Essay■　6_105　不確定の破れ 2：乱れ
Letter■　改変・大荒れ
Words ■　北海道はもう完全に冬模様

（2012.11.29）
　 一見確固たる対象があったとしても、ごく微小な世界でみると、そこにさまざまな不確かさが紛れ込んでいます。観測による不確かさ、対象自身がもっている「乱れ」も不確かさを生みます。不確かさを正確に観測するということは、いろいろな困難、問題があるようです。

Essay■　6_105　不確定の破れ 2：乱れ

　ハイゼンベルクは、素粒子のような小さな物質では、位置と運動量を同時に観測しようとすると、ある一定量以下に誤差が下がらないことを示しました。どちらか一方を正確に測ろうとしたら、他方が不確かになっていくというものです。さらに観測は、実験系に影響を与えるという深刻な問題も提起しました。この観測者の影響は重要な概念であったので、大きな反響がありました。
　 しかし、ハイゼンベルクの「不確定性原理」には、いくつかの課題もありました。
　 ひとつは、量子力学では、素粒子の位置も運動量も「もともと決まっていない」という、ボーアたちの解釈（コペンハーゲン解釈とよばれるもの）があります。そもそも同時に正確に測ることなど、できないことだというのです。この解釈には、アインシュタインは強く反発をして、「もともと決まってるのだが、人間にはわからないだけだ」と考え、「隠れた変数理論」と呼ばれています。のちに「神はサイコロを振らない」（1926年12月にアインシュタインからマックス・ボルンに送られた手紙）とい有名な言葉となる批判をしました。
　 解釈論争だけでなく、実際には、ハイゼンベルクの「不確定性原理」は仮説であり、厳密な証明がされないまま使われてきたという経緯もありました。さらにハイゼンベルクの不等式には間違いがあることは、以前から知られていました。実際には、測定装置による測定誤差と、観測によるエネルギー添加での生じる素粒子本体の誤差があるはずなのに、それが区別されないで表現されている点です。これは、ボーアらがすでに指摘していました。概念やその指摘している内容の重要性のみが、独り歩きしてきました。
　 2003年、小澤正直（名古屋大学）さんによって、ハイゼンベルクの式の不備が理論的に改善され新たな不確定性原理である「小澤の不等式」が提唱されました。この不等式には、位置と運動量の誤差のほかに、測定前の位置と運動量における量子の「乱れ」が導入されています。不確実性には、測定するときに生じる誤差以外にも、素粒子のような小さいの物質がもっている量子的な状態がもっている不確さ、つまり「乱れ」（量子的乱れ）があります。その両者は区別して取り扱うべきであるというのです。
　 小澤の不等式では、一方を精度よく測定しても（誤差が0に近づく）、他方が限りなく大きくなることはなく、一定の範囲に留まるというのです。小澤さんとの長谷川祐司（ウィーン工科大学）さんたちのグループが、精密な中性子観測実験で、これを実証したという報告をしました。それが、今回のテーマとしたものでした。

Letter■　改変・大荒れ　

・改変・
学問は基礎的な部分になればなるほど、
改変は大きな衝撃をもって多くの科学者に届き、
多くの人の目に触れ、
チェックを受けることになるはずです。
ハイゼンベルクの「不確定性原理」の出現の時もそうでした。
ボーアやアインシュタインなど
当時の錚々たる科学者が
その内容を検討し、反論し、問題を指摘しました。
基礎的、根本的な理論になるほど
それが改変されることは稀で
「改変」のほうが間違いであることも多くなります。
「光より速いニュートリノ」もそうでした。
今回は少々違っています。
まず、従来から不備があったにものかかわず、
それを修正することなく
有耶無耶にして生き残ってきた理論だったことがあります。
さらに改変の手続は、まずは理論ありきでした。
つぎに実験による検証がなされました。
手順としてはもっとも堅実な歩みをしてきています。
その真偽の検証には時間がかかるはずです。
たとえ、現状で正しそうに見えても
やがて間違いが見つかるかもしれません。
この研究も、先の研究を破れを塗り替えるという
同じ道を歩んでいるからです。

・大荒れ・
北海道は、週の初めから、大荒れの天気が続いています。
私たちの街は、雪が毎日降っているだけで、
多少の交通障害はありましたが、
雪による大きなトラブルはありませんでした。
室蘭や新冠など噴火湾沿いでは、
停電や交通に大きな乱れがあったようです。
まるで真冬のような吹雪模様でした。
根雪にはまだ早いのですが真っ白な日が続ています。