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2023-12-06

マゾヒスト(M)のひも男で良いの?

万物理論」になるのは簡単ではない。

アルバート アインシュタイン一般相対性理論説明したように、大規模なスケールでは重力が時空構造の曲線のように見えるように、重力自然の量子法則に適合させるという非常に困難な仕事を担っている。

どういうわけか、時空の湾曲は、重力エネルギー量子化単位、つまり重力子として知られる粒子の集合的な影響として現れる。

しかし、重力子がどのように相互作用するかを単純に計算しようとすると、無意味無限が生じ、重力についてより深く理解する必要があることがわかる。

M理論は、宇宙のあらゆるもの理論の有力な候補としてよく言われる。

しかし、それについての経験証拠や、重力が他の基本的な力とどのように統合されるかについての代替アイデアはない。

では、なぜM理論が他の理論よりも優れているのか?

この理論は、重力子、電子光子、その他すべてのものは点粒子ではなく、さまざまな方法振動する、目に見えないほど小さなエネルギーの「糸」である仮定していることは有名である

1980 年代半ばに弦理論への関心が高まり物理学者は弦理論量子化重力数学的に一貫した記述を与えることに気づいた。

しかし、ひも理論の既知の 5 つのバージョンはすべて「摂動的」であり、一部の体制では破綻することを意味していた。

理論家は、2 つの重力子の紐が高エネルギーで衝突したときに何が起こるかを計算できるが、ブラック ホール形成するほど極端な重力子の合流がある場合には計算できない。

その後、1995 年に物理学者エドワードウィッテンがすべての弦理論の母を発見した。

彼は、摂動理論が一貫した非摂動理論に適合することを示すさまざまな兆候発見し、これを M 理論と名付けた。

M 理論は、異なる物理文脈におけるそれぞれの弦理論に似ているが、それ自体には、すべての理論の主要な要件である有効性の領域制限がない。

2 年後、物理学者フアン・マルダセナが AdS/CFT 対応関係発見したとき、別の研究が爆発的に起こった。

これは、反ド シッター (AdS) 空間と呼ばれる時空領域重力を粒子の量子記述 (と呼ばれる) に結び付けるホログラムのような関係である「共形場理論」がその領域境界上を動き回る。

AdS/CFT は、AdS 時空幾何形状の特殊なケースに対する M 理論の完全な定義提供する。

AdS 時空幾何形状には負のエネルギーが注入されており、私たち宇宙とは異なる方法で曲がる。

このような想像上の世界では、物理学者は、原理的にはブラック ホール形成蒸発を含む、あらゆるエネルギーでのプロセス記述することができる。

この基本的な一連の出来事により、ほとんどの専門家は M 理論を有力な TOE 候補とみなすようになった。

ただし、私たちのような宇宙におけるその正確な定義は依然として不明である

その理論が正しいかどうかは全く別の問題である

それが想定する文字列、およびこれらの文字列が動き回ると思われる余分なカールした空間次元は、大型ハドロン衝突型加速器のような実験解決できるものよりも 1,000 万分の 1 倍小さい。

そして、宇宙ひもや超対称性など、見られたかもしれない理論の巨視的な兆候のいくつかは現れていない。

一方、他の TOE アイデアにはさまざまな技術問題があるとみなされており、重力子-重力子散乱計算など、弦理論による数学一貫性実証再現したものはまだない。

遠い競争相手には、漸近的安全重力、E8 理論、非可換幾何学、因果フェルミオン系などがある。

たとえば、漸近的に安全重力は、無限に悩まされる計算解決するために、より小さなスケールに進むにつれて重力の強さが変化する可能性があることを示唆している。

2023-11-22

anond:20231122163001

別にそんな主流ないから。波動関数から無理やり物理的描像を描こうとしたらそう解釈できるといってる人がいるだけであってそもそもパラレルワールドというのを物理実在として信じてるやつはまっとうな物理学者ではいない。

ホーキングの言った虚時間と同じ。虚時間なんて実在があると思ってる物理学者はいない。

超弦理論って結局なんなの?

超ひも理論は、光子からクォークに至るまで、すべての粒子がゼロ次元の点ではなく1次元のひもであるという理論的枠組みのこと。

もし、あらゆる文脈で成り立つ超ひも理論バージョン発見されれば、宇宙性質記述するための単一数学モデルとして機能することになり、重力説明できない物理学標準モデルに取って代わる「万物理論」となるとされる。

超ひも理論の全貌を理解するには、広範な勉強必要だが、超ひも理論の主要な要素を知れば、その核となる概念基本的理解が得られるだろう。

 

1. 弦とブレーン

弦は一次元フィラメントで、開いた弦と閉じた弦の2種類がある。

開放弦は両端がつながっておらず、閉鎖弦は閉じたループ形成する。

ブレーン(「膜」という言葉に由来する)はシート状の物体で、その両端に弦を取り付けることができる。

ブレーンは量子力学ルールに従って時空を移動することができる。

 

2. 追加の空間次元

物理学者は、宇宙には3つの空間次元があると認めているが、超ひも理論家は、空間の追加次元記述するモデルを主張している。

超ひも理論では、カラビ・ヤウ多様体と呼ばれる複雑な折りたたみ形状にしっかりと圧縮されているため、少なくとも6つの追加次元は検出されない。

 

3. 量子重力

理論は量子物理学一般相対性理論を融合させようとしているため、量子重力理論である

量子物理学原子素粒子のような宇宙で最も小さな物体研究するが、一般相対性理論は通常、宇宙でよりスケールの大きな物体に焦点を当てる。

 

4. 超対称性

超弦理論としても知られる超対称性は、2種類の粒子、ボソンフェルミオン関係記述する。

超対称弦理論では、ボソン(または力の粒子)は常にフェルミオン(または物質の粒子)と対になるものを持ち、逆もまた同様である

超対称性概念はまだ理論的なもので、科学者はまだこれらの粒子を見たことがない。

一部の物理学者は、ボソンフェルミオンを生成するには、とてつもなく高いエネルギーレベル必要からだと推測している。

これらの粒子は、ビッグバンが起こる前の初期の宇宙存在していたかもしれないが、その後、現在見られるような低エネルギーの粒子に分解されたのかもしれない。

大型ハドロン衝突型加速器世界で最も高エネルギーの粒子衝突型加速器)は、ある時点でこの理論を支持するのに十分なエネルギーを発生させるかもしれないが、今のところ超対称性証拠は見つかっていない。

