じじぃの「人の死にざま_863_E・シュレーディンガー」

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130921 NHKスペシャル 神の数式 第1回「この世は何からできているのか 〜天才たちの100年の苦闘〜」 動画 Youku
http://v.youku.com/v_show/id_XNjEzMjY3Mjk2.html
(2:3) The Wave Equation: Derivation (Walter Lewin, MIT) 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=r2GIY2ZmXPY&feature=related
Quantum Jumping, Erwin Schrodinger's quote. 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=WLbqlURWr2w
シュレーディンガーの猫 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=Q8savTZOzY0&feature=related
NHKスペシャル 「神の数式 第1回 この世は何からできているのか 〜天才たちの100年の苦闘〜」 2013年9月21日
2千年以上に及ぶ人類の思索の歴史。それは、全宇宙の謎を解く唯一無二の“神の数式”を追い求めた歴史でもあった。ニュートンアインシュタイン以来、科学者たちは「あらゆる自然現象は、最終的には一つの数式で説明できるはずだ」と信じてきたのだ。そして今年、ヒッグス粒子の発見によって、人類は“神の数式”の完成に向け、大きく前進しようとしている。この番組は、“神の数式”の探求に挑んだ天才たちの、苦悩と創造、ときには狂気さえはらんだ思索のドラマをビジュアル化することを目指す、野心的シリーズである。
第1回は、「なぜモノに重さ」があるのかという、素朴とも言える問いに挑んできた天才たちの物語。ヒッグス粒子の発見は、ノーベル賞を受賞した南部陽一郎博士らの「標準理論」と呼ばれる数式が、全ての物質を書き表す数式であるということを証明するものであった。その本質は、「もともと対称だった世界が、対称でなくなることで重さが生まれる」という奇想天外なものであった。あまりの大胆さ故に一度は葬られた南部博士の理論がどのようにして蘇り、ついには実験で確認されたのか、今年91歳になる南部博士らの証言ドキュメントと最新CGによって、知的興奮に満ちたドラマと斬新な世界観を描いていく。
ディラックシュレーディンガー朝永振一郎らによって解かれた正確な電磁気力の数式が歴史に刻まれることになりました」
http://www.nhk.or.jp/special/detail/2013/0921/index.html
エルヴィン・シュレーディンガー ウィキペディアWikipedia)より
エルヴィーン・ルードルフ・ヨーゼフ・アレクサンダー・シュレーディンガー(Erwin Rudolf Josef Alexander Schrodinger, 1887年8月12日 - 1961年1月4日)は、オーストリア理論物理学者。波動形式の量子力学である「波動力学」を構築した。量子力学の基本方程式であるシュレーディンガー方程式やシュレーディンガーの猫などにより一般にも広く知られている。
1983年から1997年まで発行されていた1000オーストリア・シリング紙幣に肖像が使用されていた。
【略歴】
ウィーン生まれ。1906年ウィーン大学に入学して物理学を学んだ。第一次世界大戦のためにイェーナ大学、シュトゥットガルト大学、ブレスラウ大学の教職を経て、1921年チューリッヒ大学教授に就任。ド・ブロイの物質波の概念を元にして、1926年にシュレーディンガー波動方程式を導出して波動力学を展開。ついで、波動力学ハイゼンベルクらの行列力学と数学的に同等であることを証明して、量子力学の確立に大いに貢献した。また、シュレーディンガー方程式を解くことが、ボーアの量子論の結果を完璧なものにした。
1927年にベルリン大学教授。1933年にノーベル物理学賞を受賞。同年、ナチス・ドイツの台頭とともにドイツを去って、オックスフォード大学教授、1936年からグラーツ大学教授を歴任、最終的にはアイルランドのダブリンへ亡命した。量子力学の確率解釈にはシュレーディンガーの猫などを提出して反対した。戦時中からさらに広い領域に活動を進め、1944年『生命とは何か』によって分子生物学への道を開く。第二次世界大戦後は、1956年に母校であるウィーン大学の教授に就任。1958年には『精神と物質』によって人間の精神世界の解明にとりくんだ。
シュレーディンガーの猫 ウィキペディアWikipedia)より
シュレーディンガーの猫とは、物理学者のエルヴィン・シュレーディンガーが提唱した量子論に関する思考実験の名称である。
【概要】
まず、蓋のある箱を用意して、この中に猫を一匹入れる。箱の中には猫の他に、放射性物質ラジウムを一定量と、ガイガーカウンターを1台、青酸ガスの発生装置を1台入れておく。もし、箱の中にあるラジウムがアルファ粒子を出すと、これをガイガーカウンターが感知して、その先についた青酸ガスの発生装置が作動し、青酸ガスを吸った猫は死ぬ。しかし、ラジウムからアルファ粒子が出なければ、青酸ガスの発生装置は作動せず、猫は生き残る。一定時間経過後、果たして猫は生きているか死んでいるか。
この系において、猫の生死はアルファ粒子が出たかどうかのみにより決定すると仮定する。そして、アルファ粒子は原子核アルファ崩壊にともなって放出される。このとき、例えば箱に入れたラジウムが1時間以内にアルファ崩壊してアルファ粒子が放出される確率は50%だとする。この箱の蓋を閉めてから1時間後に蓋を開けて観測したとき、猫が生きている確率は50%、死んでいる確率も50%である。したがって、この猫は、生きている状態と死んでいる状態が1:1で重なりあっていると解釈しなければならない。
我々は経験上、猫が生きている状態と猫が死んでいる状態という二つの状態を認識することができるが、このような重なりあった状態を認識することはない。
光エネルギー ウィキペディアWikipedia)より
光エネルギー(ight energy)とは、電磁波の一種である光がもつエネルギーを指す。単位はジュール(J)。光エネルギーは光に含まれる光子の数と光子の周波数(波長)によって決まる。
光子のエネルギーはその振動数によって決まり、以下のように表される。
 E = hν = h・c / λ
  h:プランク定数
  E:エネルギー
  ν:振動数
  c:光の速さ
  λ:波長

