不確定性原理

不確定性原理 、物質の位置を正確に測定しようとすればするほど、運動量が不明確になっていき、逆に運動量を正確に測定しようとすると、位置が不明確になっていくというわけです。これは客観性の限界でありここに主観性との関わりがあるとみます観測とは主観と客観の干渉です　この限界誤差はこの二つが干渉して誤差が生じるものであります　そこに主観が客観に導入されるチャンスがあるのでは？と考えます　というのも今は一瞬です　その前後はありません　この一瞬は距離　質量の誤差のように客観だけでは計量できません　時間の一瞬は感覚です　そこで不確定性原理をしらべてみたいと思います これはニュートン力学（古典力学）において物質（粒子）は位置と運動量とを同時に望むだけいくらでも正確に測定できるという常識を決定的に覆すものです。 以下にハイゼンベルクの不確定原理の式を記載します。 　ΔｐΔｘ≧ｈ/４π　　　　ここでΔXは位置の不確定性、ΔＰは運動量の不確定性、hはプランク定数 仮にをゼロに近づけていくと、Pは無限大に発散していきます。逆も然りです。 原子における電子雲の拡がりの存在はこの不確定性原理で説明されます　陽子に比べるとその質量比は １/２０００にすぎない分電子の場の拡がりが何千倍となる　逆に電子の位置精度を原子核ぐらいの大きさに高めると運動量の不確定が大きくなりとても原子核サイズの位置にいられないとなります　どうであれ電子の存在拡がりは不確定場のことなのです　 不確定性原理のプランク定数を　次元式で書くと 　　　ｈ＝ｍL²/Ｔ　　　　　ｈはプランク定数です　 このhはジュール ,秒の単位を持っているわけですが物理学の最も基本原理がこの不確定性原理です　 これはエネルギーと時間あるいは 位置と運動量の同時確定値がとれないという観測問題であります　これは空間と時間の本質的な関係を意味しており　意識と時間の関係から　不確定性理論とは意識にかかわる議論であると私は考えるのですーー（不確定性理論と意識　　別稿）　今論の立場から不確定性原理をわかりやすく説明すると、、観測側の時間の不確定が、その本質である。例えば、1cm 刻みの物差しで何かを測ろうとしても、1cm 以下は、測れない　つまり不確定である。1mmとしても、1mm以下は、測れない　これが、時間の物差しであっても、同じである　時間が不確定であれば、そのエネルギーや運動量等ある不確定さが出てくる。今論においては、時間量が各レベルにおける不確定の時間幅を意味している。本来、距離は行けば、戻ることもできるし、質量は増やしたり、減らしたり、できる。ところが、時間は、今から抜け出すことができない。過去へいったり未来へ行ったり、できない。問題は対象にはなくものさしにある　つまり、　観測側の不確定が現象として現出しているだけなのだ　（あくまで持論です） つまり不確定さは観測する側にあるのであって　この時間に不確定さを要求するには、新しい概念を導入する。これが、時間量である　 不確定性原理をいじる この世界はすべて力の釣り合いで成り立っています　力のない現象はありません　　存在ということ自体が　ある力の釣り合いなのです　一般に物理学では空間方向の変化を力で表し力学を構成しています　力は質量　加速度　つまり空間　時間　質量の次元で表しますがこの中の質量は何か　物理学では次元の一つとしてそれ以上分析していません　アインシュタインが質量とはエネルギーであると説明しましたが　エネルギーとは何か？　