システムインテグレイト福田:会社法人等番号1201-04-002753

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量子・宇宙・生物、、、そして哲学

ウロボロスの蛇

ウロボロスの蛇
(KEK素粒子原子核研究所HPより)


この宇宙の歴史

ESAによる宇宙の歴史図
(日経サイエンス2017年6月号より)


宇宙マイクロ波背景放射

WMAPによる宇宙マイクロ波背景放射のゆらぎ


水城跡

中大兄皇子が築かせた大宰府の水城(みずき)跡


中津城

水城(みずじろ:堀に海水を引き込む)の中津城


働かないアリに意義がある

長谷川先生(進化生物学)の本の表紙


鳥類学はあなたのお役に立てますか?

川上先生(鳥類学)の本の表紙


我が書架

小職の書架(手前はクラシックのCDラック)

空白

水素ステーションに関わるようになって、自由膨張した水素は、温度が上昇することに初めて気付きました。これは、水素とヘリウムのみに見られる現象です。それ以外の酸素や窒素(空気の成分)などは、温度が下がることが一般的によく知られています。この身近な例は、すきま風です。すきま風は冷え冷えしたことの比喩にも用いられていますが、これは感覚だけの話しではなく、実際に温度が下がっているのです。温度が下がるのは、ファンデルワールス力に起因するのですが、そもそもファンデルワールス力とは何ぞや?という疑問(今更ですが、、、)に端を発し、電磁気力(マクスウェル方程式)から核内の強い力と弱い力(シュレディンガー方程式)に至りました。現在では、この3つの力を統合した「大統一理論」が、ほぼ完成しているようです。我々の宇宙に存在する力は、これら3つの力に重力(アインシュタイン方程式)を加えた4つであるというのが定説です。この4つを統合的に記述する理論(究極の統一理論などと呼ばれることもある)は、まだまだ未知の部分も多く、発展途上であるということが分かりました。現在、4つの力の統一理論として有望視されているのは、超弦理論(Superstring Theory)です。これは、いろいろな素粒子(原子を構成する粒子)が、実は一片の紐であり、紐の振動数や形状の違いによって異なった素粒子に見えているという理論です。カブリ数物連携宇宙機構の機構長もされていた大栗博司先生は、この分野で世界的に著名な研究者です。素粒子と重力の関係を探求することは、すなわち宇宙の創生に直結することですので、宇宙物理学にも関心が広がりました。余談になりますが、大栗先生によると、我々の宇宙は「10次元+1次元(時間)=11次元」ではないかとのことです。う〜〜〜む、10次元の空間をイメージするのは、、、しかも、シュレディンガーの波動方程式は複素関数(実部と虚部単位{i}で構成された関数)やし、、、この宇宙は複素空間なんかなぁ、、、ζゼータ関数は、複素空間に外挿(解析接続)して解を考えるようやし、、、オイラーの公式もe=cosθ+i sinθやし、、、おかしな話ではないのかもしれんなぁ、、、???というのが実情です。


参考ですが、ζ関数のひとつに、

1+2+3+4+5+・・・=−1/12

という、日常的な常識からはとんでもなくかけ離れた、タイプミスやろ(!!自然数の和が、負の数になるんかい!!)、としか思えない等式があります(が、数学的には正しいことが証明されてます。念のため)。人間の一般的認知(五感)が普遍的ではなく、我々の日常的な感覚が適用できない領域が確かに存在する、ということを教えてくれています。余談の余談になりますが、未だに証明されていないリーマン予想も、このζ関数に関係してます。超弦理論を完成するためには、未知の数学を発見することが必要と言われており、オイラーからリーマンに続くζ関数は、未知なる世界の入口なのかもしれません(あくまで素人の個人的妄想)。


量子と宇宙の関連を示すものとして、現時点で確からしいと考えられているのはインフレーション理論です。南部洋一郎先生が発見した真空は相転移する(真空にもエネルギーがある)という理論をベースにして考えられた、宇宙創生としての量子ゆらぎとその直後の指数関数的膨張(インフレーションと呼ばれています)は、我々の宇宙をかなりの精度で記述しているようです(WMAPによる宇宙マイクロ波背景放射のゆらぎ図より)。従って、そこから導かれるマルチバースは、それほど突飛な話(おとぎ話)ではないように思えます。因みに、ビッグバンは、インフレーションによって膨張した宇宙が冷えて真空が相転移し、熱エネルギーに変換されて発現したと説明されます。

これらの物理現象が、数学(数式)によって記述されているのは周知の事実です。これを拡張して、すべての物理現象が数学で記述できると仮定すると、物理的実体(素粒子、真空、波動関数など)は数学的構造であると言えます。とすると、物理的世界(ユニバース、マルチバース)も数学的構造体であり、マルチバースのひとつであるこの宇宙(我々が認識しているユニバース)に存在している生物群(素粒子の集合体)も、数学的構造ということになります(マックス・テグマークが提唱した仮説)。

地球上の生物である人や鳥類、爬虫類、細菌などのあらゆる種は、唯ひとつの単細胞生物から進化した(つまり、同じDNAを引き継いでいる)ことが分かっていますので、マックス・テグマークの仮説に立つと、小職が以前から興味を持っていた動物行動学・分子生物学・進化生物学・人類学・考古学・歴史学なども、物理学(数学)にリンクしたと感じました。これらを統合的に解釈するという作業が、哲学の定義のひとつになるのではないかと考えています。これからも、調べたことや思いついたことを書き足していきますワ。

<参考>

高エネルギー加速器研究機構

カブリ数物連携宇宙機構

大栗博司先生のホームページ

京都大学大学院理学研究科物理学・宇宙物理学専攻

東北大学大学院理学研究科物理学専攻素粒子・宇宙理論グループ

東京大学理学部物理学科・大学院理学系研究科物理学専攻

川上和人先生(科学技術振興機構)

東京大学総合研究博物館 松原始先生

長谷川英祐先生(科学技術振興機構)

国立博物館 篠田謙一先生

東京大学史料編纂所

本郷和人先生の「資料屋通信」

千田嘉博先生(ダイヤモンドオンライン)



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