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不確定性原理

サイエンス

不確定性原理

ふかくていせいげんり

Uncertainty principle

運動量と位置、エネルギーと時刻などの組が、同時にかつ正確に測定することが不可能であるという原理。

1927年にハイゼンベルクが提唱した。量子力学の中核の一つ。

比喩

ものの「位置」を知るには「見る」のが一番手っ取り早い。「見る」ということは、ものに光を反射させて観測する行為である。

しかし光には波長というものがあって、波長よりも長さの短いものを正確に「見る」ことはできない。より正確な位置を知るためには、より波長が短い光を用いなくてはならない。

ところが、光の波長の長さは、その光の持つエネルギー反比例する。つまり波長の短い光ほど強いエネルギーをもっている。

「位置」を正確に知るために波長の短い(強いエネルギーをもった)光を観測対象にぶつけて反射させると、当然ぶつけられた側はそのエネルギーを受け取るので、「運動量」が変化してしまう。

つまり、「位置」を正確に知ろうとすれば「運動量」を正確に知ることができなくなり、「運動量」を正確に知ろうとすれば「位置」を正確に知ることができなくなる、ということである。これが不確定性原理の基本的な考え方である。

素粒子のようなミクロの世界で、このような現象は顕著になる。


*リスト:リスト::物理関連