つまりこの質量が解明されていないから重力場が説明できないわけで統一理論がいまだに完成しないわけであります　そこでこの不確定性原理を少々いじります　まずプランク定数は物理現象の基本定数でありすべての物理量の基本定数であり　光子の持つエネルギー（エネルギー量子）は振動数に比例し、その比例定数がプランク定数と定義される[1] 光のエネルギーEは光子の持つエネルギーの倍数の値のみを取り得る： 上の式からhは一波長分のエネルギー、秒であり単位は角運動量単位であることがわかる　　このｈはこれ以上分割できない　この倍数ですべての物理量が表せる　それで逆に 　　このプランク定数が単位を持たないスカラー値という仮定を入れる　なぜそうするかというとＥ一つの解釈の仕方ではあるが　むしろこの単位を持たないプランク定数から観測という行為を通して場と質量と時間の単位がつく物理量が現出して次元式が分析できると考えることもできる　わかりやすい例えでいえば ＭとＬ＾２と１/Ｔを三次元のＸＹＺとして風船をイメージするとその体積がプランク定数となりそれをどうのばしても縮めてもその体積は変わらないとイメージできそれゆえその体積を定数としてそれ以下の誤差はないとしてこの定数からＴやＭやＬが現出したのだとイメージします　あくまでイメージです　そうしますと三個の変数で二つ決めるともう一つは自動的に決まります プランク定数の次元式は ｈ＝ＭＬ＾２／Ｔ で角運動量と同じ式になる　角運動量は本質的に素粒子のスピン　内部スピンなども角運動量として保存される量であり同じ次元式を持つ　スピンは素粒子の本質的な基本量でありこれが不確定性原理の次元式と同じである　つまり角運動量は素粒子の最も本質的な量であり現代物理学ではこの角運動量からすべて構築されている最も重要な量である 　ΔＥΔＴ≧ｈ/4π　ΔＰΔＬ≧ｈ/4πのようにこの関係をエネルギーや運動量であらわすためわかりにくくなっているが このプランｈ/4πク定数量が本質的に空間と時間の切っても切れない関係を表している　ジュール.秒の単位を持っているがこの定数はどんな時も不変で物理学の基本単位である それゆえ逆にこの単位をなくしてしまい単なる定数にしてこの定数により時間と空間と質量の関係があらわせると考えるとどうだろう ｈの次元式は ｈ=一定＝ｍＬ２/Tこれが場の本質だとして逆にこれから不確定性理論が成立すると考えると　 ｈ＝ｍＬ２/T　～ｍＬ/T　・Ｌ　～ｍＬ２・Ｔ/T^2　 これが現象として表現されるのが　　ΔｐΔｘ＞ｈ ΔＥΔＴ>h　であるとも考えられる この場合空間を移動する時　時間の流れが一定であるという条件の下であることに気をつけなくてはいけない　この条件下で運動量とエネルギーが表現されるわけである もう一つの表し方がある　次のように式を変形する ｈＴ=mL２ hはスカラー定数として考えるとこれは意味ある式であろうか?　不等式ではなくこの両辺をイコールとするとこれは観測を意味する。素粒子などは霧箱でその軌跡を観測するわけだがほぼそも大きさが限定される。大きさの誤差が最小限にすればこれは最小限ｈに誤差が近ずくわけでこれは観測を意味することだ，これをＴ＝mL２／ｈ（時間量）　　ここで時間を客観的な流れとみると何のイメージもわかない　Ｔは分母にあって計測を意味するが分子にくるとたんなる物理量の羅列にしかない　 そしてプランク定数を無次元とするとＴはもはや時間ではなくなる　ＴはmL２という次元を持つ量になり物理量と場の拡がりともいうべき量になる　これを時間量と名ずける（とりあえずである　存在量というかあえて意識量というか？）　そしてこのＭＬ＾２を不確定場と名ずける　この不確定場は観測二よってば場となる　この場は空間の拡がりではなく存在量ともいうべきもので観測によって人レ ベルで空間となる　この深く手ば不確定場は質量　空間などが生まれてくる 今論ではこのＴが一瞬の不確定場でありこのＴが素粒子クラスから重ね合わせになっていてその一瞬を感じる　つまり今の一瞬は同じであるから Ｔ１Ｔ２．．．