ヤングの２重スリット実験を波動説に変えるには

質問

ヤングの２重スリット実験から光子の波動性と量子性の２面性が証明されたように量子力学の学説では述べます。それを説得し考えを変えさせたいのです。

私は光子の第１基本原理に波動説を置き、波動から２次的に派生するソリトンが光子に量子の性質を生み出していると考えます。
そのことを物理学会に説得するためにはどうしたら良いか急所を教えてください。ツボのありか、押し方と勘所を知りたいのです。

実験事実はすでに存在します。
たとえば、より精密に制御した２重スリット実験が光子よりも電子では行えます。光量を光子単位に制御するのが難しくとも、電流では電子単位をより正確に制御できます。

　たとえば外村彰は高度なコヒーレント電子波による微小電流の２重スリット実験を行いました。外村は電流を絞りに絞って小さくし、電子波１波長の距離のなかに１単位の電子より少ない密度にしました。そしてそれよりも少ない電流でも、まだスクリーンに干渉が生じるか試したそうです。
　結果それでも干渉が生じました。この実験には量子性の存在が否定されます。1電子よりも少ない電流で2つのスリットのどちらか一方だけを通ったのではなく、両方をわずかな1単位という整数の電子よりも小さな少数を2方向に通して干渉したのです。原因は量子性ではなく全くの波動性です。波動にはソリトンという2次的に量子性を派生するのですから、第1根本の原理は波動です。量子は波動の派生現象なのです。

　この事実は電子波が量子力学の基本原理であることを示しています。後半に証明するように決して量子性はその干渉の原理に用いえないのです。
　量子力学説では、ある時点の同時に２スリットをそれぞれにくぐる電子が合計で２個以上の電子がある時に干渉を説明できます。それはスリットを通る瞬間に１対の電子が互いに作用して干渉となるからです。
　しかし単数の１個では対となる相手がないので電子同士の作用が起きません。
作用が発生しなければ干渉しません。物理作用に作用がなければ原理に矛盾します。干渉の作用はスリットを同時にとおる対の電子を原因として起きるのです。
もしスリットの存在のみの原因によって干渉が起きるなら、電流がなくとも、適したスリットが無くともスクリーンにはいつもどんなスリットでも干渉しなくてはなりません。ところが電流ががなくても干渉するわけではありません。しかし特にコヒーレントな電子波が存在すると、2電子の対が2重スリットを通っていなくとも干渉します。
　スリットの厳しい形状の制約は、電子波にきびしい条件がある事を示しています。二重スリット実験にはスリットと波長にきびしい条件があるのです。
　対量子と作用について考えてみましょう。一般に２重スリット実験装置の３か所が量子に対して作用します。作用点では量子が作用によって、速度を変え、運動方向を曲げます。量子の慣性運動中には何の作用も働いていません。物理現象は作用がなければ起きないのです。

　上流から作用を辿れば、(1)電子銃や光源から量子が放射される作用、(2)二重スリットを同時に通過する対スクリーン２か所の２電子同士に働く相互作用、(3)スクリーンに電子の着弾時の作用です。
　毎回の作用では電子の速度に偏差と、運動方向を曲げた軸から確率的変動の偏角偏差を起こします。その確率は独立事象です。
　理解のために異なる性質の確率も説明しましょう。毎回の確率が前後関係の連鎖で影響を受ける時にその連鎖状態を過程と呼び、その確率は従属事象で前後の連鎖に影響されます。物理作用には因果律の要請から、確率においては独立事象、現象においては下流に向かう順方向の従属関係しか存在しません。
　したがって因果律の最下流の干渉縞のスクリーンのせいで、因果律に遡ったスリットの確率が変わったり、発生源から電子放射作用に新しい確率がすげ変わるはずがありません。

　上記説明したように２重スリットの３か所の作用はそれぞれが独立事象です。前後の作用がどうあろうと当の作用に影響する事はありません。
　物理学では作用と因果関係は大事な基本原理です。下流の作用が上流の作用に影響することは因果律により矛盾します。遡るとき物理に矛盾が生じ論理が破たんします。
　したがって２重スリットの干渉はそれぞれの作用が上流から独立した確率が３段重なってスクリーンに姿を現すと推量するしかありません。
　ところが(1)の発生源を飛び出した電子がスクリーンに到着すると円形濃淡影を発生します。電子が単孔を通ると、同じように到着するのですから(2)の二重スリットを通ると２つの単孔の結果を重ねたように2つにずれ重なった2重の円形濃淡影をスクリーンに発生します。(3)スクリーン上で円形濃淡映を発生します。
　したがって(1)と(2)、(3)が三段重なってかなり薄れた円形濃淡影が発生するはずです。
　実情はこれに反し干渉するので、3段の作用に伴った確率が実は従属した過程を形成していると考えない限り干渉を説明できないと気が付きます。
　でもこのように干渉の説明が破たんするか、反対に条件を変えて、作用の確率を従属過程とするなら物理の根本が原理の部分で破たんします。どちらの方法も使えません。

