☆雑記・四方山話

(雑記)ときめく物理学

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いつの頃からか、物理学が好きになりました。
いえ、どちらかというと文系頭なので、学生の頃は、計算や考え方のややこしい物理学は、逆に嫌いでした。
なにより、その頃は物理学の面白さが分からなかったんです。

時刻と位置と速度が分かれば、全ての物質の運動を追尾、予測することができるという、古典力学。
ニュートンの発想や功績はもちろん尊敬しますが、やはりその力学にそんなに興味は湧きませんでした。
(ニュートンさん、ごめん><)

けれど、あるときたまたま雑誌で、スティーヴン・ホーキングの宇宙量子論や、アインシュタインの相対性理論を、ちらっと読んだのです。
いやあ、ときめきましたね。
なんだこれは。実際にこの世界は、こんなに摩訶不思議なモノや法則で成り立っていたのか!と。
まさにファンタジーワールド。

アインシュタインの相対性理論の中に導き出された、魅力的な方程式の数々。
E=mc²という世にも美しい関係式
(エネルギー=質量×光速の2乗:質量とエネルギーは同じものである)
光、というものの神秘。
この世で「絶対」というのは、光速のみという真実。
絶対なる光速の前では、時間だって、伸び縮みする。
(光速で移動すると、時間は進まないなんて、なにそれ! な衝撃)

そして極めつけは、量子論。
素粒子という超ミクロな、確率でしか存在が確定しない物質を紐解く理論です。
物質の最小単位である素粒子の住む世界は、私たちのいるマクロの世界のとは、まるでかけ離れた常識を持つ、ファンタジーワールドです。そのファンタジーワールドの住人たち(素粒子)の正体を探ることが、この宇宙の本当の姿を探ることになるのです。

過去、あんなに完璧だと言われた、ニュートンの古典力学は、本当に、この地球上の一部、そして、目に見える大きさ(マクロ)の世界でしか適用できない不完全な法則だったのです。

量子論。相対性理論。その難解な分野は、到底私などに理解できるものではないのですが、その片鱗を覗くだけで、ワクワクときめきます。まさにロマン。
ときめきすぎて、『僕らの相対論』、という短編を2篇、書いてしまったほどです^^;


科学雑誌を読んでいると、時々こんな名前を見つけます。
ラプラスの魔物」。

【あらゆる物体の運動は、ニュートン力学で説明がつく】と言われていた、古典力学の時代に、フランスの科学者、ピエール・ラプラスが考えた仮想生物。
未来の全てを見通す魔物のことです。

この世のすべてのできごとは、その物質に与えられる作用によって決まっている。 かりに、宇宙のすべての物質の現在の状況を厳密に知っている生物(魔物)がいたら、その生物は、宇宙のすべての未来を予測することができるだろう。・・・ということなのです。

明日、雨が降ることも、10年後、隕石が落ちることも、Aさんが、トラックで事故を起こすことも、Bさんが恋に落ちることも。
それは全て、物理法則の因果律によって決まり、人間の感情も失態も、すべて脳細胞という物質の運動の結果なので、人間の感情すらも、決まっている・・・ということなのです。

これは、面白いけど・・・どうなんだろう(笑)
「君が生まれたことも、Aさんと結婚することも、ここで犯罪を犯すことも、宝くじに当たることも、全て宇宙が始まった時点で、決まったことなのだ。君が、何か変えられることではないのだ」と、いうことですよね。
人間って、なんなのだろうと、思ってしまいます。

だけど、もしも今が、量子力学の生まれる前の、古典物理学の時代ならば、これに反論する材料はなかったのです。サイコロの目も、人間の感情も、因果律によって決まっているのだということを、否定できなかったのです。

でも、そこに量子論というものが誕生しました。
この世の物質を構成している(今のところ)最小単位である素粒子(量子)というものが、観測によって、その位置や運動を確定できないものであることが証明されたのです。

