遷移（概念と各分野における定義）

遷移（せんい、英: transition）とは、ある状態から別の状態へとうつりかわることを指す一般的な用語である。文脈によってその具体的な意味やメカニズムは大きく異なるため、各専門分野における定義を理解することが重要である。

物理学および量子力学における遷移

物理学や化学において、物質がエネルギーを吸収または放出することで状態を変化させる過程を遷移と呼ぶ。特に量子力学の分野では、原子や分子が光との相互作用を通じて、ある定常状態からエネルギーの異なる別の定常状態へと変化する現象を指す。この概念はニールス・ボーアによって提唱され、後にポール・ディラックらによって数学的な枠組みが構築された。

量子力学的な遷移の確率は、摂動論を用いて計算されることが多い。系に外部からの摂動が加わると、シュレディンガー方程式に従って時間変化が生じ、他の定常状態へ遷移する。この際、始状態から終状態への遷移振幅の二乗が遷移確率として定義される。

主な遷移の種類

• 電子遷移：電子が軌道間やエネルギー帯間を飛び移る現象。
• 振動遷移・回転遷移：分子の振動や回転の状態が変化する現象。

流体力学における遷移

流体力学における遷移とは、流体の流れの状態が層流から乱流へと変化する現象を指す。これは流速や粘性、物体の形状などによって決定されるレイノルズ数に深く関連している。

群集生態学における遷移

生態学における遷移（植生遷移）とは、ある環境における生物群集が時間経過とともに不可逆的に変化していく過程を指す。特に植物群集の組成変化は、生態系の発達を理解する上で重要な指標となる。

情報工学における遷移

情報工学、特にオートマトン理論において、遷移はシステムの状態が変化することを意味する。有限オートマトンでは状態間の変化を矢印付きの弧で表現し、システムが入力に応じてどのように状態を更新するかを記述する。