古典論と量子論の決定的な違いは、古典論がマクロの自然を記述するのに対し、量子論はミクロの自然を記述することである。

古典論と量子論は、物体の振る舞いを記述するために使用できるため、物理化学の非常に重要な分野である。古典論と量子論の間には、事象の予測可能性や考察する対象など、大きな違いがあります。つまり、古典論がマクロな物体に適用されるのに対し、量子論はミクロな粒子の振る舞いを記述するものなのです。

カタログ

1.概要と主な違い 2.古典論とは 3.量子論とは 4.横並び比較-古典論と量子論を表形式で 5.まとめ

古典論は何ですか？

古典力学の理論は、巨視的な物体の運動を記述する理論である。巨視的物体の種類は、投射物から宇宙船のような天体まで様々であろう。古典的な理論によれば、運動中の事象は予測可能である。つまり、物体の初期状態が分かれば、将来の状態を予測し、過去の状態を知ることができる。

図01：投射動作の解析

一般に、古典理論は大きな天体に対して非常に正確な結果を与える。しかし、この理論は超巨大天体や光速に近づく天体には適用されない。

量子論は何ですか？

量子論とは、物体の性質を原子レベルで説明する理論です。量子論では、エネルギー、運動量、角運動量は離散的な値であり、これを「量子化」と呼んでいます。ここで、物体は波動と粒子の両方の性質を持つ。素粒子（電子、陽子など）の振る舞いを説明できるのは、この理論だけということもある。

図02：原子エネルギー準位間の電子の跳躍

また、この理論は、原子と原子が共有結合でどのように結合しているかを知る上でも重要である。また、量子論の応用分野として、電子工学、暗号技術、量子コンピュータなどがある。

古典論と量子論の違い

古典力学の理論はマクロな物体の運動を記述する理論であり、量子論は原子レベルでの物体の性質を記述する理論である。このように、古典理論と量子論の大きな違いは、古典理論がマクロなレベルの自然を記述するのに対し、量子論はミクロなレベルの自然を記述することである。さらに、古典理論は波動粒子二重性を記述しないが、量子論はそうではない。

さらに、古典論と量子論のもう一つの違いは、古典論であれば将来の事象は予測可能であるが、量子論によれば、事象は予測不可能であることである。

概要 - 古典論 vs. 量子論

物理化学では、古典理論と量子論が重要な理論です。古典論と量子論の決定的な違いは、古典論がマクロなレベルの自然を記述するのに対し、量子論はミクロなレベルの自然を記述することである。

引用

1 「量子力学」、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2019年6月3日、こちらから入手できます。