【物理学】#01-1 量子論とノーベル賞(前編) 物理学者はデバッガー

[@hiyotsubu5424]

手袋とかもたとえでよく使われる印象がありますが、マクロなんだよなぁという印象をずっともっていたので、「アナロジーではなくレトリック」という言葉に救われました。

[@jple0914]

手袋の喩えは寡聞にして存じ上げませんでしたが、物理学にでてくる喩えがアナロジーなのかレトリックなのかは常に注意する必要がありそうですね！

[@tamarind_kingdom]

ぼっち体質の電子ちゃんだけれど、寂しくなると水野推し電子と堀元推し電子は(SNSがあれば)話が盛り上がってお互いに惹かれあいペアを作るようになり、相変わらず同担拒否であるものの他の電子ちゃんカップルを受け入れられるだけの心理的変化が生まれ、ついにはイベント会場でファン同士一体になれるわけですね。電子ちゃんの成長物語胸熱です。

[@YuruGakutoHouseAnnex]

フォノンちゃんのお陰でボゾン化してボーズ凝縮し、巨視的位相がそろって超伝導相に転移する大河ドラマですね！ こちらもいずれ取り扱いたいです！

[@hondacreo3311]

別館をみてレオさんの話を長く聴いてみたいと思っていたので、良かったです。後編も楽しみにしています

[@YuruGakutoHouseAnnex]

ありがとうございます！鋭意作成中ですので、もうしばらくお待ちください！ (LE0_jp)

[@tamarind_kingdom]

電子ちゃんはもう堀元推しでも水野推しでも構わないので推しを聞かれたらどちらを答えてもいいけど、もう一人の電子ちゃんと反対の推しでなければ破局を迎える訳なんですが、二人の電子ちゃんが同時に推しを聞かれた時には二人の友情パワー(！？)は光速を超えてお互いに反対の推しを答えるわけですね。エモいです。

[@YuruGakutoHouseAnnex]

もつれ対の不確定性についてのいい例えですね！ 深読み感謝です！

[@tamarind_kingdom]

@@YuruGakutoHouseAnnex コメント返しありがとうございます。 同担拒否電子ちゃんを使った説明で、混合状態で説明できてしまうと不思議でなくなってしまうのではとちょっと気になりました。どんな思考実験だと不思議さを表現できるんでしょう？ましてや実証実験なんてどうやったら… 次回も楽しみにしてます！

[@YuruGakutoHouseAnnex]

混合状態と純粋状態の説明はまた難しくなりますね…。後編でもあまりその辺には触れていませんが、量子情報をやるときには触れないといけないのかな…。 (LE0_jp)

[@tamarind_kingdom]

量子情報回もやる予定なのですね、楽しみです！ 以下、少し勉強し直したので追記しておきます。度々のコメントで恐縮です。 同担拒否な電子ちゃん達は、堀元派・水野派でも、福田先生派・嶋村先生派でも派閥内で仲が悪いです。福田先生派電子ちゃんは本当のところは水野派でも堀元派でも割とどちらでもいい（でもどちらかといえば水野派）と思っているにもかかわらず、周りの電子ちゃんとは逆の派閥でないと気が済まない面倒な逆張りオタクです。 ふたりの電子ちゃんa,bが同時に、"堀元派か水野派ではどちら派か(A)","嶋村先生派か福田先生派ではどちら派か(B)"を聞かれるとすると、 S = | (AaとAbの相関) + (AaとBbの相関) + (BaとAbの相関) - (BaとBbの相関) | は普通は2以下だけれど、面倒臭いオタク同士の超光速テレパシーによって2を超えてしまう、というのがCHSH不等式の破れなわけですね。

[@tamarind_kingdom]

相関ではなく積の平均ですね。失礼しました。

[@ゆきち-y1d]

胸熱になる1時間でした！ありがとうございます！！

[@furusatonotkokyou]

「物理学者は現実のデバッガー」 今後使わせてもらいます！！！！

[@keisukesugi5085]

あとで訂正が入る誤情報もリアルタイムで訂正テロップ入れてるのが、いかにもメタモンしてるし、訂正コメ投稿後に動画内の訂正に気づく恥ずかしさを防いでるの好き

[@YuruGakutoHouseAnnex]

ありがとうございます！自分でもヒヤヒヤ&イライラしながら編集しています！笑 (LE0_jp)

[@ikedy315]

2重スリットTシャツかっこいい！ほしい！

[@kichitome676]

