14《粒子と波の二重性──相補性原理》


　波と粒子の二重性について、次のような記述があります。

　言わんとしていることはわかりますが、この記述は、やや正確ではないようです。
　なぜなら、素スピノル物理学パラダイムによると、電子や光子などの量子は、（どんな実験をするかに関わらず）常に波と粒子の性質を同時に持っている（常に波と粒子の両方の振る舞いを同時に行っている）からです。
　したがって、『どんな実験を行うかによって、波として振る舞うこともあれば、粒子として振る舞うこともある』のではなく、『どんな実験を行うかによって、波としての振る舞いを観測できることもあれば、粒子としての振る舞いを観測できることもある』という記述が、素スピノル物理学パラダイムと調和していることになります。

　後者の、「 電子や光子などの量子が、（どんな実験をしているかに関わらず）常に波と粒子の性質を同時に持っている（常に波と粒子の両方の振る舞いを同時に行っている）」という意味での“波と粒子の二重性”を、「素スピノル“波と粒子の二重性”」と呼ぶこととします。

　まずは、この「素スピノル“波と粒子の二重性”」について、光子と電子を例にして、以下で説明します。


《光子における「素スピノル“波と粒子の二重性”」》

　素スピノル物理学パラダイムによると、個々の“光子”そのものは、波動性と粒子性の両方の性質を同時に持っています。
　すなわち、光子とは、 （原始ヒッグス場ユニットの“4面体”をバネのような土台とした、総スピン1の）“素スピノルのペア”の共転回の伝播です。
　素スピノル物理学パラダイムでの光子の振動数とは、「（ふつうの古典的な波のように）ある一点での連続な波が通過する頻度」ではなく、「広い時空（原始ヒッグス場）内におけるとびとびの“共転回の頻度”」に相当します。
　この“光子”は、常に“波と見ることも、粒子と見ることも”両方とも自然にできます。

　すなわち、共転回が伝播する様子の全体像をとらえれば、波が見えます。個々の素スピノルの小さな円運動をとらえれば、粒子が見えます。


《電子における「素スピノル“波と粒子の二重性”」》

　素スピノル物理学パラダイムによると、個々の電子は、電子ヒッグス場ユニット（eHU）と相互作用することによって、消滅と生成の繰り返しの波を創発します。
　この“電子”は、常に“波と見ることも、粒子と見ることも”両方とも自然にできます。

　すなわち、電子と電子ヒッグス場ユニット（eHU）と相互作用する様子の全体像をとらえれば、波が見えます。軌道運動する電子だけをとらえれば、粒子が見えます。



　以上のような「素スピノル“波と粒子の二重性”」を持つ光子や電子の描像、すなわち「幾何学的モデル」は、いずれも、常に、波と見ることも粒子と見ることも、自然にできるものです。

　そのことは、例えば、「円柱」という3次元の実体が、いずれも、常に（2次元の）「長方形」と見ることも（2次元の）「円」と見ることも、自然にできるものであることと似ています。　（参考　『アインシュタインvs.量子力学』 p135-136）

　つまり、「素スピノル“波と粒子の二重性”」を表している幾何学的モデルは、波動性と粒子性の説明を同時にしているものであり、まさに、「長方形」と「円」の説明を同時にできる『「円柱」という3次元の実体』に相当しているものなのです。



　一方、ボーアは、粒子と波の二重性について、“相補性原理”によって、説明しようとしました。
　相補性とは、次のように記述されているものです。

　ボーアは、この（波と粒子の）『二つの性質は互いに補い合いつつ、排他的である』という“相補性原理”によって、光子や、電子などの量子が、波と粒子の二重性を持つことを説明しようとしたのです。

　しかし、この“相補性原理”は、上の『相補性』の引用文を読めばわかるように、『波と粒子という性質は、互いに相容れないものであり（≒排他的であり）、どうしたって統合できないものである』と宣言してしまっているだけの原理です。
　そして、残念ながら、実質的には、“何も解決していない”に等しい原理です。