 

5. 統一された力

理論家は、相互作用する弦を使って、自然界の4つの基本的な力(重力電磁気力、強い核力、弱い核力)がどのように万物統一理論を作り出しているか説明できると考えている。

 

超弦理論歴史

2023-11-18

セガが勝ち、増田が生き残った世界

アベマプライムの見逃しで、物理学者タイムトラベルについて語る回を観た。

するとそこでは量子もつれによる過去改変について話していて、曰く「人間過去に戻るのは不可能だけど、情報などの質量を持たないものなら過去に行ける」とのこと。

関連してシュタゲ言及していたのは嬉しかったし、一方が決まることでもう一方が決まる。

この原理を用いることで過去を変えることが出来るという話はとても興味深かった。

とすると、セガソニーに勝ち、増田が封鎖されず存続している世界線も有り得るという話なのかもしれない。

2023-11-13

数学宇宙仮説とは?

人生宇宙、そしてすべての意味とは何か?「銀河ヒッチハイク ガイド」では、答えは 42となっている。

科学質問範囲は、一部の分野では縮小し、他の分野では急増した。

宇宙ある意味数学であるという考えは、少なくとも古代ギリシャピタゴラス派にまで遡り、物理学者哲学者の間で何世紀にもわたる議論を生み出してきた。

マックス・テグマークはこの考えを極限まで推し進め、宇宙は単に数学によって記述されるのではなく、数学自体であると主張している。

この議論の基礎は、人間とは独立した外部の物理現実存在するという仮定である

これはそれほど物議を醸すものではない。物理学者の大多数はこの長年の考えを支持していると思うが、まだ議論されている。

形而上学独我論者はそれをきっぱり拒否し、量子力学のいわゆるコペンハーゲン解釈の支持者は、観察のない現実存在しないという理由でそれを拒否するかもしれない。

外部現実存在すると仮定すると、物理理論はそれがどのように機能するかを説明することを目的としている。

一般相対性理論量子力学など、最も成功した理論は、この現実の一部、たとえば重力素粒子挙動のみを説明している。

対照的に、理論物理学の聖杯はすべての理論、つまり現実の完全な記述である

現実人間とは独立して存在すると仮定する場合記述が完全であるためには、人間概念をまったく理解していない、人間以外の存在、つまりエイリアンスーパーコンピューターなどに従って、現実が明確に定義されていなければならない。

言い換えれば、そのような記述は、「粒子」、「観察」、またはその他の英語単語のような人間負担排除した形で表現可能でなければならない。

対照的に、教えられてきたすべての物理理論には 2 つの要素がある。

それは数式と、その方程式私たちが観察し直観的に理解しているものとどのように関連しているか説明する言葉である

理論の結果を導き出すとき陽子分子、星などの新しい概念を導入するが、それは便利だからである

原理的には、このようなバゲッジがなくてもすべてを計算できる。

たとえば、十分に強力なスーパーコンピューターは、何が起こっているか人間言葉解釈することなく、宇宙状態時間の経過とともにどのように進化するかを計算できる。

バゲッジを含まない外部現実記述を見つけることは可能か?

もしそうなら、外部現実における物体とそれらの間の関係のそのような記述は完全に抽象的でなければならず、あらゆる言葉記号は何の事前の意味も持たない単なるラベルにならざるを得ない。

代わりに、これらのエンティティの唯一のプロパティは、エンティティ間の関係によって具体化されるものになる。

ここで数学が登場する。

現代数学は、純粋抽象的な方法定義できる構造正式研究である。つまり数学構造発明するのではなく、それらを発見し、それらを記述するための表記法発明するだけである

人間から独立した外部の現実を信じるなら、テグマーク数学宇宙仮説と呼ぶもの、つまり物理現実数学構造であるということも信じなければならない。

言い換えれば、巨大な数学オブジェクトの中に住んでいる。

そのオブジェクトは、十二面体よりも精巧で、おそらくカラビ・ヤウ多様体テンソル束、ヒルベルト空間などの恐ろしい名前オブジェクトよりも複雑である

世界のすべてのものは、あなたも含めて純粋数学であるはずだ。

それが本当であれば、万物理論純粋抽象的で数学的でなければならない。

理論がどのようなものになるかはまだわからないが、素粒子物理学と宇宙論は、これまでに行われたすべての測定が、少なくとも原理的には、数ページに収まりわずか 32 個の未説明の数値定数を含む方程式説明できる段階に達している。

したがって、すべての正しい理論は、T シャツに書ける程度の方程式説明できるほど単純であることが判明する可能性さえある。

しかし、数学宇宙仮説が正しいかどうかを議論する前に、外部の物理現実を見る 2 つの方法区別することができる。

1 つは、上空から風景を観察する鳥のような、数学構造研究する物理学者の外側の概要

もう一つは、鳥によって見渡される風景の中に住むカエルのように、構造によって記述される世界に住む観察者の内面視点

これら 2 つの視点を関連付ける際の 1 つの問題時間関係する。

数学構造は、定義上、空間時間の外側に存在する抽象的で不変の存在である

宇宙歴史映画に例えると、その構造は 1 コマではなく DVD 全体に相当する。

したがって、鳥の視点から見ると、4 次元時空内を移動する物体の軌跡は、スパゲッティもつれに似ている。

カエルには一定の速度で動く何かが見えますが、鳥には調理されていないスパゲッティのまっすぐな束が見える。

カエル地球の周りを回る月を見ると、鳥は絡み合った2本のスパゲッティが見える。

カエルにとって、世界ニュートン運動重力法則によって記述される。

鳥にとって世界パスタ幾何学模様である

2 つの視点を関連付ける際のさらなる微妙な点には、観察者がどのようにして純粋数学的になることができるかを説明することが含まれる。

この例では、カエル自体は厚いパスタの束で構成されている必要がある。

その非常に複雑な構造は、おなじみの自己認識感覚を引き起こす方法情報を保存および処理する粒子に対応している。

では、数学宇宙仮説を検証するにはどうすればよいか?

