量子力学とは？を、量子力学を歯科治療に活用している医師がわかりやすく解説

量子医学の理解を深める上で、忘れてはならない分野が「量子力学」です。私たちの周りには様々な物質があふれていますが、これらにはそれぞれ質量があります。その質量を決めている単位を突き詰めていくと分子、原子という小さなものになることは理科の授業で習ったと思います。たとえば水の分子構造は、酸素（O）１つと水素（H）２つで成り立っていますが、それは目に見えません。分子はさらに原子に分かれ、原子はもっと小さな単位のものに分かれています。この最小の単位のものを「量子」と呼びます。しかし、目に見えない「ミクロな世界」で起こっている現象のため、なかなか量子の動き方が及ぼす働きや影響についてピンとこないのも事実でしょう。そこで今回は、量子力学を医療に活用している歯科医の藤井先生に「量子力学」について、わかりやすく解説していただきます。

皆さんは「ナノサイズ」という言葉を聞いたことがあるでしょうか。ナノサイズとは１メートルの10億分の1のサイズ、もしくは、それ以下の極小のサイズのこと。光を粒子として考えたときの「光子」や、ニュートリノなどの「素粒子」はナノサイズです。原子を含め、光子や素粒子はもちろん「量子」に含まれます。つまり、量子力学とは、物質のとても小さな単位である量子が集まって起きる現象や、エネルギーとしての働き、その法則性などを研究する学問なのです。

いわば、「ミクロな世界の物理学」と言っていいでしょう。

また、量子は「波と粒子の性質を併せ持つ」「複数の場所に同時に存在する」など、予想外の動きを見せます。これら量子特有の現象は、これまでの物理学の理論では説明できません。このため、それを解明しようと近年さかんに研究が行われるようになりました。

 

量子力学が注目されている理由

量子力学が注目されている理由として、高い演算能力を誇る「量子コンピュータ」や、高精度の計測が可能な「量子センシング」など、従来の技術をはるかに凌ぐテクノロジーに深く関わっているからです。

医療分野においても同様です。MRI（磁気共鳴画像）はその最たるものです。MRIは巨大な磁石が高速回転することで身体の中にある水素原子に磁気を帯びさせ、磁石としての性質を利用して、体内の様子を画像化する技術です。

量子センシングの技術が実装されれば、現在のセンサーでは計測できない微弱な信号や、細胞の中で起こっている微細な動きなどが検査できるようになるはずです。

また、量子センシングによって身体の異常を細胞レベルで検出し、がんの早期発見や認知症の早期診断・治療などにも役立てることができるだろうと言われています。

 

量子力学が引き起こすおもしろい

量子力学では「量子もつれ」という不思議な現象が発生します。
片方の粒子の状態が変化すると、それに応じてもう片方の粒子も瞬時に変化し、両方の粒子の状態が「確定する」という現象です。

この現象をカラーボールを例にして説明してみましょう。

まず、赤と青のボールを2つ用意し、箱の中で混ぜます。その後、ボールを別々の箱に分け、どの箱に何色のボールが入っているか分からなくします。

箱を開けて赤色のボールが出てくれば、こちらの箱にはもともと赤色のボールが入っていて、もう一方の箱には青色のボールが入っていると考えるのが普通でしょう。

しかし、量子力学では箱を開けた瞬間に双方のボールの色が変化した、と考えます。それを色が「確定した」と言うのです。これを「非実在性」といい、箱を開けた時には赤色になっているが、開ける前は青色だったかもしれないと解釈するのです。

その他にも、周波数が同じであれば別の物体でも同じ形になるとされる「フラクタル理論(相似形理論)」、逆位相の波形を作って相殺する「ノイズキャンセル理論」など、量子が引き起こす不思議な現象はさまざまあります。

たとえば、周波数を量子医学の観点から言うと、がん細胞にも固有の周波数が存在し、その固有の周波数を持っている患者が、がんにかかってしまうケースがあると考えます。周波数の乱れが体調不良につながり、逆に周波数の状態が正常であれば病気になりにくい、という考え方です。

量子医学では、上記のような量子が引き起こす不思議な現象（力学）を応用し、多くの患者さんに治療を行っています。

量子医学は物理学？最先端の量子力学を解説！

波動とは、波の発生源から起こった振動が周囲へ伝わる現象を指します。量子には波と粒子の性質を併せ持つ特徴があり、量子力学を理解する上で重要な現象です。

波動には壁があったとしても回り込む性質があり、隙間をぬって広がっていきます。この現象を利用しているのが、皆さんも日常的に使用している「Wi-Fi」です。壁があったとしても、電波が隣の部屋へ届くようになっているのは、波動が関係しているからです。

