【解説】量子力学って何？②波動関数の謎と確率解釈【シュレーディンガー方程式】
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- Опубликовано: 9 июл 2024
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今回は、名前だけならみんな一度は聞いたことがある「量子力学」のお話をしていきたいと思います！
量子力学は、れっきとした物理学のいち学問なわけですが、そこから導ける内容が、普段生活するなかの一般的な感覚とは相容れない内容になりがちなので、
SF、オカルト、スピリチュアルといったイメージをお持ちの方もいるのではないかと思います。
パート2は、量子力学の誕生とシュレーディンガー方程式、その解である波動関数を扱います。
■目次
00:00 量子力学って何？
00:34 二重スリット実験
03:13 粒子と波動の二重性
04:53 ド・ブロイの物質波
06:47 新たな物理学 量子力学
08:15 シュレーディンガー方程式
09:55 波動関数の意味
11:46 ボルンの確率解釈
15:18 二重スリット実験の解釈
19:58 センサーがある場合
22:28 まとめと次回 量子トンネル効果
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[エンディング曲]
ArtIss - This Future Bass
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#量子力学 #解説 #科学 #二重スリット実験 #波動関数 #コペンハーゲン解釈 
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量子力学って何？② ruclips.net/video/0y21jMtJSwQ/видео.html
量子力学って何？③ ruclips.net/video/oLqXvgrtmcA/видео.html
量子力学って何？④ ruclips.net/video/SBGIrNNUrnA/видео.html
量子力学って何？⑤ ruclips.net/video/vaqMl9o3fMk/видео.html
量子力学って何？⑥ ruclips.net/video/tjBBnzYtIq8/видео.html
量子力学って何？⑦ ruclips.net/video/TkcHIgh0eUw/видео.html
量子力学って何？⑧ ruclips.net/video/Qv92bGfRDhM/видео.html
計算して観測して突き詰めた結果、粒子でもあり波でもあるからそれをそのまま受け入れて結果"確率"に行き着くって面白い話だなぁ。
たてはまさんの動画が大好きです。これからも変わらず応援しています！
観測という言葉を非理系が勝手に解釈してオカルト系に繋げられがちなとこをしっかり説明してていい
常规的事物可以观察，微小的事物必须计算，比如你的内心活动😊
能够穿过墙体的通讯波，也能穿过你的大脑，而你的大脑活动会产生微小的波的变化，可以用低频率的强波束放大它
この動画の中でも使われていますが、解釈や経験、存在という言葉の定義を物理主義の外からも考えてみていただけるとまた面白い知見が得られるかもしれませんね。
今まで聞いたたくさんの二重スリットの実験の説明の中で、1番丁寧でわかりやすかったです。文系なので方程式が出た時点で即頭痛くなりましたが😅このシリーズぜひ続けて欲しいです！
楽しい！
動画有難うございます！
数学はまったくわかりませんが、説明はとてもおもしろいです！
Part１を聴いてていつも寝落ちしちゃうので、全部聴くのは諦めてPart２に来て良かったです！
新鮮な気持ちで寝落ち出来ました！
何がどうなっているのかを端的に理解するのにとても分かりやすい動画だと思いました
まじでおもしろかった！
もう構わずこういう動画もどんどん出してほしい
説明が丁寧でわかりやすくて、私らでも見てて感動しちゃう
「繋がった！」（？）ってなる
たてはまさんの解説動画史上、一番ワケワカメでした！
ありがとうございます！
こんなに厳密に数字で整理できる世界なのに、自然とか動物はなんでこんなにもおおらかな姿をしてるんだろうな
ありがとうございます！
ありがとうございました！
こんな丁寧な導入ほかにない
大学で量子力学の授業受けて波動関数、存在確率云々と教えられ、ポカンとしてました。大学生の時に見たかった。。。ってくらい分かりやすいです！
どんな動画も根底にインターステラーとテネットがありそうなところ好き
インターステラー最高
いつも素晴らしい動画をありがとうございます！
同時とは瞬間とはプランク時間とは何か？でも量子力学ではその謎を解き明かす事ができるのでしょうか？
客観的な観測によって存在を認める物理学と、主観的な経験によって存在を認める形而上学が歩み寄っていくのが非常に興味深いです。
量子力学と認識論、かつて分かった袂がいつの日かまた合わさるかな
たてはまさん、インターステラーやTENETで"覚醒"しましたね！僕もこれらの映画を観てからいろんな科学の本を読むようになりましたが…たてはまさんはスゴイです！
確率解釈の前に、「観測とは干渉である」という前提が大事。
先の二重スリットでもそれ以外でもそうだが、「見た」「観測した」と表される部分は皆、干渉の結果。
やはり量子力学はいくら詳しく聞いてもしっくりきません。あ 動画はとても良質で、そこに対する文句じゃないですよ！しっくりこないのは「波であるときは存在が不確定あり、粒子化した途端に位置が確定する」 ← この瞬間に一体何が起こっているのかというのはとりあえず考えないで「とりあえずこういう計算をすれば量子はそのように振る舞います」という学問だからでしょうね。確定するまでは観測できないので、この先も「粒子化する前」については数式以上のことは分からないかも知れませんが。
理学部で物理化学を履修しているものです...明朗かつ丁寧な説明で感動しました！
これからも頑張って投稿していただけると学習の助けになります...!!!
