清華博士がマーベル映画の「量子世界」を解説

「アントマン＆ワスプ」は、マーベル・ユニバースの第 3 フェーズと第 4 フェーズの間の重要なリンクです。物語の「量子世界」は、新しいマーベル・マルチバースを開く上で最も重要なコンセプトです。

この映画は8月24日にIMAX3D形式でグランドリリースされます。まずは予告編を見てみましょう〜。

量子状態、量子チャネル、量子世界、量子のもつれ...オタク映画ファンとして、映画の謎をより深く理解するには、「アントマン & ワスプ」を観る前に、まずこれらの頭が痛くなる概念を理解する必要があります。 。

「アントマン」の背後にある量子暗号の解明に協力してくれた清華大学の量子物理学博士、Wang Ce 氏に特別に感謝します。

ワン・シー
清華大学
量子物理学と機械学習を専門とする博士号
「量子トポロジカル状態ダイナミクスと相互作用効果」に関する論文を多数執筆。
「物理研究のための機械学習手法」に関する論文など

量子は宇宙で最も小さなものですが、興味深いのは、それが前世紀以来最大の科学的進歩を表し、無限の可能性を秘めていることです。

マーベルの「アントマン」の物語の中で、ハンク・ピム博士は、「ピム粒子」が物質を別の次元に出入りできることを発見し、それによって物体を大きくしたり小さくしたりできることを発見し、スコット・ピム・ラングをアリサイズに変身させました。スーパーヒーロー「アントマン」。

ピムの妻であり「元祖ワスプ」であるジャネット・ヴァン・ダインは、核爆弾の爆発を防ぐために自らを量子の世界に縮小し、30年間行方不明となった。

「アントマン 1」では、スコット ラングは一時的に量子世界に閉じ込められましたが、アントマン スーツを調整して脱出しました。そのため、「アントマン 2: ワスプ」の物語は、量子世界に行く全員を中心に展開します。ジャネット・ヴァン・ダインを救う物語が展開する。

マーベル映画の第 4 フェーズでは、多元宇宙と星間冒険に重点が置かれており、アントマンと「量子概念」も「アベンジャーズ 4」で重要な役割を果たします。

量子力学は映画の物語ではなく、この世界のあらゆるものの構成と動作の本質的な法則です。

すべてが微細な状態に縮小すると、奇妙な現象に満ちた、あらゆることが可能になる世界が見えてきます。

物質は原子で構成されており、原子は原子核とその周りを回転する電子で構成されており、それらを総称して素粒子と呼びます。

電子も実は「波」です。

世の中のすべては電子でできていますが、「物質の存在」は波動の性質によって決まるため、全く違って見えます。

これらの物質波の特性は、電子が原子核の周りを回転するときの電子の空間と距離を決定します。

これは宇宙で最も厳密な秩序システムです。電子は互いに遠く離れているため、電子を構成する原子には多くの空間があり、ほとんど空です。

電子のパウリの排他原理では、電子がまったく同じ場所に同時に存在することは許されず、友人の間に大きな安全距離を維持する必要があると規定されています。

同じ電荷の電子間には反発が起こります。

「アントマン」の物語に登場する「ピム粒子」は、電子間の空間距離をリセットし、それによって物体を「大きくしたり小さくしたり」することができます。これは芸術的な「物理的思考実験」です。

この「大きくて小さい」特殊効果を、追加の 26% スクリーンを備えた IMAX 巨大スクリーンで見ることを想像してみてください。

それだけでなく、IMAX シアターの衝撃的なサウンド システムにより、ミクロの世界でアントマンとワスプの羽が振動するブンブンという音が耳の中にあるかのように感じられ、リスニング体験が倍増します。

映画の「量子トンネリング」について話しましょう。

「量子トンネル」は想像上のものですが、奇妙な量子力学の影響下で、素粒子（電子）が固体物質の中を「移動」することは十分に可能です。

原子未満のスケールでは、粒子がどこにあるのか、どこへ行くのかを知ることはできません。その位置を正確に測定しようとしても、その軌道を測定することはできません。また、その逆も同様です。

