研究論文
『プランクスケールの自然についての幾何的モデルの探究が生む驚異的な成果』
12《ハイゼンベルクの科学スタイルと素スピノル物理学の科学スタイル》
素スピノル物理学パラダイムは、ハイゼンベルクの科学スタイルも、シュレーディンガーの科学スタイルも、それぞれに、かけがえのないよさ&存在意義を持っていることを示しています。
確かに、素スピノル物理学パラダイムは、シュレーディンガーの科学スタイルを包含していると言えるほど、シュレーディンガーの科学スタイルを支持し、シュレーディンガー方程式の価値・評価を回復するものです。
しかし、だからといって、素スピノル物理学パラダイムは、ハイゼンベルグの科学スタイルを、決して全否定するものではありません。
すなわち、素スピノル物理学パラダイムは、ハイゼンベルグが生んだ、本来の不確定性原理(不確定性関係)── すなわち、人間の観測事情(応用事情)、すなわち、「プランクスケールの自然(nature)とマクロの自然(nature)の関わり合い」を教えてくれる不確定性原理(不確定性関係)にも、重大な存在意義があることを、はっきりと認めています。
その存在意義の1つは、ハイゼンベルグの不確定性原理が、人間が観測(測定)できること、人間が応用できることの限界を示してくれたおかげで── 早々と“量子論の応用(実用)に専念できたことです。そのおかげで、エレクトロニクス、電化製品、コンピュータ… といった多くの恩恵が得られたのです。
もう1つの存在意義は、人間の観測(測定)上の限界、応用上の限界を示してくれるおかげで、ある種の安全性を保証してくれることです。すなわち、例えば、たった1つの電子に働きかけて、電子が持っている電荷のエネルギーや磁荷のエネルギーを引き出すことは不可能であることを、さらに確実にしてくれることです。
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ここで、ハイゼンベルクの科学スタイルと、(シュレーディンガーの科学スタイルを包含するところの)素スピノル物理学パラダイムの科学スタイルの違いを整理しておきます。
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ハイゼンベルクの科学スタイル
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素スピノル物理学パラダイムの科学スタイル
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観測
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観測できるもののみを対象にしよう
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観測できないものを含めて
想像力&理論の力で、探求しよう
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主な対象
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プランクスケールの自然(nature)と
マクロの自然(nature)の関わり合い
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プランクスケールの自然(nature)の中の相互作用
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存在意義
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人間の観測(測定)上の限界、
応用上の限界を示してくれる
→応用に専念することの促進、
安全性の保証をより高める。
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自然(nature)と調和している
“研究の方向性”を示してくれる。
→現代物理学の危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、困難、迷走…”の解消
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包括性
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量子物理学(量子論、
量子力学、場の量子論)
を包括する
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ニュートン力学、相対性理論、電磁気学、
量子物理学、不確定性原理(不確定性関係)
素粒子物理学の標準模型… を包括する。
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プランクスケールの自然(nature)で
何が起こっているのか
を見つけること
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「できるはずがない!」
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「できる!」
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仮想粒子、電子の波動性を
説明する原理
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(本来、人間の観測事情を示すはずの)
不確定性原理(不確定性関係)の、 プランクスケールの自然(nature)の
説明手段としての転用
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プランクスケールの世界の自然(nature)が
どうなっているかを示す原理である
確定性原理(単振動振幅の確定性関係)
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発散
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生じる
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生じない
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波動関数ψ
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ψの絶対値の2乗が粒子の存在確率を表す
※確率解釈は、行列力学と調和
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“実在する量子の生成と消滅の波”を
意味する
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プランクスケールの自然(nature)
についての描像
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プランクスケールの自然(nature)は、
ランダムさに従う。
常に「ランダムなサイコロ」が振られている
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プランクスケールの自然(nature)は、
確定性原理(単振動振幅の確定性関係)に従う
ときに「決定論的なサイコロ」が振られている
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因果律
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×
因果律に全く従わない
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○
ときに、決定論的カオスに従う
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実在論
(隠れた変数理論)
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×
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○
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背後に「因果律の成り立つ
「真の」世界が隠れている」
という発想
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「非生産的であり無意味である」
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「フルーツフルである
(生産的である、意味がある…)」
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※グレーで示した部分は、自然(nature)から乖離していると考えられる部分です。
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自然(nature)から乖離している部分については、当然、却下しなければなれません。
しかし、やはり、自然(nature)と調和している部分を持っている限り、多様な科学スタイルは、尊重され続けるべきです。
仮に、一部が自然(nature)から乖離しているからといって、理論のすべてを却下するのは、非常に、もったいないことです。
不確定性原理(不確定性関係)の抽象的な数式は、それ自体、正しいものです。 ただし、それは、本来、「人間の観測(測定)事情」を示している(“プランクスケールの自然(nature)とマクロの自然(nature)の関わり合い”を説明している)限り── という意味において言えることです。
もし、この不確定性原理(不確定性関係)の抽象的な数式を、プランクスケールの自然(nature)の説明手段として転用し、例えば、「“プランクスケールの自然そのものが、ランダムネスに従う”ことを示している」「プランクスケールの自然(nature)そのものの探求は、非生産的であり無意味である」と解釈するのならば、そこにあるのは、自然(nature)からの乖離なのです。
もしも、仮にプランクスケールの世界の自然(nature)そのものが、本当に、“確率やランダムネス”に従って、“確定性原理(単振動振幅の確定性関係)”が成立していなかったとしたらどうなるでしょうか?