　そのことに関連する、次のような記述もあります。

　筆者も同感です。

　さらに、次のような記述もあります。

　この文章は、“相補性”の一言には、（『生物学と物理学の真の関係』は、本来、もっと深い仕組みがあり探求の余地があるはずなのに）『説明上の標語』として「思考停止」や「真実探求の放棄」を促してしまう危険性があることを指摘しています。
　筆者も同感です。
　なぜなら、『生物学と物理学の真の関係』──物質（分子）と生命の関係は、明らかに、単に「相補性原理」で片付けるよりも、まさに「3ステップス原理」によって把握しようとする方が、より深い理解に達しやすく、はるかに、実り多いと思われるからです。
　　（→論文1『物質やライフの生成過程が持っているフラクタル構造』）

　そして、それは、「波と粒子の二重性」についても同じです。
　なぜなら、素スピノル物理学パラダイムに照らせば──　「波と粒子の二重性」について、“相補性”の一言ですまそうとすることにも、『説明上の標語』として「思考停止」や「真実探求の放棄」を促してしまう危険性があることがわかるからです。
　すなわち、相補性原理ではなく「3ステップス原理」によって、プランクスケールの自然（nature）を探求し、把握しようとする方が、より深い理解に達しやすく、はるかに実り多いと思われるからです。


　相補性原理は、『生物学と物理学の真の関係』や『波と粒子の二重性の真の関係』の探求に対する、早々とした“あきらめ”を促す危険性のある原理です。
　やはり、この相補性原理は、実質上、『（互いに排他的な）「円」と「長方形」は、統合的に、同時に「円柱」としてとらえることは不可能であり、「円」か「長方形」かの、どちらか一方だけずつしか把握できないのだ』と主張するのに似た、「あきらめ宣言」にすぎないものなのです。
　そして、「円柱」を探求することは不可能なのだと高らかに宣言することによって、自然（nature）の探求を“あきらめ（思考停止、放棄…）”させてしまいうる原理なのです。

※ここにあるのは、ボーアの封印と呼べるものだろうと思います。
　量子物理学の世界には、この「ボーアの封印」と（前節のテーマである）「ハイゼンベルクの封印」と合わせた、「ボーア-ハイゼンベルクの封印」が存在してきたようです。



　一方、3ステップス原理は、『生物学と物理学の真の関係』や『波と粒子の二重性の真の関係』の探求を促す原理です。
　すなわち、この3ステップス原理は、実質上、『（互いに排他的に見える）「円」と「長方形」は、統合的に、同時に「円柱」としてとらえることも、可能なはずだ』と主張するのに似た、「ネバーギブアップ宣言」に近いものです。
　そして、「円柱」を探求することも、可能なはずであるとさりげなく宣言することによって、自然（nature）の探求を促進させうる原理なのです。


※次のような意味深い言葉もあります。

※さらには、次のような記述もあります。

　ここで、「相補性原理」の科学スタイルと「3ステップス原理」の科学スタイル（アインシュタインの科学スタイルを包含）の違いをまとめると、次のようになります。

　だからといって、相補性原理には、存在意義が全くないのでしょうか？
　そのようなことはないでしょう。相補性原理にも、当然、存在意義があります。
　1つの存在意義は、自然（nature）が矛盾したものに見えてしまう「人間の認識事情」を示してくれるというものです。
　もう1つは、不確定性原理（不確定性関係）やコペンハーゲン解釈（重ね合わせの原理＆確率解釈）を支持することによる（間接的な）貢献です。

　相補性原理が、不確定性原理（不確定性関係）を支持していることは、例えば、次の記述から読みとれます。

※なお、不確定性原理（不確定性関係）は、「“プランクスケールの自然（nature）”だけに本来備わっている特徴」ではなく、「“プランクスケールの自然（nature）とマクロ自然（nature）の関わり合い”（プランクスケールとマクロの関わり合いという自然（nature））に本来備わっている特徴」です。すなわち、やはり、あくまで「人間の観測事情」を示すものに過ぎません。
　そのことは、相補性原理が、（本来、矛盾のあるはずのない）自然（nature）そのものをとらえる原理ではなく、自然（nature）が矛盾したものに見えてしまう「人間の認識事情」を示すものであることと似ています。


　一方、不確定性原理（不確定性関係）は、コペンハーゲン解釈（重ね合わせの原理＆確率解釈）を支持しているのでした。
　つまり、相補性原理は、不確定性原理（不確定性関係）を支持し、その不確定性原理（不確定性関係）は、コペンハーゲン解釈（重ね合わせの原理＆確率解釈）を支持しているという、シナジー関係が成立しています。