この世は、予測不可能。未来は確定していない。「君は、自分の自由な意思で生きていけるんだよ」って。量子論が証明してくれたんです。

それが、『不確定性原理』と呼ばれるものです。
面白いと思いませんか? この世の物質全てを構成する元となる素粒子が、観測することのできない幽霊なのです。
そして、その不確定性理論を極めて行くことによって、現在の文明の最先端の機器たち(携帯、GPS、衛星等)が生まれてきたのですから。
宇宙誕生の謎もきっと、遠くない未来に解き明かされるはずです。(100億分の1秒後からは、ほぼ解き明かされています)


で、あるとき、『不確定性原理』という本を読んでいたのですが、その序盤で、小説を読んでいる時のようにぐぐっときました。
(この著者、都筑 卓司さんの本、はユニークで大好き^^)
石頭の古典力学から、物理学の主導権を奪った現代物理学・量子力学についてのお話の前に書かれていたプロローグです。

『物理学は、いかにして原因と結果の間につながる絆を断ち切ったか・・・。この本はそのいきさつを書いたものである。ラプラスの魔物へのチャレンジの記録だと思っていただいていい。悪魔へ真っ向から切り込んだのは、若き日のハイゼンベルクであり、悪魔に致命傷を負わせた武器を、不確定性原理 という』

ババ~ンと、壮大なオープニング曲と共に、ロマンあふれるドラマが幕を開けるような。
そんなときめきを、感じませんか?


え、あ、いいんです(*/∇\*) 軽くスルーしてください・・・。


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(2002/09/20)
都筑 卓司

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※そして、学生のみなさん、ニュートン物理学は、それでも基礎ですから、ちゃんと勉強してくださいね!!(´゚∀゚`;) ・・・余計なこと言ったかな・・・。


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~ Comment ~

NoTitle 

 こんばんは。
もうねーーー 物理学は言葉からして 中二病を拗らせたようなモノ満載で…
暗黒物質とか この世界は五分前に出来たとか言いだす学者がいたり 何て 中二病の世界!!!!
ブラックホールの休眠 眠りにつく理論とか あれも 面白い。
物理学は どんどん数学に近付き 数学は哲学に片足突っ込んでるし…
未だに 僕 量子論の 二重スリット実験の理論 よく解らない。
其れでも 物理学は好きですよ。 

ウゾさんへ 

ウゾさん、いらっしゃい^^
ウゾさんは、科学部でしたよね!
そうなんです。現代物理学って、まさに中二病の世界^^(私もまだ、抜け出せていないのかも)
暗黒物質、ダークエネルギー、統一理論、最終理論。時間の矢。
ブレーン宇宙とか、超ひも理論とか、本当に真剣に取り組んでるんですもん。まさにロマン。
昨年は、ヒッグス粒子も見つかったみたいですし、なんだか面白いことになりそうです。

二重スリット実験は、光のほうですね?
光が、粒子だけではなく、波の性質を持つのを証明したトーマス・ヤングの実験ですよね。
スクリーンに干渉縞ができるということが、もうすでに波の性質を表しているんだとか。

アインシュタインは、光に粒の性質(光量子)も見出して、ノーベル賞をもらっていますが、
粒であって、波である、光。これがもうすでにファンタジックです^^

ウゾさんは物理学をする上で、ややこしい計算式をやっていかなければならないので、楽しいばかりではないのでしょうが。それでも、まだまだ謎がいっぱいの物理学の世界に浸って、そして探っていってほしいです^^

また、物理をかたりましょう!!

 

量子論は正しい。しかし、われわれに自由意志は存在しない。あるのは神の振る膨大な、しかし有限のサイコロだけだ、という考えで長編SFを書いた男が通りますよ~(^_^)

そういう意味で「強い決定論」は論駁不能な真実だとわたしは考えています。ラプラスの悪魔は未来を見通せないが、宇宙は因果律に従って進んでいくのではないかなあ。

最近の物理学がどういうことをいってるのかはよく知りませんが。
  • #9156 ポール・ブリッツ 
  • URL 
  • 2013.06/19 21:45 
  •  ▲EntryTop 