「物理学者はデバッガー」のたとえ、私はなるほど！と思いました。 ただ、これって「一般に知られていないことを一般に知られていないことでたとえる」になってしまっているので、ポップさでは今一つかなぁ、と。 せっかくエイペックスというゲームの裏技探しプレイヤーの話を出しているので、「物理学者は裏技探しゲーマー」の方がいいのかもなぁ、などと思いました。

[@YuruGakutoHouseAnnex]

デバッガーって一般に知られていないことだったのか…シャバの空気がわからない…… (LE0_jp)

[@mercytoo5262]

よく量子もつれの話で、aかbかが決まったときもう片方も決まるから光速を超えて不思議だよねっていう簡単な説明ばかりされていて、それって普段観測してる世界でも普通に再現できる現象だし光速超えてないし何も不思議じゃないよなって思ってたんですけど、素朴実在論的な考え方だったんだと理解できました。 aかbか確認するまで本当に決まってないことが実験によって証明されたからこそ不思議な現象だったんですね。 よくある量子力学入門の動画などで説明されてる量子もつれの話はそこまで踏み込んで話してなかったのでとても理解が深まりました。 ただ、結局我々がその性質をなにかに応用しようとした際には観測が必要なはずなので、結局その場合素朴実在論と同じ、というかあくまで普通の世界の現象と変わらない気がするのですが、量子もつれの性質を利用してなにかに応用できる可能性はあるんでしょうか？例えば量子コンピュータとか。

[@YuruGakutoHouseAnnex]

ありがとうございます！ そうですね、話のレイヤーを理解していないと、「別に不思議じゃなくね？」となってしまうのはわかります。そのあたり伝わったようで良かったです！ こちらの応用の一つについては、後編で触れていますのでお楽しみに！ (LE0_jp)

[@mercytoo5262]

楽しみにしてます！

[@mercytoo5262]

これは嬉しい

[@gyawareturns2]

それってあなたの関数ですよね？で大笑いした

[@ttaguchi3458]

初期量子論の話って単純に量子論に入門しようとする立場から言えば、殊更に波動性と粒子性に執着しており、ただ量子論を使いたいと思う人からすると何の得もない気がする。むしろ、いたずらに不可思議さを強調することが量子論の門戸の解放の妨げになっているのでは、と昔考えていた。

[@アルト-b7w]

量子力学は「観測していないものはよく分からない」というアイデアが最重要だと思っています。その話を飲み込ませた上で二重スリットさせるべきだと思います。

[@YuruGakutoHouseAnnex]

そうですね！ここでは波動性にフォーカスして説明させてもらいました！ (LEO)

[@アルト-b7w]

物理に親しくない人って「粒」や「波」が何なのかさえピンと来ていないのでは？ 粒子の波動性から話し始める説明はよく目にするけど、私には悪手に見えます。

[@tenrai3065]

スリットを抜けた波の広がりは、音が一番説明しやすいと思います。

[@YuruGakutoHouseAnnex]

確かに！今後の参考にさせていただきます！ (LE0_jp)

[@Desuke12]

難しくてよくわからない（全く理解できん）けど面白いってなる感じ、好きです😂 量子ちゃんのことがちょっとだけわかったつもりになれました😊 肉眼で見えない世界で同担拒否のメンヘラちゃんが大量発生してるってことですね？

[@YuruGakutoHouseAnnex]

ありがとうございます！ だいたいそれで合ってます！(過言) ちなみにもう一歩踏み込んでおくと、同担拒否の子たちをまとめてフェルミオンと言います。実は同担歓迎の子もいて、こちらのグループはボゾンと呼びます。 (LE0_jp)

[@Desuke12]

返信ありがとうございます ちなみにゆる言は箱推しです 水野さんと堀元さん、2人とも選べない😊 私は同担歓迎なのでボゾンですね🎉

[@ゆっくり-r8m]

32:08朝永振一郎の「量子力学と私」に登場したような電子ちゃんのネーミングw

[@cooper9586]

二重性とか波って表現が量子力学を難しくしてるよねー

[@metmen48]

「まぁ」「要は」 の頻度が高く、それをオタク特有の早口で繰り出されて辛くなってしまいました。 内容はとても面白いです！ これからも素敵なコンテンツを楽しみにしています。

[@unchainoz1]

こういうのをやりたかったんだろうな堀元さんは ゆる学徒ハウスの方はPV的な役割なのかな

[@ePhSh]

