時空間の状態波」がとっかかりのイメージとなるようなものである。