まず、自然界ではさらなる数学規則性がまだ発見されていないことが予測される。

ガリレオ数学宇宙の考えを広めて以来、素粒子小宇宙と初期宇宙の大宇宙における驚くべき数学的秩序を捉える素粒子物理学の標準モデルなど、その系譜に沿った発見が着実に進歩してきた。

この仮説は、並行宇宙存在という、より劇的な予測も行う。

長年にわたって多くのタイプの「多元世界」が提案されてきましたが、それらを 4 つのレベル階層に分類することが役立つ。

最初の 3 つのレベルは、同じ数学構造内の非通信並行世界対応します。レベル I は単に、光がまだ到達していない遠い領域意味する。

レベル II は、介在する宇宙宇宙論的膨張により永遠に到達できない領域カバーする。

レベル III は「多世界」と呼ばれることが多く、特定の量子事象中に宇宙が「分裂」する可能性がある、量子力学のいわゆるヒルベルト空間の非通信部分が含まれる。

レベル IV は、根本的に異なる物理法則を持つ可能性がある、異なる数学構造並行世界を指す。

現在の最良の推定では、膨大な量の情報、おそらく Googolビット使用して、観測可能宇宙に対するカエル視点を、すべての星や砂粒の位置に至るまで完全に記述する。

ほとんどの物理学者は、これよりもはるかに単純で、T シャツには収まらないとしても、本に収まる程度のビット数で特定できるすべての理論を望んでいる。

数学宇宙仮説は、そのような単純な理論が多元宇宙予測するに違いないことを示唆している。

なぜなら、この理論定義上、現実の完全な記述であるからである

宇宙を完全に特定するのに十分なビットが不足している場合、星や砂粒などの考えられるすべての組み合わせを記述しなければならない。

そのため、宇宙記述する追加のビットは単にエンコードするだけである

世界電話番号のように、私たちがどの宇宙にいるのか。このように、複数宇宙記述することは、単一宇宙記述するよりも簡単になる可能性がある。

極限まで突き詰めると、数学宇宙仮説はレベル IV の多元宇宙意味し、その中に他のすべてのレベルが含まれる。

宇宙である特定数学構造があり、その特性物理法則対応している場合、異なる特性を持つそれぞれの数学構造は、異なる法則を持つ独自宇宙である

実際、数学構造は「作成」されるものではなく、「どこか」に存在するものではなく、ただ存在するだけであるため、レベル IV の多元宇宙必須である

スティーヴン・ホーキング博士はかつてこう尋ねた。

方程式に火を吹き込み、それらが記述できる宇宙を作り出すものは何でしょうか?」

数学宇宙場合重要なのは数学構造宇宙記述することではなく、それが宇宙であるということであるため、火を噴く必要はない。

レベル IV の多元宇宙存在は、物理学者のジョン・ウィーラーが強調した混乱する疑問にも答える。

たとえ宇宙を完全に記述する方程式が見つかったとしても、なぜ他の方程式ではなく、これらの特定方程式が使われるのか?

他の方程式が並行宇宙支配しており、観察者をサポートできる数学構造分布考慮すると、統計的可能性が高いため、宇宙にはこれらの特定方程式があるということだ。

並行世界科学範囲内なのか、それとも単なる推測に過ぎないのかを問うことは重要である

並行宇宙はそれ自体理論ではなく、特定理論によってなされた予測である

理論反証可能であるためには、そのすべての予測を観察および検証できる必要はなく、少なくともそのうちの 1 つだけを検証できれば十分である

たとえば、一般相対性理論は、重力レンズなど、私たちが観察できる多くのことを予測することに成功しているため、ブラックホールの内部構造など、私たちが観察できないことについての予測真剣に受け止めている。

ここに数学宇宙仮説の検証可能予測がある。

多くの並行宇宙存在するのであれば、我々は典型的宇宙にいると予想されるはずです。

ある量、たとえば、この量が定義されている多元宇宙の一部の典型的観測者によって測定された暗黒エネルギー密度空間次元確率分布計算することに成功したと仮定する。

この分布により、我々自身宇宙で測定された値が非常に非典型的ものになることが判明した場合、多宇宙、したがって数学宇宙仮説が除外されることになる。

生命要件理解するまでにはまだ程遠いが、暗黒物質、暗黒エネルギーニュートリノに関して私たち宇宙がどの程度典型的であるかを評価することで、多元宇宙予測テストを始めることができる。

なぜなら、これらの物質銀河形成など、よりよく理解されているプロセスにのみ影響を与えるからである

これらの物質存在量は、多元宇宙ランダム銀河から測定されるものとかなり典型的ものであると測定されている。

しかし、より正確な計算と測定では、そのような多元宇宙は依然として除外される可能性がある。

結局のところ、なぜ数学宇宙仮説を信じるべきか?

おそらく最も説得力のある反対意見は、直感に反して不安を感じるということである

数学宇宙仮説が真実であれば、科学にとって素晴らしいニュースであり、物理学と数学の洗練された統合により、深い現実理解できるようになる可能性がある。

実際、多元宇宙もつ数学宇宙は、期待できるすべての理論の中で最良のものであるかもしれない。

なぜなら、規則性を明らかにし、定量的予測を行うという科学的探求から現実いかなる側面も立ち入れないことを意味するからである

しか宇宙についての究極的な疑問を再び変えることになる。

どの特定の数式が現実のすべてを記述するのかという問題は見当違いであるとして放棄し、その代わりに、鳥の視点からカエル宇宙観、つまり観察をどのように計算するかを問うことになる。

それは、宇宙の真の構造を明らかにたかどうかを決定し、数学宇宙のどの隅が私たち故郷であるかを理解するのに役立つ。

 