私たちの身体を構成している原子や分子もそれぞれ固有の波動を持っており、それより小さな単位の量子もその例外ではありません。

人間の身体も物質であり、固有の波動を持っています。その波動が乱れれば物質としてのバランスが崩れ、心身の機能に異常をきたしても何ら不思議ではないでしょう。

量子医学では、病気の原因を特定するよりも「波動を整える」ことを重要視します。
症状を見て原因を特定する西洋医学では考えにくいアプローチでしょうが、東洋医学や自然療法の分野では古くから認知されていました。

実際に、慢性腰痛と開口障害を患っていた方を例に説明してみましょう。
治療前は体のバランスが左右で崩れており、口は指2本分程度しか開かず、腰をそらせると痛みを感じるとのことでした。

治療に入る前に指の力の強弱を判定する「オーリングテスト」を実施し、身体の周りに存在する波動のゆがみを特定します。ゆがみの原因となっていたのが左の第一大臼歯外側にあった膨らみではないかと考え、この部分を少しだけ削る処置をして調整しました。

すると、開口しづらかった口は指３本分以上開き、腰のつっぱり感や痛みもなくなったのです。
このことから、私は量子医学が自分の治療においても有効であると感じることができました。そして、身体と波動のバランスが崩れていると全身のトラブル、疾患を引き起こす原因になりかねないということが分かり、量子医学と密接に関わる波動についてもっと知りたいと思うようになりました。

量子医学と波動の関係とは？

ある条件下で電気を流す「半導体」に活用

私たちが日常的に使用している電子機器や電化製品には、ほぼ間違いなく半導体が使われています。この半導体にも量子力学の理論が活用されています。

鉄や銅など電気を通す「導体」やガラスやゴムのように電気を通さない「絶縁体」と違い、半導体は電気を通す・通さないを、回路のスイッチで切り替えが可能です。
スイッチを高速で切り替え、回路をつないだり切ったりすることで電気が流れ、電子機器や電化製品はより精密な動きが可能になりました。「最近の冷蔵庫は高性能だね」という声をよく聞きますが、それは半導体の存在があるから。

どのような条件下で半導体に電気が流れるのか、このメカニズムを量子力学が解き明かし、技術革新に至ったのです。
今では、半導体は「コンピュータの頭脳」と言われ、多くの電化製品に活用されています。つまり、私たちの日常生活になくてはならない存在になっています。

 

複雑な計算を並列処理可能な「量子コンピュータ」に活用

量子コンピュータとは、量子力学の原理を情報処理技術に応用して、複雑な計算を並列して実行できるコンピュータです。従来のコンピュータでは、処理しきれず出力に時間がかかってしまう計算も、量子コンピュータであれば短時間で計算が可能になります。

量子コンピュータは問題を解く方法の違いにより、2つの方式に分類されます。

●量子ゲート方式
・量子状態にある素子の振る舞いや組み合わせで計算回路を組み、問題を解く。
・従来型のコンピュータの上位互換。

●量子アニーリング(焼きなまし)方式
・焼き入れした金属をゆっくり冷やして組織を安定させる処理(焼きなまし)と似た処理を、量子に行って関数の最小値を求める。
・自然の法則を活用して最小値を求める方法。

医療分野で実用化されれば、圧倒的な情報処理能力をもとに新薬の開発やAIを用いた診断法など、医療業界を大きく変える可能性を秘めているのです。

今回は量子医学のプロである藤井先生に量子力学について説明していただきました。

私たちが当たり前のように認識している物理現象の中には、今までの理論では説明できない不思議なこと、観測結果が存在します。
量子力学はまだまだこれからが本番の新しい学問。

医療現場においても、薬や治療法がないと医師から言われ続け、諦めていた患者さんが何かの拍子に症状が改善することがあります。

そういったケースも量子力学の理論に当てはめて考えれば、常識とされてきた治療法にとらわれずに、新しい治療にチャレンジしてみる価値があるのではないでしょうか。

もし量子力学を入り口にして「量子医学」や「波動療法」に興味を持たれた方は、関連記事やYouTubeの動画を併せてご確認ください。

あなたにとって良いきっかけになれば嬉しいです。