研究論文
『“現代物理学”の危機を解消する新しい手段の紹介』
2.数式と自然(nature)について
物理の法則や理論の多くは、“数式”によって記述される。
この“数式”には、『自然(nature)を、ズームアウトして(粗視化して)生み出した抽象的な数式』と、『自然(nature)を、ありのままにとらえて生み出した具体的な数式』がある。
現代の理論物理学は、前者の“抽象的な数式”に基づいて育まれている。
その状況は、1971年における、次の記述からもわかる。
『今日の理論物理学では、抽象化、一般化が極度にまで進んでいる。直観がほとんどきかなくなっている。〜。出発点に何か直観的なイメージがあったが、それをだんだん一般化、抽象化してゆく。その結果として、最初のイメージは捨てられ、ある抽象的な形式だけが残る。残ったものをいじくりまわしても、本当に新しいものは出てこない』
(湯川秀樹自選集4 p35) ※下線は、筆者による。 |
この“抽象的な数式”は、実は、ニュートン力学が育まれた時代から、長らく用いられている物理学の屋台骨である。
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抽象的な数式○
具体的な幾何○
(ニュートン力学)
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抽象的な数式○
具体的な幾何×
(マクスウェルの電磁気学
アインシュタインの相対性理論)
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抽象的な数式○
具体的な幾何×
(プランク、アインシュタイン、ボーア、
ハイゼンベルグ、シュレーディンガー…
の量子論(量子力学、場の量子論))
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しかし、この抽象的な数式は、「自然(nature)を、ズームアウトして(粗視化して)生み出された」ものである以上、自然(nature)そのものよりも、広い意味を持ってしまうという宿命を持つ。
すなわち、“抽象的な数式”は、必然的に、「自然(nature)と乖離した意味」を持ってしまいうるものなのである。
その結果、抽象的な数式は、ときに、人を裏切りうるのである。
※それは、「現実を、ズームアウトして(粗視化して)生み出した」“抽象的な言葉”も同じである。
この“抽象的な言葉”は、現実より、広い意味を持ってしまう以上、「現実と乖離した意味」を持ちうるのである。
そのことは、例えば、次のような“抽象的な言葉”から理解できる。
『鳥は空を飛ぶ』『魚は空を飛ばない』『人は言葉を使える』…
それぞれの言葉は、確かに、ある程度正しい。 しかし、ときには、“間違っている(自然(nature)と乖離している)”と判断できるような意味を容易に考えつく。
(“ペンギンも空を飛ぶ” “トビウオは、空を飛ばない” “生まれたばかりの赤ちゃんも言葉を使える” …)
つまり、『現実を、ズームアウトして(粗視化して)生み出した抽象的な言葉』は、どうしても、ときに、人を裏切りうるのである。
『自然(nature)を、ズームアウトして(粗視化して)生み出した抽象的な数式』が、「自然(nature)と乖離した意味(解釈)」を持ってしまう例は、次のように多々ある。
例えば、ニュートンの万有引力の法則の数式── F=GMm/r2
この数式は、“質量を持つ物体を、質点と見なす”という粗視化の上で導かれている抽象的な数式である。
この数式は、「重力が遠隔作用によって、生じる」という解釈(自然像)を生みうる。
また、「質量の間の距離が、無限小になれば、無限大の重力が生まれる」といった解釈(自然像)を生みうる。
例えば、アインシュタインの次の数式── E=mc2
この数式は、「運動エネルギーも質量になる」という意味を持つ数式から導かれた、抽象的な数式である。
この数式は、「すべてのエネルギーが質量を持つ」という解釈(自然像)を生みうる。
その結果、例えば、“重力場のエネルギーも質量を持つ”という解釈(自然像)を生みうる。
例えば、アインシュタインの“重力場の方程式”── Rμν−gμνR/2 =−kTμν
この数式は、ミクロのレベルにおいても時空は連続である(微分可能である)という粗視化の上で、導かれた抽象的な数式である。
この数式は、「ミクロのレベルにおいても、エネルギー保存則が成立する」という解釈(自然像)を生みうる。
(ネーターの定理によると、時空が連続であれば(微分可能であれば)、エネルギー保存則(&運動量保存則)が成立するからである)
この数式は、「新しいブラックホールができるときに、特異点に至る」という解釈(自然像)を生みうる。
この数式は、(明らかに自然(nature)と乖離している)「ゲーデルの解」(下記)のようなものを生みうる。
『アインシュタインの方程式に関するゲーデルの解は奇怪すぎて、自然界との関係は見いだせなかった。 〜 だがある意味で、ゲーデルの解は一般相対性理論が持つ多くの問題を例示していた。つまり、一般相対性理論は数学の理論であり、現実の宇宙には何の関係もない奇妙な数学の解を持つものなのだ。』 (p.118 『パーフェクト・セオリー 一般相対性理論に挑む天才たちの100年』(ペドロ・G・フェレイラ 高橋則明 訳 NHK出版) |
例えば、シュレーディンガーの波動方程式──
この数式は、「物質波という得体の知れない波がある」という前提から導かれた、抽象的なものである。
この数式は、“波動一元論”という解釈(自然像)を生みうる。
