破壊学事始

現在考えられている量子コンピューターには、大きく分けると2つのタイプがあります。ひとつは量子エンタグルメントという量子力学の仕組みを使った非常に速く動作するコンピューターです。量子エンタグルメントー量子もつれは、2つの粒子が、もつれの関係にある時、片方のスピンがわかれば、もういっぽうのスピンも瞬時にわかると言うものです。粒子同士がどんなに離れていても、もつれ状態にある粒子のスピンはわかるので、超光速で計算が出来る可能性があります。しかし、このタイプの量子コンピューターはまだ実現されていません。

もうひとつは、行列計算と線型方程式が同じ結果をもたらすという量子力学で得られた数学上の特性です。1920年代に量子力学が考えられていた時、ハイゼンベルクが原子内部の電子を行列式で計算しました。行列式は複数の計算を行うための計算方法です。ハイゼンベルクの行列式が作られた後、すぐにシュレディンガーが同じ電子の計算方法を線型方程式で考えました。線型方程式とは1回の計算で一つの答えが出る計算方法です。じつは、ハイゼンベルクの行列式とシュレディンガーの方程式は、どちらも正しくて、同じ結果を表すことがわかりました。

行列式の計算は、たくさん計算を行う必要がありますが、シュレディンガー方程式は1回の計算で済みます。現在使われているコンピューターは、一度に1回しか計算できません。正確に言えば、コンピューター内部では情報の単位が8ビットです。64ビットCPUでは情報を8個まとめて計算しています。これだけでも初期のコンピューターから見れば速いのですが、量子コンピューターは何百倍もの8ビットを一つにまとめ、1回で計算することが出来ます。これが量子コンピューターの計算が速いと言われる理由です。

しかし、この方式の量子コンピューターはたくさんのビットを1度に計算する半導体部分が、線型方程式に相当するため、特殊な設計が行われます。そのため、計算できる情報に得意不得意がでてきます。すべての計算に向いているわけではないのです。現在では、この部分を従来のコンピューターを使いソフト的に処理する量子コンピューターも提案されています。

量子コンピューターと言っても、いま実現されているのは、数学の行列式と線型方程式の関係を使ったもので、その肝心な計算する部分はアナログ式と言えるものです。なぜ、このような量子力学とは本質的に関係のない計算方法を「量子コンピュータ」と言ってもてはやすのでしょうか？

じつはスーパーコンピュータが開発される過程で、パイプライン処理が実装されてきました。CPUの演算器で計算させる前に、バッファ内部でデータを並べ替え、より高速で処理できるようにする方法です。パイプラインは現在では普通のCPUにも取り入れられていて、家庭用コンピュータをかつてのスーパーコンピュータ並みの速度にしています。パイプラインと64ビット方式による速度アップは限界に近付いたと言えます。それで、一度に8ビット x 16の演算を行える128ビットCPUも考えられていますが、どうせならもっとたくさん処理できないかと考えた結果が量子コンピューターだったわけです。これは多ビット処理CPUと言ったほうが適切ですが、おそらく量子という言葉をつけておくと、予算をたくさんもらえるといったメリットを狙ったものでしょう。量子力学の間違いが世間に知られていけば、このような妙な呼び方はなくなるはずです。

最近見つけた興味深い動画がこれ。

立方体の磁石をモーターで高速回転させると、対象にした磁石が浮かんでくると言うものだ。原理はいたって簡単で、磁石の引力と反発力が作用するとき、磁石自体の持つモーメントが働き、引力・反発力が作用して動き出す前に極性が反転してしまうので、ある一定の距離と角度で磁石が浮遊すると言うもの。

これを見ていてひらめいたのは、原子核の回転だ。原子核はプラスの陽子とマイナスの中間子から構成される。これまでは電気引力・斥力で緩くつながれた状態を予想していた。しかし、原子核が回転しているとすると双極子なので磁場が発生する。目まぐるしく変わる磁場により、軌道上の電子は複雑な軌道を描くはずだ。電気引力・斥力に加え、原子核の磁場が軌道電子を維持している。

