5.量子論〈Quantum theory〉について


　ファインマン氏の言葉が、『ビッグクエスチョンズ　物理』の中で、次のように引用されている。

　『「第一の原則として、自分を欺いてはいけない。そして、自分を欺くのは他の誰を欺くよりも簡単である」という名言を残し、著書『物理法側はいかにして発見されたか』の中では、「量子論を理解できている人など一人もいない」と書いている。
　「量子力学について、なぜそのようなことがありうるのかと考え続けることは避けた方がいい。そんなことをすれば、まだ誰も抜け出したことのない袋小路に迷い込んでしまう。なぜそんなことがあり得るのかは、誰にもわからないのだ」』
　（p18　『ビッグクエスチョンズ　物理』　マイケル・ブルックス著）　（下線は筆者による）

　『エレガントな宇宙』の中では、 「相対性理論を理解している人は12しかいないと新聞が伝えた時代があった。　〜しかし、人々が論文を読むと、多くの人が相対性理論を理解した。〜　一方、本当に量子力学を理解している人はいないといって差し支えないと思う」というファンイマンの言葉を挙げ、この言葉について、次のように解説されている。

　「ファインマンが言わんとしていることはこういうことだ。つまり、特殊相対性理論と一般相対性理論にしたがえば、これまでの世界の見方を根本的に変更することが必要になるのは確かだ。　しかし、理論の根底にある基本原理を完全に受け入れてしまえば、空間と時間にあたえられた新しいなじみのない含意は、注意深い論理的推論によって理論からじかに導きだされる、ということだ。　〜　だが、量子力学となると話がちがってくる。1928年頃までに量子力学の公式と法則の多くが揃い、それ以来、科学史上最も精密で成功した数値予測の数々は、量子力学を用いたもので占められている。しかし実を言えば、量子力学を用いる人は、理論の創始者が定めた法則と公式がなぜうまくいくのか、また本当は何を意味しているのかを完全に理解しないまま、そうした法則と公式──簡単に実行できる計算手順──にしたがっているのだ。相対性理論とちがい、量子力学を「心の底」でつかんでいる人は、いるとしても少ない」
　（『エレガントな宇宙』p129-130より　ブライアン・グリーン　青木薫訳）　（下線は筆者による）

　また、『エレガントな宇宙』の中には、次のような言葉もある。　「M理論の完全な定式化は伝統的な型を破り一人前の量子力学として誕生しなければならない。現在、そのすべを誰も知らない。」（『エレガントな宇宙』p506より　ブライアン・グリーン　青木薫訳）　（下線は筆者による）


　「量子論を理解できている人など一人もいない」「本当に量子力学を理解している人はいないといって差し支えないと思う」「量子力学を用いる人は、理論の創始者が定めた法則と公式がなぜうまくいくのか、また本当は何を意味しているのかを完全に理解しないまま、そうした法則と公式──簡単に実行できる計算手順──にしたがっているのだ。」…という状況は、やはり、尋常ではないし、健全でもないと思われる。
　そして、アインシュタインによって、「完成された量子論」が、求められていた（考察2）一方で──　 M理論の慣性を目指す、現代の理論物理学者の方々によっても、「一人前の量子力学」が求められていることがうかがえる。

　こういった現状を持つ量子論（量子力学、場の量子論）という分野において、一般3Steps理論、および“素スピノールからの創発モデル”は、何らかの貢献できるであろうか？
　おおいに、貢献できるのである。

　なぜなら、一般3Steps理論、および“素スピノールからの創発モデル”は──　“素スピノール”という単位（“唯一の量子”）をもとにして、すべてを説明しようとするものだからである。（ そういう意味で、（究極の）量子論を、その根底に内在させているモデルであると言える。）

　そして、この“素スピノールからの創発モデル”のアブローチによって──
　「なぜ、量子ゆらぎがあるのか？　なぜ、“とびとびの値”を示すのか？　　なぜ、不確定性原理が成り立つのか？　なぜ、粒子と波の二重性が観察されるのか？　なぜ、確率としてしか計算できなかったのか？　…」といった、これまで全く困難だと思われた基礎的な問題に、切り込むことができるからである。


　例えば、これまで、確率としてしか理解できなかった量子論の世界（【素粒子の挙動レベル】）は、どんなに奇妙に見えていたとしても──
　実際は、【時空の基本構造の生成単位レベル】【時空の基本構造レベル】【時空の基本構造の社会レベル】といったように自己組織化が積み重なって“創発してきている”と説明できる。
　つまり、一般3Steps理論および“素スピノールからの創発モデル”をもとにして、量子論の世界（様々な観察結果、その奇妙に見える現象…）を見直せば、明解にすっきりと説明できるので、理論上は、“確率”が不要になると考えられるのである。

　※『科学的思索における直観と抽象』（湯川秀樹著作集2　p151）の中には、次のような文章がある。
　「ところが、量子力学において抽象的な数学の記号で記述されるところを、直観的に忠実に表現するような物質と光の新しい描像を作り上げることは、極度に困難であることが分かってきました。　英国のすぐれた天文学者であり物理学者であったエディントンが一時、波動と粒子の二重性をもった対象に“WAVICLE”という新語を使いましたが、これは大して役に立ちませんでした。　この粒子とか波動とかいった直観的概念が無力なため、物理学者は、確率の概念に頼ることになりました。　確率と言うのは、物理学者にとって、何も真新しい概念ではありませんが、これまでは、問題にしている事物が極端に複雑で、それについての知識が不完全である、と考えられた時にだけ導入されてきたものです。」（下線は筆者による）

　つまり、（具体的な幾何学的実体像を追究するところの）直観的概念が有力で、シンプルな要素からの創発として、量子論の完全な知識を探究しようとする“素スピノールからの創発モデル”をもって取り組めば──　 確率に頼らなくて済むことも十分考えられるのである。


　別な言い方すれば──
　二重スリットの実験での量子の奇妙に見える振る舞いを含む、量子論の世界（量子力学、場の量子論、不確定性原理が説明すること《量子ゆらぎ》、波と粒子の二重性…）は、【素粒子の挙動レベル】のものであり、それらを、より下位レベルのものからの創発現象として把握できれば──　 “確率”に頼らずに、“因果律にしたがう現象”として、明解に理解できるということである。

