量子力学は何を研究する学問、なんのための学問ですか。

量子力学の（を学ぶ？）目的は、とても一言では言い表せない。
選択肢に挙げられたものは、どれも一部分は合っていると言える
だろうが、それだけではない。

大学院入試でイヤというほどシュレディンガー方程式を解けば、（わからない、ということが）少しはわかるかも？

私の横でボソッと「ハミルトニアン」とつぶやけば、一撃必殺。「あ゛ーーー」と唸りながら頭を抱えて放浪し、もはや使い物にならなくなってしまうのを、あなたは目撃するでしょう。3年間ぐらいでは、何ともならない波動方程式…
　
数式いじるのを避けたいのであれば、ファインマンの量子電磁気学をかじるのも手。わからないのは変わらないけど、ファインマンダイアグラムは数式いじるより楽しい。

狂人日記さんも、たけじんさんも、「で、目的は」なんなのですか。個人的にでも結構です

非常に小さな単位の物質（光を含む粒子）とエネルギーの世界を説明・記述すること。
ではないでしょうか。比較的大きな単位の世界は、日常の範囲でニュートン力学でだいたい記述できますし。
もっと大きなスケールでは、相対論で説明・記述できる。
　
数式で、様々な現象を予測・説明ができることが重要なのではないでしょうか。

ありがとうございます。

数式で予測・説明できることの具体的なことを教えてくださいませんか。

　四次元世界で観測される物質の諸相を予測する理論と、実際の観測結果の違いを説明しようとする果てしなき試みかな？
原爆も新素材も超伝導も核融合も全て副産物で、凝り性の彼ら物理学者はひたすらに二つの事象の整合を模索している。
反物質の生成も、現時点では短時間であれば可能なようだし、ブラックホールもマイクロサイズなら予算に糸目を付けなければ短時間であれば可能だという理論もある。
ディラックの海や物質エネルギー直接変換による巨大なエネルギーの利用や時空の変換が理論上は可能かもしれないが、不可能かもしれない。
不完全定理を地でいく業界でしょう。

フェルミ順位と電子の挙動の詳細が分かると、微細な回路の電気的挙動がわかる。半導体の内部電位も、正孔の振る舞いもわかる。電磁気学だけでは記述できない部分を、明確に正確に把握することができる。量子力学によるポテンシャル計算がなければ、トンネル効果トランジスタの挙動を説明できない。
最近は特に電子回路が微細化されて、量子的領域に近づいている。これまでの電磁気学だけでは、回路が評価できなくなってきています。
分子内部の電子雲の挙動、特に電子雲の密度がわかると、反応特性がわかる。
フロンティア軌道理論などは、化学の分野で電子雲の挙動から導き出されるもの。
大上段に構えた場の統一理論も量子力学の範囲ですが、もっと身近な物性の解析につかわれているんです。

量子力学の目的は宇宙を調べること
太陽系などの規模の現象はニュートン力学で説明できるが
しかし、精密にいうとずれがある。
微細なことを言ったり。高重力下の現象を表現するには相対論が必要。
原子のサイズの微細な現象を表現するには量子力学が必要。

しかし、大宇宙の構造、銀河団の集まりボイドなとを表現するためには
量子力学が必要になる。
初期宇宙の量子力学で表現される揺らぎが宇宙の構造を作った。
もっというと作ったと推定されている。
どれほど微細な問題、どれほど巨大な問題を語るかによって
必要な力学が変わってくる。
大統一理論はまだ完成してないと思います。

日経サイエンス2009年10月号
特集：量子力学の実像に迫る　宇宙の未来が決める現在
http://www.nikkei-science.com/page/magazine/0910/200910_024.html
＃量子力学の新たな解釈，その宇宙への適用まで

誤植を直したりごちゃごちゃしました。
ちなみに原子の世界も宇宙です。

あー、専門分野の話を忘れていたよ。
レーザーです。
あれ、量子力学がないと、説明できないし、波長予測とかエネルギーの配分とか励起方式とか出力効率とか、計算できないのであった。
そう考えると、私は量子力学を結構駆使していたのだった。

たけじんさん、ありがとうございます。

利用分野は独自にどんどん進んでしまい、
出汁ガラのようになった理論だけ、残されて、
あれこれとどうでもいいことを議論しているのでしょうかね。


物理学って自然科学だと思っていましたが、
理論物理学は、自然をどう理解するかという宗教みたいなところありますね。


マックス・プランクも亡くなる前には牧師になったということですし、
死ぬ半年前にはカトリックに改宗したそうですね。
（「マックス・プランクの生涯」法政大学出版局）

量子力学について、少しずつ全体像が見えてきています。

皆さま本当にありがとうございます。

pascal7 さま

量子力学が宇宙を語るというのは、哲学だからでしょうか。

電子や光子のやりとりでなく、もっとマクロな宇宙とつながる思想、信仰、そういったものを扱ってるということでしょうか。

私は物理学は自然科学だと思いこんできましたが、量子力学になって、宗教に近い気がしています

　そういえば、ＬＥＤは量子力学の研究結果でしたね。
研究が進めばもっと変換効率を上げて、省エネに貢献できますね。
目指せ１００％とか？
レーザーキャノンが実用化されてしまう。
　
　電磁石の組成も研究が進めば効率を上げて、発電や駆動が省エネになりそう。
軽くて強い永久磁石とかね。
そのうち燃料電池と改良型モーターでプロペラを回す省エネ飛行機とか実用化されそう。
あと、軍事利用もありそうですね。
絶対に貫通しない防壁と何でも貫通する弾丸とか。
金属や炭素などの結晶を原子レベルで制御するとか・・。

宇宙の構造を量子力学が説明するというのは

宇宙の生成時に話が及びます。
初期宇宙では、粒子と反粒子が対消滅してエネルギーになったり。エネルギーが
粒子＋反粒子になったりしています。
初期宇宙が爆発して現在の宇宙になるとき量子ゆらぎが拡大して
現在の宇宙の構造になりました。
そういう意味で巨大な宇宙の構造を語るためには量子力学が必要です。
また初期宇宙は、等量の粒子＋反粒子が対消滅生成を繰り返していたと思われますが。
本当に等量の粒子＋反粒子だったら現在の宇宙にはエネルギーだけで粒子＋反粒子は
無いでしょう。

現在の我々の宇宙は正の粒子が優勢の世界です。
なぜ正の粒子が優勢なアンバランスな世界になっているかを研究するためには
量子力学が必要です。