20:58 ここらへんエーテルみたいなものを想定して話されてるのかな？と思いました。バーチャル空間作ってる人の発想が昔の物理学者とつながった感じでおもしろい

[@今西望]

流体を粒で考えるのは粒子法という数値計算法ですね。学生時代に取り組んだのを思い出します。

[@nishinonaka8231]

量子力学でノーベル賞を受賞した物理学者のデバッガーさん、知ってます。凄いですよね！

[@tenrai3065]

なんでしょうねぇ、テスターがデバッガーと呼ばれるようになってしまいましたよねぇ。大体ゲーム業界のせいですが。 デバッグというのは、不具合を修正することで、不具合を見つけるのはテストですよね。 テスターが見つけた不具合を元のコードを書いたプログラマーが直すのが普通で、デバッガーという単独の業務はほとんどないと思います。 というのがずっと引っかかり続けているコンピュータ屋です。

[@YuruGakutoHouseAnnex]

ありがとうございます。 デバッガーの定義には諸説ありますが、あるところで「テスターは何も考えずに手当たり次第試す人、デバッガーは原理(プログラム)を念頭に置いてバグを探す人」とする定義を目にしたので、物理との共通性も考えて今回はそちらを採用しました。 デバッグ自体もプログラマーの仕事の一つではありますし、重複する部分があるのも理解しています。 ゲームに関しても上の定義なら当てはまる人が一定数いるように思いますが、そもそもコンピュータ屋さんからすれば言葉の定義がドリフトしてしまっているかもしれませんね。 (LE0_jp)

[@yuyasurarin]

27:28 字幕は(曖昧)じゃなくて訂正か綴り表示するだけでいいと思いますよ 名前出たらちょっとだけ説明するとかもありなのかな？(わからん)

[@YuruGakutoHouseAnnex]

ありがとうございます。これについてはちょっと調べてみても怪しかったので、そのままにしてあります。 「ご冗談でしょう、ファインマンさん」の中でも触れていたような気がしますが、一方で他の科学者(生物学者)を出典とする場合もあり、明確なソースが見つかりませんでした…。結局のところ、科学界隈で割とよく言われている話のようです。 (LE0_jp)

[@ありん-f5x]

面白かったです！ 最近、自然や地球、人間は突き詰めると訳分からないもので人はその一部分を切り取って説明しているに過ぎないと感じてました。なので、量子が訳分からないものと話していたのが共感しました。 河川工学を専攻していたのもあって、駅で比較的規則的に降りたり登ったりする人たちが水分子に見えたことがありました。 分からないだけで、水分子の中でも流速が速いものもいれば、隅が好きなもの、遅いものなど色んなものがあるんじゃないかと思いました。 これって何かに使えませんか？

[@YuruGakutoHouseAnnex]

量子論の世界では、分子や原子は見分けがつかないというのが本質的に重要なのですが、全体の分布は速度の早いものや遅いものにある法則に従って分散するということはわかっています。こういった考え方は統計力学や流体力学という分野で重要になりますね。 (LE0_jp)

[@ありん-f5x]

@@YuruGakutoHouseAnnex 返信ありがとうございます！ 河川工学の基礎となる水理学は川など扱う規模がでかいので、古典物理学をもとにしていましたので、量子のことはさっぱりです。 お話聞いて量子の一端に触れれたらなと思います。 量子論の分子や原子は本質的に見分けがつかないというのは人類が道具を使っても見分けられないからですか？ また全体の分布とは速度分布ということですか？ ある法則の名前を教えてほしいです！ 聞けば聞くほど、訳分からなくて、面白いので、教えて頂けたら幸いです🙇

[@YuruGakutoHouseAnnex]

コメントありがとうございます。 長くなってしまうのでいずれ動画などで説明したいところですが、分子や原子は物質を分解していった構成要素の分類なので、区別ができない、普遍的なものであるのが大前提なのです(でないと分解した意味がない。そうなるまで分解している)。 また、分布に関してはマクスウェル分布やポルツマン分布といったものがそうですが、こちらは統計力学の分野なので、そういった話題でいずれ扱えると良いですね。 (LE0_jp)

[@ありん-f5x]

@ゆる学徒ハウス別館 ありがとうございます！ 是非、解説動画楽しみに待ってます。 マクスウェルの速度分布など、自分でも調べてみますね！

[@yu100nabeyan]

例え代表プリン！

[@ゆっくり-r8m]