参考文献: 数学的な宇宙 究極の実在の姿を求めて by マックス・テグマーク (著), 谷本 真幸 (翻訳)

2023-11-08

まともなYoutuber典型

俺の中でまともなYoutuber典型はSabine Hossenfelderなんだけど、ちゃんとした物理学者で、当該のネタ動画投稿するために3ヶ月のリサーチをしている

ところが日本知識Youtuber場合は、非専門家が専門的トピックを1日の調査で作っていることが多いのでまともではない

anond:20231108004144

グレッグイーガン提唱した定理がこの間証明されたらしいか俺様理論とも言えないけど

自分フィリップkディックのような、SF小道具を利用したサイケドラマの部分が好きで読んでて、真理に辿り着くとか正直どうでもいいね

その点は増田と同じだな

かに殆どファンタジーから

物理学者数学者が本当にScience fictionやってることもあるけど

凡人からすると星を継ぐ者レベルリアリティで十分で、学術的なリアルさとかは興味ないからな

2023-10-31

anond:20231031115133

おっさん適当床屋談義に意味ないんだよな

医師免許のない人が医学について語ったり、物理理解してない人が物理学者を論破しようとしたり、弁護士反論する法をわかってない人がいたり、そういう業界には、何の知識もないのに議論したがるキモイ変なおじさんが沸くんだけど

基礎がないと意味のある意見議論って無理なんだよね

そんなに俺の話を聞いてもらいたいなら、横着してないで論文書けば?

当事者自分の素直な環境や状況や気持ちについて述べるのとは訳が違うから

2023-10-30

神に最も近いのが数学者

神のやることを模倣してるのが物理学者

2023-10-24

anond:20231024110015

ざっと概要まとめると

1.核爆弾を作れることは多くの物理学者が気づいてた

2.ドイツが開発に動いてて先に完成されてはアメリカが危ないと思ってた

3.ドイツより先に開発させるために核分裂原理大統領に教えた

4.その爆弾日本で使われた

強力な爆弾が作れるのわかってたけど抑止のために知識提供したのに実際に使われて大勢被害者が出た事に対する謝罪でしょ

2023-10-06

anond:20231006185722

経済学権威」とか「東大法学部卒のエリート官僚」とか「天才物理学者」とか「ノーベル賞を受賞した科学者」みたいな見出し見るたびに懐疑的になる。

そんなに頭良いなら普通医学部医学科行って医者になるよなぁって思ってしまう。

でも医者になっていないのは「高校生の時に医学部に進学する学力がなかった」からで、仕事で成果を出すほど頑張ってるのは「医学部医者コンプを跳ね除けるため」って思うと悲しくなるな。

育った環境がアレで認知が歪んじゃったんだろうなあ。かわいそうに。

経済学権威」とか「東大法学部卒のエリート官僚」とか「天才物理学者」とか「ノーベル賞を受賞した科学者」みたいな見出し見るたびに懐疑的になる。

そんなに頭良いなら普通医学部医学科行って医者になるよなぁって思ってしまう。

でも医者になっていないのは「高校生の時に医学部に進学する学力がなかった」からで、仕事で成果を出すほど頑張ってるのは「医学部医者コンプを跳ね除けるため」って思うと悲しくなるな。

2023-09-16

エントロピーとは何か

エントロピー」という概念がよくわかりません。 - Mond

https://mond.how/ja/topics/25cvmio3xol00zd/t242v2yde410hdy

https://b.hatena.ne.jp/entry/s/mond.how/ja/topics/25cvmio3xol00zd/t242v2yde410hdy


エントロピー」は名前自体比較的よく知られているものの、「何を意味しているのか今一つ分からない」という人の多い概念である。その理由の一つは、きちんと理解するためには一定レベル数学概念特に微積分と対数)の理解必要とされるからであろう。これらを避けて説明しようとしても、「結局何を言いたいのかすっきりしない」という印象になってしまやすい。

エントロピー」を理解し難いものにしているもう一つの理由は、「エントロピー」という概念が生まれ歴史的経緯だと思われる。

エントロピー提唱された時代は、物質構成する「原子」や「分子」の存在がまだ十分に立証されておらず、それらの存在を疑う物理学者も少なくなかった。エントロピー提唱クラウジウスは、「原子分子存在を前提しなくても支障がないように」熱力学理論を構築し、現象の可逆性と不可逆性の考察からエントロピー」という量を発見し、非常に巧妙な手法定義づけたのである

その手法は実にエレガントで、筆者はクラウジウスの天才性を感じずにはいられない。だが、その反面、熱力学における「エントロピー概念簡単イメージしづらい、初学者には敷居の高いものとなってしまったのだ。

その後、ボルマン分子存在を前提とした(よりイメージやすい)形で「エントロピー」を表現し直したのだが、分子存在を認めない物理学者達との間で論争となった。その論争は、アインシュタインブラウン運動理論確立して、分子実在が立証されるまで続いたのである





現代では、原子分子存在を疑う人はまず居ないため、ボルマンによる表現を心置きなく「エントロピー定義」として採用することができる。それは次のようなものである

「ある巨視的状態を実現しうる、微視的状態パターンの多さ」



例えば、容積が変わらない箱に入れられた、何らかの物質を考えて欲しい。

箱の中の物質の「体積」や「圧力」「物質量」などは具体的に測定することができる。また、箱の中の物質の「全エネルギー」は測定は難しいが、ある決まった値をとっているものと考えることができる。

これらの量を「巨視的状態量」または単に「状態量」と呼ぶ。


ここに、全く同じ箱をもう一つ用意し、全く同じ物質を同じ量入れて、圧力や全エネルギーも等しい状態にするとしよう。このとき、二つの箱の「巨視的状態」は同じであるでは、内部の状態は「完全に」同じだろうか?