　つまり、“素スピノールからの創発モデル”によれば──　　 量子論の複雑で奇妙な世界（量子力学、場の量子論、不確定性原理が説明すること《量子的ゆらぎ》、波と粒子の二重性…）も、すべて、より単純な存在から自己組織化して生まれた創発現象にすぎないということである。

　このページでは、次のような項目に整理して考察していく。

《電子の量子論的な振る舞い》

　“素スピノールからの創発モデル”によれば、考察4でも述べたように、電子の波としての振る舞いは、“電子ヒッグス場”と電子の相互作用として理解できる。　これが、電子の量子ゆらぎの実体であると考えられる。　（それは、電子のカイラル対称性の破れによる質量獲得のプロセスでもある）

　電子場の実体は──　 電子と陽電子の2組のペア（右巻きどうし、左巻きどうし）からできた“4面体”と電子の相互作用の総和であり、これが電子のふるまいを決める主要な要素であると考えられる。
　（この“4面体”が、びっしりつまったものが電子場由来のヒッグス場──“電子ヒッグス場”である）

　電子のふるまいを、考察4のときより、やや詳しく説明すると次のようになる。

左巻き電子＋右巻き陽電子＆右巻き電子の凝縮のペア	→	左巻き電子＆右巻き陽電子の対消滅＋右巻き電子の放出 ＆ 右巻き電子＋左巻き陽電子＆左巻き電子の凝縮のペア ※左巻き電＆右巻き陽電子が対消滅すると同時に “右巻き電子”が自由になる。
↑		↓
2つの対消滅のペア（四極子）は、エネルギーを 放出しながら“4面体”に変形する。 このエネルギーを受け取りながら、新たに自由になった“左巻き電子”が、 電子ヒッグス場の基本構造から放出される。 （→別の新たな電子ヒッグス場の基本構造まで移動する。） ※このエネルギーが重力子の放出能力（＝質量）に 結びつくと考えられることは前にも述べた。	←	右巻き電子＆左巻き陽電子の対消滅＋左巻き電子の放出 　 　“自由になった右巻き電子”が、すぐに、近くの 　左巻き陽電子との結びつきを強め（対消滅し） 　四極子ができると同時に、新たな“左巻き電子”が 　自由になる。

　※この“4面体”がびっしりつまった“電子ヒッグス場”の中で──　　『電子＋“4面体”→“4角形”＋新たな電子→“4面体”＋新たな電子の放出』→『電子＋“4面体”→“4角形”＋新たな電子→“4面体”＋新たな電子の放出』→『電子＋“4面体”→“4角形”＋新たな電子→“4面体”＋新たな電子の放出』　…　と電子が移動していく様子が、波であるように解釈できる。　つまり、これが、“電子の物質波”の実体であると考えられる。
　（電子ヒッグス場の基本構造の“4面体”を、“バネ”として、電子は、電子場を移動し続けることになる）

　こういった電子場での電子の振る舞い──　　これこそが、電子の量子ゆらぎ、電子の波としての性質（波動性）の実体であると考えられる。


　当然、電子には、電磁気力や弱い力が働くので──　 電子場以外にも、電磁場（原始ヒッグス場──光子（or仮想光子））、ウィークボソン場（ウィークボソン）も、“電子の振る舞い”に影響しうる。
　（つまり、他の【素粒子の挙動レベル】が、電子の【素粒子の挙動レベル】に影響するということである。　そして、電磁場（＝原始ヒッグス場）＆ウィークボソン場と、電子＆電子場の相互作用が──　 電子に関した【3つの力レベル】に相当することになる）

　※一方で、電子は、原始ヒッグス場の“4面体”と、直接に相互作用し、その“4面体”を変形させ、重力子を放出する。　その電子の「重力子の放出能力」（質量）は、電子場の“4角形”（四極子）のエネルギーから供給される。　その電子の「重力子の放出能力」（質量）は、トータルで見て一定であるので──　 電子場の“4角形”（四極子）を作る際に、電子の質量エネルギーが使われると考えられる。　そして、トータルでエネルギーが保存され続けると考えられる。　　詳しい検討は、今後の課題である。


　ある1つの電子のふるまいは、それ自身の【素粒子の挙動レベル】（＝【時空の基本構造の社会レベル】の総和）、他の【素粒子の挙動レベル】（＝他の【時空の基本構造の社会レベル】の総和）を含む、非常に多くの要素が関係して生じている現象であると言える。

　以上のような“素スピノールからの創発モデル”による説明は──　“確率的にしか解釈できなかった振る舞い”についての説明を一変させると思われる。

　なぜなら、1つの電子は、その通り道で遭遇する、（“時空の基本構造の社会”（素スピノールのネットワーク）を含む）様々な相互作用のすべて──　　つまり、電子場、および、電子場以外の場との相互作用のすべてを、もし100％把握できれば、そのふるまいを100％予測できるかもしれないからである。

　よって次の仮説を立てた。

　仮説4.1　1つの電子がスリットを通り、ある1点が発光するという過程は──　 ランダムな確率によって起きるのではなく、しっかりとした因果関係（理由）があって起きている。

　※正しければ、原理的に1つの電子のふるまいの予測が不可能なのではなく──　 実際は、根底にある現象の“100％の把握（観測）”が困難であるせいで、1つの電子のふるまいの予測が困難であるに過ぎないことになる。　“100％の把握（観測）”が困難である結果、確率に頼るしかない──　という現状になっているだけであり、現象そのものが確率に支配されているわけではないことになる。

　※正しければ、「サイコロは振られていない」ことになる。　アインシュタインは、量子論（量子力学…）が、不完全であると信じていた。　“素スピノールからの創発モデル”は、アインシュタインが信じていたところの、“量子論（量子力学…）の不完全性”を補うと思われる。


　以上が、一般3Steps理論および“素スピノールからの創発モデル”による、1つの電子のふるまいの説明である。




《光子の量子論的な振る舞い》

　それは、1つの光子も同様である。

　 1つの光子は、その光子の通り道で遭遇する、（“時空の基本構造の社会”（素スピノールのネットワーク）を含む）相互作用のすべて──　 電磁場（＝原始ヒッグス場）、および、電磁波以外の場との相互作用のすべてを、もし100％把握できれば、100％予測できると考えられる。

　しかし、実際は、“100％の把握”が困難であるせいで、同時に1つの光子のふるまいの予測も困難になると思われる。
　（その結果、確率に頼るしかない、という状況に至る）

