理系東大生が教える!「恋はどう?モロ◎波動OK☆方程式!!」

音ゲーマーの諸君なら、
 
「恋はどう?モロ◎波動OK☆方程式!!」
 
という曲を一度は聞いたことがあるだろう。
初出はpop'nで、その後jubeatDDR・SDVX、そしてかつて稼働していたBeatstreamに収録された。
ちなみに作曲は理系男子(TOMOSUKE)、歌っているのはave;newぷろじぇくとでおなじみ佐倉紗織さんである。
 
↓聞いたことない人は是非この機会に公式ムービーと一緒に聞いてみよう
 
 
ここで、ひとつ感じたことがある。
 
 
この曲、よくわからないのである。
 
 
まず、歌詞がそもそも聞き取れない(いつもの佐倉紗織)そして、歌詞を読んでもよく意味がわからない。
 
 
そう、この曲、よくわからないのである。
 
 
この曲の歌詞の大半は理系単語、しかもほとんどが量子力学量子化学に関する単語で構成されている。
 
そこで、東京大学に理系学部生として在席して5年(???)になるこの私が、文系学生や高校生にもわかるように、この歌詞の内容を解説していこうと思う。
 
注意1:わかりやすさを重視した記述となっているため、厳密な議論とかは他でやってね☆って感じでゆる~く書いてます
注意2:俺も結構知らない内容があってネットで調べまくりました。なのでちょいちょい間違ってるかもしれないです。許せ。
 
 
 
さて、歌詞を順番に見ていくことにしよう。
 
波動関数Ψのアタシの二乗は
事情によりけり笑顔が存在してるんだからさ
電子もどっかにそりゃあるでしょ
ボルンの小粋でつぶつぶ小粒恋愛確率解釈
 
波動関数とは?
物質の全ての状態(具体的には「水が液体として存在する」「猫が生きている」など)は、実は波表すことができる。これを式で表したものを波動関数といい、Ψ(プサイ)やΦ(ファイ)で表すことが多い。ぷっさい~にふぁい!シュレーディンガー音頭で検索検索ゥ!
 
後に述べるシュレーディンガー方程式を解くことによって導くことができる。
 
・その二乗とは?(ボルンの解釈)
この波動関数の二乗は粒子の存在可能性そのものもとみなすことができる(大学で理系やってない人はここはわからなくていいです)。「電子もどっかにそりゃあるでしょ」ということ。
ここでは自分を波動関数Ψとみなして笑顔の存在可能性を歌っているのである(ほんとか?)。
 
 
②いいっ!行こう!叡智ニュー!
紛れもなくE=hνの式こと。
電磁波(光やX線など)のエネルギーEはプランク定数h (=6.62×10^-34 m^2 kg/s)と周波数ν (これはアルファベットのブイではなく、ギリシャ文字のニュー) の積で表されるという式。簡単に言うと、「光の色によって持ってるエネルギーが違う」ということ。
 
※正確には、プランク定数そのものがエネルギーと周波数の比例定数として定義されている。
 
 
構造主義的見解はそうかもね
思考体系、メタ知識なんかぶっとんじゃって
もしかしてああ!それってパラダイム!!
座標と時間に隠れた未知の関数?
 
各語句を説明すると、
 
構造主義…何かの現象を理解するためには、その本質的な構造をとらえるのが良いという考え方
メタ知識…様々な分野に応用できる知識のこと(例えば統計の手法など)
パラダイム…その時代を支配する考え方(例えば昔の天動説、今の地動説など)
 
となるが、以上を踏まえてもここはよく意味がわかりません…だれか解釈してください。
 
 
④ヒトとヒトの恋などは 今も位相同型
昔から変わらずに連続的変形トポロジー!!
 
