週刊リョーシカ！

2007-1-11掲載
2008年、あけましておめでとうございます。マトリョーシカそっくりな理論物理学者・「リョーシカ」といっしょに量子を楽しむウェブマガジン『週刊リョーシカ！』を本年もどうぞよろしくお願いします。また、このたび『週刊リョーシカ！』トップページも最新号や目次へすぐにジャンプできる、便利なページへとリニューアルしました。トップページからのリンクで見られる、 “猫顔”一覧などの新コンテンツも、おいおい拡充していきますよ。ぜひ併せてご覧ください。さて、2008年最初のコンテンツは、わたくしこと「猫」の立場からどーんと量子的な世界像に迫ってみたいと思います。年明け採れたて「リョーシカ！」レクチャーをどうぞお楽しみください。
	いよいよ2008年が始まりました。リョーシカの今年のホーフは？
	HOPE？
	いえ、「豊富」じゃなくて「抱負」。
	ああ、なるほど。それでしたら量子情報科学における新しいアイデアの提案と理論研究チームの育成ですね。
	うーん、ほんとにそればっかり！まさしく「専門に」やっていらっしゃいますよね。
	そうです。やるのです。
	そうでした。そこでわたしも猫として思うのですがね、昨年は、量子情報もいろいろと成果を挙げたことですし今年あたりそろそろ、来るんじゃないかなと。
	？？
	リョーシのウェーブですよ。そろそろ量子という新しい考え方が一般の方へもど～んと、ブレークするのではないかと。
	はあ。
	したがいまして、2008年の大予測はずばり「量子元年」！
	そういう意味ですか。とすると……どちらかというと「量子元年」といえば1900年ではないか、と思いますが。
	1900年？そらまたずいぶん昔の話じゃないですか。
	ええ。そうなのですが、量子という考え方が、プランクという物理学者によって最初に発表されたのが1900年なんです。ですから逆に言えば、そんなにも古くからあるのに、物理学者を含めて、ふつうの人にも理解できる考え方になるまでになんと1世紀以上を要しているわけですね。
	まったく年季の入ったわからなさですねえ。しかしそこまでわかりにくいというのはいったい、何か決定的な理由でもあるのでしょうか？
	やはり、物理とはこういうものだ、科学とはこういうもの、という世界観をがらりと変える概念だからでしょう。つまり量子という考え方は、ニュートン力学の打ち立てた物質世界の「びょうぞう」を、すっかり塗り替えることになったからです。
	びょーぞーと言えば「猫」の「像」。ということは、私ならばこんなふう。

	ええと「描像（びょうぞう）」です。物質の世界がこうなっているという理解の全体像とでもいいましょうか。たとえばニュートン力学／古典物理学では、自然界のものは連続的な値をとる、と考えられていました。これは現在の私たちの常識にもぴたりと一致するので、すぐにわかると思います。たとえば、飛行機は軌跡を描いて飛んでいくし、投げたボールは弧を描いて飛んでいきます。その通り道のどこをとっても「連続」している。
	つまり、こんな感じ、と。

	ところが量子力学は、この「連続値」に対して「離散値」すなわちとびとびの値をとる、と考えるのです。そして、これこそが1900年、量子の第一歩となった考え方です。

	へえ～、そうなんですか。でも「離散的」が、どうしてそんなに画期的なのかなあ？たとえば世の中の流れとして、レコードやカメラがアナログからデジタルへと切り替わっていきましたよね。とびとびの値と聞いて、わたしはこの「デジタル」が思い浮かんだのですが……。
	うーん、それと話が合うかどうかわかりませんが音でも景色でも、自然界というのは豊富であって、細かく見れば見るほど、詳細にわかる。ところがこれ以上は細かく見られないという限界がどこかで出てきますね。これは、見る方の精度に限界があるからだ── というのが古典的な描像です。一方量子的な描像は、物のふるまいは本質的に離散的なのだ、という考え方です。エネルギーのやりとりや、電子のふるまいといった物理の基本的な作用を細かく見ていくと、すべてひとつ、ふたつ、と整数で数えられる一定量ごとにやりとりされている。自然界はそのように成り立っているのだ、ということなんです。
	うーん、でもやっぱり、自然はなめらかに連続している、ってわたしは、心のどこかで思っていますねえ。たとえばさきほどの例で言いますとデジカメで撮った初日の出の画像に、グレーからオレンジへと連なる空のグラデーションが写っていたとします。この画像をパソコンの画面でどんどん拡大して見ていくと、ギザギザのタイル画のようになっていくじゃないですか。とびとびの値というとまさにこのように、自然の空は徐々に色が変化していたり、なめらかな曲線を描いていたりするけれども、それだと扱いにくいから、簡単に数値に置き換えられる形式にしておこう、というものなんだって、ふだん理解していますね。無意識にですが。
	そのようなものこそ古典的な描像です。だからデジタルもまったく古典的なものなんです。もうほとんど無意識的に当たり前だと考えていること、物についての常識などは、たいがい古典的です。ところが量子的な世界は、古典に相反するものです。そのことが量子への理解を阻む最大の理由でしょう。では量子的な世界はどうなっているのか、というとまさしくとびとびです、ぴょんぴょんと。
	ああ、ほら、「量子飛躍（quantum leap）」と呼ばれているのが、それですね！すると考え方としては、量子の場合は、物はとびとびの値でやりとりされているけれども、その値が十分に小さいから、連続して見える……。
	その通りです。ところが「十分に小さ」くない場合にはおかしな現象となって現れる。私たちの常識に合わない、理論として説明できないことが起こってきます。そもそもそういう比較的地味な不整合性を理論的に解決しようというところから、量子論は発達していったのですよ。
	まさに量子元年。
	そうですね。
	でもやはり、今年こそ量子“飛躍”の年となりますように。
	いや、それはちょっと……飛びすぎです。
	あっ、
（つづく）
というところで、リョーシカは研究チームのグループミーティングに参加するため飛ぶように去っていった……。（ダイジョーブカ？、リョーシカ！）さて本年も引き続き『週刊リョーシカ！』は毎週（だいたい）金曜日にお届けする予定です。本年もどうぞよろしく。
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