※電磁場の実体は、原始ヒッグス場がびっしりつまったものであると考えられる。
　ふつう、電磁場は、重力子によって、“4面体”←→“4角形”（縮みきったバネ）のように絶えずゆらいでいる。
　しかし、非常に重力子＆“4角形”（縮みきったバネ）の密度が高いときは、ゆらぎが消失すると同時に、原始ヒッグス場の“4面体”が完全に消失すると考えられる。　つまり、ブラックホール内部から外部へ光子がでていけなくなるのは、“原始ヒッグス場の“4面体”の足場”が完全に消失することに伴い、光子がそれ以上進めなくからだと説明できる。　（このことは、前にも述べた。考察3）



※電子や光子以外の様々な量子──グルーオン、クォーク、ニュートリノ、ウィークボソンも同様であると考えられる。
（電子場や電磁場以外の場──　　グルーオン場、ウィークボソン場、電子にニュートリノ場、クォーク場については、
　考察6にて、詳しく説明する）

　これらすべての場について共通することは、やはり、各種の“4面体”（ヒッグス場）が、時に“4角形”に変化することである。
　そして、“4面体”←→“4角形”（四極子）の過程が、“量子的ゆらぎ”の主要な要因であると同時に、量子の波動性の実体の一部であり、量子の質量の獲得の実体の一部に相当すると考えられる。

《スリット実験の解釈の一般化》

　量子の奇妙に見える振る舞いについて、二重スリットの実験で、しばしば説明されている。
　その奇妙に見える振る舞いがきっかけとなって、確率解釈（コペンハーゲン解釈）、多世界解釈…　等々を含む、様々な解釈さえも生まれている。

　しかし、「二重スリットの実験」のような量子の奇妙に見える振る舞いを“素スピノールからの創発モデル”によって理解すると──　 確率解釈、多世界解釈…　が不要となる。

※たとえ実際上、確率の概念に頼り続ける必要性があったとしても（確率の概念に頼るのが便利であっても）──　 自然（nature）が、原理的に“確率に支配されている”というような“確率解釈”は、不要となる。


　スリットの実験について、一般化して、次の仮説を立てた。

　仮説5.2　1つの量子（電子、光子…を含む）がスリットを通り、ある1点が発光するという過程は──　 ランダムな確率によって起きるのではなく、しっかりとした因果関係（理由）があって起きている。

　もし、これらが正しいければ──　　“二重スリットの実験などでの量子のふるまい”と関係するのは、“確率の波”ではなく、厳然とした“因果律を伴う個々の挙動”であることになる。

　量子の1つ1つは、それぞれ「そのルートで、どのような場と遭遇し、どのように相互作用するか」という個性をもっている。

　これらの量子を複数、合わせてみると、多く存在する部分、少ししか存在しない部分の濃淡が現れてくる。　これが、“波”に見える。　この“波”は、因果律を持つ個性の集合を集計した結果──　“統計的な分布”にほかならないと考えられる。

※このことは、 人の持つ様々な特性が、一人一人が持つ個性的な経歴に応じて──　 “様々に違ってくる”ことと似ていると思われる。
　また、それぞれの人生は、確率だけに支配されているわけではなく──　 そこに因果律があることとも似ている。

　当然、（1つの人生が1つの場所にしかないように──） 1つの量子は、あくまで、1つの場所にしか存在しない。
　“素スピノールからの創発モデル”では、1つの量子が、複数の場所に同時に存在すると考える必要がなくなる。




《3Steps理論と確率的解釈の関係の一般化》

　そもそも、“3Steps理論”と確率の関係は、一般に、どのように理解されるべきものなのだろうか？

　ここで、【素粒子の挙動レベル】と、3Steps理論的に相似であるものの一例である【人生レベル】について考察してみる。

　例えば、“ゴールデンウィーク or 夏休みの計画──”
　といった、頭の中で、あれこれ想像するような場面を考えてみる。

　山に行く、海に行く、森に行く、川に行く、動物園に行く、水族館に行く、博物館に行く、映画を見る、家で本を読む、文章を書く…　 様々な可能性が存在し、それぞれを思い浮かべることが可能である。

　それぞれの可能性が実現する確率の合計は、1以下であり──　　その中のどれかが実現したとたん、それ以外の可能性は0になる。

　誕生日プレゼントの中身の計画──
　帰り道の道路の選択──
　食事内容の計画──
　将来の夢──
　…
　どれも同様に解釈できる。

　ある瞬間、瞬間のそれぞれの人生に様々な可能性があり、それぞれの可能性が実現する確率の合計は、いついかなる時も、“1”以下である。　実現したとたん、その可能性の幅は、一点に絞り込まれる。

　一見、人生のふるまいは、確率的な解釈でも十分に説明可能なように見える。

　しかし、実際は、人生は、サイコロふりのようなランダムな“確率”だけによって成り立っていることは決してない。

　実際には──　 【人生レベル】とは、感情、体調、イメージ、連想、言葉活動、思考、意欲、意志、知覚、情報との接し方、知恵、くせ、習慣、個性、性格、人格、アイディア、ひらめき、感性、価値観、社会の見方、周囲の人の言動に対する見方…　を含む【細胞の社会レベル】（および、他の人の【人生レベル】の所産）が関わって、創発されるものである。
　つまり、自他の“【細胞の社会レベル】の総和”が関わることによって生じる、非確率的な、因果関係のある絞り込みの所産が、【人生レベル】なのである。

　つまり、“サイコロ振りで決めよう”“あみだくじで決めよう”“じゃんけんで決めよう”…　というような人生のあり方も含め、人生における選択ひとつひとつに、厳然たる、なんらかの因果関係がひそんでいるはずなのである。

　結論5.1　【人生レベル】の3Stepsは、たとえ確率的にも解釈できたとしても──　 実際は、非確率的な、因果関係を持つ絞り込みによって成り立っている。

　※“サイコロを振りながら人生を決めよう”“確率的に生きよう”という意志を燃やすような人生を含め──
　　もし【細胞の社会レベル】のすべてを100％把握できたとすれば、人生のふるまいを、ある意味100％予測できるであろうと思われる。
　　しかし、実際は、その“100％の把握”が困難であるせいで──　 人生のふるまいの予測は困難になる。