そうではあるまい。箱の中の物質構成分子の、それぞれの位置運動状態は完全に同じにはならない。これらの「分子状態」は刻一刻と変化し、膨大なパターンをとりうるだろう。

このような分子レベル位置運動状態のことを「微視的状態と呼ぶ。


「微視的状態」のパターンの個数(場合の数)はあまりに多いので、普通に数えたのでは数値として表現するのも難しい。そこで「対数」を用いる。


例えば、巨視的状態Aがとりうる微視的状態の数を1000通り、巨視的状態Bがとりうる微視的状態の数を10000通りとする。このとき、Aの「パターンの多さ」を3、Bの「パターンの多さ」を4、というように、桁数をとったものを考えるのである

この考え方には、単に「とてつもなく大きな数を表現するための便宜的手法」という以上の意味がある。

先の例では、AとBを合わせた微視的状態の数は1000×10000=10000000通りであるが、「パターンの多さ」は7となり、両者それぞれの「パターンの多さ」の和になるのである


この「パターンの多さ」がすなわち「エントロピー」Sである

「微視的状態パターンの個数」をΩ通りとしたときエントロピーSは次のように表現できる。

S = k*logΩ

(ただし、kはボルマン定数と呼ばれる定数であり、対数logは常用対数ではなく自然対数を用いる。)

この「エントロピー」は、同じ巨視的状態に対して同じ数値をとるものであるから、「体積」や「圧力」などと同じく「状態量」の一つである





このような「目に見えない状態量」を考えることに、どのような意味があるのだろうか?

その疑問に答えるには、エントロピーエネルギー関係について考える必要がある。


再び箱に入った物質を考えよう。この箱に熱を加え、箱内の物質エネルギーを増加させると、エントロピーはどうなるだろうか?

まず、総エネルギーが増加することにより、各分子に対する「エネルギーの分配パターン」が増える。さらに、個々の分子の平均エネルギーが増えた分、可能運動パターンも増える。このため、エネルギーが増えるとエントロピーは増加すると考えていいだろう。

では、エントロピーの「上がり方」はどうか?

エントロピーは微視的状態パターンの「桁数」(対数をとった値)であるからエネルギー継続的に与え続けた場合エントロピーの増加の仕方はだんだん緩やかになっていくだろうと考えられる。


ここで、多くのエネルギーを与えた「熱い物質A」の入った箱と、少量のエネルギーしか与えていない「冷たい物質B」の入った箱を用意しよう。箱同士を接触させることで熱のやりとりが可能であるものとする。

物質Aには、熱を与えてもエントロピーがさほど増加しない(同様に、熱を奪ってもエントロピーがさほど減少しない)。言いかえると、エントロピー一定量増加させるのに多くのエネルギーを要する

物質Bは、熱を与えるとエントロピーが大きく増加する(同様に、熱を奪うとエントロピーが大きく減少する)。つまりエントロピー一定量増加させるのに必要エネルギーが少ない


箱を接触させたとき、AからBに熱が流入したとしよう。Aのエントロピーは下がり、Bのエントロピーは上がるが、「Aのエントロピー減少分」より「Bのエントロピー増加分」の方が多くなるので、全体のエントロピーは増加するだろう。

もし、逆にBからAに熱が流入したとするとどうか? Aのエントロピーは上がり、Bのエントロピーは下がるが、「Aのエントロピー増加分」より「Bのエントロピー減少分」の方が多いので、全体のエントロピーは減少することになる。


エントロピーが多いとは、微視的状態パターンが多いということである。従って、「AからBに熱が流入した」状態パターンと、「BからAに熱が流入した」状態パターンとでは、前者のパターンの方が圧倒的に多いエントロピーは微視的状態パターン数の対数なので、エントロピーの数値のわずかな差でも、微視的状態パターン数の違いは何十桁・何百桁にもなる)。これは、前者の方が「起こる確率が圧倒的に高い」ということを意味している。

これが、「熱は熱い物体から冷たい物体に移動する」という現象の、分子論的な理解である

冷たい物体から熱い物体へ熱が移動する確率は0ではないが、無視できるほど小さいのである


物体が「熱い」ほど、先程のエントロピー一定量増加させるのに必要エネルギーが多いといえる。そこで、この量を「絶対温度」Tとして定義する。

T = ⊿E/⊿S (体積・物質一定の条件で)

エントロピー定義ときに出て来た「ボルマン定数」kは、このTの温度目盛が、我々が普段使っているセルシウス温度(℃)の目盛と一致するように定められている。



さて、ここで用いたエントロピーが減少するような変化は、そうなる確率が非常に低いので現実的にはほぼ起こらない」という論法は、2物体間の熱のやりとりだけでなく、自然界のあらゆる現象適用することができる。

すなわち、「自然な(自発的な)変化ではエントロピーは常に増加する」と言うことができる。これが「エントロピー増大の法則である


ただし、外部との熱のやりとりがある場合は、そこまで含めて考える必要がある。

例えば、冷蔵庫プリンを入れておくと、プリン温度は「自然に」下がってエントロピーは減少する。

しかし、冷蔵庫が内部の熱を外部に排出し、さら冷蔵庫自身電気エネルギーを熱に変えながら動いているため、冷蔵庫の外の空気エントロピーは内部の減少分以上に増加しており、そこまで含めた全体のエントロピーは増加しているのである





最初に、「エントロピー理解には微積分と対数理解必要であると述べたが、なるべくそうした数学概念に馴染みがなくても読み進められるようにエントロピーの初歩的な話をまとめてみた。如何だったであろうか。

筆者は熱力学統計力学専門家でもなんでもないので、間違ったことを書いている可能性もある。誤りがあればご指摘いただけると幸いである。


クラウジウスによる「原子分子存在を前提としない」エントロピー定義については、筆者よりはるかに優秀な多くの方が解説記事を書かれているが、中でも「EMANの熱力学https://eman-physics.net/thermo/contents.html個人的にはおすすめである。興味ある方はご参照いただきたい。

続き

エンタルピーエントロピー関係について

https://anond.hatelabo.jp/20230917090022

2023-09-09

医師免許」というのは一種しかなくて、外科医でも内科医でも医者医者。持っている資格は同じ。(歯科医とか麻酔科医だけ違うのかな?知らんけど。)「外科医」とか「内科医」っていう肩書きは、形式的には「本人が勝手に名乗ってるだけ」という言い方もできる。(まあ、実際には学会所属して界隈でそれなりに名前が知られていないと「もぐり」扱いされるけど。)

