不確定性関係

ふかくていせいかんけい

粒子の位置と勢い(運動量)を、同時にいくらでも正確に決めることはできない、という量子力学の関係。1927年にハイゼンベルクが示した。

1927年3月、ハイゼンベルクは、電子の位置を知ろうとして波長の短い光を当てれば、光がぶつかった衝撃で電子の勢いが乱れる、という思考実験を示しました。そして、位置のぼやけと勢いのぼやけを掛け合わせた大きさは、およそプランク定数 h より小さくできないと論じました^[1]。

同じ年、アメリカのケナードが、この関係を厳密な不等式として証明しています^[2]。今日では、測ったときの乱れというより、量子の状態そのものが位置と勢いを同時にははっきり持っていない、という性質として理解されています。

この関係のために、電子が決まった線を描いて原子核のまわりを回る、という前期量子論の絵は成り立たなくなりました。ハイゼンベルクは同じ論文で「通り道は、私たちがそれを観測することによって初めて生じる」と書いています。