　かえり見て、電子や光子を含む【素粒子の挙動レベル】はどうか。

　ある瞬間、瞬間のそれぞれの電子や光子に様々な可能性があり、それぞれの可能性が実現する確率の合計は、いついかなる時も、“1”以下である。　実際に観察されたとたん、その可能性の幅は、一点に絞り込まれる。

　一見、ランダムなサイコロふり──確率によって、支配されているように見える。

　しかし、実際は──　　【素粒子の挙動レベル】とは、電子や光子などが、通り道において遭遇する“【時空の基本構造の社会レベル】の総和”（それぞれの場、他の素粒子の存在に伴う場… ）が、関わるものである。　つまり、自他の“【時空の基本構造の社会レベル】の総和”が関わることによって生じる非確率的な、因果関係のある絞り込みの所産が、【素粒子の挙動レベル】なのである。

　つまり、素粒子のふるまいのひとつひとつに、厳然たる、なんらかの因果関係がひそんでいるはずなのである。
　それは、個々の素粒子は、“様々な場の作用を受けながら、特定のルートをたどる”という意味での“個性”を持つという理解に基づいた説明である。

　したがって、次の結論を得る。

　結論5.2　【素粒子の挙動レベル】の3Stepsは、たとえ確率的に解釈できても──　 実際は、非確率的な、因果関係を持つ絞り込みによって成り立っている。


　【人生レベル】を確率的に説明できるということは──　 決して、人生の実体が100％ランダムなサイコロ振りであることを意味しない。
　同様に、【素粒子の挙動レベル】（量子論）を確率的に説明できるということは──　 量子論の世界の実体が、100％ランダムなサイコロ振りであることを意味しない。

　ある1つの人生が奇妙なふるまいをするように見えるのは──　 実在する、自他の“細胞の社会の働き”から受ける影響の総和を見ていないからである。
　同様に、ある素粒子が奇妙なふるまいをするように見えるのは──　 実在する、自他の“時空の基本構造の社会（素スピノールのネットワーク）の働き”から受ける影響の総和を見ていないからである。

　もし、非確率的な、因果関係を持つ絞り込みを生み出す「“時空の基本構造の社会（素スピノールのネットワーク）”の働きの総和」を100％を知ることができれば、“1つ1つの素粒子（光子や電子…）がスリットを通って、ある場所にたどり着くこと”を含め、素粒子のふるまいについて多くことが説明可能になるはずである。

　そして、もし、あらゆる素スピノールの挙動、あらゆる光子、あらゆる重力子の挙動、あらゆる「“4角形”（四極子or“縮みきったバネ”）←→“4面体”」のゆらぎ…　を見る目があれば──　　様々な現象を、確率の所産としてではなく、因果律の結果として理解できるはずなのである。


※このことは、“C₆₀の分子さえも干渉縞を作る”ことの説明にも応用できると思われる。
　　（参考 『量子コンピュータ』　竹内繁樹　　講談社ブルーバックス）


　一般3Steps理論についての仮説を、さらに次のように一般化してみる。

　仮説5.3　一般3Steps理論は、どのレベルも、確率的に解釈しようと思えばできるが──　 実際には、どのレベルも“非確率的な、因果関係を持つ絞り込み”によって成り立っている。


※正しければ、一般3Steps理論は、実際は、厳然たる因果関係を示しているのであり──　 決して、その実体は、ランダムなサイコロ振りではないことになる。

　なお、当然、観測上の制限によって、“確率に頼らざるをえない”という状況が生じることはありうる。

　しかし、“太陽が地球の周りをまわっているのだ”という解釈が可能であったとしても、自然（nature）が実際にそうではなかったことから分かるように──　 “確率で解釈可能”であることは、決して、自然（nature）が、実際にそうであること保証していない。
　量子論の世界を──　 確率解釈できる。多世界解釈できる。…。　しかし、それらが実体（自然（nature））と一致するかしないかは、別の問題なのである。




《不確定性原理の式が説明すること（量子ゆらぎ）の実体》


　“素スピノールからの創発モデル”では、量子ゆらぎの実体は、“4面体”←→“4角形”（縮みきったバネ or 四極子）あるいは、“4面体”←→変形した“4面体”（部分的に縮んだバネ）といった相互作用であると考える。

　一方、これまで一般的に、量子ゆらぎは、不確定性原理によって説明されてきている。
　（古典的な）不確定性原理の式は、おおよそ、　ΔX　×　ΔP　 ≧ 　h
　（古典的な）不確定性原理は、おおよそ、　ΔE　×　Δt　≧ 　h
　で示される。

　不確定性原理と、“素スピノールからの創発モデル”による量子ゆらぎの説明との間には、どのような関係があるのだろうか？

　まず、例として、1つの原始ヒッグス場の基本構造（“4面体”）の中で、1つの素スピノールがひっくり返る（転回する）系に注目してみる。
　これは、光子の伝達に伴う原始ヒッグス場の“4面体”の足場（バネ）の単振動についての系であると言える。

　上の図は、1つの素スピノールが180度転回すると、“4面体”が変形し（“4面体”のバネが一部縮み）エネルギーが蓄えられる。　再び、同じ素スピノールが180度転回すると、エネルギーが放出され、“4面体”に戻ることを示している。
　（言い換えれば、1つの素スピノールが360度転回する際のエネルギーの変化は、“4面体”←→変形した“4面体”（部分的に縮まったバネ）の単振動のエネルギーの変化であると見なせる──　ということである）
　そして、光子とは、このエネルギーが、次々と、原始ヒッグス場の“4面体”の上を光速で伝わっていくものとして、創発されたものであることが読み取れる。

　一方、光子1つのエネルギーは、E＝hνである。（光量子仮説の式）
　ν＝1/Tであるので、　E＝hν＝h/T　となる。　つまり、E×T＝hとなる。　
　この式は、この1つの素スピノールが360度転回する間に生じるエネルギー振幅Eと、1つの素スピノールが360度転回する周期Tの積が、プランク定数hに等しいことを意味していると解釈できる。
　（周期がT＝1秒なら、“4面体”に蓄えられるエネルギー振幅Eは、hになる。　周期がT＝3秒なら、“4面体”に蓄えられるエネルギー振幅Eは、h/3になる。　周期がT＝0.1秒なら、“4面体”に蓄えられるエネルギー振幅Eは、10hになる。…）
　光の振動数が大きければ、大きいほど、光子のエネルギーが大きくなることの実体的な意味は──　 光子を構成する素スピノールの転回周期が短いほど、“4面体”のバネに蓄えられるエネルギー（＝単振動のエネルギー振幅）が大きくなるということになる。
　これは、E＝hνから導ける光子の性質──　「振動数が大きければ大きいほど、光子のエネルギーが大きくなる」という性質と合致する。