また、この数式は、「観測されるまで、決してどこにも実在せず、観測して初めて波が収束し実在するのだ。(コペンハーゲン解釈)」という、解釈(自然像)をも生みうる。
例えば、ハイゼンベルクの不確定性原理(不確定性関係)の数式──
この数式は、観測に使う光の波長を短くすると、運動量を正確に測定できなくなり、観測に使う光の波長を長くすると、位置を正確に測定できなくなるという人間の観測事情から導いた、(あいまいで)抽象的な数式である。
この数式は、ミクロの自然(nature)そのものが、ランダムネスに従うのだという解釈(自然像)を生みうる。
すなわち、原因もないのに、真空は、いきなり、量子ゆらぎ(対生成と対消滅が繰り返し)を生じるのだという解釈(自然像)を生みうる。
また、この数式は、「この宇宙は、無から生まれたのだ」という、解釈(自然像)を生みうる。
…
一見もっともに思える、これらの「抽象的な数式」から導かれる解釈(自然像)は──
いずれも、「より深いレベルの階層」のミクロの自然(nature)の具体的な幾何的な実体像(視覚的な描像、物理的なイメージ、true pitcture at Planck scale…)の探求する“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)によると、自然(nature)と乖離していると判断できるものである。
このように、『自然(nature)を、ズームアウトして(粗視化して)生み出した抽象的な数式』は、ときに、人を裏切りうるのである。
こうなるのは、『抽象的な数式』の宿命である。 ズームアウトして(粗視化して)生み出された以上、『抽象的な数式』は、自然(nature)そのものよりも、“広い意味”を持ってしまう(現実にある世界のみならず、実在しない世界についても意味してしまう)のである。
どんなに美しく、矛盾がなく、正確な数式であったとしても、その解釈(意味付け)が、自然(nature)と100%合致するとは限らない。
(それは、どんなに美しく、矛盾がなく、正確な言葉であったとしても、その解釈(意味付け)が、人生(life)と100%合致するとは、限らないことと同じである)
したがって、抽象的な数式の解釈(意味付け)は、慎重に行わなければならない。
一歩間違えれば、自然(nature)と乖離してしまうからである。
そして、その結果、現代物理学に、危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、迷走、困難…”をもたらしてしまいうるからである。
『抽象的な数式』は、確かに便利である。
しかし、『抽象的な数式』のみを過度に重視し、その解釈(意味付け)、すなわち、自然(nature)についての幾何学的実体像(視覚的な描像、物理的なイメージ、“true picture at Planck scale”、単純な幾何構造の働きの総和…)の探求を軽視していると── 容易に、自然(nature)と乖離していまいうるのだ。
この“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)は──
『抽象的な数式』の「自然(nature)と調和した解釈(意味)」に相当する、「ミクロの自然(nature)についての幾何学的な実体像(視覚的な描像、、物理的なイメージ“true picture at Planck scale”、単純な幾何構造の働きの総和…)」そのものを提示してくれる。
※『抽象的な数式』についての「自然(nature)と調和した解釈(意味)」と、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)が探求している「ミクロの自然(nature)についての幾何学的実体像(視覚的な描像、物理的なイメージ、“true picture at Planck scale”、単純な幾何構造の働きの総和…)」そのものは、実は、ほぼ等しいものであることになる。
『抽象的な数式』
の「自然(nature)と調和した解釈(意味)」
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≒
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「ミクロの自然(nature)についての幾何学的実体像(視覚的な描像、物理的なイメージ、“true picture at Planck scale”、単純な幾何構造の働きの総和…)」
by“EMOES”
(素スピノールからの創発モデル)
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したがって、『「抽象的な数学(主に数式)」および、「観測結果」』のみを重視する、(考察1でも述べた)“物理学の王道”的な科学スタイルとは、「ミクロの自然(nature)についての幾何学的実体像(視覚的な描像、物理的なイメージ、“true picture at Planck scale”、単純な幾何構造の働きの総和…)」の探求を軽視する科学スタイルであると同時に、「抽象的な数学(主に数式)」の解釈(意味付け)を軽視する科学スタイルでもあったことになる。
そして、その“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)が提示する、『抽象的な数式』についての「自然(nature)と調和した解釈(意味)」、すなわち、「幾何学的な実体像(視覚的な描像、物理的なイメージ、“true picture at Planck scale”、単純な幾何構造の働きの総和…)」は、“自然(nature)と調和した前提”として、新たな理論(新たな数式、新たな自然像…)を支えるだろう。