　すなわち作用が過程としたならば、因果律に反して遡った影響をしあうので物理の基本原理に反しています。このように今の学理主流派は自分が因果律に反した不良な輩、物理のアウトローになっても自らは気が付かないらしいのです。

　現状の量子物理学はしたがってヤングの2重スリット実験の量子の2面性において物理の根本原理、第1原理の因果律をないがしろにした矛盾があります。

回答No.2

chiha2525_

２重スリット実験は波動性の証明なので、これだけ見れば量子は波動となるのは当たり前でしょう。
量子が粒子か波動かの２択というのは古典的な考え方すぎるだけではないでしょうか。今では、遅延選択実験など、面白い話が沢山あります。

お礼

ご回答ありがとうございます。次回には遅延について情報をお願いします。次回には私の理解者となって現れて下さることを願います。

回答No.1

leo-ultra

> 私は光子の第１基本原理に波動説を置き、波動から２次的に派生するソリトンが光子に量子の性質を生み出していると考えます。

電子の例が出ているので、電子の話をしましょう。まあ、光も同じようなものでしょう。

大学で量子力学を習っているのですよね？

最初に波動関数が電子をあらわすと習いませんでした？　だから基本は波動ですよ。

だから学会で講演しても、なにを今さらと言われるのでは。だって教科書に書いてあるでしょう。

ソリトンはなんらかの非線形性が必要ですが、非線形性が無くても量子はでてきます。

位置と運動量が交換しないことだけで量子はでてきます。

授業で調和振動子を習いませんでしたか？

交換しないことを使うと、生成・消滅演算子っぽいものが出てきて、調和振動子のエネルギーは
E＝(n+1/2)hwになる。　量子ってこれだけのことですよ。

学会で講演するようなことでしょうか？

お礼

質問をありがとうございました。お力添えを次回にはいただきたいものです。

補足

＞A　大学で量子力学を習っているのですよね？ 最初に波動関数が電子をあらわすと習いませんでした？　だから基本は波動ですよ。

　波動関数が電子ではありませんでした。43年たっても放送大学の量子力学講座をみれば今も電子＝波動関数ではありません。量子力学の波動関数は確率を意味します。一方、じかに電子を表すような波動方程式はいずこにも存在しません。
　たとえば電磁気学のマックスウェルの連立波動方程式は、電界と磁界の波動を表します。交流回路の微分方程式は電流の時間軸上の変動を表します。でもどれも電子の波動方程式ではありません。

＞A　だから学会で講演しても、なにを今さらと言われるのでは。

　教科書に現在も書いてないのです。もし電子が波動だと考えてくだされば、それはもっけの幸いです。2面性を否定して下さるとありがたいです。波動性が基本で2次に派生して量子のような振る舞いを波動が示すと考えるとありがたいです。
　そういう考え方があれば、人類にあたらしい技術が加えられます。発展がエネルギー不足の解決と、常温核融合に起きる錬金術と万有引力の制御という利益をもたらします。
　でもそのための糸口に、2面性の否定が必要です。
　したがって関門となっている量子性と波動性の2面性という量子力学の常識を破る必要があります。

＞A　ソリトンはなんらかの非線形性が必要ですが、非線形性が無くても量子はでてきます。

　おもしろく興味を持ちました。「非線形性が無くても量子は・・」を主張する文献や事象をご紹介ください。まだ知らないのでよろしくお願いします。

＞A　位置と運動量が交換しないことだけで量子はでてきます。・・交換しないことを使うと、生成・消滅演算子っぽいものが出てきて、調和振動子のエネルギーは
E＝(n+1/2)hwになる。　量子ってこれだけのことですよ。

　＝－１という交換関係なのでしょうか。あのブラケット計算法は数学上の演算領域の中で特別な制約を課して、複素数全体から可観という性質をもった実数の領域だけで解が成り立っているはずです。　　
　ここで改めて、複素数全体を解空間にしてやる必要があるのです。

　もう一度視点を変えて述べると、－１が量子である、それで粒が数えられるとしても、整数単位で数えただけの話です。波動単位が整数になっているのは特別な可観の解領域の話です。
　複素数関数の波動は多くの複素数平面の広がりの中にまだ多く、ほとんどの場合は波動単位を整数で数える事が出来ません。認識できる実数のみならず、複素数をそのまま解とするために認識を改める必要があります。ブラケット演算では得られない解です。

＞A　・・調和振動子・・

　調和振動子は複素関数の連立から生まれる可観の波動を時間軸上に示す物理モデルです。

　調和振動子しか複素関数の連立方程式の解が複素平面、全複素数にないと考えると、折角の発展の入り口へ、進むことができません。

＞A　学会で講演するようなことでしょうか？

　まず利点として、1/f揺らぎ現象の理解、解明が明確になります。
たとえば量子力学の時間摂動の波動方程式はうまく変形すると、もともとがフーリエ積分形なので、１/ｆ＾２の項が見つけられます。
　このような関数について、両対数グラフに横軸を周波数(振動数)、縦軸を波動の振幅として波動関数をプロットすると右肩下がりの直線が包絡線に見えます。そんな性質が変形から求められたので多くの物理現象に存在するべきです。現象数が多いか少ないか、いまは議論を留保しておきましょう。
　そして両対数グラフの右肩下がりの直線がもし傾きを替えて、二つの相関する現象間、たとえば入力と出力間に現れると、その２者が関係の相関は積分、微分の数式です。