Ｔｎ　Ｔｎ+１ ここで　 は感覚的に同じであることを意味しています 　 時間と時間量の関係は一秒単位として ｔ＝｜Ｔｎ｜/|T1| (Tnは観測対象の時間量　Ｔ１は一秒あたりの時間量） したがって不確定性原理の次元式は時間量で表わすとｈ ｜Tn｜　ｈ ＝｜T1 ｜ ｍＬ＾２ 　　　（｜Ｔ１｜は定数　決定数） ｜Ｔｎ｜＝｜Ｔ１｜／ｈ　　ｍＬ＾２ これから類推して｜Ｔ１｜／ｈ＝ｋとして ｜Ｔｎ｜＝ｋｍＬ＾２ この式は ｜Tn| に対応する場の拡がりをＬんと表わして ｜Ｔｎ｜＝ｋｍＬｎ＾２とする このＬをiＬとしてＴと直行するイメージで式を書き直せば 　ーＴｎ＝ｋｍ（ｉＬｎ）＾２ と書ける　　このとき　ＴもＬもペクトル量となる この形から時間量も不確定性原理と同じ形の式に書ける ｔ＝ｍＬ＾２／ｈ Ｔ＝ｍＬ＾２　Ｔ１／ｈ ゆえに これを図で書くと次のように表わすことができる Ｔｊ＝ＫＬ＾２　が重ねあわせて Ｔｎ＝（Ｋ+Ｋ+Ｋ+．．．）Ｌ＾２ このＬ＾２は観測した時の収束場で観測しない時はＬは確定しない　収束場とはこれ以下には収束しない場のことで誤差の限界のことであります このＬ＾２がの中でたくさん重ね合わさって大きな時間量を作りだす　こうしたイメージです　図にすると 　　 ｜Ｔ｜同士の関係はどうなるのか Ｔは今に存在しなくてはならないか今に同期しているはずだ　最初のT0 の絶対値を最小単位ときめ　それをｔ０　と置く　このｔ０の整数倍がすくなくと今に存在する同期の必要条件である　波動で言えば一波長の整数倍でなくては波が荒れうなりが生じるようなものである　一波長の整数倍でも２と３　２と５などは 割り切れない　同期しない 　　　　　　　 　　　　　　 　注意しなくてはいけないのはこの次元量は誤差の範囲　不確定量ともいう関係の式であることです　　 　これの初期段階つまり、不確定性原理が成り立つ粒子として観測される。時間量が、大きくなるに従い、不確定場も大きくなる　問題は、不確定性場が大きくなるとは何を意味するかということである　 この前提にプランク定数が単位を持たないスカラー値という仮定が入る　しかしこのプランク定数は物理学の大前提であり　すべての考え方の基本定数である　むしろこのプランク定数から次元式が分析できると考えることもできる　本質的に観測にかかわる量であり波動の収束から量子のもつれ現代物理学の最先端の考え方の原理になっている理論であります　客観性の限界といいますかこの理論には観測側がかかわってくるわけで時間　空間　質量の密接な関係を表わしています　我々の世界では時間が定数になって空間と質量が自由度を持っています　時間が定数とは現実世界では時間から少しも抜け出せない時間とともにすべての現象が現れてくるからです　我々は少しも過去未来に行き来できないわけで現実に今に縛られています　時間が定数とはそういう意味です　今度は空間を定数 にすると時間と質量は本当に自由度を持つのでしょうか？ 今の科学ではそれは考えられない想定でありますが　今論では時間はながれていく量ではなく一瞬の重ね合わせで考えていますので時間量というものが存在します プランク定数の次元式からＴ幅が大きくなるとＭ幅も大きくならざるおえないということになります　今論においては本質的に空間は存在しない　あるのは時間量の重ね合わせであります 本質的に不確定性理論は観測の限界を規定する　Ｅ＝ｈｗ(wは振動数）からｈ（プランク定数）は一波長あたりのエネルギーとも考えられ　この 一波長あたりの時間幅をプランク時間を最小としてその整数倍で一瞬一瞬が成り立っていると考える この世界は、観測の連続により、成り立っている。観測とはのレベルにより、上位レベルが下位レベルを観測することを意味する。そのためには、という新しい概念を導入する　この観測という概念はその上のレベルの時間量から下のレベルの関わることを意味しているのであって。単なる見るとかそういう概念ではなく、相互作用から感じることまですべての干渉を意味している。今論においては、この相互作用から時間量の飛躍により、感覚が生まれ生命の存在を現出している。物理学の力エネルギーから分子結合をタンパク質の形成へ感覚の成り立ち生命の誕生意識まで一貫として、同じ理論で説明しようとする試みである。