研究論文
『一般3Steps理論と
“素スピノールからの創発モデル”』
(General Theory of 3Steps and Emergent Model of Elementary Spinors)
ver.1.04
〜物理学の各分野 ──相対性理論(光速不変の原理、等価原理、重力子、重力場…)、
量子論(量子論、量子ゆらぎ、不確定性原理、場の量子論、電磁場、グルーオン場、色荷…)、
素粒子理論(標準モデル、1〜3世代、物質&反物質、ヒッグス場…)、4つの力、電磁気学(電磁波、アンペールの法則、ファラデーの法則…)、
プレオンモデル、ループ量子重力理論( スピンネットワーク)、弦理論(閉じた弦〈重力子〉、開いた弦(光子)、南部氏のひも理論…)
宇宙論(インフレーション、ダークマター、加速膨張する宇宙、ブラックホール、進化…) 、物理学の基礎的な概念(物質&空間、質量、エネルギー、電荷…)を
一般3Steps理論&“素スピノールからの創発モデル”によって、幾何的(視覚的、直観的)&統一的に説明する新たな試み〜
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(研究トップページ ver1.05 ver1.00からのバージョンアップ履歴)
3Steps理論の一般化を試みた。
3Steps理論は、これまで、主にライフの世界(生命科学、分子生物学、生理学、人生、人間社会、生態系、…)についてのものだった。
(この「ライフの世界がメインで、物質についての説明は、ごく一部に過ぎなかった3Steps理論」を特殊3Steps理論(Special Theory of 3 Staps)と呼ぶことする)。
この3Steps理論の応用を、よりズームインする方向に徹底させ── 様々な“物理学の世界”を説明することを試みた。
その過程で、“素スピノールからの創発モデル”(Emergent Model of Elementary Spinors、EMOES)というものが誕生した。
この“素スピノールからの創発モデル”を使うことによって── 既存の物理学の基礎的な概念(根本概念)について新たな説明を得られたり、様々な物理学上の“問題解決能力”が飛躍的に高まったりするのみならず── 物理学が、より発展していける新たな方向性──新たな“パラダイム”が得られる。
以上のことを、より具体的に詳しく書くと次のようになる。
物理学の各分野── 相対性理論、量子論、素粒子理論(標準モデル)、弦理論(閉じたループ重力子、開いた弦(光子…)、南部氏のひも理論…)、ループ量子重力理論、プレオンモデル、重力と3つの力、高次元、時空構造(スピンネットワーク)、宇宙論(ビッグバウンス、インフレーション、ダークエネルギー、ブラックホール、進化…) へも、3Steps理論 〈3Steps Theory〉の応用を試み、それらが、“3Steps Theory理論”の枠組みの中で、どのように説明&表現されうるか── つまり、3Steps理論の一般化を試みた。
そういった3Steps理論を一般化させるアプローチを通じて── “(古典物理学とは違い)直観的な理解が難しいとされる現代物理学”を、より直観的に(幾何学的に、視覚的に)理解することを可能にする“素スピノールからの創発モデル”が生まれた。
この“素スピノールからの創発モデル”を応用することで── 物理学の新しく開拓されつつある分野、未解明な分野における難しい問題、既存の分野における基礎的&根本的な問題… についての、新しい「仮説、説明(解釈)、問題解決、予測…」を得ることができる。
その問題の例を下に挙げる。
・「標準モデルの第1世代、第2世代、第3世代とは何か?」
・「なぜ“量子ゆらぎ”が生じるのか? 各種の場、ヒッグス場とは何か? 不確定性原理が、なぜ成り立つのか?」 ・「重力波(重力子)とはなにか? 質量とは何か? 本当に重力子がエネルギーを持ち去ってしまうのか?