・位相同型とは?
形や大きさをうねうね動かしても、元の形と一致する物体のこと。
具体例を挙げると、
マグカップとドーナツは一つの穴が開いていることで共通しているため、位相同型。
・逆にボールとドーナツは穴を開けないと同じ形にすることができないので位相同型ではない。

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Wikipediaより

 

トポロジーとはまさにそのような位相同型であることに着目した学問(位相幾何学)のことである。 
 
昔から形は違えど同じような恋をしてきているのが人間だということである。
 
 
 
※ここから先は元素がいっぱい出てきますので、この元素周期表を見ながら読んでね☆
 

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↑元素周期表。赤枠が今回登場する元素。
 
⑤Ar(アルゴン)瞳でCr(クロム)なハート
 
アルゴンは、原子番号18、元素記号Arの元素。いわゆる18族元素の希ガス(周期表の一番右のやつら。ほとんど化学反応しない)である。
大気中には、窒素、酸素に次いで3番目に多く約0.93%含まれている。
どうやら蛍光灯やら電球やらに封入されているらしい。
瞳と何の関係があるかは不明。
 
クロムは、原子番号24、元素記号Crの金属元素
ステンレスなどに使われている。絶対にさび付かない強いハートということだろうか。
 
 
⑥Nb(ニオブ)で永久に刺激的
惹かれあうからNd(ネオジム)
 
ニオブ原子番号41、元素記号Nbの元素。ニオブです。おぶーっ。
用途、知らず――(どうやら超電導の素材などに使われるらしい。へぇ~。)
 
ネオジム原子番号60、元素記号Nd元素。ランタノイド(周期表の下にびろーんってなってるやつの上の段)に属する希土類元素である。
ネオジムの主な用途としては、永久磁石が挙げられる。非常に強力な磁石だが百均にも平気で売ってる。
このネオジム磁石のように永久に刺激的に惹かれ合う恋がしたいということである。


⑦Er(エルビウム) 思念増幅キテるビームYb(イッテルビウム)!


エルビウム原子番号65、イッテルビウム原子番号70の元素。こいつらもランタノイドに属する希土類元素である。
イッテルビウムレーザー(おそらくビームはこのこと)の初期光としてよく使われているらしい。

・レーザーの原理
じゃあ思念増幅ってなんだよ?ってなった方のために、レーザーの簡単な原理を解説しておこう。
 
そもそもレーザー(LASER)とは、Light Amplification by Stimulated Emission and Radiationの略語である。レーザー光は、全ての光が同じ波長となっているとても強い光(これって実は凄いこと)で、様々な用途に使われている。それでは、なぜこのような光を放出することが可能なのだろうか。
 
原子は通常「基底状態」と呼ばれる、エネルギー的に安定な状態にある、これに光を当てそのエネルギーを吸収すると、「励起状態というエネルギーの高い状態に移る。これが再び基底状態に戻る際に、光を放出する。この光は原子によって波長が決まっており、これにより、特定波長のみの光を取り出すことができる。
当然少量の原子から得られる光は小さい。これを何度も反射させて増幅し、出力するのである。

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小さかった想いが何度もアタック(反射)を繰り返すことで大きくなっていく、そんな少女の純粋な恋心を表しているのである(ほんとか?)。
 
 
⑧スピンと気持ちは換算プランク定数の定数倍です
 
・スピンとは?
電子は、スピンと呼ばれる二つの状態を取る。どうも電子そのものの自転らしきものらしいが、よくわかっていないのが現状である。
この2種類のスピンの角運動量と呼ばれる指標が(1/2)*(h/2π)、(-1/2)*(h/2π)で表される。
このh/2πを換算プランク定数と呼び、記号ℏで表す(なぜこんなものを定義してるのかというと、量子力学の計算では普通のプランク定数hよりもこちらの方が圧倒的に登場回数が多いため、いちいち2πと書くのが面倒だからである)。
粒子の種類によっては他の値にもなる(らしい)が、素粒子においてはどれもこのℏの定数倍になっている。
 
気持ちの強さは量子化(とびとびの値を取る)されているのである。好感度の数値化。ギャルゲーかよ。
 
 
⑨量子カオス系過ぎるから!マクロでミクロな恋愛構造
 
ミクロ(微視的、今回は量子力学的)な視点から見ると、物質などが通常のマクロ(巨視的)な振る舞いとは異なる振る舞いをすることがある(後述のトンネル効果やシュレーディンガーの猫の例など)。このようなミクロなふるまいを量子カオスと呼んだりする。
 