ありがとうございました！！！
この動画を見て、シュレーディンガーの猫の例えが突然腑に落ちた・・・。
いやーもー本当にこういう話わけわかんないけど大好きです😍たてはまさん応援します！
わけわかんないですか？頑張ります！
@@CGBeginner いやーイチゼロチャンネルの宇宙とか次元とか、のもと物理愛さんとか、野村先生とか観ててなんとなくわかるよーなわかんないよーな笑 でもすごく面白いんですよ！岩石熱力学にも興味があって、でもどこのRUclipsにも見当たらない😂誰か解説してくれないかなぁ〜っとRUclips内をうろうろしてます。これからも観ますので、頑張ってください！
量子力学については高校の時からなんとなく知ってたけど物理学科で実際に学んでみて物理現象を突き詰めると確率過程で決まるってのはやっぱ驚いたな
これで120年前のお話なんだから現在人類はどこまで知っているのか気になる〜
研究者でもない一般人は今回のように噛み砕いて説明していただかないと理解できない……笑
感謝っ！
ってことは未来予知ってどんなに物理法則を完璧に解明したとて、量子のレベルでランダムに振る舞うから無理って感じなのかな
でもその振る舞いの誤差というか、とりうる理論値との差というべきか。それはある値を超えることはないからガチで予測不可能なランダムっていう意味じゃないから予測はある程度できるんじゃないかな。
(以下は論拠無しの妄想)
ただ複数の状態が相互に関わり合うとやばいかも。
これラプラスの悪魔って言うのか
声だけずっときいていたいです。ポッドキャストとかありませんか？🥺
オッペンハイマーの動画見て量子力学シリーズに飛んできました。このシリーズ見たらもう一度オッペンハイマー
の動画見なおします（笑）
22:15 今回もわかりやすかったです。量子デコヒーレンスについて、『肉眼で見えるサイズのものは他の大量の物質と相互作用を常に起こしているので、重ね合わせを感じる事はない』、という部分は直感的に理解できました。疑問なのですが、動画内の例のようにセンサーを置いて電子を観測した場合でいうと、「電子がセンサーと相互作用した」というのは、「何」が相互作用したのでしょうか？例えばセンサーの出す電磁波でしょうか？それともセンサーが起こす微弱な振動なのでしょうか？ あるいは、相互作用は無限にあって「わからない」とするのが一番しっくりする解釈なのでしょうか。
標準理論では電子の相互作用は電磁気力と弱い力だけなので、究極の所で言うとそのどちらか、つまり電磁場かW場と言うことになると思います。
重力でも同じ事が起こる(gravitational decoherence)と予想されていますが、重力が弱すぎるため実験が困難です。色々な実験方法が考えられていますが。
遅延選択実験や量子消しゴム実験で観測機器の影響はないことが証明されてます。
素粒子がなぜ粒であり波なのかは場の量子論見てたら納得できた
シュレディンガーきたっ！
「シュレディンガーの猫」 最初見たときは、サッパリ分かりませんでしたが
たてはまさんの動画のおかげでより理解度があがりますね！！
次回も期待してます 頑張って下さい(^^)
ここで出てくる“確率”という概念をアインシュタインは受け入れなかったため、過去の人という括りになってしまったのですね。
アインシュタインが史上最高の天才、と言われて久しいですが、それよりさらに発展的な思考を持った科学者たちもいるという事に驚いています。
波は干渉で粒子になる...面白いです
こんなところで正規分布が出てくるとは
睡眠用BGMとして聴いてました。ボルンの確率解釈のところで、もしかして空間xは存在確率が高くなるにつれて引き絞られるんじゃないか？って寝ぼけながら思った後いい眠りにつけました。
睡眠直前の妄想が重力レンズ効果とかと関係してたらいいなぁ…(たぶんない)
センサーをＡのスリットだけに置いて、Ｂには置かなかったらどうなるのかしら？
観測したら干渉縞が見えなくなる理由、数式で説明できたのですね！
世の中にある量子力学解説！とかシュレディンガーの猫からわかる〜、、！とかの動画系は、いつも根拠がねえなぁと思ってたので、こうやって数式で現象を説明してくれるととてもスッキリします。
いつも動画見てます、尊敬しております〜
今後も頑張ってください！
根拠を示さなさすぎるとふんわりした説明になるし、根拠を示しすぎるとただの数学の授業になってしまうので、そこをいいバランスでやることを心がけてます！
神はサイコロを振らない。
と、かの大天才が言ったとされていますが、実際はサイコロを振りまくって世界が形作られているという...
