6.3 波動と粒子の二重性

目次 ／ 第6章：量子領域

光と物質は、同じ理由で波のふるまいを示します。伝搬のあいだに周囲の「エネルギーの海」を引き寄せ、局所のテンソル地形を一貫した「海図」へと作り替えるからです。粒子としてのふるまいは、検出器側でしきい値が閉じ、1 回分として記録されるときに現れます。要するに――運動が海を引く → 海図が波状になる（波） → しきい値が閉じる（粒子）。

I. 観測の基盤（実際に見えること）

• 点ごとのヒット：光源を「一つずつ」の強度まで弱めると、スクリーン上に事象が一つずつ点として現れます。
• 二つのスリットで縞が出る：十分な事象が蓄積すると、明暗の干渉縞が現れます。
• 一つのスリットのみ：図形は広がりますが、縞は現れません。
• プローブを替えても同様：光子、電子、原子、ニュートロン、さらには大きな分子でも、清潔で安定した装置なら「点の積み重ねが縞になる」ふるまいは同じです。
• 経路情報の取得：どのスリットを通ったかを標識すると縞は消え、条件付き統計で標識を消去すると縞が戻ります。

結論：単発の事象は、しきい値読み出しで決まる点です。縞は、伝搬中に存在する海図の見えるかたちです。

II. 三段からなる統一メカニズム

1. 光源側のグループ化しきい値
   しきい値を越えたときにだけ、光源は自己整合的な摂動／閉じたループを放出します。失敗は統計に入りません。
2. 伝搬中の海図の波状化
   進みながらプローブはエネルギーの海を引き、テンソル地形をコヒーレントな「海図」へと変えます。海図には次が含まれます。
   • テンソルポテンシャルの起伏：通りやすい／通りにくい領域（稜線と谷）。
   • 配向テクスチャ：よりスムーズな方向や結合チャネル。
   • 有効位相の稜線・谷：多経路の重ね合わせで強め合い／打ち消し合いが起こる道筋。
     海図は線形重ね合わせに従い、境界が海図を書き込みます（遮蔽板、スリット、レンズ、ビームスプリッタなど）。
3. 受信側のしきい値閉鎖
   局所のテンソル条件が閉鎖しきい値に達すると、検出器は 1 回分として記録し、スクリーンに点が落ちます。

要するに：波＝海図が波状になった状態（運動が海を引く結果）。粒子＝しきい値による一回限りの読み出し。両者は連続する過程であり、互いに排他的ではありません。

III. 光と物質粒子：波の起源は同じ、結合の「核」は異なる

1. 共通の起源：光子・電子・原子・分子――いずれの波動性も、同じ海図の波状化に由来します。「物質だけの別種の波」はありません。
2. 異なる結合核：電荷・スピン・質量・分極率・内部構造の違いは、同じ海図をどうサンプリングし、どう重み付けするかを変えます（異なる「畳み込みカーネル」に相当）。包絡、コントラスト、細部は変わっても、原因（波状化した地形）は変わりません。
3. 共通の読み方：
   • 光：運動が海を引く → 海図が波状化 → 干渉／回折が見える。
   • 電子・原子・分子：同じ連鎖。内部の近接場テクスチャが結合を変調しますが、新たな波を作るわけではありません。

IV. 二重スリットを読み直す――装置が海図を書く

• 二つのスリットは刻線：遮蔽板とスリットが、スクリーンの手前に稜線とチャネルを刻みます。
• 明暗の理由：明るい縞はリレーが滑らかな帯、暗い縞は抑制された帯です。
• 経路標識の効果：スリットでの測定は海図を書き換え、粗くし、コヒーレンスの細かな構造をならして縞を消します。
  消去：条件付きの仕分けで、細かな構造が残る部分集合を抽出すると縞が再び現れます。
• 遅延選択：統計の基準を後から決めるだけで、海図が超光速で書き換わることはありません。因果律は保たれます。
• 強度の合成（平易に）：コヒーレンスがあるときの全強度は「二経路の和にコヒーレンス項を加えたもの」。コヒーレンスが失われればその項は 0 となり、和だけが残ります。

V. 近・遠方場と複合装置（同じ海図の別投影）

• 近方場から遠方場へ：近方場は幾何と配向テクスチャの影響が強く、遠方場は位相の稜線・谷が際立ちます。距離の窓が違うだけで、同じ海図の投影です。
• マッハ–ツェンダー干渉計：二つの腕がそれぞれ海図を書き、第二ビームスプリッタで重ね合わせ、コヒーレンスと位相差を読み出します。
• 多スリット／回折格子：海図により密な稜線が生まれます。包絡は単一スリットが決め、細かい縞は多スリットの重ね合わせが決めます。
• 偏光・配向素子：海図に配向テクスチャを書き込み、コヒーレンスの抑制・回転・再構成を可能にします。

