「免疫整体　ここ一番」院長の日記

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2007年01月22日

「脳の仕組みと心のあり方の旅」第2章4-13その2

カテゴリ：健康ライフ

4.　ミクロの世界から

4-13）量子電磁気学（その2）

量子場脳理論に登場する場の自由度には2つある。

1つは細胞骨格や細胞外マトリックスもマイクルフィラメントの近くの水の電気双極子場と、もうひとつは頭蓋内の電磁場だった。

ミクロの世界でのこれら2つの場の波動運動は、どちらも場の量子論によって捉えなければならないし、しかも互いに強く関連しあっているので、同時に見ていく必要がある。

しかし、その本質は物理場と電磁場を、場の量子論の中で記述する、量子電磁気学の場合と全くおなじである。

量子電磁気学の中で、もっとも重要な役割を果たすのは、場の量子論の考え方によって捉えられた電磁場だ。

電磁場は、空間のすべての点にベクトルポテンシャルの矢が与えられた、空間を埋め尽くす針ネズミの集団のようなイメ－ジで捕えることができた。

光が実際につぶつぶの粒子として見出されることは分かったが、電磁場の波動運動がいったいなぜ粒子のような性質を持つかについては、触れてこなかった。

それもそのはずで、電磁場の姿は、まだほんとうの姿ではなかったのだ。

19世紀末までの物理学、つまり古典物理学において電磁場の波動現象と考えられていた光は、アインシュタインによって、粒子的な存在と考えられ、光量子と呼ばれた。

そして、アインシュタインの光量子論を契機として、ド・ブロイによる物質場の理論が生まれ、エルウィン・シュレ－ディガ－が波動関数による物質場の記述を発見した。

では、このようにして完成された現代物理学において、光とはいったいどのようなものとかんがえられているのだろうか？

電子場の場合には、空間の各点に仮想的に小さな時計が分布したものと考えた。
そして、その時計の針の連なりが空間の中に描く波動、これが電子波であり、もはや各点での、時計の針の長さの平方が教えてくれる電子の存在確率をとうしてしか、電子の運動を捉えることはできなかった。

次に、電磁場の番である。

実は電子の運動については、物理的なこの三次元空間の中での上下、左右、そして前後方向への運動の自由だけを考えていれば良かったのだが、電磁場の運動の自由は少し複雑だ。

なぜなら、電磁場の運動は物理的な３次元空間の中の全ての場所に与えられた、目に見えないベクトルポテンシャルの矢が示す運動だからだ。

電磁場の運動を場の量子論の枠組みで理解するためには、ちょとした工夫が必要だ。

この幽霊のような仮想的空間を電磁空間と呼んでおく。
この名前は便宜上のもので深い意味はない。

空間の各点に仮想的な電磁空間が張り付いたものを考えるのは、電磁場のときと同じように、電磁場の運動を場の量子論によって記述することができるようにするためだ。

さて、電磁場の運動は、空間の各点に与えられたベクトルポテンシャルの矢の運動に他ならない。

この矢の運動を記述するために、空間の各点でのベクトルポテンシャルの矢を、それぞれの電磁空間の中に描き直し、矢の先端に位置する点を想像する。

これが、電磁場の運動だ。

それは、空間の各点に幽霊のように張り付いた電磁空間の中の点の運動であり、したがって現実の空間の中の運動ではないことに注意してほしい。
（つづく）

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