科学もこの宇宙も面白すぎます。
自論ですけど。そうじゃなきゃ自由意志や「進化」って無理なんじゃないかなーってフィーリング。
ゆっくりと丁寧に解説してくださるので安心して聞けます
学がないのですべてを理解はできませんが、目に見える物事がすべての実体を映しているわけではないというのがワクワクします
目に見えることはほんの一部ですからね！
日常生活で考える（古典物理）確率は、一つ選べば必ず結果が一つ付いてくる、サイコロを振れば必ず一つの目だけが出る、あみだくじのような集合を元に求める物ですもんね。
そうですね。量子力学では、どっちかというと統計学的な確率ですね。
正規分布の式が出てきたって思ったけど、確率の話なので統計を取れば正規分布が出てくるのは当然なのだろうか...🤔
こうなります、の式が全くわからない……けどなんとなくわかった気になれて面白いです！
粒子の存在確立という事は 存在しない確率でもあるわけですよね
存在しないときの説明も欲しいです
実在して外部に痕跡を残し観測されるのは粒子だけですね。その粒子は波動方程式に従う訳ですよね。波が交通ルールで粒子がルールに従う自動車みたいなものですね。ファインマンも粒子しか考えてませんよね。マックスウェルの導いた電磁波の方程式も電荷も電流もないときの方程式ですよね。
もし肉眼で見えないようなものが仮に肉眼で見えるようになったら、重ね合わせが見えるのか おもしろ
一体誰がこの世界の仕組みを作っんだろう
ビッグバンが起きた時に何故この仕組みが生まれたんだろう
疑問なんですが・・・観測されるということはなんらかの時間変化の中でそれが起きるわけですが、光速で移動する光子は自分自身は時間経過が常にゼロなわけですから、変化 という時間をパラメータにした事象は起きえないと思うんですよね。量子力学と相対性理論の融合の話になるのかもしれませんが。
光自身はなんの変化もしてない
観測者が「観測したから波から粒になった!」
と感じるだけ
@@user-uz4oc2fz8b 動画内容見てます？その後この件調べたんですがまだわかっていない問題として残っているそうです。
二重性が現れるのは電子だけですか？光子もですか？原子や分子はどうですか？
原子や分子も波動と粒子の二重性を持っていることが分かっています。
光や電子だけじゃなくて、どうやらこの世界にあるモノって位置を確率でしか示せないっぽいです。
全部
複素共役と言うことは干渉項に虚数解もある…と？
虚数部は実証観測しようがないので無かった事にする？
波動関数は複素数ですが、波動関数の絶対値の二乗で表す存在確率は実数です。
我々が観測できる物理量はかならず実数になっています。逆に言うと、かならず固有値が実数になることが求められており、演算子は「エルミート性」を満たすと呼ばれています。
この動画見ておもしろって思った人
Outer Wildsっていうゲームおすすめ
SF系？のゲームなんですね
outer wilds はマジでSFの集大成って感じのゲームです
インターステラーリスペクトも所々感じられるので好きな人はホントオススメ
デコヒーレンス化について...