連星パルサーの観測結果の解釈のしかたは、他にないのか?」
・「どのようにして、光子が光速で進んでいくか? 光子(電磁波)&電磁場とは、何か?」
・「電荷、色荷とは何か?」
・「“等速直線運動する系”で、なぜ、光速度不変の原理が成り立つのか?」
・「慣性(等直線運動…)は、なぜ、どのようなしくみで、生じるのか? (“素粒子”に質量を与える“ヒッグス場”と言う“抵抗”に満ちているはずなのに、なぜ(マクロのレベルで)等直線運動が可能になるのか?)」
・「なぜ、物質の質量エネルギーがmc2で、物体の運動エネルギーは1/2mv2なのか?(なぜ、似ているのか?)」
・「“時空の曲がり”の実体とは何か? 質量があると、なぜ重力場が生まれるのか?」
・「宇宙の加速膨張(ダークエネルギー)とは何か? ──物質と宇宙空間との関係は、どのように変化するか?」
・「ダークマターとは何か?」
・「インフラトン場(インフレーション)とは何か? ビッグバン(ファイヤーボール)とは何か?」
・「本当の意味での“宇宙の進化”(物理パラメーター変化するという意味での進化)は、どのように起こるか?」
・「この宇宙が始まる前はどうなっていたと考えられるか? インフレーションやビッグバンの前は、どうなっていたか?」
・「カルツァークラインの理論を支える、新たにプラスされる1次元の実体とは何か?」
・「弦理論に欠如している“根本原理”とはなにか?」
・「“弦理論の弦”とは何か? その弦は、なぜ振動する(波打つ)のか?」
・「なぜ、この宇宙で、熱力学第2法則が成り立つのか?(エントロピーが増加できるのか?)」 ・「なぜ、物質が、反物質より優位となるのか? 対消滅・対生成の実体とは何か?」
・「プランク定数、プランク距離、プランク質量、プランク時間… とは何か?」
・「4つの力が、それぞれ、どのようにして生まれてきたか?」
・「量子化された重力場は、どのように計算できるか?」
・「なぜ、重力は引力だけである一方、電磁気力には引力と斥力があるのか?」
・「重力と電磁気力は、なぜ、似ているのか? 重力と電磁気力はどのように幾何学的に統一できるか?」
…
一般3Steps理論および“素スピノールからの創発モデル”が──
物理学の各分野における、より実体的な理解や、より自然(nature)と合致した発展が育まれるために、何らかの貢献ができるのかもしれないことを示す。
今日、理論物理学は、非常に抽象化、高度化した数学(主に数式)に依存してきている。
その“具体的、直観的、幾何的な実体像”の欠落が、現在の理論物理学の分野での“迷走、行き詰まり、閉塞感、不毛性、衝突&対立… を生じさせている原因”の1つであるのではないか、と考えてみた。
そして、3Stepsを一般化する過程で生まれた、“素スピノールからの創発モデル”が── その(現在の理論物理学の分野で欠落している)“具体的、直観的、幾何的な実体像”を提供できるかもしれないことを発見した。
前回の論文『 3Steps理論とその応用について』は、【生態系レベル】〜【素粒子の挙動レベル】が関連する3Steps理論を扱った。 これを“特殊3Steps理論”と呼ぶこととする。 今回の論文で扱う“一般3Steps理論”では、ここに、新たに3つのレベル加える。
それらが、【時空の基本構造の社会レベル】【時空の基本構造レベル】【時空の基本構造の生成単位レベル】である。
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特殊3Steps理論
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一般3Steps理論
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これまでのレベル
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【生態系レベル】
【個体の社会レベル】
(∋【人間社会レベル】)
【個体レベル】
(∋【人生レベル】)
【細胞の社会レベル】
【細胞レベル】
【生体機能分子の社会レベル】
【生体機能分子レベル】
【物質生成レベル】
【4つの力レベル】
【素粒子の挙動レベル】
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【生態系レベル】
【個体の社会レベル】
(∋【人間社会レベル】)
【個体レベル】
(∋【人生レベル】)
【細胞の社会レベル】
【細胞レベル】