　多くの物理現象に1/f揺らぎ現象が観察され、周波数ｆのべきｘが絶対値で＝｜２｜であるはずですが、ときたまべきｘが１となった1/f揺らぎ現象が見つかります。多くは包絡線が水平にべきが０になる、ホワイトノイズの場合が多いようです。

　ブロックダイアグラムで入力と出力の間にブラックボックスを描き、ブラックボックスの働きが微分や積分の働きとすると入力と出力の関数のべきが2つで異なります。ブラックボックスは時間軸でも周波数軸でも働きが変わるわけではありません。ここでブラックボックスをあるものにたとえてみましょう。

　たとえば山の山頂から海に注ぐ川のように、ある物質波の流れがあるとして、ダムに水が貯まるように蓄積されたとすれば、その上流と下流の間にはダムというブラックボックスの働きで、べきｘが変動する事になります。水でなく、物質波の流れがエネルギーを伴う流れだったらなにが起きるでしょう。
　エネルギーの蓄積と放出にともなって、周囲の温度を変化させる現象が起きるでしょう。
　紹介すべき事例がすでにあります。貴志浩三の静電冷却に関する多数の論文がその現象を起こしています。静電冷却では高速な熱移動が観測されています。

　静電冷却では鋭端の電極から対の電極に直流を放電したのですが、よく放電現象ではプラズマ温度に同じような急激な熱変化が観測され、放電の研究者にとっては特別なことではありません。どんな放電にも起き、非線形で時間軸に見れば突然不連続に起きています。ブラケット演算は線形条件の現象なのかもしれません。

　電気現象は大小寸法が代わってもおなじ現象がおきます。ＳＴＭとよばれる電子顕微鏡でも同じ回路構造に、同じ現象が起きます。ＳＴＭではすなわち珍しいはずの1/f揺らぎ現象がミクロンの対電極の運動と放電電流に頻繁に観測されます。

　ところでエネルギーはアインシュタインが質量と関数で結び付けています。とすれば積分器の位置には、質量が発生生滅変化する事になります。
　物質波は電子波に限りません。そのような物質波の直流や圧力が存在するとき、錬金術が可能になります。

　その実例として「重水素透過によるパラジウム多層膜上での元素変換の観測Observation of Nuclear Transmutation Inducedby Deuterium Permeation through Pd Complex岩村康弘・伊藤岳彦・坂野　充・栗林志頭真」があります。
　岩村の実験では多層膜になった準結晶が用いられています。非線形不連続な突然の現象を線形連続な一定の直流を作る時、多層膜の周期的井戸障壁が触媒として働いています。この触媒はわたしが1/f揺らぎの共鳴器と考えるものです。

　そして写真で記録されたその実例を紹介できます。「直流グロー放電陽光柱ダストプラズマ、藤田文行、魚山ら」の実験にポリメチルメタクリレート粉末の粒子グループが重力に逆らい放電部に浮遊しています。単なる浮遊にとどまらず、クーロン結晶と呼ばれる形状集団を作り出しています。

　その放電の空間に周期的障壁井戸のポテンシャル構造があることが、写真にクーロン結晶となって写され記録されています。
　このポテンシャルや引力は、STMにも発揮され、原子を移動させたりします。STMでは原子を蒸発させたり質量の変動を予想させる事象があります。
　共鳴器が写真に捉えられています。共鳴器の発生は実験結果のように見えますが、卵と鶏の関係と同じで、物質波とクーロン結晶状の共鳴器はどちらが先に現れるかは現生に明確ではありません。

　しかしクーロン結晶のようなフラクタル階層図形は世界中にたくさんあります。苔と樹木と森林の形状相似、塩の結晶のように水晶や塩類の微小な形状と巨大な結晶との形状相似、岩石の節理形状の数々、浜辺の地図や河川の地図が、縮写をかえても相似形状が見つけられ、原子の球殻形状は、太陽系の周回軌道の形状、銀河系形状と相似階層が見つかります。フラクタルの非線形性が物質波の共鳴となっているようです。
どうやら小胞という区画の中で物質波が共鳴し階層をフラクタルの形に作り出すように見えます。フラクタル階層が小胞を作り出しています。
　小胞がないと物質波は1空間に多くの粒子や多種類の量子を出現させることができません。放送局の電波の帯域と出力強度の関係に似ています。
　でも同じ周波数、出力条件の放送局が世界に多重にあっても、小胞を免許制度によって限っているので混信がなく電波が有効に多重に効率よく利用でき多数の局を生み出します。多数の局は量子、物質波を電波とみれば、世界中の浜の真砂を表現するために小胞が必要なわけです。