ポール・ブリッツさんへ 

そうでしたね!
ポールさんの、あの長編のテーマは、そうでした。
やっぱりポールさんは因果律を指示しますか^^
私はどうも、哲学的なことはよくわからないので、シンプルに実験結果で、物事を見ていたいと思うんですが。
因果律。もちろん、物理的運動は、そう思えるんですが、人間の精神、感情に至っては、どうなんだろうと、ず~~っと考えていたんですが。そもそも、思考実験で答えが出るしろもんじゃないですよね^^;

最近の物理学は、多分地道で堅実ですよ。
細かく、細かく、ヒッグス粒子やニュートリノを探って、宇宙の法則を補完してくれそうです。
ブレーン宇宙論は、ちょっとどうなんだろうと思うけど、超ひも理論は、なんだかイケそうな気がするので、どんどん議論を深めて欲しいと思ってます^^

一応、私… 

理系の人間なのですが、極めて文系的理系人間かも。
小学生の卒業文集に将来は『小説家か天文学者』と書いていました^^;
その後、中高時代はカール・セーガンに嵌り、講演会にも行きました。
彼に心酔して本は何回も読み、購読雑誌はNewtonでした(^^)
いや、楽しい時代だったなぁ。この記事を読ませていただいて、ちょっとノスタルジックになりました。
物質の不思議も、生命の不思議も、細かく突き詰めていくとどこに行くのか、考えたら楽しいですね。最近、どうにも理解できない人がいると、その人の頭の中のシナプスの結合は、絶対私とは違ったところに繋がっているんだ、そう考えると表に出てくる変な行動の根元は、思えば配線の間違い、ということで納得しているこの頃です。心とか考えると腹が立つけど、配線違いと思うとやり過ごせる……かな?
ちなみに私、高校生の時、理科研究部にいて、無機物から有機物を作る実験をしていました^^;
友人は、隣でニンジンのクローンを作っていました。
え? 結果? それは聞かないで。

limeさんの興味が色んな方向に向いている、それが面白い物語の根元にあるんですね。これからも応援していますね!

大海彩洋さんへ 

大海さん、こんな雑記にも、ようこそ!
ああ、そうでしたね、大海さんは、理系なんだとどこかで聞いた・・・いえ、読んだ気がします。
羨ましいな。本当に理系の頭が欲しかった。
私の父は数学の教諭で、兄達もバッチリ理系だったのに、どうも私は、絵ばっかりで(文系ですらない?)

将来の夢、いいですね、小説家の方は、突き詰めたら大海さんなら行けたのに!!と、真剣に思ってしまいます。

私もNewtonは、今の愛読書です。別冊を何度も何度も読んで、その都度(忘れるので)何度もときめいています。
物理学を好きになったのは、この10年ほどなんですが、生物学、遺伝子学は高校の頃から興味深々でした。
物理学と生物学。考えたら、根源は、つながっているのかもしれませんね。

>心とか考えると腹が立つけど、配線違いと思うとやり過ごせる……かな?

ああ、この考え、すごくいいです。人間の、合う合わないって、もうどうしようもないですもんね。理解に苦しむ言動をする人に、どう立ち向かっても自分が疲れ果ててしまうだけですし。
そうか、配線が違うから、仕方ないのです。うん、これいい。明日から、さっそく職場で・・・(笑)

> ちなみに私、高校生の時、理科研究部にいて、無機物から有機物を作る実験をしていました^^;
> 友人は、隣でニンジンのクローンを作っていました。
実験、面白そうですね!
大海さんな、どんな有機物を作ったんでしょう。(聞いちゃいけない?)
そうそう、プラナリアには、手を出さなかったんですよね^^

私の興味のアンテナは、ミーハー精神なので、ただキャーキャー憧れるレベルに過ぎないんですが。でも、小説を書くようになって思いました。物書きって、いろんなものに興味を持たないと、何も始まらないんだなって。
私は興味の幅が狭かったので、今頃すごく後悔しています。
もう一回、高校生くらいから、やり直したいなあ~。(って、みんなそう思いますよね^^)

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鍵コメyさんへ 

yさん、こんにちは^^
今日は、朝から出勤前に転倒するし、帰りは雨でびしょ濡れになるし、ツイテませんでした^^;