つまり、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)は、既存の数式についての、「自然(nature)と調和した解釈(意味付け)」を与えるのみならず、「自然(nature)と調和した前提」として、(自然(nature)と調和した)新たな理論(新たな数式、新たな自然像…)を生み出すきっかけになりうるものなのだ。
※逆に、『抽象的な数式』から生じた自然(nature)と乖離した「意味づけ(解釈)」を前提とすることで、“不自然な結論”、“非現実的な自然像”“不自然な考え”。すなわち、(自然(nature)と乖離した)新たな理論(新たな数式、新たな自然像…)が生み出されることもある。
なぜなら、前提が自然(nature)と乖離していれば、その前提から導かれる新たな理論(新たな数式、新たな自然像…)は、たとえ、それがどんなに美しく、矛盾がなく、正確な計算結果であったとしても── 自然(nature)と乖離しうるからである。
つまり、「抽象的な数式」が与えてくれる「意味(解釈)や前提」を重視することは、すなわち、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)を活用することは、「抽象的な数式」の誤用(濫用)を予防するのである。
ここで、これまでの物理学が、『抽象的な数式』に基づいていることの意味を整理してみよう。
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抽象的な数式○
具体的な幾何○
(ニュートン力学)
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抽象的な数式○
具体的な幾何×
(マクスウェルの電磁気学
アインシュタインの相対性理論)
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抽象的な数式○
具体的な幾何×
(プランク、アインシュタイン、ボーア、
ハイゼンベルグ、シュレーディンガー…
の量子論(量子力学、場の量子論))
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これらの発展において、ニュートン力学のときから量子論(量子力学、場の量子論)を含む現代物理学に至るまで、ずっと、『(自然(nature)を、ズームアウトして(粗視化して)生み出したところの)抽象的な数式』が説明に使われてきている。
これに対して、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)は、『(ミクロの自然(nature)をそのまま表記したところの)具体的な数式、具体的な幾何』を使って説明する。
つまり、ニュートン力学も、電磁気学も、相対性理論も、量子論(量子力学、場の量子論)も、(弦理論(→考察3)も)… 素スピノールの挙動レベル(時空の基本構造の生成単位レベル)に比べたら、ズームアウトして(粗視化して)生み出された“近似”と見なせるのである。
※時空を不連続なもの(微分可能なもの)と見なしている時点で、“ズームアウト(粗視化)”に依存している“近似である”と判断することもできる。
例えば、ニュートン力学における「具体的な幾何○」とは、時空を連続と見なすような「(マクロの)具体的な幾何」である。
それに対し、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)における「具体的な幾何」とは、時空を不連続と見なすような「(ミクロの)具体的な幾何」である。
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抽象的な数式○
(マクロの)具体的な幾何○
(ニュートン力学)
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抽象的な数式○
具体的な幾何×
(マクスウェルの電磁気学
アインシュタインの相対性理論)
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抽象的な数式○
具体的な幾何×
(プランク、アインシュタイン、ボーア、
ハイゼンベルグ、シュレーディンガー…
の量子論(量子力学、場の量子論))
↓
(ミクロの)具体的な幾何○
具体的な数式○
(by“EMOES”)
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なお、「(ミクロの)具体的な幾何」 すなわち、「より深いレベルの階層」のミクロの自然(nature)の具体的な幾何的な実体像(視覚的な描像、物理的なイメージ、true pitcture at Planck scale…)とは── 例えば、量子力学でよく用いられるような“針金をクルクル巻いたバネ”、一般相対性理論で“時空の曲がり”を説明するためによく用いられるような“2次元平面をへこませたもの”、強い力の色荷を説明するために用いられるような“光の三原色”、電磁気を説明するためにマクスウェルが用いた「空想上の歯車や渦」… といった“比喩的なイメージ”(「物理的な見立て(アナロジー)」)ではなく── ミクロの自然(nature)そのものを「よりシンプルに、より本質的に、より正確に示すもの」である。
この“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)における具体的な数式とは、どのようなものになるだろうか?
