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「八重の桜」。今週は「八月十八日の政変（1863）」でした。
この政変により都を追われた長州勢力。これが大きな歴史的トリガーになって
翌年の禁門（蛤御門）の変、その後の長州征伐征討から明治維新へと一気に向かいます。

もう随分と前のことですが、京都御所へは一度だけ参観したことがあります。
今は知りませんが以前は宮内庁宛て往復はがきでの事前申し込みが必要で
（今はウェブサイトでできるのだと思いますが）、
指定された時間に集合、係の人がついて所内を見学させてもらうのでした。
率直な印象は少々地味なものでしたが、でもさすがは歴史深い御所であり、
所内随所には趣というのか、重厚な雰囲気が残っていて大いに感動したものです。
何より、この御所内において、ほんのわずか百数十年前？
上記のような様々な政治的な蠢きがあったことを想像すれば身震いもする思いでした。
御苑の西側の蛤御門には当時の弾痕も残ってたはずで、
まさに歴史の地続きに「今」があることを痛切に感じさせてくれます。
機会があれば一度ご覧になってみて下さい。

話は変わってMIT白熱教室（NHK）もたまに見ます。
私には何が何やらさっぱり・・・なのだけど、でもこの先生は大変面白く好きです。
（ウォルター・ルーウィンMIT名誉教授）

先だってたまたま見たのが量子力学でした。
不確定性原理＝ものは確率的にしか存在しない
というアレです。
物体の位置と運動量を同時に知ることはできない＠ミクロの世界
これをかのアインシュタインは「神はサイコロを振らない」という名言で否定したのですね。
ははは。もう意味不明。

それではルーウィン先生の講義をいくつかノートにとってみましょう。

さて、ミクロの世界とはどれくらいのスケールのこと？
⇒原子の大きさは・・・10のマイナス10乗m（つまり百億分の1m）

それは
「原子を2億5千万個集めて真珠のネックレスのように繋げたとしてたったの2.5cmにしかならない」
となります。

こおいう換算はとてももっともらしく聞こえますが、あまりに現実と乖離（目眩が）するので
あまり意味がありません。所謂「東京ドーム何個分」のアレですね。
（やはりこういう分野のことはよほどの興味か必要に迫られなければ知らなくていいことなのです）

1911年。「原子物理学の父」ことアーネスト・ラザフォードが
「原子の質量のほとんどが原子の中心にあり、それは非常に小さい」
ということを突き止めるます。
　原子核は原子の10万分の1の大きさ・・・
　　マイナスに帯電した電子はプラスに帯電した原子核に引き寄せられあっという間にくっつくよね
　　でも実際にはそうならない（そうなったら原子は安定して存在しないことになる）
↓

1913年。ニールス・ボーア※は、
くっつかないのは「電子はいくつかの特定の軌道しかとることができない」からだよ、と。
　⇒量子化されたエネルギー量はとびとびの特定の値をとる
※「原子構造とその放射に関する研究」でノーベル物理学賞受賞

ほーら。量子化が出てきたよ。

とここで。
私などは量子化と聞くとサンプリング（標本化）のことを思い出したりするのですが
Yahoo！知恵袋にも同様の疑問をもった方が質問をされていて
まことに親切且つわかりやすい次のような回答が寄せられておりますので御参考までに。

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標本化は、
時系列に沿って変化する連続的なアナログ値（振幅、周波数、その他の測定可能な性質）を
一定の時間間隔（サンプリング周期と呼びます）で測定して、
時系列的に連続でない値（離散値と呼びます）にすることです。
だから、一定なのは測定間隔だけで、値はアナログ値のままです。

量子化は、
アナログ値を、ある基準とする値と比較して、それに対応するデジタル値に直すことです。
ある範囲のアナログ値はすべて一つのデジタル値に変換されてしまうので、
これも測定データとしては連続しない離散値になってしまいます。
真のアナログ値とそれらのデジタル値の誤差を量子化誤差と呼び、
量子化誤差を小さくするためには変換のビット数を多くしなければなりません。

アナログ信号をA/Dコンバータでデジタルデータにするときは、サンプリングによる時系列方向の標本化と、
その振幅をデジタルデータに直す縦方向の量子化が同時に行われます。
デジタル処理では、アンダーサンプリングやオーバーサンプリングなど、
標本化の性質をうまく活用しながら量子化を行っています。
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ふむふむ。わかり易い解説ありがとうございました。
針を落として聞いていたレコードがCDに焼かれていく過程がうかがい知れます。