「〇〇学者」というのもそれと同じ。例えば「博士(理学)」のような資格は一応あるけど、「数学者」とか「物理学者」という肩書きは「本人が勝手に名乗ってるだけ」なんだよな。

学際的な分野の人は敢えて自分を「〇〇学者」とは名乗らないこともあるし。

それは何故かと言うと、そこまで専門性が高くなると、もはや「資格」を与えることのできる権威存在しなくなってしまうからなんだよな。医者学者は自らが権威となることを求められる職業であって、誰かに認められて立場を与えられてやる仕事じゃない。

2023-09-04

anond:20230904203553

倫理を問われるのは

物理学者化学者生物学者工学者・医学

これぐらいですね

こいつらは資本主義の手先だからしょうがない

他は免除

2023-09-03

anond:20230903155656

1946年5月21日、ロスアラモ研究所で、カナダ出身物理学者ルイススローティンとその同僚らが、中性子反射体(ベリリウム)と核分裂物質デーモン・コア)を接近させて、臨界状態が発生する距離の測定実験を行っていた[12]。スローティンらは球体状にしたベリリウムを分割して二つの半球状にし、その中央デーモン・コアを組み込んだ。そして、ベリリウムの半球の上半分と下半分との間にマイナスドライバーを挟み込み、ドライバーを動かして上半分の半球をコアに近づけたり離したりしながらシンチレーション検出器で相対的な比放射能を測定していた。挟みこんだドライバーが外れて二つの半球が完全に接触すると、デーモン・コアは即座に臨界に達し、大量の中性子線が放出してしまう大変危険実験であった。小さなミスも許されない危険から、リチャード・ファインマンが「ドラゴン尻尾をくすぐるようなものだ」("tickling the dragon's tail")と批判し、他のほとんどの研究者実験への参加を拒否したほどであった[13][14]。 しかし、功名心の強いスローティンは皆の先頭に立ってこの実験実施し、エンリコフェルミも「そんな調子では年内に死ぬぞ」と忠告していたと言われる[15]。

そしてこの日、スローティンの手が滑り、挟みこんだドライバーが外れて二つの半球が完全にくっついてしまった。即座にデーモン・コアから青い光が放たれ、スローティンの体を熱波が貫いた。コアが臨界状態に達して大量の中性子線が放出されたことに気づいたスローティンは、あわてて半球の上半分を払いのけ、連鎖反応をストップさせ他の研究者たちの命を守ろうとした。反射体とコアの接触時間比較的短かったため、最初事故では反応度が15セント英語版)[注 4]超過したのに対し、第二の事故では約10セントの超過だったと推定されている[8]。彼は文字通り皆の先頭に立って実験を行っていたため、他の研究者たちへの放射線をさえぎる形で大量の放射線を浴びてしまった。彼はわずか1秒の間に致死量(21シーベルト)の中性子線とガンマ線を浴び、放射線障害のために9日後に死亡した[8]。

2023-08-29

無意識的に空想が始まることは普通ではないらしい 追記(2023/09/07)

私は無意識的に空想が始まることがある。

空想には2パターンある。

私自身が現実から離れた職業立場人間関係になりきるパターン(以下、なりきりパターン

・私の考えと無関係他人の主張が勝手に流れてくるパターン他人パターン

いずれのパターンも歩いている最中電車でぼうっとしているとき、入浴中などにいつの間にか始まっている。


なりきりパターンについて。

現実と全く無関係空想がいつの間にか始まり、没入してしまう。

多くの場合、私が現実と全く異なる職業についている。

空想の例。

天文学者、兼、物理学者になっていて、宇宙の端っこを手で触るとどんな手触りになるか思考実験したり同僚に議論をふっかけたりする。

建築デザイナーになっていて、オフィスビルについ独りよがりデザイン実施したら、使い勝手が悪くなってしまい、施主や利用者から怒られる。

・いつの間にか種田山頭火になっていて「分け入っても分け入っても青い山」 という自由律俳句推敲しながら山道散歩していると、本当に一面の森の中に迷い込んでしまい、怖くなる。

私は平凡なオフィスワーカーなので上記職業とは無縁だが、何故か、気がついたら没入してしまっている。

没入している間は、空想に入り込んでしまっていること自体に気がつかない。


他人パターンについて。

他人政治的意見などが勝手に頭の中に流れ込んでくる。

空想の例。

皇居都心の発展の妨げなので京都市移転すべきだ。

独立して活動可能軍隊を持たず都心の空域制限をかけられているばかりか首都を含む全国各地に米軍基地存在する現状は、米国属国である。速やかに核武装して相互破壊確証確立することにより対等な同盟を結び、対等な協力関係において中国から侵略に備えるべきである

・稀にだが、勝手作曲が始まることもある。音楽ジャンルボサノヴァが多い。

特徴として、他人パターンでは、流れてくる主張に対して無意識的に反論を開始してしまう。反論私自身の考えになっている。

例えば、皇居京都市移転については警備体制をどう確立するのかとか、京都空港が遠いので公務において不便ではないかとか。


こうした空想勝手に始まる、という話を人にしたところ、驚かれた。

その人は、現実仕事生活に思いを巡らすことはあっても、現実無関係空想勝手に始まることはないらしい。

空想ではなく夢を見ているのではないか、とも言われた。

歩きながらや電車で立っているときにも空想が始まるので眠ってはいないと思うのだが。


私の頭がおかしくなっている可能性を考えたが、以下の根拠から、正常だと判断している。

現実仕事では、係長補佐のポジションで可もなく不可もない人事評価を得ており、小規模プロジェクトリーダー新人教育係を任されている。この事実から、少なくとも上司から普通人間だと認識されている

・同僚は最低限修士号を持っていて、博士号所持者、東大卒、華麗な職歴人間も多く、日本の平均よりは頭の切れる者が多い環境だが、私が特別下に見られている感じはしない(私自身は部の約100名中おそらく最低レベルの経歴だが…)