自然な世界観の1つである、「シンプル一様化原理」(「よりズームインしていくほど、構成要素が、よりシンブル化して、一様化していく(バリエーションが減っていく)」)によれば── (ズームインした)「より深いレベルの階層」のミクロの“自然(nature)”を表記するする数式の方が、(ズームアウトした)「より浅いレベルの階層」のマクロの自然(nature)を表記するする数式より、シンプル化すると考えるのが自然であることが予想される。
よって、“自然(nature)と、より合致した具体的な数式”の性質について、次の仮説を立てた。
仮説D3.1 “シンプル一様化原理”により── よりズームインするほど(よりミクロの世界に進むにつれ)、幾何的な実体像(視覚的な描像、物理的なイメージ、true pitcture at Planck scale…)がシンプル化するのみならず、それらを表記する具体的な数式もシンプル化しうる。
正しければ、現代物理学の各分野において、数式が複雑難解になっていた理由は、まさに“抽象的であったこと”ということになる。
すなわち、正しければ、 より深いレベルの階層の自然(nature)を探求するほど(ズームインすればするほど)、「複雑で難解な数式の山」や「複雑で理解することが困難な、得体の知れない何かがあるにちがいないという呪縛」から開放されやすくなり── よりシンプルでより本質をつかんだ数式・数学を用いて説明しやすくなることになる。
※実際、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)”の説明に要する数式は、例えば、プランクエネルギーや“重力子エネルギー”を求める計算、重力を量子化する計算がそうであったように、多くは、「単純な四則演算レベル」や「高校数学レベル(三角関数、数列…)」だけで済んでいるようである。
※なお、抽象的な数式であるほどその意味は広くなり、例外が増え── 逆に、具体的な数式であるほどその意味は狭くなり、例外が減ることになる。
数式
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『抽象的な数式』
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『具体的な数式』
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ズーム
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ズームアウト
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ズームイン
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数式の意味
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広い
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狭い
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例外
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増える
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減る
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間違い
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気づきにくい
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気づきやすい
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自然(nature)との関係
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乖離が増える
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調和が増える
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一方で、仮説D3.1が正しければ、自然(nature)をズームアウトとして粗視化してとらえていたがために(時空が連続である(微分可能である)と見なしていたがために)、数式・数学が複雑難解になってしまっていたのだと気づかされることが、多々生じると予想される。
(例えば、一般相対性理論(結果1)、場の量子論(ゲージ原理)、弦理論(考察3)…)
『抽象的な数式(&幾何)』は、科学において、これまでおおいに役立って来たし、これからも確かに重要なものである。
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抽象的な数式○
(マクロの)具体的な幾何○
(ニュートン力学)
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抽象的な数式○
(抽象的な幾何○)
具体的な幾何×
(マクスウェルの電磁気学
アインシュタインの相対性理論)
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抽象的な数式○
具体的な幾何×
(プランク、アインシュタイン、ボーア、
ハイゼンベルグ、シュレーディンガー…
