2017
06.06

ミクロの世界と一元論 ①/②

Category: 未分類
無題
 今回は、いつもとは違った切り口から話を進めたいと思います。
 以前から購読している月刊誌の中に心から離れない1冊があります(月刊MOKU vol.221)。「宇宙のシナリオ」と題した特集号なのですが、その中に志村史夫氏(静岡理工科大学教授)の「対立するものは相補的である」という話が掲載されていました。根っからの文系人間である私にとって、宇宙の話やそれにまつわる相対性理論や量子論の話は極めて難解で、いくら読み返しても越えられないハードルがあるのですが、好奇心の衰えない私には、今でも興味の尽きないテーマなのです。
 志村氏によると、科学の分野には過去に大きな転換期が二つあったといいます。その一つが、地動説を唱えたコペルニクスや惑星の運動法則を発見したケプラー、近代科学の父とされるガリレオやニュートン等による「第一次科学革命」、もう一つが相対性理論や量子論を構築したアインシュタインやボーア、ハイゼンベルク等による「第二次科学革命」であるとのことでした。
 難解な話ばかりなのですが、それでも「第二次科学革命」にかかわる話の中に、興味をそそられるものがありました。その中の一つが「ミクロ世界と観察者の間に立ちはだかる『h』の壁」という話でした。私のような素人でも理解できるように編集されているため、その概要は何とか理解できました。
 言うまでもなく、自然科学や物理学というのは、その対象が客観的な実在であることが条件となります。「観察」という行為は、あくまでもそれを前提として行われるものであり、人間の心や人間の意志によって行われる「観察」が、その対象に影響を与えるようなことがあったとしたら、それは科学とは呼べないでしょう。ここに「心」と「物」を分けて捉える二元論的考え方の基本があります。人の「心」と実在する「物」とは別物だということです。
 ところがミクロの世界にあっては、「観察」という行為がそのれる対象に影響を及ぼすことあるというのです。つまり、観察するために光(エネルギー)を当てると、その途端に対象が動いてしまい、観察に支障が生じてしまうというのです。影響を与えないように光のエネルギーを小さくすればよいと考えられるかも知れませんが、そうすると今度は暗くなってしまい、対象の位置がはっきり分からなくなります。
 そこで、およその見当をつけて観察に臨むのだそうですが、そうすることで結局は、避け難く不確定な部分が出てきてしまうというわけです。それを「不確定性原理」と呼ぶのだそうです。ドイツ人の理論物理学者ハイゼンベルクは、これを次のように数式化したとありました。参考までに記しておきます。
 ΔX×ΔP≧h (ΔXは位置の不確かさ、ΔPは光の影響で動いた運動量の不確かさ、hはその積で一定値以下にはならない)
 平易に言うなら、観察する対象が小さくなればなるほど、それをはっきり見ようとして光を当てれば対象は動いてしまうし、動かさないようにしようと思えば、はっきり見えなくなってしまうということなのでしょう。つまり、ミクロの世界にあっては、観察者が人間である以上、どうしても避けて通れない根源的な不確定性があるということです。これを「hの壁」というのだそうです。
 志村氏は、この事実を紹介した上で、次のように述べています。
 観察という行為、つまり人間の心が対象に影響を与えてしまっていると言ってもいいでしょう。いままで人間の心と観察されるものとは別物だとして二元論で捉えていたけれど、ミクロの世界が拓けたことで、科学の世界にも人間の心を含まざるを得なくなった。これが第二次科学革命における自然観の大きな変化の一つです。
(以下、②/④につづく)
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