「世界一ふしぎな実験」を腹落ちさせる2つの方法（竹内 薫）
「腑に落ちる」解釈、あります 正直、私の中のもやもやも、長い間、消えることがなかった。大学で量子力学を教えてくれた先生たちも、口々に「量子力学を理解しようなんて思わないこと。使えればいいのです」と、開き直りともとれる発言をくりかえしていた。 そもそも、理解するとはどういうことなのか？ それは、日常の経験や既存の知識とくっついて、「ああ、あの話の延長なのだな」と納得することだろう。だとすると、まったく新しい「量子」という存在は、日常からかけ離れているので、理解することはできず、慣れるしかないのかもしれない。物理学科の教授たちは、まさにそうやって開き直っていたのだ。 しかし、大学を出てから、いくつもの量子力学の「解釈」を勉強しているうちに、開き直らずに「理解」する方法があることを私は知った。 解釈とはなんだろうか？ たとえば、y＝xという数式があったとして、それが自然現象や社会現象をあらわして
元ヒッピーが書いた物理学書が"100万部突破のベストセラー"に「物理学とヒッピーカルチャーは変わらない」 | HEAPS
落ち着いた青地にタイトルのみの装丁。その無愛想な本こそ、2015年、イタリアから飛び火し世界の出版業界を騒がせたベストセラー書籍である。小説か、自叙伝か、ビジネス本か？ そのいずれでもなく—「物理学書」。とっつきにくい物理学を説いた専門書が大売れというだけで話題騒然だが、さらに驚くべきは、筆をとったのが“元ヒッピー”だった、ということだろう。そう、元ヒッピーが書いた一冊の物理学書が、世界を騒がすベストセラーとなったのだ。 最先端の物理学の第一人者にして、ベストセラー作家でもある彼、カルロ・ロヴェッリ（Carlo Rovelli）。チョーがつくほど多忙であることは間違いないが、駄目もとでコンタクトをしてみると「Why not（ワイ・ノット）？ いま旅に出てるから、電話をつなぐことはできないけど、メールインタビューなら喜んで」と、思いがけない返答が。元ヒッピーの物理学者による専門書は、なぜ大衆
歴史で学ぶ量子力学【改訂版・3】「私の波動方程式がこんな風に使われるのなら、論文などにしなければよかった」 - ナゾロジー
2つの量子力学物理学において重要な課題の1つが、実験結果と一致した値が導ける方程式（法則）を見つけ出すことです。 しかし、粒子と波動という相容れない2つの性質を示す光や電子の振る舞いは、古典物理学の常識では説明できず、実験と一致した値を計算することもできませんでした。 そこで、ハイゼンベルグは新しい理論「行列力学」を作り出し、これを計算できるようにしました。 これはざっくり言えば、電子の振る舞いについて、取りうる値を全部書き出して行列計算するというものです。 しかし当時の物理学者たちにとって、行列計算はまったく馴染みのない計算方法でした。 しかも数学が得意だったハイゼンベルクは「別に視覚的なイメージが伴わなくても何の問題もないだろう」と考えていたため、ここまでの解説で多用したような、図に描いて解説できるイメージが何もありませんでした。 今記事を読んでいる読者も行列力学が何なのかほとんど意味
世界は「関係」でできている 美しくも過激な量子論 | NHK出版
世界の本当の姿とは？ 天才物理学者が”真実”を明かす ”ホーキングの再来”と評される天才物理学者が”真実”を明かす イタリアで12万部を売り上げ、世界20か国で刊行予定の話題作！ 科学界最大の発見であり、最大の謎とされる量子論。 はたして量子論の核心とは何か、 それはどんな新しい世界像をもたらしたのかを、 研ぎ澄まされた言葉で明快に綴る。 量子は私たちの直感に反した奇妙な振る舞いをする。 著者によれば、この量子現象を理解するためには、 世界が実体ではなく、関係にもとづいて構成されていると 考えなくてはならないという。 さらにこの考え方を踏まえれば、現実や意識の本質は何か、 といった哲学的な問いにも手がかりが得られるのだ――。 深い洞察と詩情豊かな表現にいろどられ、 私たちを“真実”をめぐる旅へといざなう興奮の書！ 竹内薫氏の解説付き。 7万部突破の『時間は存在しない』著者の最新作！ 【推薦
ブラックホール内部の量子状態をもとにエントロピーを計算 ホーキング博士の理論と一致【研究紹介】