【生体機能分子の社会レベル】
【生体機能分子レベル】
【物質生成レベル】
【4つの力レベル】
【素粒子の挙動レベル】
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新たに加わったレベル |
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【時空の基本構造の社会レベル】
【時空の基本構造レベル】
【時空の基本構造の生成単位レベル】 |
より詳しい概要図は、 こちら
特殊3Steps理論に、この新たな3つのレベル加えることにより、背景独立な“一般3Steps理論”へとアップグレードできる。
この過程で誕生したものが“素スピノールからの創発モデル”である。
考察1-17では、物理学の様々な分野の知見が、一般3Steps理論および“素スピノールからの創発モデル”によって、どのように関係づけられ、どのように説明されるかを提示する。 仮説のみならず、可能な限り予測も提示する。
もしかしたら、その(より具体的、幾何学的、直観的な)所産は── 今日の非常に抽象化、高度化した数学(主に数式)に依存してきている、理論物理学における“迷走、行き詰まり、閉塞感、不毛性、衝突&対立… を生じさせている原因”を解消し、新たな根本原理を提供するとともに、理論物理学を若返らせ、その発展性を回復させられるかもしれない。
一般3Steps理論〈General Theory of3Steps〉 |
1.“3Steps原理”The principles of 3Steps |
特殊3Steps理論が扱う世界(world)から、さらにズームインし、一般3Steps理論を構築していくにあたり、
根拠とした原理(principles)は、次の3つである。
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1.“シンプル一様化原理”
2.“フラクタル原理”
3.“幾何的な実体原理”
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これらの3つの原理は、特殊3Steps理論の範囲(【素粒子の挙動レベル】〜【生態系レベル】)においては、この明らかに成立する。 一般3Steps理論は、この3つの原理(principles)の所産に他ならない。
1.“シンプル一様化原理”とは、“3Stepsを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)”という原理である。
言い換えれば、それば、“ズームインしていくほどに、よりシンプルで、より少ない種類の要素によって構成されている”という原理である。
(なお、逆にズームアウトしていくほどに、構成要素が複雑化して、多様化する(バリエーションが増えていく)という原理は、“複雑多様化原理”と呼べる。
単に“複雑多様化”しているというより、“新たなシナジー形成による創発”がそこに存在するので、“複雑多様化原理”を“シナジェティク創発原理”と呼ぶこともできる。 “シンプル一様化原理”と“複雑多様化原理”(“シナジェティク創発原理”)は、本質的には等価であると考えられる。)
(なお、“シンプル一様化原理”は、「シンプルな要素を材料として、より高いレベルの複雑なものが構成されていること」をも意味しているので、“ワールド対応原理”と呼べるものも、そこから自然に導かれる。 “ワールド対応原理”とは、よりシンプル一様化した要素によって成り立っているレベルほど(=よりズームインしたレベルほど)、より普遍的で広大な可能性を秘めていて、より広い範囲の世界(world)を構築できるという原理である。 (参考 5.レベル&サイズフラクタル))
2.“フラクタル原理”とは、各レベル&各サイズどうしが相似であり(参考 5.レベル&サイズフラクタル)、“ズームインしてもズームアウトしても同じ形が見えてくる”という原理である。 この原理により、様々な、“類推、同一視・同定(identification)、統一(unitification)…”を導くことが可能となる。
3.“幾何的な実体原理”とは、3Steps理論のすべてのレベルにおいて、対応する“幾何的な実体”(『カタチ』的な何か)が存在している── という原理である。
3つをまとめて、表現すれば、“3Stepsは、すべてのレベルについて対応する幾何的な実体を持ち、その幾何的な構成要素は、ズームインするほどに、よりシンプル一様化し、なおかつ、より広い世界を構築できる可能性を秘めている──” ということになる。