の量子論(量子力学、場の量子論))
↓
(ミクロの)具体的な幾何○
具体的な数式○
(by“EMOES”)
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『抽象的な数式(&幾何)』に基づく偉大な科学的な成果── ニュートン力学、マクスウェルの電磁気学、アインシュタインの相対性理論、プランク、アインシュタイン、ボーア、ハイゼンベルグ、シュレーディンガー… の量子論(量子力学、場の量子論)は、どれもが“一定の正しさ”を持っているし、それだけで十分に存在意義がある。
しかし、『抽象的な数式(&幾何)』のみを重視し、「具体的な“幾何的な実体像”」(&「具体的な数式」)の探求の放棄することは、危険である。 なぜなら、「具体的な“幾何的な実体像”」(&「具体的な数式」)をないがしろにすることは、“解釈”や“前提”をないがしろにすることだからである。
したがって、現代物理学の世界における『抽象的な数式(&幾何)』の重視&成功の陰で──
観測できないのだからしかたないと、早々と、具体的な“幾何的な実体像”(視覚的な描像、物理的なイメージ、true picture at Planck scale…)(&「具体的な数式」)の探求をあきらめ、ないがしろにしてきてしまった“つけ”、すなわち、危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、困難、迷走…”が生じていないかどうか、注意していく必要があるのである。
“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)がせんとすることは、『抽象的な数式(&幾何)』重視の科学スタイルを否定することではない。
“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)がせんとするのは── より深いレベルの階層から、これらの『抽象的な数式(&幾何)』重視の科学スタイルに基づく成果が、どのようなしくみで、成功しているのか(あるいは、ときに失敗しているのか)を説明することである。
そして、『抽象的な数式(&幾何)』重視の科学スタイルの成果を、正しく解釈していくこと、正しく活用していくこと(前提としていくこと)をサポートすることである。
確かに、『抽象的な数式(&幾何)』重視に基づく成果には、『具体的な幾何(&数式)』重視に基づく“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)の近似であるという側面がある。 しかし、たとえ、近似であったとしても、いや、近似であるからこそ、正しさや存在意義を持ち続けるのである。
そのことに関連して次のような記述がある。
『ニュートンの理論に拒絶反応を示したデカルトの信奉者とラプニッツの実例は、科学を実践する際の教訓を示している。 ニュートンの理論のような、数多くの観測結果を見事に説明する理論を頭ごなしな否定してはならない、という教訓である。その理論がうまくいく理由を考案者自身も正しく理解していない場合もありうるし、科学理論はいずれ、さらにうまく機能する理論の近似理論だったと判明するものだが、それらは決して誤りではない』
(p.320 『科学の発見』(スティーヴン・ワインバーグ[著] 赤根洋子 [訳] 文藝春秋
下線は、筆者による) |
『ニュートンの理論はアインシュタインの理論の近似理論──光速よりずっと遅い速度で運動する物体に対して有効性が増す理論──と見なすことができる。 アインシュタインの理論は、ニュートンの理論を否定しないというだけではない。 相対性理論では、ニュートンの理論がなぜうまくいく機能するのかを説明しているのである。一般相対性理論それ自体もさらに完璧な理論の近似理論であることは疑いの余地がない』 (p.322 『科学の発見』(スティーヴン・ワインバーグ[著] 赤根洋子 [訳] 文藝春秋 下線は、筆者による) |
「ニュートンの理論とアインシュタインの理論の関係」は、「現代物理学と“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)の関係」と似ていることがわかる。
なぜなら、現代物理学(『抽象的な数式(&幾何)』重視に基づく成果──ニュートン力学、相対論、量子論、弦理論(→考察3)…)は、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)の近似理論であり── “EMOES”(素スピノールからの創発モデル)は、(自然(nature)と調和している範囲で)現代物理学を否定していないのみならず、(自然(nature)と調和している範囲で)現代物理学がなぜうまくいくのかを説明しているからである。
※少なくとも、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)の科学スタイルは── 現代物理学(『抽象的な数式(&幾何)』に基づく成果)にとっての、「さらにうまく機能する理論」「さらに完璧な理論」の探求を助ける手段であるのは確かだろうと思われる。
詳細な検討は、今後の課題である。
両者を比較すると次のようになる。
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現代物理学
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“EMOES”
(素スピノールからの創発モデル)
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概要