山下 裕毅 先端テクノロジーの研究を論文ベースで記事にするWebメディア「Seamless/シームレス」を運営。最新の研究情報をX（@shiropen2）にて更新中。 米ペンシルベニア大学などに所属する研究者らが発表した論文「Microscopic Origin of the Entropy of Astrophysical Black Holes」は、ブラックホール内部をモデル化し、それらの状態の数を数え上げる式を導き出し、ブラックホールの総エントロピーを計算した研究報告である。 ▲論文のトップページ スティーブン・ホーキング氏とヤコブ・ベッケンシュタイン氏は1970年代に、ブラックホールはエントロピーを持つこと、そしてそのエントロピーがブラックホールのホライズンの面積に比例することを発見した。しかし、統計力学の観点から、このエントロピーがブラックホール内部のどのような微視的状態の数に対
シュテファン＝ボルツマンの法則 - Wikipedia
シュテファン=ボルツマンの法則（シュテファンボルツマンのほうそく、英語: Stefan–Boltzmann law）は、熱輻射により黒体から放出される電磁波のエネルギーと温度の関係を表した物理法則である。ヨーゼフ・シュテファンが1879年に実験的に明らかにし、弟子のルートヴィッヒ・ボルツマンが1884年に理論的な証明を与えた。「ステファン」のカナ表記、呼称も用いられる。 この法則によると、熱輻射により黒体から放出されるエネルギーは熱力学温度の4乗に比例する。 放射発散度を I、熱力学温度を T とすれば という関係が成り立つ。放射発散度と熱力学温度の関係として表した時の比例係数 σ はシュテファン=ボルツマン定数と呼ばれる。 現実の物体は黒体であるとは限らない。その場合は 0 ≤ ε ≤ 1 の係数を用いて のように補正される。 係数 ε は放射率（emissivity）、もしくは射出率と
“4次元”を必要とする「ディラック電子」の観察に愛媛大が成功
愛媛大学は1月24日、これまで観測が容易ではなかった、物質中において質量ゼロとして振る舞う特殊な電子である「ディラック電子」系の物質において、同電子の振る舞いを観察することに成功したと発表した。 左側の上寄りにあるのが今回の特殊な電子を含む含む物質の構成分子、中央付近の対角線状に4つ並んだチェスのコマのような物体が、今回観測されたディラック電子系を3次元に落として表現した模式図。このイメージは、論文掲載誌の「Materials Advances」の紙媒体版の表紙を飾る予定(出所:愛媛プレスリリースPDF) 同成果は、愛媛大大学院 理工学研究科の岡竜平大学院生(研究当時)、同・内藤俊雄教授を中心に、東邦大学、北海道大学の研究者も参加した共同研究チームによるもの。詳細は、英国王立化学会が刊行する材料科学に関する全般を扱うオープンアクセスジャーナル「Materials Advances」(インタ
一般相対性理論の起源が記された「アインシュタイン-ベッソ手稿」がオークションに登場
現代科学にとって最も重要な理論の1つである「一般相対性理論」の起源が記されている、アルバート・アインシュタインとミケーレ・ベッソによる54ページの手稿がクリスティーズのオークションに出品されることになりました。アインシュタインの自筆原稿は時々オークションに登場しますが、今回の手稿は特に価値があるものと考えられています。 The Einstein-Besso Manuscript - The Exception Sale https://www.christies.com/en/auction/the-exceptional-sale-29229/Viewing room Rare Einstein manuscript is 'most valuable' ever to come to auction | Live Science https://www.livescience.com/
標準模型を超える物理 - Wikipedia
標準模型を超える物理（ひょうじゅんもけいをこえるぶつり、Physics beyond the Standard Model, BSM）とは、標準模型では説明できない強いCP問題、ニュートリノ振動、物質-反物質非対称性（英語版）、暗黒物質やダークエネルギーの性質などを説明するために必要な理論の拡張のことをいう[1]。さらには標準模型の数学的枠組み自体にある問題を解決するための拡張がある。標準模型と一般相対性理論の数学的枠組みは、特定の条件化では（例えばビッグバンやブラックホールの事象の地平線のようなすでに知られた時空の特異点において）一方もしくは両方の理論が破綻するという矛盾を抱えている。 標準模型を超えた理論には、最小超対称標準模型（英語版） (MSSM) や次最小超対称標準模型（英語版） (NMMSM) など超対称性による標準模型の様々な拡張や、弦理論、M理論、余剰次元など全く新たな説明
素粒子物理学が変わる？ 標準理論に反する粒子の挙動 - 日本経済新聞