・既婚なので、配偶者からは、少なくとも結婚した時点では致命的な問題はないと認識されている

・以前最大で月間200時間残業経験しており(註:過労死認定ラインは100時間ないし80時間)、希死念慮が生じたことさえあったことは気になるが、現在はそこまでの負担は感じていない。そもそも学生時代からこうした空想は始まっていた。

・以前発達障害を疑ったときに知能検査を受けたが、問題なし。WAIS IIIで全検査IQ130、言語性IQ135、動作性IQ125。他に性格検査のようなものも受けたがそちらも問題なし。


ちょっとひけらかすような説明も入ってしまったが、以上の根拠から、私の頭がおかしいわけではない。

なので勝手空想が始まることは普通だと思っていた。

しろ空想が始まらない人がいることに驚かされた。

現実仕事生活のことばかり考えて息苦しくならないのだろうか?

また、毎回意識的に考えごとを始めるとしたら、そのたびに「考えごとを始めよう」という意志をもって考え始めるのだと思うが、毎日色々なことを考える中で、都度都度、意志をもって考えはじめるのは、疲れないのだろうか。

とても不思議である


追記(2023/09/07)

返信・はてブコメントを頂いたので、主要なもの抽出のうえ、私からリアクション追記する。

私自身は空想癖で困ってはいないが、同じことで悩んでいる方の参考になる可能性があるので、情報共有として……。


虐待や近親者の死といった高ストレスに晒された経験はないか? ストレスへの防衛反応として空想癖にはまっているのではないか

虐待や近親者の死はないが、金銭的に苦労した時期があった。

一日三食食べられない時期があり、公立高校学費すら捻出できない程度に、実家お金がなかった。大学時代奨学金アルバイト学費生活費の全てを賄っていたが、積み重なっていく借入額を見て、返済が常に不安だった。当時、また卒業してから数年間も、学費不足で大学を除籍される悪夢をよく見ていた。貧乏日本中にたくさんいるので客観的には大した悪条件でないが、当時の私にとっては人生上の最大の問題だった。


自分空想癖がある。しか日常生活社会生活に支障なければ問題なし)

私も同意見。私が病気ではないか心配くださる方もいたが、生活に支障はないので、解決すべき問題だとは捉えていない。

空想漫画小説にすると良い)

以前小説小金を稼いだことがある。しか漫画小説競争が激しく、生き残れるのは本当に僅かな人たちだけなので、職業にするのはおすすめしない。

私の場合プロットをまとまるだけで数ヶ月かかるがそれでも編集会議を通過できるとは限らず、そのうえ1〜2年かけてようやく一冊書いても、経済的に報われる可能性は低い。

家庭や本業会社員)がある状況で、それらを少なから犠牲にしてまでやりたいことではないと思ったので今は書いていない。趣味で別ジャンル創作はしているが。



他人の主張が勝手に流れ込んでくるのは統合失調症ではないか

私は社交性が低く、感情的淡々としており、猜疑心が強い方なので、統合失調症的な傾向があることは否定しない。

しか取引先とのコミュニケーションや、日々の会議ファシリテーション特許のような論理性を要求される文書理解ができていることから病気ではなくあくま個人気質性格範疇と捉えている。

他人の主張が流れ込んでくる件については、その折々で議論されている時事問題に関した主張が流れ込んでくるケースが多いことから、どこかで見聞きした他人の主張を頭の中で勝手に反芻しているもの解釈している。というか、今、そう思った。現に最近ビッグモーター社や世界景気減速といったトピックが多い


ADHDあるある?)

ADHDだけでなくASDでも空想に耽りがちらしい。

私の診断結果ではADHDの傾向は全く無かった。ASDの傾向はややあった。それでも発達障害といえるレベルでは全くなく、個人性格範疇とのことだったが。

そのため私の場合ADHDASDが原因ではないとみている。

2023-08-26

anond:20230826170049

安全だと思ってるから文句言わないんじゃなくて

文句言ったって物理的にどうしようもないから言わないだけだ

増田がすごい物理学者とかになって安全に処理できるミラクル法を開発してや

2023-08-15

頭の良さで人間数字の大小関係ぐらい一意的に順序づけることって可能なの?

人間同士での頭の良さというのは一意的に順序づけられるものなのでしょうか? たとえば数学ミレニアム問題を解けたという人についてこの人はどんな物理学者よりも頭がいいということを主張したい場合、たとえば物理学者の中に行き詰まりかけている超弦理論のその停滞を解決した人がいたとすれば、じゃあ上記数学者も物理世界で同じ方向で頑張ってたら同じ成果を出せたということができれば、その数学者はその物理学者より頭がいいということになりそうですが、なんかそういうことって少なそうですよね?

誰かが誰かより頭がいいことを示すには、その人に出来ることのうち頭の良さの根拠になっているものが、別の人には全て出来るといううえで、さら別に頭の良さの根拠となることが一つ以上できる必要がある思うのですが、実際はそんなことって知的障害東大受かった人間の間ぐらいでしか成り立たないことなんじゃないかみたいにも思えます

2023-08-13

  明治時代は確かに学問が凄かったのだけどそこまで進展していたのかよく分からない、明治天皇は一億国民平均余命を50才にもっていったけど何をしたのかは分からない。

  戸田橋は、1934年に、古いのがかかっていたんだけど、 昭和48年のですね、昭和天皇が最盛期の時代に、85億円で着工計画があって、昭和53年に完成してすぐ終わった

  んですよね。行政が85億円もかけるとか異常っていうか、単にですね、さいたまからトラックを流してくるしか機能がないわけですが、85億円って異常だしね。東大工学部などの大作戦

  だったと思いますが、国交省の。まあ楽しかったんでしょうな。大規模で最高級のアイデアを実行力で出来ている巨大な橋だから斎藤秀司がノリノリだった時代有頂天で出来た橋だと思い

  ますね、そこの近くにお前が住んでるわけですが。行政真夏っちゅうんですか、色々な数学者物理学者工学者が何段階ものアイデアを出して追い詰めて出したんだと思いますが誰が覚えているの         