量子もつれはパウリの排他律から生まれた軌道電子に関する法則です。しかも、この法則を作っている仕組みはわかっておらず、ただ数学的な解釈がされているだけです。パウリの排他律は同じ電子軌道に同じスピンをもつ電子が入れないという現象ですが、これは電子同士がマイナスの電荷により反発していると考えれば、同じ軌道上では同じ状態にはならないことから明白でしょう。軌道上の電子は原子核のプラスに引き付けられつつ原子核内部のマイナスに反発して緩くつながれた状態です。そこに周囲からの電磁波の影響で軌道電子は小さな半径で回転しています。同一軌道上では互いの電荷により反発するので、電子の回転運動は原子核を挟んで、少し複雑な動きになります。片方の電子が原子核に近づくと反対側の電子は離れます。一方の電子が横にずれると反対側の電子は原子核を中心に点対称の動きをします。スピンは軌道上で電子が小さな半径を持って動き回ることです。電子が動き回ることで電磁波が照射されています。従来の量子力学ではスピンは数学的性質で量子もつれも方程式から導かれます。これは魔法の世界です。しかし、電子の動きを具体的に考えれば、パウリの排他律は力学的結果にすぎず、量子もつれが魔法のように一瞬で空間を伝わることはありません。

noteというサイトで「科学史から見た量子力学の間違い」を公開しています。このサイトでいままで書いてきた内容をまとめてみました。量子力学は科学の最先端のようなイメージを持たされていますが、明らかな間違いをしていることに気がつくと思います。

現実はすでに先に進んでいて、常温核融合が実用化されようとしています。

LENRの理論が必要とされています。SEAMは低温での核反応を説明して、物理学を次のステップに持ち上げる役目を果たします。量子力学はシュレディンガーの予想のように統計力学へと回帰するでしょう。

たとえば、空はなぜ青いのかと学者に聞くと、レイリー散乱のせいだと答える。レイリー散乱は19世紀に主張された光の特性で、このときはまだ電離層は発見されていなかった。電離層が発見されるのは20世紀後半に人工衛星が打ち上げられるようになってからだ。

電波がどのようにして伝わるのかと学者に聞くと、場によって電場と磁場が交互に現れながら伝わると答える。場の概念は19世紀にマクスウエルによって考案されたが、このときはまだ電子の存在は知られていなかった。電磁誘導は磁場の変化がいきなり電場を作り出すと説明されるが、電子の存在を知ったら、そこに電子が介在していると考える必要がある。磁場の変化は電子を動かしその結果、電場が変化するのだ。

古い知識がそのまま残っているのは地震も同じだ。プレートの移動によって岩石に溜められたひずみが解放されるとき、地震が起こると説明されている。しかし、岩石はバネではない。岩石は電気を溜める誘電体で、電圧をかけると逆圧電効果で変形する。これも最近わかった知識だ。地震は地球内部に流れる電流が逆圧電効果で岩石を変形させるために起きる。

地球の自転も慣性ではないし、太陽系の公転もそうだ。現在のわれわれは最新の科学知識で自然を理解しているように考えるが、それは大きな間違いで、ほとんどは19世紀に考えられた未開の知識で満たされている。

最先端の科学といえば量子力学を思い浮かべるかもしれない。しかし量子力学にしても19世紀に世界を席巻した熱力学が変化したものだ。原子の構造を明らかにしたはずの量子力学は肝心の原子内部の構造は、霞のようにおぼろなものであるとしか説明できない。しかも、存在しない量子という妖怪が物理学のみならず、経済や精神医学、はては占いなどにはびこっている。まさに科学以前の迷信の時代が科学の名前で宣伝されているのだ。

100年前に西洋の合理主義に触れた文豪はこう書き記している。
「智に働けば角が立つ。情に棹させば流される。意地を通せば窮屈だ。とかくに人の世は住みにくい。」
現代の世において合理主義を貫こうとすると、あちらこちらからわけのわからない抵抗を受ける。まことに住みにくい。
「住みにくさが高じると、安い所へ引き越したくなる。どこへ越しても住みにくいと悟った時、詩が生れて、画が出来る。」
住みにくい世の中をなんとかしようともがくと芸術が生まれるのだが、芸術ははたしてこの問題を解決するだろうか。