ある素粒子のふるまいが、素粒子物理学の「標準モデル（標準理論）」に反していることを示す新たな証拠が見つかった。科学における最も堅固な理論の一つである標準モデルによる予測との食い違いは、未知の粒子や力が宇宙に存在している可能性を示唆している。米フェルミ国立加速器研究所の研究者たちは2021年4月7日のセミナーで、2018年に始まった「ミューオンg-2実験」の最初の結果を発表した。この実験ではミュー
「エントロピー」という概念がよくわかりません。部屋は汚くなるが、キレイにはならない、みたいな例えをたまに聞きますが。。。良ければこの概念を理解するために有益そうなことを教えて頂きたいです。 | mond
「エントロピー」という概念がよくわかりません。部屋は汚くなるが、キレイにはならない、みたいな例えをたまに聞きますが。。。良ければこの概念を理解するために有益そうなことを教えて頂きたいです。 エントロピーって「乱雑さ」と関係するとか思っている人が多いですよね。僕が熱力学の講義をするとき、最初の時間に「エントロピーってなんだと思う？」って訊くと物理学科の学生さえみんな「乱雑さ」って答えます。 でもね。エントロピーって意外かもしれないけどもともと、乱雑さとは何も関係なくみつかったものなんです。専門的な難しい言葉をつかうとエントロピーって「断熱系の準静的な変化では保存する量」ということになります。断熱ってようするに熱のやりとりがないことですね。力学とかでも摩擦を考えないとエントロピーは関係ないですが、摩擦を考えると熱が発生するので途端にエントロピーが関係してきます（が、普通の力学の教科書で熱が発生
Daily Life:物理（学）帝国主義という言葉を使い始めたのはだれか
July 23, 2023 物理（学）帝国主義という言葉を使い始めたのはだれか （細矢先生のお名前を間違えるなどいくつか誤字を指摘いただきましたので修正しました。ありがとうございます）（さらにご指摘をいただき追補を別記事として書きました。）（さらにご指摘をいただきオルテガのスペイン語原文についての追記をしました） 「物理帝国主義」ないし「物理学帝国主義」という言葉は物理学と他の学問のある種の関係や物理学者の態度を指すことばとして漠然と用いられることが多いと思うが、だれがこういう言葉を使い始めたのだろうか？ ネット上を少し検索すると「伏見康治によると、この言葉は桑原武夫が初めて使ったとのこと」という解説が出てくる（ウィキペディア「物理帝国主義」の項、2023年7月15日参照）。まずはその参考文献をみてみることからはじめる。 １細矢治夫の記述 典拠となっているのは化学者の細矢治夫が『日本物理学
「シュレーディンガーの猫」って結局どういう話なの？ モヤモヤする部分を解説！ - ナゾロジー
「観測するまで状態が確定しない」ってどういうこと？物理学者エルヴィン・シュレーディンガーの肖像 / Credit:Nobel foundation,Wikipedia Commons「シュレーディンガーの猫」というのは、物理学者エルヴィン・シュレーディンガーが頭の中だけで行った実験（思考実験）です。 ほとんどの人はこの話しの内容を、「一定確率で毒ガスを放出する装置と一緒に箱に入れられたネコは、蓋を開けて観測するまで生きた状態と死んだ状態が重なり合っている」という風に聞いていると思います。 そして、その意味するところは「観測するまで物事の状態は確定しない」という量子力学の奇妙な考え方を説明するものだと知っているでしょう。 しかし、そもそも量子力学はどうしてこんな不思議な考え方をするようになったのでしょうか？ 最初のモヤモヤポイントとして、まず「観測するまで物事の状態は確定しない」という考えの
ブラックホールは暗黒エネルギーの源？初の観測的証拠が提示される！ - Lab BRAINS
一般相対性理論が破綻するブラックホールの「特異点」 この宇宙には謎がいくつもあるけれど、今回はその中の2つ、「ブラックホール」と「暗黒エネルギー」にまつわるものだよ。まずはそれぞれを順番に説明するね！ 恒星サイズの天体が、重力に抵抗できず無限に潰れてしまった天体をブラックホールと呼び、その中心にある1点を「特異点」と呼ぶよ。特異点では色んな値が無限大になってしまい、一般相対性理論が破綻してしまうので、できれば存在してほしくない厄介な点だよ。 まずブラックホールは、この宇宙で最も極端な性質を持つ天体だよ。これは、他の天体がどのようにして天体としての形を保っているのか、というのに関連しているよ。 全ての物体は自分自身の重力で潰れようとしているけど、これに抵抗する力があることで、潰れることを防いでいるよ。惑星サイズの天体は、原子同士の反発が潰れるのを防いでいるよ。 恒星サイズの天体になると、原子
量子重力と宇宙
