科学よもやま話

1.ニュートン力学は物体の運動を正確に表す事が出来ます。しかし、光速度に近い時や重力が極端に大きい時は予測がずれるので、一般相対性理論を導入する必要があります。その場合ニュートン力学は近似式と言えます。一方、極微の量子の世界ではどちらも通用しなくて、量子力学という手法で計算します。

2.自然界にある四種類の力はゲージ粒子の交換による相互作用を意味しています。( 電磁気力・重力・強い力・弱い力 )うちで重力が一番小さく遠くへ影響を及ぼすものです。一般相対性理論からは『 重力波 』の存在が予言されていますが、まだ見つかっていません。更に、ダークマターの存在を予言して居るのは、大きな未知の重力が存在し銀河の生成と回転に関係して居る事が上げられます。重力波・ダークマター・余剰次元は全て科学的に未解決な命題ですが、それぞれ関係あると推測出来ます。

3.あるアイデアに基いて、理論を構築し、実験で検証し、99%以上の再現性を満たせば科学の分野で認められます。しかし将来に疑問点や矛盾及び異説が出て来れば、再度検証する事になります。つまり、書き換えが行われる事が大いにあります。その積み重ねにより科学は進歩していると考えられます。相対性理論を否定する極少数の意見も有りますが、厳密な科学的検証に応えています。

4.科学の恩恵については、細菌学と抗生物質の発見で多くの病気が完治する様になりました。飛行機の発明で人間は鳥の様に空を飛べる様になりました。更にはコンピュータの出現で加速度的に文明の発達が早くなりましたね。

5.科学技術の発達には悪い面もあります。核兵器や地球環境の破壊や有害物質の廃棄等々で負の遺産も沢山あります。人間が快適に便利に生活できる事と、不都合な面とのアンバランスが益々増大する様に見受けられます。

6.バーチャルリアリティーと言う言葉があります。コンピューター上の仮想現実の事で、「 アバター 」や「 マトリックス 」と言う映画でも話題になりました。人間の意識がコンピューターの世界に入り日常の現実世界と同じ体験をします。五感が働き喜怒哀楽も有りますので、現実か?仮想か?の区別は出来なくなると言う世界です。

7.人間が瞑想したり夢を見て体験する事は、脳による仮想体験と言われており、コンピューターのバーチャルの世界と同じと考えられます。量子力学に基づくミクロの世界でも、素粒子の挙動はバーチャルリアリティーの世界と言えます。素粒子から見ると現実の世界は曖昧で仮想か?となります。

8.インターネットを利用したブログやフェイスブック等々は電脳の世界で文字や画像の情報を交換する仮想現実ですね。現実世界と仮想世界との境界が曖昧に成り過ぎると弊害が出てくるので気を付けたいです。小生は便利なコミュ二ケーションの道具として使いこなせれば良いと思っています。

9.約1万年前に存在したと言う謎のアトランティス大陸。プラトンが過去の伝説として大西洋に有ったと紹介している。高度な技術や精神性を持った古代人が住んでいたが、大陸が短期間で海の波間に沈んで住民ごと全て消えたと言う。誇張の積み重ねで面白おかしく言っている話だと思います。地球物理学のプレートテクトニクス理論や海底の実地調査から、大西洋のいかなる時代にも存在し無かった事が科学的に立証されています。

10.ポアンカレ予想の解答はペレルマンによって物理学の手法である微分幾何学で、約13年前にインターネットにアップされましたね。数学の難問とされていましたが、専門雑誌に掲載せずにネット上に掲載してから専門家の検証で認められました。単連結な三次元閉多様体は三次元球面S^3に同相である( 穴もねじれもない任意の物体は、球面に変形できるか )という超難問です。従来の数学的手法であるトポロジーを使わ無かったのは面白いことです。高度な数学と物理学の両方を使って解答しています。この宇宙が球体であれば長いロープを結んだロケットが宇宙を一周して戻ってきた時に、ロープを全て回収出来ると証明した事になります。

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球体であればロープは回収出来る図形

更に、この世はどう言う形の組み合わせで出来上がっているかと言う命題で『 幾何化予想 』が有ります。8種類のパーツでこの宇宙の全てを作ることが出来るのか?との難問がありました。ポアンカレ予想はその一部の命題の証明でしたが、ペレルマンの論文は全体を解答しています。コーヒーカップを変形して行くとドーナツになると言うのもその一つです。そして、あとの7つは「ドーナッツタイプ」で、宇宙を構成している部分に、球体以外の形が一つでも含まれている場合はロープを回収することは出来ないと分かりました。