　したがって、不確定性原理（不確定性関係）やコペンハーゲン解釈（重ね合わせの原理＆確率解釈）に存在意義がある以上、相補性原理にも存在意義があり続けるのです。

　やはり、確かに、あらゆる科学スタイルの自然（nature）と調和している部分については、尊重され続けなければなりません。
　その方向性が、自然（nature）との調和をより高めてくれるからです。



　このように、確かに、相補性原理や不確定性原理（不確定性関係）も存在意義があり続けます。

　しかし、相補性原理が、（本来、矛盾のあるはずのない）自然（nature）そのものをとらえる原理ではないことに注意しなければなりません。
　また、不確定性原理（不確定性関係）が、プランクスケールの自然（nature）そのものをとらえる原理ではないことにも注意しなければなりません。

　さもないと、「ボーア-ハイゼンベルクの封印」によって、科学の進歩（自然（nature）との調和性が高まる歩み）が止まってしまうからです。

　「現代物理学」が行き詰まってしまった現状においては、どうしても「量子力学の基礎」についての研究は、必要不可欠です。
　すなわち、科学が自然（nature）との調和性を高めるためには（≒科学が本当の意味で進歩するためには）、『相補性原理に支えられた「コペンハーゲン解釈」（重ね合わせの原理＆確率解釈）と不確定性原理』の科学スタイルとは異なる、新たな科学スタイルによって、自然（nature）を探求する必要があるのです。

　なぜなら、物理学界の大部分が『相補性原理に支えられた「コペンハーゲン解釈」（重ね合わせの原理＆確率解釈）＆不確定性原理』の科学スタイルに、長らく、ロックインしてきたことが、現代物理学の危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、迷走、困難…”にぶつかっている原因の1つである恐れがあるからです。

　つまり、「ボーア-ハイゼンベルクの封印」が、現代物理学の危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、迷走、困難…”をもたらしてきた原因の1つである恐れがあるからです。



　それでは、そもそも、なぜ、物理学界は、『相補性原理に支えられた「コペンハーゲン解釈」（重ね合わせの原理＆確率解釈）＆不確定性原理』の科学スタイルに、長らくロックインしてきたのでしょうか？　「ボーア-ハイゼンベルクの封印」を受け入れてきたのでしょうか？

　そのことを見つめることは、「ボーア-ハイゼンベルクの封印」を解消してロックインから脱するためにも、重要な意味があると思います。


　その理由1つは、やはり、確かに、観測面や応用面で成功をもたらしたことです。（それが、存在意義の1つでした）

　しかし、実は、他にも、大きな理由があったのです。
　次は、その理由に関連する記述です。

　ボーアらは、いつしか、「自然界そのものについての“真実の探求”」（＝自然（nature）との調和の探究）を放棄して、「自分が作り上げた理想上の“哲学（教義）の普及”」をするようになってしまったのです。
　すなわち、ボーアらは、いつしか「自分らだけこそが絶対に正しい」「自分らを批判する方こそが間違えている」と“信じる姿勢”、すなわち、“独善性”＆“排他性”を持ち続けるようになってしまったのです。
　すなわち、疑問をはさむものは、異端視し（おかしいと見なし）、ことごとく排除したのです。
　（ド・ブロイしかり、ボームしかり、アインシュタインしかり、シュレーディンガーしかり…）

　つまり、ボーアらは、“闘争主義”に陥ってしまったのです。

※その持論だけの生き残りをかけた言動（持論と相手の理論の共存をめざさない言動）は、ボーアの相補性原理とも矛盾しており、自らの価値をおとしめるような信頼度の低い言動でした。



　その結果、多くの物理学者は、同調せざるをえなくなりました。
　特に（駆け出しの、実績の乏しい）若い物理学者にとっては、「同調しなければ、大学に残れない（科学者として食べていけない）というプレッシャー」は相当なものであったろうことは、容易に想像がつきます。



　一方、アインシュタインは、「自然界そのものについての“真実の探求”」こそをし続けました。
　そして、「間違いに気づいていこう」という“疑う姿勢”を懸命に持ち続けました。
　アインシュタインは、「量子論が、まだ完全ではない」ことを確信し、「量子論の本当の意味での完成」を望み続けました。