   か

  戸田橋って大雨が降ったときに速やかに雨水排出する機能と、交通機能くらいしかねーのですね、大型車東京都からさいたま、逆方向にいかせるだけで、それがかかってるわけだから

  その着工計画に85億円の国税がかかったんですがえー、ああい道路を作ると一発あると思ったんでしょうね、国交省が、東大官僚が、黒羽刑務所にいた、ときわさとしという特大もぐらが、

  笹目橋にいけばいいんじゃないのっていったんだけどまあこういうものを見たときに何か参考になるかというと、ものがでかい、どうやって作ったのかそれくらいのことで。その辺のことしか魅力ないわけで。

  昭和時代調子に乗ったオヤジの結末っていうんですか、それしか魅力がないので。板橋区の自慢ってその価値のある巨大なものがあって、その構成段階の着想とかが面白いだけだから哲学の街

  っていうんですか、それくらいしか板橋区には魅力がないので

2023-08-12

こんな比較は成立しないし、処理水は汚染水

米デュポール大学宮本ゆき教授=本人提供

映画オッペンハイマー」と福島と 核の被害語ることは「悪」なのか

笠井哲也

2023/8/12 10:00

 7月下旬から米国で公開されたある映画話題を呼んでいる。「オッペンハイマー」――。「原爆の父」とも呼ばれる物理学者ロバート・オッペンハイマーの伝記映画だ。米国では好評を博すが、米デュポール大学シカゴ)の宮本ゆき教授倫理学)は強い憤りと違和感を抱いているという。米国でも、そして福島でも、核(原子力)を語るときに「置き去りにされているもの」を考える。

 広島県出身被爆2世でもある宮本さんは、米国大学20年近くにわたり倫理学講義で「原爆論説」を教えてきた。

また違和感か。知性の欠片もない。

 「女性の皮膚がめくれるシーンがありますが、きれいなんです。皮膚がめくれて赤みが出るとかではなくて、うっすらはがれるんです。これが、米国の多数が不愉快にならない、ギリギリの線なのかなという感じを受けました」

また不愉快か。感情だけのヒスババアか?

それに原爆以外でも悲惨ものはある。

クラスター爆弾がそうだ。化学兵器もそう。アメリカは全て肯定している。

 映画米国内では好評価を得ており、原作ベストセラーになっている。同日公開の映画バービー」と2本立てで見ようという動きが起き、「バーベンハイマー」なる造語もできた。「本当に核がエンタメなんです。スパイダーマンハルクなどスーパーヒーローも、放射能を取り込むことで強くなりますよね」

 そこには1940年代後半から続く、「核(原子力)は偉大だが、手なずけられる力」という考え方がにじんでいると、宮本さんはみる。核は人の手でコントロールができるが、扱う人間によって善にも悪にもなる、ということだ。

 「核を取り合うというシーンはハリウッド映画でもよく登場します。自分たちが持つのはいいけど、悪いやつの手に渡るのはいけないから取り返そうっていう、それなんです」

この人、ゴジラ2014とか見てないでしょ。

語られぬ核「被害」 核抑止論に「恩義」

 こうした核への見方が広がる社会の中、見過ごされてきたのが被曝被害だと、宮本さんは強調する。

 そこには政治的意図も絡む。米国をはじめとする核保有国にとって、核兵器原発技術を掌握することは、国の覇権を強固にするための手段でもあった。このため、保有国が被曝影響を隠すのは必然であったと、宮本さんは考える。

 「例えば、アフリカなどで産出されるウラン鉱石を精製してできる物質は、英語で『イエローケーキ』と呼ばれます原子力原材料であるにもかかわらず、放射性物質とは認識されていません。放射性物質だと呼んでしまえば、(原産国が)力を持ってしまうことになりかねない。言葉によっても、支配下に置くわけです」

それで処理水とか言っているのはなんのぎゃぐなの?

 「科学」も動員されてきた。文化人類学者ガブリエル・ヘクトは、国際原子力機関IAEA)はこうした核による支配構造を定着させるためにできたと批判する。つまりIAEAは、核兵器をつくらない確約と引き換えに、原子力技術提供し、核保有国資源に頼らざるを得ない構造を作るのに重要役割も買ってきた――、と。

マスコミが抜け落ちている。

 米国には、核実験の影響で被曝し、がんなどを患った住民らを対象とした「放射線被曝補償法」がある。

 でも、と宮本さん。「補償は、核で国の防衛に貢献したことと引き換えの『感謝』の意味もあり、結局は核抑止論の上に成り立っている。だから、『核兵器をなくそう』にはつながりにくいんです」

 核施設に対して「恩義」を感じる住民も多いという。「核兵器私たちは国を守ってきた。これが善なんだから、となれば、それにもの申す人はとんでもない『非国民』となってしまます被曝の話は、被曝地でこそ、できなくなっています

あと日本は無条件降伏している。なんかめちゃくちゃだな。

福島米国、似た現象は起きていないか

 東京電力福島第一原発事故後、福島の「復興」はハンフォードモデルに形作られてきた。2021年4月に発足した一般社団法人福島浜通りトライデック」は、ハンフォード周辺地域を基盤とする商工会議所的な存在であるトライデック」から名を取った。22年9月には連携協力協定も締結している。

 だが、そこで米国と似た現象は起きていないだろうか。「政府や県が掲げる『復興』が『善』とされる一方で、それを妨げるような、被害にまつわる言説は『悪』となり、風評被害をまき散らす、というふうになっていないでしょうか」

 第一原発から出る処理水の海洋放出をめぐる議論でも同様だ。放出復興のための「善」として、政府の言う「科学的」な説明をそのまま受け入れてしまってはいいか――。

いっきりそれやっている。

https://www.asahi.com/articles/ASR896726R84UGTB004.html

【Q&A】ALPS処理汚染水、押さえておきたい14のポイント

https://foejapan.org/issue/20230801/13668/

同様の指摘は元朝日の烏賀陽氏もしている。

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