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11.不確定性原理について量子ゆらぎを考慮したバージョンアップの計算式を、このブログで昨年の4月にご紹介した事があります。その記述に少し追加します。

約10年前に、名古屋大学の小澤正直教授が最初に提唱し、2年前にウィーン工科大学の長谷川裕司准教授が実験で証明し、以下の新たな不確定性原理の計算式をバージョンアップして提示しています。

εq x ηp + σq × ηp + σp × εq ≧ h / 4π

εq : 位置の測定誤差
ηp : 運動量の散乱
σq : 位置の量子ゆらぎ
σp : 運動量の量子ゆらぎ
h : プランク定数

ハイゼンベルクが最初に発表した従来の方程式では、物体の位置の測定誤差「 ε 」をゼロにして超精密な測定をすると、動きの散乱「 η 」は無限大になってしまいます。しかし、新しく提唱された不等式では、εをゼロにしても「 σq × ηp 」は残ります。つまり誤差がゼロの測定ができる事になります。原理的に出来ないと言われていた事が、出来る様に成ったのは画期的な事です。

12.心脳問題については、このブログで色々と書いた事あります。唯物論から物質中心でアプローチして問題を解いた方が攻め易いです。しかし、越えられない一線があると私は予想しています。『 心の方程式 』を記述して数値を代入したら現実の心の状態と一致するか?との話になります。自由意志について予測できるかがポイントに成ります。

心脳問題の解決方法について、部分から全体を見通せるホログラムの話を以前にした事があります。全体を知っている知識から一部分を知れば分かるという『 暗黙知 』の概念から導かれる『 層の理論 』も参考になると思います。DNA→タンパク質→ニューロン→大脳→心、の順番で解決するのは難しいので、部分がそれぞれ相互作用して全体の新しい作用が生まれると言う『 創発主義 』と言う考え方です。そして、各ニューロンから寄せられたネットワーク情報を統合する『 個性ある意思 』が見つかるかどうかだと思います。量子論や非線形を追加で使う方法か、全く新しい技術や方法論が必要かも知れません。

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この記事へのコメント

2015年09月23日 18:46
こんにちは

どちらが良いか神様の言うとおり
子供のころ選択を楽しみました
今では迷いそうならGOですので
ちょっとつまらない
どちらの道へ行ってもみな正解なので
頭の中では量子力学を越えているかも
楽しいお話
期待しています

2015年09月24日 10:16
無門さんへ コメント有難うございます。

『 迷いそうならGO 』と言うのは正解だと思います。失敗を恐れずに何事もチャレンジする事は大切ですね。何もしなければ成功も失敗も有りませんが、実際に経験すれば得るものがあります。

おっしゃる様に人生は常にどちらかを選択して歩んでおり、どちらの道を選んでも解答がありますね。量子論は人間の常識が通用しない矛盾を含んだ学問で、その矛盾を乗り越える先に見える物があると思います。
2015年09月25日 23:24
ニュートン力学に代表される
古典力学なら、経験的に把握可能な
範囲なので、私にも分かる
気がするんですが、相対性理論となると、
経験的知覚が通用しなくて、
いくら人に説明されても、難しいなあ
としか言いようのない気分が残ります。
昨日まで真実とされていた事柄が、
今日は絶対的なものでなくなるという点は、
歴史研究などと同じですね。

2015年09月26日 09:47
yasuhikoさんへ コメント有難うございます。

相対性理論は時間と空間を同じ土俵に上げ四次元時空として考えられています。光速度不変の原理から、高速で運動している物体は縮んだり時間がゆっくり動き、重力の影響が大きい場所では空間が歪むという理論です。量子論と同様に高度な数式で記述されており、学者は方程式を解いて宇宙の謎に迫ろうとしています。宇宙論には百花繚乱の新しい学説が提唱されており、観測や実験から新しい知見が得られれば書き換えが行われます。

このブログでは科学オタクな話を時々します。趣味で色々な本を読んおり、ボケ防止の為に頭の体操として考えています。
2015年09月28日 04:22
コメントしにくくて、日を変えて何度も読みました。でもやっぱり私の頭には難しすぎます~
また来ます~。ははは。
2015年09月28日 09:28
araraさん こんにちは。

ブログのテーマである『 生き方 』を模索するにあたり、今回の様な科学的な話もしています。読んで頂き有難うございます。宗教の方からであれば、araraさんからも具体的なコメントを書いてもらえるかも知れませんね。
2020年02月25日 02:37
拝見させていただきました。
宇宙のあれこれが発見されたり、データ的に解明されても、なぜ人類がいるのかっておもったりします。