光子の波長や運動量、振動数やエネルギーも、移動するスピードも、不規則に変化しまくってしまうでしょう。
重力子の波長や運動量、振動数やエネルギーも、移動するスピードも不規則に変化しまくってしまうでしょう。
電子やクォークの波長や速度、質量(運動エネルギー+静止質量エネルギー)も、不規則に変動しまくってしまうでしょう。
電子やクォークは、プレオン∴に分解しまくってしまうでしょう。
…
「プランクスケールの自然(nature)そのものが、“確率やランダムネス”によって支配されている」という考えは、明らかに、実態とかけ離れています。
※このように、抽象的な数式の解釈は慎重にやらないと、自然(nature)と乖離してしまいうるのです。
同様な例として、 E=mc2 の解釈が挙げられます。
ハイゼンベルグの不確定性原理(不確定性関係)の数式そのものは正しいですが、本来、やはり、あくまで「人間の観測(測定)事情」を示している原理に過ぎません。 そして、決して、プランクスケールの自然(nature)の振る舞い方を示している原理ではないのです。
そのことを、他ならぬハイゼンベルク自身も気づいていたはずです。なぜなら、ハイゼンベルグ自身が、『初期条件を知ることができればその後の粒子の軌跡を予測できることは認めている』からです。
(『アインシュタインvs.量子力学』p.260、一部省略。傍点を太線に変えました。下線は筆者によります)
それなのに、なぜ、「“不確定性原理(不確定性関係)”の、プランクスケールの自然(nature)の説明手段としての転用」を黙認したのでしょうか?
それほど、シュレーディンガーの波動方程式に対抗するために、生き残りをかけて必死だったからなのでしょうか?
理由はどうあれ、ハイゼンベルクの科学スタイルの自然(nature)と調和している部分が持っている“重大な存在意義”は、今後とも、ゆらがないでしょう。
確かに、「(観測できない)プランクスケールの自然(nature)」を探求することには、観測によって初期条件を知り得ない以上、未来が“予測”ができなくなるという意味では、観測上や応用上、存在意義がなくなります。
そのような事情の中で、「(観測できない)プランクスケールの自然(nature)の真の姿(true picture at Planck scale)」を探求することの存在意義は何でしょうか?