したがって、「物質の波」の波動関数は「確率密度の波」とも解釈できます。

言い換えれば、私たちができることは「粒子が特定の瞬間に特定の位置に存在する可能性がある確率」を記述することです。

「猫殺し」シュレディンガーが与えた「シュレディンガー方程式」を使う。

したがって、粒子が壁の向こう側など、本来あるべきではない場所に逃げる可能性が常にあります (たとえそれが細い場合でも)。

この現象が「量子トンネリング」です。

粒子が速く移動するほど、粒子が持つエネルギーは大きくなり、「不可能な障害物」を通過できる可能性が高くなります。

量子状態の壁を通り抜けたい場合は、できるだけ速く走って、成功する可能性が非常に低いために何度も何度も試行する必要がありますが、不可能ではありません。

「量子トンネリング」の実用的な応用例には、星の核融合や人工トランジスタなどの固体デバイスが含まれます。

『アントマン＆ワスプ』の悪役ゴーストは、実際に巨視的な方法で「量子トンネリング」を実証しています。彼女は波動関数と波動状態を何らかの方法で変更したに違いありません。その結果、「トンネリング」の確率は 100% に近くなります。

この「超能力」を習得すれば、ただの「壁抜け」だけでなく、あらゆる信じられない場所にほぼ同時に現れることができるようになる。

量子物理学において、最も奇妙な概念は「量子のもつれ」です。

それは次のとおりです。

粒子がどれだけ離れていても、ある粒子が一見瞬時の速度で他の粒子に影響を与える様子。

「２つの粒子が絡み合った状態」とは、２つの粒子の状態が互いに影響し合うことです。

たとえば、現在、青と赤の 2 つのコイン (コイン 1 とコイン 2) があります。

2 つの量子コインが絡み合っていて、それらを別々の不透明な箱に入れ、それぞれの色を誰も知らないと仮定します。

さて、誰かがコイン 1 の入った箱を手に取り、銀河の反対側に走ります。コイン 1 の入った箱を開けて色を見れば、コイン 2 の色が 100% わかります。

さらに驚くべきことは、箱を開ける前は、コイン 1 は青でも赤でもなく、観察して初めて青か赤かを判断できることです。

箱の中のコインの観察されていない状態は、青と赤の状態の「重ね合わせ」である量子波動関数の 1 つによって数学的に記述されます。

コイン 1 の色を見ると、ある色に固定されていましたが、銀河の反対側にあるコイン 2 はすぐに別の色に変わりました。

箱を開けてコイン 2 の色を観察すると、量子もつれが解けたと考えられます。

あなたが誰であるかを本当に知るためには、銀河を超えて私が提供する特別な情報を心待ちにする必要があります。

したがって、量子もつれは暗号化や次世代スーパーコンピューティング デバイスに使用できます。

量子の世界は狂気の宇宙だ!それを深く理解すればするほど、マクロの世界のすべての既知の物理法則、時間と距離の次元、物体の移動方向...が破られ、あらゆる種類の新しい可能性が現れるでしょう - これらは最も賢い頭脳です世界中で誰もが夢中になる理由！

映画『アントマン』シリーズの科学顧問はカリフォルニア工科大学の量子物理学者スピリドン・ミカラキス氏で、映画のプロットや特殊効果は科学的な研究結果に基づいていると言われており、科学者たちも深く関わっている。創作に関わっている。

▲量子物理学の専門家であるスピリドン氏（左）とスタン・リー氏（右）

▲スピリドン（左）と『アントマン』クリエイティブチーム

『アントマン＆ワスプ』は映画ファンを興奮させるだけでなく、量子物理学の研究に携わる人々をさらに興奮させます。

IMAX 巨大スクリーンを使用して、科学的想像力の中で微細な量子の世界を表現します。量子物理学の研究に携わる研究者も、この世界が一流のビジュアルクリエイティブチームの手にかかればどのように見えるのかを知りたいと考えています。

▲マーベルのために物理学者が“設計”した量子の世界

▲ ノーラン監督の『インターステラー』の「ブラックホール」は、カリフォルニア工科大学物理学教授キップ・ソーンの理論モデルに完全に基づいて設計された

「アントマン & ワスプ」を鑑賞するには、IMAX 3D バージョンを選択することをお勧めします。オタクが追求すべき没入型の劇場体験に加えて、最も実用的な点もあります。他の形式よりも 26% 多くのコンテンツが含まれています。 . オーディオビジュアル体験をさらに楽しくするフォトフレーム！