その時間量が、不確定性原理を基本定理として、、時間量という概念を導入してその飛躍によりレベルが上昇してい この角運動量を空間方向ではなく時間方向に拡大解釈してしまおう　どうしてこうするかは意識と時間のい　しかしながらレベルによりその一瞬の時間量の違いがある　それを例えば 我々の意識レベルを　Tn　一つ上のレベルを　Tn+１　とする　ある物体が　L　+1からL+1へ移動した場合を考える　私が一瞬　Lの時 T ｎ　で　L+1　の時ももちろん Tｎである意識レベルは同じである　しかし　Ｌ+1の時　Ｌは過去である　　我々の意識レベルはＴｎであるが一つ上のレベル　Tn+１　では時間の進みが遅いためまだ今かもしれない T0 < T1 < T2 < T3 ｐ定でありそのレベルのΔＴが大きくなればそのＭＬ＾２もおおきくなる　ということは不確定性理論は時間レベルにより空間レベルの不確定も巨大化してゆく　よく例として出されるのがバレリーナの回転である　手を縮めると回転が速くなり手を伸ばすと回転は遅くなる　このイメージで角運動量を考えると手を広げると　Ｌ　が大きくなることでありその回転面が広くなること　Lが2倍になると Mが変わらなければ Tが4倍になるこれは空間方向の拡がり（Ｌ＾２）の不確定が 2倍になると時間を方向の不確定も ２倍になる 　これはある一定面積範囲における時間密度が質量であるということを意味しているのかも知れない ただこの場合はプランク定数を逆に次元式のない定数として考えている 　少しわかりにくいけどもう少しわかりやすく説明し直しますと空間方向への変化は時間の流れは一定であるという前提で物理学は成り立っていますが　この場合は時間の変化を表すため時間の流れの一定をやめプランク定数一定から空間と時間の関係を考えています　　 　ここでｈとＭを定数としてＴ＝(Ｍ/ｈ)L^2　からＬ＾２がＴに比例するという関係であり　Ｌが２倍になればＴは４倍になること そこで　Ｌ１　と　Ｔ１　を最小単位としてｎ＾２Ｌｎ＝Ｔｎの関係にありすなわちとびとびの関係になる　波動の形でグラフを描けば次のようになる 　　　　　　 このTは一回転した周期時間で横軸に時間 Tを表した的その波長の幅を表しています　この 1周期が最少単位がプランク時間として考えるとこの Tはこれ以上分割できないということであり それゆえこれを最小単位の一瞬と考えます　この一瞬のとびとびのたくさんのレベルが重なって今の時間の流れが現出すると考えるのです　したがってその一つ一つのレベルにはそれぞれの一瞬がありそのひとつひとつは分割できない一瞬一瞬であります　”今”はこうしてたくさんの時間の重なりで出来上がっています　これをグラフで下に表してます 大事なことはこの”今”にあわせるためにこの 一瞬一瞬は不連続であることです　波動でいえば”今”を始点とした定常波でなくてはならないことです　ただ具体的にはまだ説明できませんが　人間でいえば大脳は一秒の間に４０回の脳波が視床の異なる部分から発振しておりこの波が脳全体をリズムよくなでている　私たちの意識はこのリズムでなりたちこれが最小単位であろうと考えられる　つまり私たちの一瞬とは１/４０秒のことというわけである　もちろんあくまでこの時間は生理的リズムのことで顕在意識に現れる意識リズムはもう少し遅いだろう 細かいことは専門家にお任せしよう　しかしながらその１/４０秒の間にはるかに早く神経シナップスは連係して電気信号を流し神経細胞レベルでは何千という蛋白質を作り出し細胞ネットワークを配線するのだ　詳しいことは別稿にゆづるとしてこうした意識レベル　生理レベル　細胞レベル　たんぱく質レベル などたくさんのレベルで時間の流れが違いそれぞれの時間量が　”今” に同期され統合されるというわけである ところでこの不連続はどのような起因で上のレベルへ上がってゆくのだろう　先ほどお話したように 一瞬一瞬は絶対である プランク領域に近いところの量子がとるプランク時間　プランク長　などを最小単位として　h=M L^2/T に　M＝１から順番に 2　3　 4　を当て込みその条件下で Lと Tの関係をあらわしでみた　それが　 （あ）式である 　　 この時間の不確定量として時間量という新しい概念を導入するわけであります するとｍやＬにもこの時間量での不確定場としての意味をなしてくるととらえることもできる　 不確定性原理の次元式から、 h=ml^2/t で。