39:10プリキュアスルーされて辛いよなわかる。俺も分からなくて申し訳ない。

[@ぶんぶく茶釜-z4c]

ありがとうございます！

[@YuruGakutoHouseAnnex]

なんと！！！！応援ありがとうございます！！！！(LE0_jp)

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本館より面白いやんw

[@きちもん-g6u]

別館でもカップルできるのかー

[@meatpie6399]

久保熱統計と基幹講座シリーズ2冊と小形振動波動とあとはなんだろう．

[@らすかる-y5e]

フィラーを減らしたらより良くなると思います。（上からな感じでごめんなさい）

[@jple0914]

編集しながら自分でもメチャクチャ苦しみました…。精進します！

[@Shushupu_Love]

ナイーブって量子力学専門の人めっちゃ言うよね

[@YuruGakutoHouseAnnex]

使っちゃいますねー…。 なんせ「直観に反すること」が前提の世界なので、「直観で喋ってますよ」というマーカーが必要になるのかもしれません。 (LE0_jp)

[@sf4460]

「観測」して初めて結果が確定するというのは結局どういう事なんだろう。 まさか文字通りに人が意図的に観測しないと永久に結果が確定しないということは無いと思うので、比喩的表現だとは思うのですが。 その電子が他の何かに何らかの影響を及ぼしたら結果が確定する、ならまだ納得感が有るけど、多分違うんだろうな

[@YuruGakutoHouseAnnex]

後半の理解がかなり近いです！ この動画の続編でも触れており、後日公開予定の量子コンピュータ編第3回でも説明していますが、 観測=ある種の相互作用 なので、条件が満たされれば人間の存在は関係ありません (というのが僕の立場)。このあたりは本当に難しいですし、実は物理学者によっても解釈が分かれるところです。その場合、(思考)実験の条件をもっと明確にする必要がありますね。 (LE0_jp)

[@aa-tr5zx]

ベルの不等式は2つの現象が無関係なときに成立することを言っているので、２つの同担拒否する電子のことを考える場合、破れるのは当たり前だと思います。

[@YuruGakutoHouseAnnex]

ベルの不等式が破れるのは「量子もつれ」となっているときなので、古典的には説明がつかないという理解ですが、「当たり前」とはどういうことでしょう？ (LE0_jp)

[@aa-tr5zx]

@@YuruGakutoHouseAnnex もつれ状態の量子ペアを作ることはよく行われていることで、量子もつれという状態があることは前提です。素朴実在論の人もそれが前提でその解釈をしようとしています。 ベルの不等式ですが「量子もつれ」があれば破られる、「量子もつれ」がなければ成立するというロジックですので素朴実在論か量子論かを判別するようなものになっていなません。

[@YuruGakutoHouseAnnex]

動画内でも説明していますが、量子もつれ自体が「局在性」「実在性」の2つとは両立しないため、ベル不等式の破れ→すなわち「局在性」または「実在性」の否定となります。したがって、(定義にもよりますが)「局在性」「実在性」の両方を仮定する素朴な実在論が否定される、というのが一般的な解釈です。 (LE0_jp)

[@aa-tr5zx]

@@YuruGakutoHouseAnnex ご回答ありがとうございます。私の中では量子もつれは「それぞれの量子のスピンの向きは決まっていない」かつ「２つの量子のスピンの向きが逆向きであることは決まっている」と捉えていましたが、それは両立しないといわれれば論理的にそうだなとは思います。

[@absant2913]

エアプで申し訳ないのですが、「存在確率の波が仕事をする」というしかない状況ってありますか? 無ければ、「エネルギーの交換（仕事）は粒同士の衝突としてしか起きないが、それが起きる場所が波状に分布しているという現象」が量子だと言っていいのかなと思います。一粒一粒の実在は、実は仕事をした瞬間に仕事の主体があるはずだと仮定して認めているに過ぎない。という感覚です。 私たちの知覚は、”相互作用(なんかしらの変化)の量を問う時に、その作用の主体(変じたものや変じさせたもの)を一切仮定しない”などという器用なことはできない(ないし、著しくし辛い)のではないでしょうか？

[@absant2913]