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『抽象的な数式(&幾何)』
のみを重視
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『抽象的な数式(&幾何)』の成果も
『具体的な幾何(&数式)』も
両方を重視
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階層
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「より浅いレベルの階層」
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「より深いレベルの階層」
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見方
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ズームアウト
粗視化、抽象的に見る
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ズームイン
微視、具体的に見る
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数式
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抽象的で、複雑
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具体的で、シンプル
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時空
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連続である
(と見なしている)
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不連続である
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微分
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微分可能
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微分不可能
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積分
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積分可能
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級数をとる
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エネルギー
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保存
(するように見える)
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非保存
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素粒子
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大きさのない点と見る
(ファインマン図)
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素スピノールから創発した
大きさのあるもの
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数学
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抽象的
(抽象的な数式、
抽象的な幾何(リーマン幾何学…)
群論、ゲージ原理、トポロジー…)
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具体的
(具体的な幾何、具体的な数式
フラクタル…)
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関係
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“EMOES”
(素スピノールからの創発モデル)の近似
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現代物理学にとっての
「さらにうまく機能する理論」
「さらに完璧な理論」の探求を助ける手段
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やはり、自然(nature)と調和している限り、あらゆる科学スタイルは、尊重され続けるべきである。
すなわち、「アインシュタインの理論」が生まれても、「ニュートンの理論」が存在意義を持ち続けているように── “EMOES”(素スピノールからの創発モデル)が生まれても、現代物理学(『抽象的な数式』重視に基づく成果)が存在意義を持ち続けるのは確かである。
そして、『抽象的な数式(&幾何)』と『具体的な幾何(&数式)』の両方を重視することが有効であることが確かであるように──
「抽象的な数学(抽象的な数式、抽象的な幾何(リーマン幾何学…)、群論、ゲージ原理、トポロジー…)」と「具体的な数学(具体的な幾何、具体的な数式、フラクタル…)」の両方を重視かることが有効であるのも確かである。