h は前述した通り、スカラー定数として単位をなくす　それにより Ｔ＝ｍＬ＾２　　となる　ここで、ｍをｎ（１．２．・・・・・ｎ）としてｎ＝１の時 Ｔ＝Ｌ＾２　　は　－Ｔ＝(iL)^2 とおける　　ＴとＬは直交しているから複素式として表せるので 解釈によって下図のようにも描ける　　 線積分 これは面微分と線微分との関係である ds/dt=dr2/dt=2r・dr/dt 両辺にｍを掛けて角運動量次元にすれば ２ｒ・ｍ・ｄｒ/ｄｔ～ｒ・Ｐ これは運動量と位置の不確定原理である 今論ではＴは観測でありこの観測により収束しＬ２の不確定場ができる　この拡がりは不確定性要素の拡がりでありこれは一番初期の不確定性場となずける　それを（Ｔ１　Ｌ１）としよう　このＴ１を一つ上のＴ２から観測するとＴ２の今にはＴ１のＬ１が今の重ねあわせで観測される　 Ｔ２＝Ｔ１+Ｔ１+・・・・＝ｎＴ１　　（便宜的に＝観測として　また+＝重ね合わせ　も同じ）） Ｔ２＝ｎＴ１＝ｍ１Ｌ１２ 上の式と不確定性理論の次元式を比べると形だけならｍ＝ｎである これは質量が不確定場の重ね合わせた係数nにあたるという事 Ｔｎは下位レベルなら（２）のようにダイレクトに観測することもできる　人間が素粒子クラスを 観測したりすることがこれにあたる　（３）は連続的に下位レベル「を観測した場合である　自然界はこれである　　どのレベルを観測するのかは意図的であれば選択できる Ｔ２＝Ｔ１+Ｔ１+・・・・＝ｎＴ１　　（便宜的に＝観測として　また+＝重ね合わせ　も同じ）） Ｔ２＝ｎＴ１＝Ｍ１Ｌ１２ 上の式と不確定性理論の次元式を比べるとｍ＝ｎである これは質量が不確定場の重ね合わせた係数nにあたるという事 Ｔｎは下位レベルなら（２）のようにダイレクトに観測することもできる　人間が素粒子クラスを 観測したりすることがこれにあたる　（３）は連続的に下位レベル「を観測した場合である　自然界はこれである　　どのレベルを観測するのかは意図的であれば選択できる Tは今論では、観測を意味している。つまり、観測をすると、場が、できる。この場はnを1として、最初の観測でＴ2がT１を観測することから始まる　　Tを分子にもって来ると、質量と場の拡がりの不確定場が大きくなると時間量も大きくなる。当たり前の事である。しかし、時間量が、決まれば、場の収束も、不確定性原理から限界が、あります。 式　　　kＴＭＬ２ (kは定数） 観測する前は、場の拡がりがどんなに大きな不確定場でも、構わない。しかし、波動状態の素粒子を観測すると収束するから観測したら、その不確定場の最小値以下には収束できない ここで時間量の発想を導入する　時間量は”今”に同期するため少なくとも整数でなくてはいけないとするとその場も階層をなさねばならない　あまり不確定場が大きいともう一つ上の時間量に関わるため　不確定場もそれなりに大きさの限界がある　小さなアリがボールが飛ぶ（ボールの占有する質量と場の拡がりの不確定場が大きい）のを判らないようなものである　このＴの階層があるからそれぞれに収束の限界ができる 　　　　 　Ｔ１　　Ｍ１Ｌ１２　　Ｔ２　　Ｍ２Ｌ２２　　Ｔ３　　Ｍ３Ｌ３２　～　 　　　　　Ｔｎ　　ＭｎＬｎ２　　Ｔｎ+１　　Ｍｎ+１Ｌｎ+１２　　　　　　　　　　　　　　（あ） 　これの初期段階つまり、不確定性原理が成り立つ粒子として観測される時間量が、大きくなるに従い、不確定場も大きくなる　 今お話したように存在とはそれを認識したとき時間も現出するとお話しました それは観測により発生するわけですがこの観測は時間量の重ね合わせですらさ この時間量は大きな時間量から小さな時間量を観測することで成り立ちます なぜなら時間は時間量の勾配から現出するものですから　小さい時間量から 大きい時間量はその時間量の範囲でしか今を観測できないからです