1つは、「(正確に観測できないけれど、実在しているはずの)プランクスケールの自然(nature)」がどうなっているかを、自然(nature)と調和している世界観(3ステップス原理…)を持ちながら合理的に探求し続けることにも、「観測上&応用上の限界を見極める」という意味があるからです。
例えば、「(観測できない)プランクスケールの自然(nature)の幾何的モデル」の探求により、『「絶対に発見(観測)できない“何か”」を観測しようとするために、巨額の資金、多くのマンパワーが浪費されてしまうことを防ぎ、より有意義な分野に資金やマンパワーを振り向けることができる』といった意義が生まれうるのです。
そして、もう1つは、(観測できない)「実在しているはずの自然(nature)」を合理的に探究することには、「理論上&真理の探求上の限界を見極める」という意味もあるからです。
例えば、『「絶対に完成できない“理論”」を完成させようとするために、貴重な優秀な頭脳が浪費されてしまうことを防ぎ、より有意義な分野にその能力を振り向けることができる』といった意義が生まれうるのです。
(例えば、理論物理学界において、「“超弦理論”が主流である」という状況は、貴重なマンパワー、頭脳、資源… の浪費である可能性があることを素スピノル物理学パラダイムは、示しているようです。(→成果4)
つまり、「(観測できない)実在しているはずのプランクスケールの自然(nature)」を“自然(nature)と調和している世界観(3ステップス原理…)”を持ちながら合理的に探求することには、“研究の方向性を示してくれる”という意味があるのです。
※貴重なマンパワー、頭脳、資源… を投入していくべき大事な研究、すなわち、現代社会において「優先すべき科学的な課題」「優先すべき大事な研究のフィールド」として、少なくとも次のようなものが挙げられると思います。
1.エネルギー供給をより安定化させる研究
人工光合成(人工葉)などによって太陽光を有効に活用する研究、
水素や電子を有効活用するための研究
2.「異なった文化・価値観を持つ人どうしが、どうしたら互いを尊重しながら、調和的に生きていけるか?」についての研究
3.気候変動をマイルドに保つ方法についての研究
人や社会、生態系に優しい研究とは何かについての研究
…
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素スピノル物理学パラダイムは、「観測不能なプランクスケールの自然(nature)」を合理的に探求しようとする営みの一例です。
確かに、この素スピノル物理学パラダイムは、「抽象的であいまいな“不確定性原理”」に基づいて探求する営みに比べて、より具体的であいまい性が少ない分、相対的に“間違い”(≒自然(nature)との乖離)が発見されるリスクが大きくなるでしょう。
しかし、“間違い”が発見されやすいということは、“間違い”に“気づきやすい”ということに他なりません。
「抽象的であいまいな不確定性原理(不確定性関係)」をベースにする探求よりも、「具体的なあいまい性の少ない素スピノル物理学パラダイム」をベースにする探求の方が、“間違い”(≒自然(nature)との乖離)に気づきやすいということは、何を意味するのでしょうか?
それは、素スピノル物理学パラダイムの方が、“間違い”に気づきやすい分、(その間違いを解消していくことによって)進歩し続けることが、より容易であることを意味するのです。
“科学が進歩する”とは、“自然(nature)との調和性が、より高まること”です。
そして、自然(nature)と、より調和・合致したものへと進歩することこそが、本来、科学の営みの主流だったはずです。
※確かに、これまでの科学は、そのようにして進歩してきました。
『アリストテレス、プトレマイオス→コペルニクス→ケプラー、ガリレオ→ニュートン
→ファラデー、マクスウェル→アインシュタイン
→プランク、(アインシュタイン)→ボーア、ハイゼンベルク、シュレーディンガー…』
間違いに気づくことができること(間違いを指摘できること≒ “反証可能性を持つこと”)が、「進歩できる科学」、すなわち、「“自然(nature)との調和性を高めていける”科学スタイル」の条件の1つであると言えるでしょう。
逆に、間違いに気づきにくい(間違いを指摘しにくい)性質を持つ、「抽象的であいまいな不確定性原理(不確定性関係)」をベースとする探求は、「“自然(nature)との調和性を高める”ことが、より困難な科学スタイル」である恐れがあります。
すなわち、「抽象的であいまいな不確定性原理(不確定性関係)」による探求は、相対的に“間違い”を発見されるリスクが小さいこと(“間違い”を発見できチャンスが小さいこと)が裏目となり、「“自然(nature)との調和性が高まっていく”という科学の進歩」を停滞させる恐れがあるのです。
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ハイゼンベルクの科学スタイル
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素スピノル物理学パラダイムの科学スタイル
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抽象度、あいまいさ
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抽象的、あいまい
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具体的、明確
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間違い
(≒自然(nature)との乖離)
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“間違い”を発見されるリスクが小さい
→間違いを解消しにくい。
=科学が進歩しづらい
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“間違い”を発見するチャンスが大きい
→改善によって間違いを解消しやすい。
=科学が進歩しやすい
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※グレーで示したのは、結果的に、自然(nature)からの乖離につながると考えられるからです。
※「抽象的であいまいである」という科学スタイルが持っている、否定されくい(批判されにくい、反証されにくい)という性質は、実は、同時に、進歩しずらくなる(真実を探求しずらくなる、自然(nature)との調和性を高めずらくなる)というマイナスの性質でもあると思われます。 |
そして、実際に、「抽象的であいまいな不確定性原理(不確定性関係)」をベースにしたことも、現代物理学に、危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、困難、迷走、混乱、停滞…”をもたらしてしまった原因の1つとなってきた恐れがあるのです。
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