「抽象的な数学」と「具体的な数学」は、本来、互いに補い合い、互いに洗練され、シナジェッテックに進化していくことのできるものなのだ。
もし、これらの数学(「抽象的な数学」と「具体的な数学」)が、自然(nature)と調和する形で、より洗練され、シナジェッテックに進化することができたならば── 定性的な見通し”(定性的な予測(prediction))のみならず、(場合によっては)“定量的な見通し”(標準モデルの物理定数を含む、数字的な予測(prediction))さえも、ある程度は得られだろうと思われる。
自然(nature)と調和した、具体的な数学(具体的な幾何、具体的な数式、フラクタル…)が“前提”を提供し、その“前提”の上に、より自然(nature)と調和した、抽象的な数学(抽象的な数式、抽象的な幾何(リーマン幾何学…)、群論、ゲージ原理、トポロジー…)が展開される一方で──
逆に、自然(nature)と調和した、抽象的な数学(抽象的な数式、抽象的な幾何(リーマン幾何学…)、群論、ゲージ原理、トポロジー…)が“見通し”を提供し、その“見通し”の下に、より自然(nature)と合致した、具体的な数学(具体的な幾何、具体的な数式、フラクタル…)が育まれる──
それらがくり返され続ければ、鬼に金棒である。
“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)は、これまで、主に、“具体的な幾何”で説明されてきたが、すでに、一部、“具体的な数式”でも説明されてきた。 EMOES(素スピノールからの創発モデル)を説明する具体的な数式には、次のようなものがあった。
1.素スピノールが共転回する際のルールを決める数式(共転回の法則)
cT=2r
(c : 光速[m/s]、T : 転回周期[s]、 r : 素スピノールの間の距離[m]、なお、波長λ=2rである。)
2.「素スピノールの共転回周期T[s]」と「原始ヒッグス場ユニットが蓄えるエネルギーE[J]」の関係を決める数式 ((単振動振幅)確定性原理)
光子 ET=h 重力子 ET=h/2π
(E : 原始ヒッグス場ユニットが蓄えるエネルギー[J]= エネルギーの単振動の振幅[J]、
T : 素スピノールの転回周期[s]、 h :フランク定数[J・s])
※なお、「時間の流れが一様なら、エネルギー保存則が成り立つ」という考えと関連していると思われる。
非常にシンプルである。 このことは、シンプル一様化原理、そして、 「仮説D3.1 “シンプル一様化原理”により── よりズームインするほど(よりミクロの世界に進むにつれ)、幾何的な実体像(視覚的な描像、物理的なイメージ、true pitcture at Planck scale…)がシンプル化するのみならず、それらを表記する具体的な数式もシンプル化しうる」と調和している。
※なお、もう1つ、「2つ→安定、 3つ→決定論的なカオス」といった素スピノールの数に応じてふるまいが変わることを決める数式も考える必要があると思われる。 それは、今後の課題である。
一方、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)と関連して── 様々な新たな“具体的な数式”を育んでいけることが予想される。
次は、そのリストである。
1. Gとhとcといった定数を、より普遍的な実体を示すと思われる定数(プランク長LP、プランク時間TP、プランクエネルギーEP)で、置き換える具体的な数式
→おおよそは完成できたかもれない。(→結果1)
(G=2πc3LP2/h=LP5/TP4EP、h=2πTPEP[J・s]、c=LP/TP[m/s])
2.アインシュタインの一般相対性理論が説明する世界を、本質を損なわず、実体像と合致した形で、よりシンプルに表記した具体的な数式
重力場を、重力子&原始ヒッグス場の“4角形”(縮みきったバネ)の総和として説明する数式
(それは、一般相対性理論を量子化したもの(一般相対性理論と量子論を統一したもの)と言えると同時に、重力場と電磁場を統一した数式に、つながっていると思われる)
→おおよそは完成できたかもれない。(→結果1)
アインシュタイン方程式の右辺−kTμνの成分
≒−(NM/π2n)×(1/r2)[1/m2](≒−(NM/4πn)×(1/r2)[1/m2])
=自由落下で消せる時空の曲がり(∝重力ポテンシャルエネルギー)×球状の配置による時空の曲り
(なお、「アインシュタイン方程式の右辺−kTμνの成分の方が、実は、近似である」という見方が正確なのかもしれない)
重力場=(NMEG)×(1/4πn2)×(1/2LP)×(1/MG)[N/kg]
電磁場=NQ(hc/4LP)×(1/4πn2)×(1/2LP)×(1/QE)[N/C]
3.電子の量子のゆらぎを、「“4角形”(四極子 )←→“4面体”」の働きの総和として説明する具体的な数式
→おおよそは完成できたかもれない。(→結果3、4)
λePe=h EeTe=h(h :フランク定数[J・s] Ee : 電子ヒッグス場ユニットが蓄えるエネルギー[J]= エネルギーの単振動の振幅[J]、
Te : 電子の物質波の周期[s]、λe : 電子の物質波の波長 Pe : 電子の運動量)
シュレーディンガー方程式の解、ψ=cosθ+ i sinθ も具体的な数式の1つと言えると思われる。(→結果3、4)
(ディラック方程式の解は、どうだろうか? 詳細な検討は、今後の課題である)
1〜3の「具体的な数式」により、一般相対性理論と量子力学の関係がより明確になると思われる。