　以上は、1つの光子について成り立つ「E×T＝h」の関係は、原始ヒッグス場の基本構造の“4面体”の性質として、創発されたものであり──　 この式は、転回周期Tとエネルギー振幅Eの関係が、確定していることを示していると思われる。

　※逆に、この性質のおかげで、光子について、E＝hν　の式が成り立つと言えると思われる。


　重力子についてはどうか？
　“4角形”（縮みきったバネ）のエネルギーがプランクエネルギーEpであり、次の式で求められると考えられることは、前に述べた。　（考察2）
　　Ep＝（1/2π）×2×h×（c/2Lp）
　　　＝（h/2π）×（c/Lp）＝（h/π）×（1/2Tp）＝（h/π）×（1/T）

　よって、　「Ep×T＝h/π」（＝Ep×2Tp＝h/π）となる。
　これは、重力子を構成する素スピノールが、周期T（＝2Tp）をかけて転回する際（＝“4面体”を、完全な“4角形”（縮みきったバネ）にする際）、そのときの単振動のエネルギー振幅がEpであることと合致している。

　これは、1つの重力子について成り立つ「Ep×T＝h/π」の関係は、原始ヒッグス場の基本構造の“4面体”の性質として、創発されたものであり──　 この式は重力子の転回周期2Tpとエネルギー振幅Epの関係が、確定していることを示していると思われる。

　一方、光子の運動量pは、p＝h/λ　である。
　つまり、「p×λ＝h」は、“素スピノールからの創発モデル”に基づいて解釈すると──
　「光子（＝ある2つの素スピノール）がある運動量pをもっている場合、そのときの波長λ（どれだけ離れた素スピノールどうしが“もつれ”て転回するか）が、確定している」ことを意味していると考えられる。
　やはりこれも、1つの光子について成り立つ「p×λ＝h」の関係は、原始ヒッグス場の基本構造の“4面体”の性質として、創発されたものであり──　 この式は、運動量pと波長λの関係が、確定していることを示していると思われる。


　※重力子の運動量pと波長の関係は、「p×λ＝h/π」（＝「p×2Lp＝h/π」）となると考えられる。（詳細は今後の課題である）　するとやはり、これも、1つの重力子について成り立つ「p×λ＝h/π」（＝「p×2Lp＝h/π」）の関係は、原始ヒッグス場の基本構造の“4面体”の性質として、創発されたものであり──　 この式は、運動量pと波長λ（＝2Lp）の関係が、確定していることを示していると思われる。



　素スピノール1つ1つの360度の転回を単振動と見なせるのみならず──　 原始ヒッグス場の「“4面体”←→変形した“4面体”（or“4角形”（縮みきったバネ） ）」の1つ1つも、1つの単振動と見なせる。　そして、「素スピノール＆“4面体”」の単振動の振幅が確定している式が存在することになる。
　※この単振動する「素スピノール＆“4面体”」が、“調和振動子”の実体の1例である言えると考えられる。
　（量子力学5　p56に、「単振動を行なう系を調和振動子（harmonic oscillator）と呼び、位置エネルギーを調和振動ポテンシャルという。」とある。
　　なお、「単振動＝線形振動＝調和振動」である）



　一方、この単振動の振幅が確定していることを示す式は、不確定性原理の式と似ている。
　　（古典的な）不確定性原理は、ΔX　×　ΔP　≧　h
　　（古典的な）不確定性原理は、ΔE　×　Δt　≧ 　h
　以上のことは、不確定性原理の式が説明する量子ゆらぎの実体の一例は──　“原始ヒッグス場の単振動の振幅である”と考えてよいことを強く示唆していると思われた。

　また、ハイゼンベルグによる不確定性原理の式を導く過程の思考実験を見ると──　 　「Δx ≧　λsinν　、Δp　≒　h/λsinν」 （λは光子の波長であり、pとは光子の運動量である（p＝h/λ））から、両者を掛け合わせて導いており（参考　『観測について』　湯川秀樹著作集3）──　　この導出は、広がりを持った“光子”の性質（＝素スピノール2つから構成される光子の性質）に、強く依存していることが読み取れる。　　つまり、「ハイゼンベルグの不確定性原理の式」は、光子が持つ“単振動の振幅”が確定しているという土台の上で、導かれていることがうかがえる。

　一般化して、次の仮説を立てた。

　仮説5.4　不確定性原理の式は、「各種のスピノールや“4面体”」の単振動の“振幅”が確定しているという土台の上で、2次的に導かれているものである。

　※正しければ、不確定性原理で“誤差”と解釈されているものの起源は、確定的に実在する“単振動の振幅”に過ぎないと言うことになる。

　※素スピノールや原始ヒッグス場の単振動によるゆらぎに限らず、電子という名のスピノールや電子ヒッグス場の単振動によるゆらぎについても、同様なことが言えることになる。

　つまり、様々なヒッグス場の“4面体”の中で──　　“4面体”が変形しては、もとに戻ると言う単振動が、あちこちで生じている。　そして、その“単振動の振幅”──　 「エネルギーと周期」「運動量と波長」は、実際は、それぞれ互いに確定し合っている。
　しかし、それらを人間が、各種の素粒子を用いて観測しようとすると、誤差がでてしまう──　 といった現状を、不確定性原理は、説明しているに過ぎないことになる。

※“不確定性原理”というネーミングには、観測の困難さ（さけられない測定誤差）、理解の難しさ（完全把握の難しさ、イメージ化の難しさ）、予測の難しさ（確率に頼らざるを得ないこと）、不確定だ…　といったネガティブさが全面に押し出されているように思われる。　そこには、“限界につきあたった感”（あきらめ感）が漂っている。
　しかし、ここには、ある種の“人間中心的な見方”が、ひそんでいるように思われる。（≒不確定性原理は、単に“人間の都合”を示した原理であるように思われる。）
　なぜなら、「人間による“各種の素粒子を用いた観測”の結果がどうであるか」にしばられてしまっているからである。
　本来は、「人間が（何かの素粒子を用いて）観測しようがしまいが関係なく、実在しているはずの自然（nature）が、どうなっているか？」を合理的に探究することの方がより重要なのではないだろうか？
　『ミクロの世界は、「人間による（何かの素粒子を用いた）観測」によって、自然（nature）を探究するよりも、「人間による、合理的な思考」によって、自然（nature）を探究する方が、より真実に近づけるよ』 ということを“不確定性原理”が示してくれているのであって──　 決して“自然（nature）そのものが、不確定な存在である”ということを示しているのではないのではないだろうか？