「誰も知らないPlanckスケールを超えた世界へ」 －漸近的背景自由性を持つ繰り込み可能な量子重力理論の紹介－ 詳しくは解説書を参照 量子重力理論の目的はPlanckスケールを超えた世界のダイナミクスを明らかにすることです。そこでは重力の量子的ゆらぎが大きく、距離の概念が失われたいわゆる背景時空独立な世界が実現していると考えられます。最近の研究から、そのようなスケールの無い世界が共形変換の下でのゲージ同値性、すなわちBRST共形不変性として表現できることが分かってきました。それは特定の背景時空上を運動する重力子の量子化ではなく、時空そのものの量子化を意味しています。ここで紹介するくり込み可能な重力の量子論はPlanckスケールを超えた高エネルギー世界をBRST共形不変性をもつ特別な共形場理論で記述し、さらにそこからの破れの程度を表す無次元の重力結合定数を持った理論です。以下、この理論のこと
超ひも理論とループ量子重力とは？
超ひも理論とループ量子重力理論は実在のものなのか？ トップページ (２電子原子も含む正確な新ボーア模型) 特殊相対論は間違い？ 超対称性変換とモジュラー変換不変性 共形場理論とセントラルチャージは本当か？ 目次 (12/11/23) 現在の理論には 未来がない。 ループ量子重力理論とは何か？ 26 次元のひも理論から 10 次元の超ひも理論へ。 超ひも理論の問題点。 現在の理論には 未来がない。 [ 運動する電子は ヒッグス場の抵抗で 止まってしまう？？ ] (Fig.1) 動いている電子が ヒッグスによって止まる？？ ご存じのとおり、報道によれば ヒッグス粒子が 加速器内で見つかったとされている。 ヒッグス粒子 (場) は すべての空間を埋め尽くしており、電子、W ボソン、クォーク などの "抵抗" (= 質量 ) として作用すると言われている。 しかし 加速器内では 数兆回もの衝突で
素粒子物理学に必須級のソフトウェア「FORM」の保守はたった1人の老科学者が担っている、新しい機器では使えなくなり研究が停滞する危険性
1980年代に開発され、それ以来30年以上にわたって最先端の素粒子物理学で使われ続けているソフトウェア「FORM」の陳腐化が進んでおり、もし使えなくなればこの分野の研究者にとって手痛い打撃になる危険性があると、科学系ニュースサイトのQuanta Magazineが報じました。 Crucial Computer Program for Particle Physics at Risk of Obsolescence | Quanta Magazine https://www.quantamagazine.org/crucial-computer-program-for-particle-physics-at-risk-of-obsolescence-20221201/ Quanta Magazineによると、科学の中でも素粒子物理学は特に長大な方程式を扱う研究分野だとのこと。例えば、大型ハド
カルロ・ロヴェッリ著『世界は「関係」でできている 美しくも過激な量子論』を読む - bitterharvest’s diary
本の副題が「美しくも過激な量子論」となっているので、量子力学について一般向けに分かりやすく説明した本だろうと勝手に思い込んで読み始めたら、期待は見事に裏切られた。アインシュタインもファインマンも理解できないと言った「不思議なことが起きる量子力学の世界」を、斬新な思考方法でどの様にして考察したらよいのかを語った本であった。「思索の方法」、あるいは「哲学」といったほうが適切な内容で、著者の考え方を理解するまでに(まだ不完全とは思うが)、随分と時間を費やした。 本の主題は「世界は関係でできている」となっている。内容もこの通りで、量子力学の世界、そして物理学の世界、さらには情報の世界を「関係(コト)」で考えてみようというものである。これまでの我々の思考方法は、モノ(対象物)が中心であった。ニュートン力学でのリンゴの落下、アインシュタインの相対性理論での時空間をゆがませる質量、そして量子力学のシュレ
相対性理論を日常の中で感じる8つの方法 : カラパイア
1905年にアルバート・アインシュタインが唱えた相対性理論は20世紀科学の中でも最も有名な理論だろう。この理論は時空における物理現象を説明する理論で、ブラックホールの存在を予言したり、重力で光が曲がることを予測したりと、さまざまな物体の振る舞いを説明してくれる。 だが、その名が一般にもよく知られている事実とは裏腹に、それを日常で感じる機会は少ないかもしれない。そこで、我々の身近で相対性理論が利用されている8つの事例を紹介しよう。
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なぜ時間は一方向にしか進まないのか? 東大が解明に向け前進 ～量子力学から熱力学第二法則の導出に成功