　他の物理学者にも「量子論が、まだ不完全である」ことに気づいてもらいたいと思ったアインシュタインは、「局所的実在論」を前提とした上で、EPR論文を発表しました。
　確かに、「局所的実在論」自体は、「ベルの不等式の破れ」の観測結果によって否定されました。
　しかし、このEPR論文は、結果的に、「非局所性（量子もつれ）」という、自然（nature）との調和性を高めるためのドア（扉）を開く大きなきっかけとなりました。

※アインシュタインは、「ベルの不等式の破れ」の観測結果を知っていれば、「観測者と独立した量子の世界」すなわち、実在論を最も重視し、「局所性」を却下して「非局所性（量子もつれ）」を受け入れていただろうと考えられることは、すでに述べました。
　（8《非局所性（量子もつれ）と重ね合わせの原理》）

　　なお、下記を、もう一度引用します。

　そして、今、この「非局所性（量子もつれ）」は、“共転回原理”という形で、素スピノル物理学パラダイムを根底で支えています。

　この素スピノル物理学パラダイムは、ボーア-ハイゼンベルクの封印を解消して「因果律を持つ非局所的な“隠れた変数理論（実在論）”」（『量子レベルの物理的実在を、完全には描き出』そうとすること）を支えていると同時に、『相補性原理に支えられた「コペンハーゲン解釈」（重ね合わせの原理＆確率解釈）＆不確定性原理』で説明しうる現象が、どのようにして成立しているのかを説明できるものです。



　素スピノル物理学パラダイムは、『相補性原理に支えられた「コペンハーゲン解釈」（重ね合わせの原理＆確率解釈）＆不確定性原理』の哲学（教義）を持ち続けていれば、決して生まれなかったものです。

　素スピノル物理学パラダイムは、ボーア-ハイゼンベルクの封印を解いたからこそ、生まれたものです。

　素スピノル物理学パラダイムの成果、すなわち、プランクスケールの自然についての幾何的モデルの探究が生む驚異的な成果は──
　もしかしたら、ボーア-ハイゼンベルクの封印が、（コペルニクスが地動説を示して以来、“真実の探求の営み”として多いに進歩してきた）科学を、いつしか“哲学（教義）を普及する営み”にすり替え、その進歩を止めてしまってきたことを証明しているのかもしれません。


※科学は、少なくとも、『アリストテレス、プトレマイオス→コペルニクス→ケプラー、ガリレオ→ニュートン→ファラデー、マクスウェル→アインシュタイン→プランク、（アインシュタイン）、ボーア、ハイゼンベルク…』のように進歩してきたのでした。



　ボーアらと、アインシュタインを比較すると、次のようになります。

　アインシュタインの“新たな偉大さ”が、浮かび上がります。

　アインシュタインは、決して、“流行、時流、批判…”に流されませんでした。
　アインシュタインは、文字通り（“Einstein”の名の通り）“1つの大きな岩”のごとく、身体を張って、最後の最後まで、「本物（本来）の科学の営み」を守りぬこうとし続けたのです。
　アインシュタインは、真の科学者であり続けたのです。


　科学の営みは、本来、特定の「哲学（教義）の普及」のための“信じる営み”ではなく、「真実の探求」のための“疑う営み”です。
　すなわち、科学は、本来、“やみくもに完全だと信じ込む営み”ではなく、“不完全かもしれないと徹底的に疑う営み”なのです。

　そして、疑っては、間違い気づき、疑っては、間違い気づくことを繰り返し、改善し続ける中で──　 真実近づくべく、すなわち、自然（nature）との調和性を高めるべく、進歩を重ねる営みなのです。
　そうする中で、どんなに、どんなに疑っても、びくともしないもの──　それこそが、本物の真実の候補、あるいは、自然（nature）の実像にせまるレプリカ（モデル）の候補となるのです。



　少なくとも“超弦理論”をはじめとする現代物理学の営みが、（ボーアらと同じような）「哲学（教義）の普及」の営みにすり替わっていないかどうか、 （アインシュタインが守り抜こうとしたところの）「真実の探求」の営みに相当しているかどうかを絶えず見直すことは、有意義であり続けるだろうと思われます。


※以上の話は、現代物理学界において、例えば、「（“不完全な量子物理学”に依存し続けている）“超弦理論”のみが主流である」という現状、「“超弦理論”と“ループ量子重力理論”が闘争している」という現状は改善すべきであることを示唆していると思われます。
　（→成果4素スピノル弦理論＆素スピノルループ量子重力理論）