・遠隔作用と疑似近接作用の混合

 荷電粒子間の作用が遠隔作用的になるには、荷電粒子間の距離に加えて、振動数すなわ
ち波長が関係してくる。わかりやすい例として、下図のような問題を考えよう。



振動数が低いときは波長も長いので、これらの荷電粒子は(疑似)近接作用的に振る舞う。
ところが、振動数が高いと波長が短くなる。そして、波長が荷電粒子間の距離の二倍未満
になってしまうと、もはや荷電粒子は(疑似)近接作用的に振る舞うことができなくなる。
このため、荷電粒子は遠隔作用的に振る舞うようになるのである。
 これは、情報処理における『シャノンの標本化定理』と似ている。CDやMDのような
デジタル・オーディオでは、アナログ信号をデジタル信号に変換して記録されるわけだが、
標本化周波数の1/2を超える周波数の信号は、正しく変換できない。
 これと同じように、上記の問題でも、周波数がある値よりも高いとき、すなわち、波長
がある値よりも短いとき、荷電粒子は(疑似)近接作用的に振る舞うことができず、遠隔
作用的に振る舞うことになるのである。
 ちなみに、荷電粒子が(疑似)近接作用的に振る舞っている時は、作用によって受け取
った運動量や運動エネルギーが、各荷電粒子に分散される。ところが、遠隔作用的に振る
舞うときは分散されないので、作用を受けた粒子に運動量や運動エネルギーが集中するこ
とになる。このため、その荷電粒子だけが特別に大きな作用を受け、(場合によっては)
物質中からはじき出されることになる。これが、光電効果であり、コンプトン散乱なので
ある。これらは、共に波長の短い(周波数の高い)時に起こる現象である。
 このように、波長の短い(周波数の高い)時は、遠隔作用性が強まるのである。すでに
取り上げたウィーンの公式も、波長の短い(周波数の高い)時に非常によい近似を示すも
のである。光の粒子性とは、実は、電磁気作用の遠隔作用性だったのである。
 これに対し、波長の長い(周波数の低い)時は、(疑似)近接作用性が強まる。このた
め、荷電粒子は波動的に振る舞う。したがって、黒体輻射の問題では『レイリー・ジーン
ズの公式』が成り立つことになるのである。つまり、レイリー・ジーンズの公式は、光の
波動性を示すというよりは、電磁気作用の疑似近接作用性を示すものだったのである。
 以上のことをまとめていうならば、物質の世界では、遠隔作用と疑似近接作用とが混在
しているということである。波長が短く(周波数が高く)なれば遠隔作用性が強まり、波
長が長く(周波数が低く)なれば疑似近接作用性が強まる。プランクの公式も、実は、こ
のことを示しているのである。
 ちなみに、プランクは、ウィーンの公式とレイリー・ジーンズの公式とを算術的に折衷
して、自身の公式を導いた。そして、その理論的根拠を後から考え出した。それが、『エ
ネルギー量子化仮説』であった。そして、その考えをさらに押し進めたのが、アインシュ
タインの『光量子仮説』であった。
 だが、すでに見てきたように、そのような荒唐無稽な考え方は、もはや不要である。光
は波でも粒子でもないのだ。

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