逆に、存在確率の分布が仕事をするなら、現象というのではなく、「波としての実在が、特定の相互作用の時だけ一点に集中する」みたいに捉えてもいいのかなと思います。 でも、その一点の選ばれ方が、純粋に確率的だっていうのが結局、気持ち悪いと言えば気持ち悪いですね f( ^ ^'） とりあえず、提案の骨子は、粒としてのふるまいをする条件を、「観測」ではなく、「特定の仕事」という言い方(ないしそれに同値な表現)に変えると、すこし受け入れられやすくなるのではないかということです。

[@アルト-b7w]

観測器付きの二重スリット実験って実際に実験した人いるんですか？

[@YuruGakutoHouseAnnex]

います！量子力学黎明期にいろんな実験がされていますね。調べてみたらクラウス・イェンソン、ピエール・ジョルジュ・メルリあたりの実験が有名なようです。 フラーレンや有機分子などの巨大な分子でも実験されています[Hornberger et al., Nature 427, 711 (2004)]。 (LEO)

[@TakahashiMathLab]

波っぽさは粒子の個性でできると思います．ここで個性と言っているのは「珍しさ」．それぞれの粒子には珍しさの個性があり，粒子は珍しい粒子の方へ引き付けられる．珍しいというのはすなわち情報量が大きいことで，粒子は情報交換したがる「好奇心の塊」だから，情報を交換すると安定するけど，また別の珍しい粒子を見つけるとそっちへ引き付けられ情報交換しに行って安定したがる．それを繰り返すのが粒子の運動だと考えれば，粒と波の二重性は説明できると私は思ってます．どんな粒子もそれぞれ異なる珍しさを持っていると考えてます．「同族」は推しを互いに知り尽くしているので交換する情報がなく「嫌悪」し引き合わないですが，推しが違う粒子同士はお互いに珍しいので引き合い情報交換すると考えるのです．そうすれば，スリット実験で電子が広がってしまうのも同族が嫌悪して少し離れて着地してしまったからだと考えられます．観測したら同族かどうかは即確定しますし！

[@ilabotakeda]

kzbin.info/www/bejne/g56qY5SeaqmZask 海外だとこういう説明をちゃんと映像でやってくれます。 日本の物理もう少し新しくならないとやばい気がする。

[@jple0914]

タケダちゆさんは量子場や超弦理論までご存知なんですね！ 本動画内でも触れていますが、いきなり最新理論を無理やり飲み込むのではなく、古典に少しずつ修正を加えていく、という立場で説明しているので、(専門でないのもありますし)場の量子論や超弦理論に触れるのはもう少し先になっていしまいそうですね。 我々の直感や理解などまだまだ宇宙のごくごく一部に過ぎない…私も勉強不足なので頑張ります！

[@丸尾-p2o]

別に大学の講義でこれ流してるわけでもないんやないか？　民間ならそりゃあるやろどの国にも そもそも「海外だと」て…　曖昧すぎひん？

[@ilabotakeda]

@@丸尾-p2o うん？今になって？？ 書きたかったのは、上に私が書いた動画とか、ちゃんと説明するために色んなアニメーションを沢山作って、ちゃんと逃げずに説明してるって所がやはり日本とだいぶ違うなあ、と思ってた訳です。 日本だと、難しい、と言って逃げたり、話だけで煙に巻く様な事が多いんですが、それだと結局意味の把握もできないから、見てる人達のリテラシーが上がりにくい。まずはきちんと説明しようとする姿勢が大事かなあ、とは思っています。そういう逃げない説明、と言うのが日本の方の動画には少ない、という事を思います。まあ予算とかあるとは思いますが、そういう動画が増えるといいんですけどね。

[@ilabotakeda]

電子とか大きさゼロと言ってる時点でもはや本来的な物理対象でないのは明確だと思うんだけど。場の理論でも超弦理論でも実在の粒だなんて言ってないでしょ。

[@ilabotakeda]

もう電子も原子もフォノンとかの準粒子と同じと考えればいいと思うけど。量子は量子化する場の励起であって粒子とは言えない。元は波でいいと思うけど。実世界は次元数がちょっと違う方にも膨らんでるだけと考えるのがもはや一番説明しやすい。 粒子か波かみたいな議論は物理屋さんは一般人の少しの啓蒙にはいいけど。古い概念をつかうとずっと混乱も招くので中ではそろそろ終了でいいと思ったり。

[@みどりのたぬき-g3f]

人間は、量子テレポート装置って線で考察してみてね😊 (仮)人類は人数が少なくなるとジャンプ出来ずらくなる。ここでいうジャンプは思考力。 ある天才の思考は、他の人の脳量子波を借り加速するとこによって答え導き出している…