量子デコヒーレンスの影響を取り除くために 実験系は真空なのかなとは思った。けどいくら原子や分子を取り除いても、場はあるし、その量子揺らぎ(仮想粒子と実粒子の相互作用)によるデコヒーレンス化は起こらないの？
そもそも量子揺らぎで生まれた仮想粒子と 電子銃から発射された実粒子である電子は 相互作用するの？
いろんな二重スリット実験の動画を見てきたけど、一番知りたかったのは 20:00 コレだった
Part7でもうちょっと詳細にお話ししています！
ruclips.net/video/TkcHIgh0eUw/видео.html
観測するまでは揺らぎの状態で、観測した時点で位置が確定するのは日常でも当たり前の現実だと思います。そもそも見るという行為が光の反射なので認識した時点で過去の状態を見ているに過ぎません。過去だから確定してて当たり前ですね。今、見えていない物についてはどこにあるかなんて確率的にしか言えません。例えば今見ているスマホだった0.1秒後には落としたり爆発したりして無くなってるかもしれない。0.1秒後になってみないと位置は分かりません。ただこれまでの経験から0.1秒後もそこにあると決めつけているだけに過ぎない。
高校3年でアインシュタインの世界をこーこーせいに学ばせるなよ。。無理あるよ。。って思ってたなぁ
観測方法が間違っていなければ。。。。
波と粒子両方の性質は理解できても、観測によって結果が変わるのはどうしても腑に落ちない…
観測と言ってるものが対象に影響を与えてるのでは？というふうに考えてしまいます。
影響与えているのはあっていますよ。
観測される事で波としての性質を失っているので、観測という行為が対象に影響を与えているのではないかという疑問も間違ってはいないのだと思います。
観測という言葉・概念自体が、対象を外部からただ観て、その際対象には一切影響を与えないというイメージを感じさせますし、古典物理学だけの頃はそうだろうと信じられていたのですが、量子力学的な考察を経て、どうあがいても観測は「本質的に」対象物に影響してしまうことがわかったって感じですかね
例えば、センサーで粒子を観測するということは、「センサーから何か粒子(光子など)を飛ばして、それが跳ね返ってきたら、センサーが反応した」ということなので、どうしても観測のために対象物に作用をしてしまうわけですね
簡単すぎず、難しすぎずの解説、めっちゃ良かったです！
いつもたてはまさんの動画楽しんでます！
面白いですよね。観測装置と思っているものは、波動性を制限する装置でもあるんでしょうね。粒子を自由に制御できるようになったら、たてはまさんが時間逆行装置を作ってくれるでしょう！
おそらく純粋な「観測」だけができるのなら二重スリット実験の結果は変わらないのだと思います。（私の解釈ですけど）
ただ今の人類の技術で出来る観測って対象に何かを当ててその変化を測定することでしか出来ないんスよ。
観測のため光なり電子なり磁場なりで、物理的に影響を与えてしまうので位置が確定してしまうんです。タブンネ
17:27 数式出るとだめだ、、、もうわからん(;'∀')
不登校中3無勉強です。量子力学の数学ってほんとに数学なの？2x＋4x=？みたいな問題なのとは違うね
数学ですよ。
2x＋4x=？みたいなのって、掛け算と足し算だけしか使われてないですよね。
高校二年くらいから、それ以上の演算というのが出てきます。微分積分といって、d/dxや∫という記号で、加減乗除それ以上の演算をします。
また、関数というのは知ってますか？y=2xとすると、yはxの関数といいます。yの結果はxで決まるからです。
関数の中身に、微分が入り、それが方程式になったのが、シュレーディンガー方程式です
存在とは何か？ 通常は、０(無)か１(有)かの二択で考えがちだけど、存在確率という概念があるとは・・・。突き詰めると哲学にもつながる。
もう大学の教える気ナッシングの教授をぶっとばしてあんたが学長になってくれ
これに関しては大学擁護するけど、予備校と違って大学は研究レベルによって格付けされてる
つまり、別に教えるのが上手いかどうかは最初から二の次だからしゃあないんや
観測の定義がよくわからない。
例えばカメラじゃなくて肉眼でみた場合でも、量子に影響を与えるのか？
これがもしチンパンジーや虫がみた場合でも影響が出るのか？
それとも唯心論的世界観で、主観によるものなのか
おそらくですが、ここで言う観測とは一般的な意味ではなく、光や電磁波を用いた観測器具や物の接触といった、観測対象に物理的に何かしらの干渉を行って観察することを示すのだと思います。実際、人間や動物が目で見るという行為は、観測対象に光が反射して私たちの目にとどいている訳ですから、上記の「観測」の意味にも当てはまっていると思います
@@user-uq7lf1li1oそうであるなら観測機器のセンサーをつけないで、肉眼でみた場合でも、2本の線が浮かび上がるんじゃ？
@@user-pt2nm9ub8hどっちを通ったかを人が知ることが、結果に影響を与えるので、肉眼で知ることが出来たら影響を与えると思います。
二重スリット実験の観測についてPart7でさらに詳細にお話ししています！
量子力学って何？⑦ ruclips.net/video/TkcHIgh0eUw/видео.html
@@CGBeginner ありがたき
我々は皆、シュレディンガーの猫なのか・・・？ 余談ですが、この動画お勧めに上がったのだけど、この動画のサムネの隣に１匹の猫の動画のサムネが・・・。これは何かの暗示なのでしょうかｗ