と。話がそれました。

このボーアの考えは常識を覆すもので、例えるなら・・・・
テニスボールを床に落として弾ませても好きなところには跳ね返らせることができない、と。
つまりテニスボールの到達する高さは量子化されとびとびの位置に決まってしまう。

は！？
いやいや、こりゃおかしい。と。
我々はテニスボールが力の加減によって好きなところへ跳ね返らせることを知っている・・・・

でもね。しかし。
理解しておくべきことは、
「テニスボールほどの大きさでのとびとびでの値の差というのは測定できないくらい「小さい」」
ということ。

だから量子力学は、テニスボールの大きさではまるで意味をなさない
　⇒量子力学は原子や電子のミクロな世界で重要となる考え
であーる。（ほらね、やっぱり私ごときは知らずとも何の不自由がないってことだよ）

鞄を使って説明するシーンへ。
ルーウィン先生は床に置いてある自分の鞄を教壇のデスクに持ちあげる。
この時先生は物理学で言うところの「仕事」をしている
・仕事（ジュール）⇒力×移動距離
　⇒物体が仕事を「される」と、その分エネルギーが増える

先生が与えたエネルギーは重力による位置エネルギーで表すことができます。
・重力による位置エネルギー
　⇒鞄の質量×とにかく9.8×机までの高さ
　⇒質量（M）×重力加速度（g）×高低差（h）　※gは9.8[m/s2乗]

先生が筋肉を使って与えたエネルギーは失われることはない・・・・
こうすれば・・・と鞄を床に落とす・・・運動エネルギーに変換される。
そして運動エネルギーは床で0になり、もし鞄の中でPCが壊れていれば
それはエネルギーがその破壊に使われたことになる。
床との衝突で熱や音も生じたよ。だからエネルギーは姿を変えただけです、と。
ははは。

なので電子が他のエネルギー（とびとびの、でも決まった）準位へ移動した場合も
エネルギーは蓄えられたまま。そして元の位置へ戻ったらそのエネルギーは放出される。
⇒その場合は鞄が落ちた時のそれ（運動エネルギーの形）ではなく、主に電磁波として出されます

電磁波とは、X線、紫外線、可視光線、赤外線、電波、etcのことです。

電子を高い軌道へ移動させるのに必要とされたエネルギー量は
電子が元の軌道に戻るときに放出するエネルギー量と等しい
⇒エネルギー保存の法則

そして話は光のエネルギーへ向かいます。

光はその色ごとに決まったエネルギーを持ちます。
これを明らかにしたのはアインシュタイン。（光子、光量子）
光は電磁波の一種。なので波であるからには振動数があり、波には波長もあります。
例えば
　・緑色の光の振動数⇒およそ6×10の14乗ヘルツ
という振動数になります。
また波長とはラムダ（Λ）で表されます。（波の山から山までの長さ）
　・緑色の光の波長は・・・Λ＝500ナノm　※1ナノmは10の-9乗、10億分の1m（あ～あ、まただ・・・）

アインシュタインは
　・E（光子のエネルギー）＝h×f（光の振動数）
であることを証明したのですが、今日の講義で注目すべき点はこの”h”だよ。とルーウィン先生。
さっきの鞄を落とした時の机からの高さのhじゃないからね。
ここでのhは、プランク定数と呼ばれすべての量子力学の計算の要となってます。
発見したのはプランクさん。量子力学における基本定数なのだそうです。
　・プランク定数h⇒6.63×10のマイナス34乗J・s（ジュール秒）

ルーウィン先生曰く
「今日の講義ではこのプランク定数を何度も見ることになるけど我慢してね。」
と。

いや・・・・私はもう我慢できないのでこのあたりで御免なさい。
とりあえず「牧野裕のEnjoygolf」も見なけりゃいけないので。
いやいやゴルフ侍のつづきも見なければ！
うひょひょ

などとさっぱり脈絡なくすんません。
とりあえず光は大事。時に美しく、毒にも薬にもなる凄いやつ。
ってことで許してくれ。

ちなみにラザフォードにせよアインシュタインにせよ1870年代生まれの方達ですね。
日本では冒頭の明治維新のわずか数年後のことで、
やはり日本でも数多くの偉人、賢人が生まれた時代と言えるでしょう。
時として地球のあっちとこっちでは（例え分野が何であれ）、やや同時発生的に偶然・必然を生じますが
我々も、今もその歴史を紡ぎ続けている世界に生きてるということに
私なんぞは思いを馳せてしまうわけだ。うへへへ