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『物理学天才列伝 下』 ウィリアム・H・クロッパー/著 水谷淳/翻訳 ブルーバックス 2009年発行
エルヴィン・シュレーディンガーとルイ・ブロイ (一部抜粋しています)
シュレーディンガーの科学研究は驚くほど多岐に及ぶ。初めのころには色覚の理論にも取り組んだ。そしていっときは、統計力学X線回析、一般相対論、統一場理論、比熱の理論、そして最も有名な波動力学と、現代物理学のほぼあらゆる分野に関わっていた。1944年には『生命とは何か』という小本も出版した。――分子生物学への最初の試みの一つとなる(ジェームズ・ワトソンとともにDNAの二重らせんモデルを発見したフランシス。クリックは、おもにこの本のせいで物理学から分子生物学へ転向したのだと言っている)。アインシュタインやボーアと同じくシュレーディンガーも、多様な興味の中に、一貫性を見いだした。『生命とは何か』のはしがきでは、「私が重要だと考えるのは少数の確実な思考法だけなので、さまざまな状況で何度も繰り返しそこに立ち返る」と述べている。
本人も認めているように、シュレーディンガー波動力学の研究は、ド・ブロイの貢献によるだけでなく、アインシュタインの「短いが果てしなく先を見通した」見解や、1世紀近くまえにアイルランド人物理学者兼数学者のウイリアム・ローワン・ハミルトンが考案した二重性力学にも基づいていた。物理世界は波動でも粒子でもある存在からできているのではないかという疑念が生まれるはるか以前に、ハミルトンは光線と粒子の運動を統一する理論を組み立てていた。ハミルトンの動力学からは、どんな粒子も波動系を伴っているはずだという結論が論理的に導かれる。しかし1830年代には、粒子が波動としての姿を示すような証拠は一つもなかったので、ハミルトンもこの結論には言及しなかった――考えさえもしなかっただろう。それでもハミルトンの二重性力学は形式的や数学的に美しく、ド・ブロイやアインシュタインの研究によって、二重性の概念が復活するまで、90年間にわたって生き長らえていた。シュレーディンガーは自然とハミルトンの理論に頼り、それを完全な波動力学へと拡張したのだった。
ハミルトンの理論を裏付ける事実の一つが、光線光学と物質粒子の力学が似ていることだった。しかしシュレーディンガーも指摘したように、光は単なる光線の束ではなく、少なくとも光に関してはこの類似性は近似的にしか成り立たない。光線は波動に似た微細構造を持っていて、それが回折や干渉のような減少を引き起こす。光線光学はこれらの効果について何も説明しておらず、より一般的で正確な光学理論の便利な近似でしかない。「波動光学」とでも呼べるその完全な理論によって、波動の構造が詳細に描き出され、回折や干渉が説明され、光線は波面と垂直に描かれる架空の存在であることが明らかとなる。
シュレーディンガーは、類似性を何よりの根拠として、この力学と光学の対応関係はどんなレベルでも成り立つはずだと結論した。つまり、光線光学が波動光学の近似だとしたら、ハミルトンの体型において光線光学に対応する通常の力学は、もっと基本的な力学、新たな波動力学の近似だということになる。
 通常の力学vs.波動力学=光線光学vs.波動光学
波動光学によつて光の持つ波としての構造が明らかになるとしたら、この新たな力学は、電子のような物質粒子の持つ波動としての構造を教えてくれるのだろう。そう考えたのだった。
シュレーディンガーはこのもっともな主張から出発し、ハミルトンの理論、光学の基本微分方程式プランクによるエネルギーと振動数の関係式E=hν、ド・ブロイによる運動量と波長の関係式 p = h / λ という4つの変数を混ぜ合わせて、理論の数学的側面をを導いた。そして試行錯誤に末、今では物理や化学の学生に「シュレーディンガーの方程式」として知られている微分方程式へたどり着く。この式はすぐに、原子や分子に関する驚くほどさまざまな問題を見事解決した。アインシュタインの特殊相対論による要求を満たす方法は見つかられなかったが、それは原子や分子の理論としてはさほど深刻ではなく、その点を除いては完全な数学的量子論を、シュレーディンガーはわずか6ヵ月で完成させた。科学史家のマックス・ジャマーは次のように言っている。「シュレーディンガーの1926年の論文は科学の歴史において間違いなく最も大きな影響を及ぼした成果の一つだった。……非相対的量子論のその後の進歩は、少なからずシュレーディンガーの研究の精密化と応用でしかなかった」

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