VI. 粒子側の補足（共通起源という見方の中で）

• 内部リズムと近接場テクスチャ：電子や原子では、内部構造が近接スケールで安定したテクスチャを作り、スリットが書いた海図とかみ合います。その結果、しきい値が「閉じやすい／閉じにくい」領域が移動します。
• 自己制約的な読み出し＋しきい値：一回の閉鎖は一つの場所でしか完了せず、ヒットは常に点になります。長時間の統計で海図のテクスチャが再現されます。

VII. デコヒーレンスと「消去」は物質的プロセス（統一的説明）

• デコヒーレンス＝海図の粗視化：弱測定や環境散乱が局所平均を取り、細かな構造をならして可視度を下げます。
• 量子消去＝条件付きの層分け：過去を書き換えるのではありません。混ざったデータを仕分けし、細部が保たれている部分集合を取り出します。
• 観測指標：可視度は圧力・温度の上昇、経路差、プローブの大きさ、時間窓の延長とともに低下します。エコーやデカップリングで一部は回復します。

VIII. 「4 次元」の読み方（像面／偏光／時間／スペクトル）

• 像面：ビーム偏向と縞コントラストが、海図の幾何と配向テクスチャを示します。
• 偏光：偏光分解した縞は、配向や循環のテクスチャを直接なぞります。
• 時間：分散補正後に共通の段差やエコー状の包絡が残る場合、海図に「押し込みと反発」のエピソードがあったことを示唆します。
• スペクトル：ソフト帯の持ち上がり、鋭いピーク、微小シフトは、境界での再処理がエネルギー窓によって異なる投影で現れることを示します。

IX. 量子力学との照合

• 波はどこから生まれるか：量子力学は「確率振幅の重ね合わせ」を数え上げます。ここではそれを「運動が海を引く → 海図が波状化する」という具体的な像で捉えます。
• 事象が離散的なのはなぜか：量子力学は「量子的な放出・吸収」を数えます。こちらは、グループ化と閉鎖のしきい値の連鎖で「一回分の読み出し」を説明します。
• 二重スリットの縞：頻度分布や装置変更に関する予測は一致し、さらに本説明はなぜそうなるか（構造・媒体・しきい値という具体的な起源）を与えます。

X. 検証可能な予測

• スリット縁のキラルな微細構造：反転可能な配向テクスチャを縁近くに与えると、幾何学的な経路長を変えずに縞中心がわずかにずれます。電子と陽電子ではずれの符号が鏡像になります。
• テンソル勾配による変調：二つのスリットの間に制御可能なテンソル勾配（マイクロ質量アレイや共振器場など）を導入すると、縞の間隔と可視度が線形かつ計算可能な形で変化します。
• 軌道角運動量（OAM）を用いた条件付き再構成：軌道角運動量（OAM）をもつプローブで条件付き計数を行うと、幾何を変えずに縞の向きを再構成・回転できます。
• デコヒーレンスの粗視化カーネル：散乱体の密度に応じて可視度が、積分可能なカーネルに従って低下します。カーネル形状は配向テクスチャやエネルギー窓に依存します。
• 高次テールの極性の鏡像性：同一の配向境界条件の下で、電子と陽電子の高次テールは振幅と符号が鏡像になり、近接場の結合差を反映します。

XI. よくある質問

• 「光も粒子も、なぜ波を示すのですか。」
  伝搬がエネルギーの海を引き、テンソル地形が波状化するからです。縞パターンは、その海図の可視の痕跡です。
• 「粒子には別の種類の波があるのですか。」
  ありません。原因は共通で、内部構造は同じ海図への結合重みを変えるだけです。
• 「測定すると縞が消えるのはなぜですか。」
  スリット／経路での測定が海図を書き換えて粗くし、コヒーレンス項を切ってしまうからです。
• 「消去で縞が戻るのはなぜですか。」
  条件付きの再編成で、細部が残る部分集合を選び出すからです。過去を書き換えるわけではありません。
• 「遠隔作用はありますか。」
  ありません。海図の更新は局所的な伝搬限界に従います。見かけの「遠距離同期」は、同じ条件が統計的に同時に満たされるために生じます。

XII. まとめ

光と物質の波動性は一つの起源に収まります。運動がエネルギーの海を引き、テンソル地形が海図として波状化すること。粒子性は、しきい値の閉鎖による一回限りの読み出しから生じます。つまり「波」と「粒子」は別々の実体ではなく、同一過程の二つの顔です。海図が導き、しきい値が記帳します。