　つまり、（非確率的で因果関係を持つ）「単振動振幅確定原理」にしたがって、自然（nature）が実在しているのであって──
　その自然（nature）を人間が観測しようとする際には、“不確定性原理”にしたがって誤差が生じざるをえなくなる──　　ということなのではないだろうか？

　ところが、得体の知れない“不確定性原理”にもとづき、自然（nature）は、“確率やランダムネス”にしたがうのだ──　と考えてしまった。

　しかし、決して、自然（nature）自体が、“不確定性原理”（“確率やランダムネス”）にしたがっているわけではないのだ。

　もし、ミクロの世界の自然（nature）が、本当に、“不確定性原理”（“確率やランダムネス”）に従って、“振幅確定原理”が存在しなかったとしたらどうなるか？
　例えば、光の波長（振動数）が変化しまくってしまうだろう。　光速が一定ということもなくなってしまうであろう。　重力子の波長（振動数）が変化しまくってしまうだろう。　電子やクォークの質量も、変動しまくるだろう。　…　　“不確定性原理”──「確率やランダムネスによって自然が支配されている」と言う考えは、明らかに、実態とかけ離れていることになるのである。


　※そもそも、例えば、光子は、2つの素スピノールから構成されおり、広がりを持っている。　したがって──　 光子の位置を、例えばΔX＝0の測定精度で（“光子は広がりのない点である”ということを前提として）、観測しようとすることに、そもそも無理がある（意味がない）と考えられる。
　もし、光子をきちんと、“2つの素スピノールの位置”として、全体的に把握できれば──　 運動量も、同時に（理論的に計算できるのみならず）正確に把握できる、ということになるかもしれない。（同様に──　 もし転回周期Tの時間をかければ、エネルギー振幅も、同時に、正確に把握できる、ということになるかもしれない）
　つまり、“広がりのある幾何学的な実体像”を前提として──　 把握しようとすれば、“不確定性”はどこにも生じないのではないか？
　少なくとも、（観測技術的に難しいとしても）、位置と運動量、時間とエネルギーを両方を同時に決めることは“原理的に不可能だ”ということにはならないと思われる。　なぜなら、“振幅確定原理”によって、理論的に同時に両者を計算できるからである。　　詳細な検討は、今後の課題である。



　“素スピノールからの創発モデル”による“単振動振幅確定原理”が示す自然（nature）の実体は、各種のスピノール＆ヒッグス場の“単振動の振幅”であると解釈される。
　“素スピノールからの創発モデル”によれば、その“各種のスピノール＆その自己組織化の所産（“4面体”）”の単振動を念頭に置くことによって──　 たとえ観測は無理でも、誤差のない思考実験はできること、理論上すべてを把握できること、確率に頼らなくていいこと… 　を示唆していると思われる。
　そこに、“限界につきあたった感”（あきらめ感）はない。
　（もしかしたら、単振動の中の、ある瞬間にどんな値をとるかさえも、理論上計算できるようになるのかもしれない。　詳細は、今後の課題である）


　※不等号で結ばれた不確定性原理の式は──　等号で結びかえることによって“単振動振幅確定原理”の式と呼べるもポジティブなものに変えることができることになると思われる。
　量子ゆらぎの実体は、単振動（by調和振動子）であり──
　各種ヒッグス場の“4面体”のエネルギーや、各種のスピノールの転回周期、運動量や波長… といった“単振動の振幅”を確定してくれる式──　“単振動振幅確定原理の式”と呼べるポジティブな式によって記述できると考えられる。


　※例えば、電荷からの距離rが大きくなればなるほど、仮想光子を構成する素スピノールの転回周期Tも大きくなると考えられる。　なぜなら、光速cは、一定だからである。
　　転回周期Tは、　T＝r/c　…〈1〉　で計算できる。
　 一方、転回周期Tが大きくなる（転回がゆっくりになる）と同時に、仮想光子による180度の転回に伴うエネルギー振幅ΔEは、逆に小さくなると考えられる。
　（プランクの式より、光子のエネルギーE＝hν＝h/T　…〈2〉が成り立つからである。　（それは、不確定性原理の式とも調和する））
　よって、〈1〉と〈2〉を使うと、ΔE＝E＝h/T＝hc/r　となる。
　このことは、仮想光子は、決して、ランダムなエネルギーを持つものではなく、距離に応じて確定したエネルギーを持つことを意味している。
　つまり、遠ざかれば遠ざかるほど、E＝hc/r　に従って、仮想光子が生じるエネルギーが小さくなる。
　この考えと、電荷は、大きさ（広がり）を持つこと（→考察6）を取り入れて計算すれば、“電荷＆電磁気力”の場の量子論（量子電磁力学（QED））において、無限大が生じなくなり（発散がなくなり）、“くり込み”が不要になると考えられる。　（詳細は、今後の課題である。）

　このことは、不確定性原理の式を、（点ではなく）大きさ（広がり）を持つ各種のスピノール＆ヒッグス場の“単振動振幅確定原理”の式として活用できれば──　 量子電磁力学（QED）以外の理論、量子色力学（QCD）、量子重力理論…を含め、あらゆる発散がなくなり、“繰り込み”が不要になることを示している、と言えるのかもしれないと思われた。　よって次の仮説を立てた。

　仮説5.5　　“不確定性原理の式”を、（点ではなく）大きさ（広がり）を持つ各種のスピノール＆ヒッグス場の“単振動振幅確定原理の式”として解釈し、活用することによって──　 無限大がなくなり（発散がなくなり）、あらゆる“繰り込み”が不要になる。

　この仮説の検証も、今後の課題である。



　※電子、クォーク、ニュートリノといった素粒子は、空間的な、大きさ（広がり）を持つと考えられる。（→考察6）
　　また、 1つの素スピノールさえも、空間的な、大きさ（広がり）を持つと考えられる。（→考察7）