恋愛というものはどのような振る舞いをするかよくわからんのやでって話である。
 
 
波動関数Ψのアタシの二乗は
事情によりけり猫ちゃんだって存在してるんだからさ
 
この猫ちゃんはシュレーディンガーの猫のことである。
 
シュレーディンガーの猫とは?
トイコンテンポラリーのことであrシュレーディンガー方程式を導き出したシュレーディンガー氏が量子力学の不確定性を論じるために考えた思考実験である。
 
猫を箱に閉じ込め、その中に1時間に50%の確率で崩壊する放射性元素を入れておく。また、もしその崩壊が観測されたら、青酸ガスが噴射され、猫が死ぬような仕組みにしておく。
波動関数の説明をしたときに述べたとおり、「状態」は波である。波は重ね合わせられるため、観測していない全てのミクロな現象は、起きている確率と起きていない確率が重ね合わさっていると解釈できる(不確定性原理という)。すると当然、原子の崩壊は確率的に起こるため、放射性元素は観測者が崩壊したかしていないか確認するまで、崩壊状態と非崩壊状態の重ね合わせ状態にある。そうすると、猫も、観測者がは確認するまで生死の重ね合わせの状態になってしまう。
 
確率的な重ね合わせは量子力学のようなミクロな世界(放射性元素の崩壊)でのみ成立するものである。しかし、この思考実験では、マクロな世界(猫の生死)でも確率の重ね合わせが発生してしまっている。
 
以上が、量子力学に懐疑的な思想を持ったシュレーディンガーの指摘である
 
要するに、告白するまで恋の行方がどうなるかわからないということである。
 
 
⑪fλな速さで告白
 
これはv=fλの式ことを表している。
波の速さvと振動数f、波長λの関係式である。
 
 
 ⑫シュレーディンガー方程式で
トンネル抜けて抱きしめてよ
大嫌い!大好き!
 
シュレーディンガー方程式とは?
波動関数を導くため、シュレーディンガーさんが考え出した式で、HΨ(ハミルトニアンプサイ)=EΨと表せる。
 
この数式を初めて見た人はきっとこう考えるだろう。
 
 
シュレーディンガー方程式解きマスw✋
 
HΨ=EΨ
   *゚゚・*+。
   |   ゚*。
  。∩∧∧  *
  + (  ˘ω ˘ ) *+゚
  *。ヽ  つ*゚*
  ゙・+。*・゚⊃ +゚
   ☆ ∪  。*゚
   ゙・+。*・゚
H=E
 
 
このHはハミルトニアンと呼ばれる「演算子」である。演算子というのは、「定数や式をかけろ」やら「xで微分しろ」やら多くの指示が入っているもの、と考えるとわかりやすいだろう。要するにこれは普通のいわゆる「掛け算」ではない。そうすると簡単に両辺を割ったりすることができないのがわかる。
 
これを使えば、ある特定の状態のハミルトニアンがわかれば、その状態がどんな波動関数(固有関数)でどんなエネルギー(固有値)を持っているのかがわかる。
  
・トンネル効果って?
先ほどから述べている通り、電子の持つエネルギーは不確実性を持っており、確率によって変わる。そのせいで、「本来であればエネルギー的に通り抜けられないポテンシャルの壁を、電子などの微視的なものであれば通り抜けることができる(要するにエネルギー的に起こりえない現象が起こるということ)」。これをトンネル効果という。
 
本来は届くはずのないこのマクロな想い。その想いをミクロな電子に乗せてしまえば、もしかすると叶うかもしれないのである(は?)。
 
 
 
いかがだっただろうか。
 
歌詞の内容が少しでもわかれば、この曲を聴く姿勢も少しは変わってくるのではなかろうか?
少しでも違う視点を持ってこの曲を聴くことができるようになってもらえたなら幸いです。
 
ちなみに私はこの微妙なBPMが任意の音ゲーで苦手なのできらいです。助けて。
 
それでは。