これらの原理をもとに、探求、考察、検討… をした結果── さらなるズームインをして見えてくる世界には、“時空の基本構造”が存在しているだろう、という結論に至った。
つまりは── 以上の“3Steps原理”を根拠として導入することになった新たなレベルは、次の3つである。
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【時空の基本構造の社会レベル】
【時空の基本構造レベル】
【時空の基本構造の生成単位レベル】
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そして、この新たなパラダイムの根拠は── “3Steps原理”にほかならない。
本論文は── (主に“素スピノールからの創発モデル”について説明している)下記の考察の部分が、最も大事であると思われる。
他の項目2〜5につては、前論文(3Stepsとその応用について(特殊3Steps理論))と重なる部分も多いので、ページを改めて紹介することとする。 必要に応じて参照していただければ十分であると思われる。
3Steps理論の一般化を通じて、“素スピノールからの創発モデル”が誕生した経緯を、考察1で述べる。 考察2-13では、“素スピノールからの創発モデル”による具体的な応用例についての考察が示されている。 考察14では、一般3Steps進化論について考察する。 考察15、16では、“素スピノールからの創発モデル”についての考察を示す。 考察17は、一般3Steps理論についての考察を述べる。
上記の考察の内容の大部分は、「“地球が太陽の周りを回っているように”、電子は陽子のまわりをまわっている」という程度に、ラフなものに相当すると言えると思われる。
当然、より正確な推論、より厳密な数式などによって、改善、修正、グレードアップ、部分的に却下… される余地は、おおいにありうる。
しかし、以上の考察は、少なくとも、1つの使命を果たしていると思われる。 それは、理論物理学研究のための、新たなパラダイムを提示することである。 この“新たなパラダイム”とは、自己組織化、創発、複雑系、Life(生命、進化、生態系…)… の論理を、徹底的に理論物理学の世界にも応用するというパラダイムであるとも言える。
それは、これまで、“非常に抽象化が進み、視覚的な(幾何的な、直観的な)理解が難しいと思われてきた現代物理学”を、視覚的に(幾何的に、直観的に)理解しようとするアプローチであるのみならず──
よりシンプルで、より普遍的な“幾何的な実在”を想定することよって、一般相対性理論、量子論、量子重力理論、電磁気学、素粒子理論〈標準モデル〉、プレオンモデル、弦理論、宇宙論… などの物理の各分野を、統一的に理解しようとするアプローチでもある。
そして、それは同時に、物理学の各分野のみならず、生態系、人生、人体(細胞の社会)、細胞 … といったライフを含むすべてを、統一的に理解しようとするアプローチでもある。
これまで、ライフサイエンスは、明らかに物理学から多大なインスピレーションを得てきた。 そして、そのおかげで、ライフサイエンスは、飛躍的な進化をとげてきている。 (そして、その土壌の上でこそ、3Steps理論も育まれた)
今度は、逆に、物理学の方が、ライフサイエンスの分野からも多くのインスピレーションを得ることで、より健全で飛躍的な進化を達成する番なのではないだろうか?
(もしかしたら、その過程で、3Steps理論が、それらの間の“架け橋”として役立つのかもしれない)
そして、このいわば、物理学とライフサイエンスの統一的な理解を目指そうとするアプローチは、誰もが望んでいるであろう“より正確&厳密で、より現実&自然(nature)と合致した真実”に近づくために、とても有効かつ重要となるのではないだろうか?
いずれにせよ、一般に、“様々な分野の共進化”をめざす、という方向性こそが、科学の発展にとって、より実り多いと言えるのは確かであろうと思われる。
つまり、ここに提案されているのは── こういった相互フィードバックのプロセスを通じた、様々な科学分野における “シナジー形成”の積極的な提案でもあるのだ。
このあたりにこそ、(この“3Steps理論”自身をも含めた)様々な分野を、より健全にアップグレード&発展、洗練… していける可能性が広がっていると思われる。
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