　※湯川秀樹先生の中間子の理論（「電子の約200倍の質量を持つ中間子を予言」）も──　　この“単振動振幅確定原理”によって導かれたと解釈することが出来る。

　※以上の考察により、これまで不確定性原理だけで説明されてきた“量子ゆらぎ”を、“素スピノールからの創発モデル”で説明したことになると思われる。

　※ある固体の中で、整然とならんだ原子or分子の振動エネルギーも、hνの整数倍となるとのことである。
　　このことは、この振動が、原始ヒッグス場の“単振動振幅確定原理”の式によって説明できることを示していると思われる。　詳細は今後の課題である。

　※“単振動”ということで、考察を進めたが──　 そもそも単振動以外のタイプの振動の可能性はあるだろうか？　 今後の課題である。

　※量子ゆらぎ、物質波の実体であると考えられる「“4面体”←→“4角形”（四極子）」の単振動は、シュレーディンガーの波動方程式が表す波動の実体でもある──　 ということでいいのだろうか？　　シュレーディンガーの波動方程式が表す波動の「振幅の2乗が確率を表すという解釈」に関して、どのように説明できるのであろうか？　　詳細は、今後の課題である。




《波と粒子の二重性》

　“素スピノールからの創発モデル”によれば、光子とは──　 （原始ヒッグス場の基本構造の“4面体”をバネのような土台とした）素スピノールのペアの転回の伝播である。
　ふつうの波のように、ある一点で、波が通過する頻度が、振動数に相当するので気はなく、転回の頻度が、振動数に相当する。
　これを“波と見ることも、粒子と見ることも”両方とも自然にできると思われる。

　一方、電子とは──　　 電子ヒッグス場の基本構造をバネのような土台とした、電子場における電子の伝播である。
　これを“波と見ることも、粒子と見ることも”、両方とも自然にできると思われる。

※ここで、前にも引用した、次のような文章（『科学的思索における直観と抽象』（湯川秀樹著作集2　p151））をもう一度挙げる。
　「ところが、量子力学において抽象的な数学の記号で記述されるところを、直観的に忠実に表現するような物質と光の新しい描像を作り上げることは、極度に困難であることが分かってきました。　英国のすぐれた天文学者であり物理学者であったエディントンが一時、波動と粒子の二重性をもった対象に“WAVICLE”という新語を使いましたが、これは大して役に立ちませんでした。　この粒子とか波動とかいった直観的概念が無力なため、物理学者は、確率の概念に頼ることになりました。　確率と言うのは、物理学者にとって、何も真新しい概念ではありませんが、これまでは、問題にしている事物が極端に複雑で、それについての知識が不完全である、と考えられた時にだけ導入されてきたものです。」（下線は筆者による）

“素スピノールからの創発モデル”は、波動と粒子の二重性をもった対象の幾何学的な実体像（直感的概念に力を与えるところのもの）を示すことが出来ていると思われる。
　これを、“WAVICLE”と呼んでいいのだろうか？　今後の課題である。




《非局所性（量子もつれ）》

　非局所性とは、“量子もつれ”の性質を持つということである。
　この非局所性の性質──“量子もつれ”のおかげで、例えば、光子を作る2つ素スピノールが、“同時に”転回することが可能になると思われる。
　つまり、非局所性（≒“量子もつれ”）は、“素スピノールからの創発モデル”を支える必要不可欠な性質であると言える。
　非局所性（≒“量子もつれ”）の性質のおかげで、光子や重力子…　が創発できるのである。

　なお、この“素スピノールからの創発モデル”は特殊相対性理論の“光速不変の原理、相対性原理”も、説明できる。（考察2）
　つまり、非局所性と特殊相対性理論は、矛盾していないことを、“素スピノールからの創発モデル”は示していると思われる。

　※なお、「局所性を持つ“隠れた変数モデル”」は、ありえないが──　　「非局所性を持つ“隠れた変数モデル”」は、ありうることを“素スピノールからの創発モデル”は示していると言えるのかもしれない。

　もしかしたら、量子力学の予測、観測結果とうまく合致するような、“非局所性を持つ（隠れた）変数モデル”（or“非局所性を持つ（隠れていない）変数モデル”）を、“素スピノールからの創発モデル”をもとに、考えることができるのかもしれない。　詳細は、今後の課題である。




《量子論が成り立つ条件》

　“一見、確率的に解釈できる電子や光子のふるまい”と同様に──
　不確定性原理が説明すること《量子ゆらぎ、対生成＆対消滅を繰り返す真空、トンネル効果…》、物質と粒子の二重性…　などを含む量子論（場の量子論、量子力学）の世界の現象の多くは、【時空の基本構造の生成レベル】【時空の基本構造レベル】【時空の基本構造の社会レベル】からの自己組織化が積み重なり、創発された【素粒子の挙動レベル】があってはじめて成り立つ現象であると考えられる。

※【素粒子の挙動レベル】が存在する

　このことは、量子論の理論（シュレーディンガーの波動力学（波動方程式）、ハイゼンベルグの行列力学…）の多くが成り立つためには、“【素粒子の挙動レベル】まで自己組織化が達成されている”という条件が、必要であることを意味する。

　より単純に言えば──　　量子論の理論は、条件付きの理論であることになる。　（→考察10、考察15）

　なぜなら、それは、量子論の世界の奇妙に見える現象は、すべて単純な要素から生じた、複雑な“創発現象”であると言えるからである。

　したがって、例えば、電子についての量子論、クォークについての量子論、光子についての量子論…　　の一部が“成立しなくなる”場合もありうるということである。

　※具体的には、「重力子＆“4角形”（縮みきったバネ）」の密度が非常に高まった場合に、“量子ゆらぎ”（“4面体”←→“4角形”（四極子））が消滅すると考えられる。　　（→下記の考察、考察12）

　これは、朗報であると言えるかもしれない。
　なぜなら、例えば、「ミクロの世界ものはすべて、（不確定性原理で説明される）量子ゆらぎを持つ」という前提を──　 さらにズームインした“もっとミクロの世界”を探求する際に持ち続けなくてよい可能性があるからである。