絶対って言葉、使いますよね。私もよく使います。
「絶対好き」って、言ってくださって、うれしいです^^
その絶対は、絶対であってほしい~。

あ、ここでいう「光速」の絶対、というのは、たぶん物理的観察の観点からの「絶対」なのだとおもいます。
相対的にでも、どんな立場からでも、揺るぎない結果を出す。このことを、物理学者は唯一の「絶対」といったんだと・・・。
決して、人の心に立ち入ったのではないのです。

人の心にまで、現代物理学は、口を挟みませんものね^^
口を挟んだのは、ラプラスです。

「君が生まれたことも、Aさんと結婚することも、ここで犯罪を犯すことも、宝くじに当たることも、全て宇宙が始まった時点で、決まったことなのだ。君が、何か変えられることではないのだ」と、言ったんですよね。
これはちょっと。「ん?」って思うんです。
なんだか、敗北感のようなものを感じて。自分には、自由はないの? って感じで。

その束縛感から開放してくれたのが、量子論。
全て決定はされていないよ。君は、君の意思で生きて行ってるんだ。君が、君の人生を切り開いてるんだよ、って。そう言ってくれたような気がして、ホッとするんです。

因果って、絶対ありますよね。因果応報って戒めの言葉も、嫌いじゃないです。
でも、ラプラスの言い分は、ちょっと納得できなかったんで、^^;
そういう発想は、ちょっとSFチックで、面白いともとれるんですけどね^^
(おかげで、人間って、なんなのかを、1日中思い巡らせました)

ともかく、私たちは、私たちの意思で生きてる。そう思うことができるって、なんか嬉しい。
私が、ここで言いたかったのは、そんなちょっとしたことなのです^^

yさんのコメで、いろんなことを考えることができて、とても嬉しかったです。
これからも、よろしくおねがいしますね♪

NoTitle 

確かに物理学というのはこの世界がいかに精巧にできているかを証明するものですからね。目に見えない細かい粒子の塊で出来ているのであって、その辺は物理の面白いところですね。現代ならともかく、道具も揃っていない時代でよくみつけたものですね。
1700記事突破いたしました!!いつもlime 様のご愛読誠にありがとうございます!!何か小説のリクエストがありましたら、またどうぞ。これからもがんばります!!

LandMさんへ 

そこがすごいですよね。
目に見えないもの、感じられないもの、観測不可能なものの、正体を掴んでいくって。
人間って、そんなところ、すごい。
・・・同じ人間なんだけど、足し算さえあやうい私><

> 1700記事突破いたしました!!
おお、そうなんですか。それはすごい。おめでとうございます。
私・・・今見たら、600くらいでした。
そんなたくさん、記事を書いていきたいな・・・。

NoTitle 

うおお。物理は・・・
視覚的には面白かったですね。学問的には・・・沈黙。

光の世界、音の世界、力の世界、物質と性質・・・
身の回りにあるものの見方をちょっと変えてくれましたね。
そんなレベルで(^^;)  数式とかは、全く(><)

宇宙は魅力ありますね。
民間機で宇宙にいける時代まで生きたいって、思います。

けいさんへ 

えへへ。私も、同じくらいのレベルで^^
数式になると、お手上げです。
でも、興味深い世界ですよね~。

小学生の頃、宇宙は、果がないって聞いて、そのことについてず~~っと考えていたら、怖くなって夜も眠れなくなりました。
果がない??

でも、果てはあるんですよね。宇宙論の本を読んで、なんとなくそのことがわかって、ほっとしました。
時空が歪むので、体感はできないけど、ちゃんと果てはあるのです・・・って。
なんか、それでホッとしました。(変な子供)
知れば知るほど不思議で面白い物理学。
もう一度中学生に戻れたら、ちゃんと物理の授業、頑張りたいなあ。
もう、戻れないけど・・・。

民間機で宇宙に! そんな時代が、本当に来ると、面白いですよね^^。
いくつまで、長生きすれば・・・汗
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