4. 「重力子&“4角形”(縮みきったバネ)」の密度が高まると、電子ヒッグス場ユニット(eHU)が消失すること、すなわち、“量子的なゆらぎ”が消失することを説明する具体的な数式。
そして、新しいブラックホールの周辺、および内部のエントロピーを、より自然と調和した形で計算する具体的な数式
→今後の課題である。
(→関連する項目は、結果4、考察4、EMOES宇宙論1)
5.熱力学第2法則が成り立つ条件(初期条件)を示す具体的な数式
→今後の課題である。
(→関連する項目は、結果EMOES宇宙論1)
6.LP光子を介する“原始的な力”についての具体的な数式 (結果2)
→今後の課題である。
※3つのプレオン∴のLP色荷が合計で無色になると予想されるので、量子色力学の数式も役立つと考えられる。
なお、もしかしたら、量子色力学の数式も含めて、より具体的に示せるかもしれない。 詳細な検討は、今後の課題である。
7. : :と∴の比から、標準モデルの各種の物理定数(パラメーター)を求める数式
→今後の課題である。
(関連する項目は、EMOES宇宙論2)
それは、宇宙のはじまりを説明する数式につながっていくと考えられる。
8. 電子やニュートリノ、クォーク… の質量を計算で求める数式
→今後の課題である。
※原始ヒッグス場ユニット(PHU)由来の“4角形”(縮みきったバネ)が質量と関連していると考えられることは、すでに示した。
(関連する項目は、結果2、3)
9.“ダークエネルギー”や“ダークマター”を説明する具体的な数式。
→今後の課題である。
(関連する項目は、EMOES宇宙論3)
※“ダークエネルギー”は、重力ポテンシャルエネルギー(≒原始ヒッグス場ユニットの蓄えるエネルギーの総和)と関連し、“ダークマター”は、プレオン∴ヒッグス場ユニットや、各種のヒッグス場ユニットと関連すると考えられる。 詳細な検討は、今後の課題である。
10.“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)の反応式が、実際に起きるかどうかを判定できる数式
→今後の課題である。
(関連は、結果6)
…
“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)が、もし新たな“パラダイム”であるならば、これらの「具体的な数式」に関する課題は、クーンが言う所の“パズル解き”に相当することになる。
ただし、この新たパラダイムは、決して、『具体的な幾何(&数式)』だけを重視するものではない。
すなわち、『抽象的な数式(&幾何)』と『具体的な幾何(&数式)』の両方を重視するパラダイム── すなわち、これまでの偉大な物理学の成果を包含するパラダイムなのである。
次の記述も、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)の存在意義を理解するのに役立つ。
『より高度の、より抽象的な数学が役に立つということは、同時に今まで私たちが物理だと思っていたものから、どんどんと離れていかざるを得ないことを意味しています。 ただむつかしいだけではなしに、あまりにも抽象的なので、私たちがそれに対する物理的なイメージをつかもうと思っても、なかなかつかめないのです。
〜。
〜。 一体自分たちは何をやっているのか、何を問題にしているのか、問題がだんだん煎じ詰められていって、結局非常に抽象化された数学的な関係を見つけ出すことだけに話が落ち着く。物理学者の出発点であった自然界──それに対して最初持っていた具体的なイメージから、あまりにもかけはなれてしまっている。行きつく先は何かを考えると、空虚である。壮大なビジョンはない。そう感じるようになれば、それは明らかに老化の一つの徴候であります。これを救うものがあるとするならば、それは、やはり、私たちの考え方の根本的な変革による本当の若返りでありましょう。』
(湯川秀樹自選集2 p230〜232) 下線は、筆者による。
『第一には、前に指摘しましたように抽象ということは、単独では働きようがないということです。みのりある科学的思考なら、どんな場合でもつねに直観と抽象の相互作用がみられます。
〜第二には、抽象的、数学的な論理形式もつねに、ある科学的な思考の最終結果としてつくり出されたものであり、そこに達するまでには直観が普通気づかれている程度よりもずっと重要な役割を演じていたことも忘れてはならない、ということです』
(湯川秀樹自選集4 p272) ※下線は、筆者による。
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すなわち、『直観がほとんどきかなくなっている』、『本当に新しいものは出てこない』『物理学者の出発点であった自然界──それに対して最初持っていた具体的なイメージから、あまりにもかけはなれてしまっている』という問題を解決する可能性を持つものとして── そして、『みのりある科学的思考』『壮大なビジョン』『私たちの考え方の根本的な変革による本当の若返り』『直観と抽象の相互作用』をもたらしうるものとしても、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)には、存在意義があるということが理解できるのである。
つまりは、『抽象的な数式(&幾何)』だけを重視してきた科学スタイルから── 『抽象的な数式(&幾何)』と『具体的な幾何(&数式)』の両方を重視する科学スタイルへの、フルーツフルな転換を進めるために、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)が役立つのである。
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