　それは、言い換えれば、たとえミクロの世界であっても、“量子なゆらぎ”ではなく、逆に、“量子的な秩序”を考えてよい場面が存在しうることを意味するからである。

　そして、このことにより、自然（nature）を、よりシンブルに描写できるようになる可能性があるからである。



　当然、 “もっとミクロの世界”のシンプルな要素たち（例えば、個々の“素スピノール”）が、どのようにして、各種の“量子ゆらぎ”を含む量子論（量子力学、場の量子論）の世界の現象を創発するに至るのか？　というしくみの説明・理解は、とても重要である。

　しかし、一方で、“もっとミクロの世界”のシンプルな要素（例えば、個々の“素スピノール”）たち自体が、各種の“量子ゆらぎ”（“4面体”←→“4角形”（四極子））などの量子論（量子力学、場の量子論）の法則の一部に従わなくてよく、逆に“量子的な秩序”を持つ可能性があることを考えることも重要である。　なぜなら、そのおかげで、“もっとミクロの世界”のシンプルな要素（例えば、個々の“素スピノール”）たちが、「各種の素粒子を生み出す」という大仕事をしていると考えられるからである。


　つまり、この「“もっとミクロの世界”では、量子論の一部が成り立たなくなり──　 逆に、“もっとミクロの世界”が量子論の様々な世界を生み出す」という、新たな前提は、【素粒子の挙動レベル】からさらにズームインしたミクロの世界（例えば、プレオンの世界。詳細は、考察6）を探求していく際、非常に大切な前提となると思われる。

　この新たな前提を見いだせること──　　例えば、「ミクロの世界はすべて量子ゆらぎを持つ」という“古くからある前提”（やみくもな思い込み、盲信…）を解消できることは、『一般3Steps理論』および“素スピノールからの創発モデル”の、主要な存在意義の1つであると思われる。


※なお、素スピノール等の“もっとミクロのレベル”においても、例えば“パウリの排他律”は存続し続けると考えられるので（→考察6　電荷の起源）──　 素スピノール等の“もっとミクロのレベル”において、量子論が100％成立しなくなる、ということはないと考えられる。




《重力＆重力子の特質と、その“量子ゆらぎ”との関係》

　上で、「重力子＆“4角形”（縮みきったバネ）」の密度が非常に高まった場合に、“量子ゆらぎ”（“4面体”←→“4角形”（四極子））が消滅すると考えられることを述べた。

　※“量子ゆらぎ”（“4面体”←→“4角形”（四極子））とは、具体的には、グルーオン、ウィークボソン、電子、クォーク、ニュートリノ…　の“量子ゆらぎ”のことである。
　※なお、光子の量子ゆらぎ（“4面体”←→変形した“4面体”）も、「重力子＆“4角形”（縮みきったバネ）」の密度が非常に高まった場合に消滅すると考えられることは、前に述べた。

　グルーオン、ウィークボソン、電子、クォーク、ニュートリノ、光子…　の“量子ゆらぎ”（“4面体”←→“4角形”（四極子）or “4面体”←→変形した“4面体”）は、【素粒子の挙動レベル】になってはじめて登場するものである一方──　

　「重力子＆“4角形”（縮みきったバネ）」は、【時空の基本構造の社会レベル】までだけで生じるものである。

重力のみ	4つの力あり
※【素粒子の挙動レベル】が存在していない	※【素粒子の挙動レベル】が存在している

　※左の図は、たとえ【素粒子の挙動レベル】が存在せずとも、重力だけは働き続けることがあることを示している。
　　一方、右の図は、（カイラル対称性の破れによって質量を獲得した素粒子の働きを介して重力場が生まれるので）【素粒子の挙動レベル】が存在することに基づいて、重力が働くことがあることを示している。　つまり、【素粒子の挙動レベル】が存在してもしなくても、重力は働くことができることになる。



　「重力子＆“4角形”（縮みきったバネ）」の密度が非常に高まるのは──　 例えば、ブラックホールの内部などの“重力（重力場）が非常に強くなった世界においてである。

　ブラックホールの内部などのように、
　「“4面体”←→“4角形”（縮みきったバネ）」→「“4角形”（縮みきったバネ）のみ」
　と変化した世界では、何が起こるか？

　　1つは、原始ヒッグス場の“4面体”の足場が消失する結果、光子が進めなくなることが考えられる。
　　（そのせいで光子（電磁波）はブラックホールの外へ出て行けなくなることは、これまで度々述べた。
　　　また、仮想光子も、生じなくなるために、電磁場も消失すると考えられる）

　　もう1つは、電子場、クォーク場、グルーオン場、ウィークボソン場、ニュートリノ場…　といった場由来の各種のヒッグス場の“4面体”が消失する（＝量子ゆらぎ（“4面体”←→“4角形”（四極子））が消失する）ことが考えられる。（→詳細は、考察12）


　つまり、“原始ヒッグス場と重力子の相互作用”が見かけ上消失するほどまで、重力が非常に強くなった、【素粒子の挙動レベル】が存在しない世界では──　　ほとんどの“量子ゆらぎ”が消失すると考えられる。

　「重力子＆“4角形”（縮みきったバネ）」の密度が非常に高くなっている間も、当然、重力子の波は光速で移動し続けていると考えられる。
　したがって、その頻度が非常に高まっているために、“4角形”（縮みきったバネ）のみが存在するように見えるだけであり──　 見かけ上“原始ヒッグス場と重力子の相互作用”は消失していたとしても、実際は、“原始ヒッグス場と重力子の相互作用”は、存続し続けていると考えられる。

　そして、重力子の単振動の振幅は、常に一定値である。
　（転回周期T＝2Lp/c（＝2Tp（2プランク時間））、エネルギー振幅E＝hc/2πLp（＝1プランクエネルギーEp）
　　波長λ＝2Lp、運動量p＝h/2πLp）

　よって、次の仮説を立てた。

　仮説5.6　高密度の重力子は、（重力子以外の）ほとんどの“量子ゆらぎ”（≒単振動の振幅）を消失させ──　“量子的な秩序”をもたらしうる。


　※例えば、新しいブラックホールの中心部近辺、あるいは、宇宙が始まる直前──　といった重力が極めて強い世界（重力子の密度がきわめて高い世界）に存在するのは、“量子的ゆらぎ”ではなく、“量子的な秩序”であることになる。

　※なお、このあたりのことは、重力子、つまりは、重力が特異的なものであること明白に示していると同時に、それらが（主に【素粒子の挙動レベル】を扱っている）“標準モデル”に組み込まれにくい理由の1つを示していると言えるのかもしれない。