神の方程式の要約 - ミチオ・カク
万物理論への挑戦
The God Equation(神の方程式)の要約は、物理学のすべての力を単一のエレガントな理論に統一する探求を探求している。🌌
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ミチオ・カクについて
理論物理学者、ベストセラー作家、人気科学コミュニケーター。アインシュタインが提唱した「場の超弦理論」の共同創設者として、自然界に存在する4つの基本原理を1つの理論に統合する探求を続けている。
ニューヨーク市立大学大学院教授。自然界のさまざまな力を統一し、量子力学と一般相対性理論を調和させようとする理論的枠組みである「弦理論」の研究で知られている。
カク氏は、科学に関する一般向けの書籍も執筆しています。ハイパースペース""アインシュタインを超えて," と "T心の未来".また、テレビやラジオ番組にも頻繁に出演し、科学ドキュメンタリーの司会も務めている。
はじめに
神の方程式万有引力理論への挑戦 は、物理学における「万有理論」の概念を探求しています。これは、すべての物理的な力を統一し、あらゆるスケールでの宇宙の挙動を正確に記述する、単一の包括的な理論の仮説です。
本書はまず、物理学の歴史と、宇宙の基本的な性質を説明するために何世紀にもわたって開発されてきたさまざまな理論について論じることから始める。そして、物理学者や数学者が長い間目標としてきた「万物の理論」という概念に踏み込んでいく。本書では、自然界のさまざまな力を統一する試み、宇宙のあらゆるスケールの振る舞いを記述できる単一の数学的枠組みを開発する試みなど、そのような理論を開発しようとするさまざまなアプローチについて論じている。
また、万有引力理論が意識の本質や現実そのものの究極的な姿を明らかにするかもしれないという考えなど、哲学的な意味合いも探求している。また、宇宙を理解する上で数学が果たす役割や、自然の基本法則を明らかにするために数学がどのように使われるかも論じている。
StoryShot #1:統一された理論があるわけではないかもしれない
ほとんどすべての有名な物理学者は、世界の統一理論を見つけようとしてきた。これは「万物の理論」と呼ばれています。ニュートンも、アインシュタインも、ホーキング博士も、この一つの理論を探し求めてきた。カクもまた、この探索に魅了された物理学者の一人ですが、彼は単一の統一理論が存在しないかもしれないという可能性にもオープンであります。宇宙の物理のすべてを一つの整然とした方程式にコード化することは不可能なのかもしれない。
物理学者が統一しようとしたのが、自然界、そして物理学の4つの基本である。重力、電磁気学、一部の原子核の放射性崩壊を引き起こす「弱い力」、原子核を結合させる「強い力」である。ニュートンは重力の法則を発見し、天体と地上のものを万有引力の理論で結びつけた。 神の方程式 は、さらに数歩進んで、普遍的な万物の理論を作り出そうとしています。ホーキング博士は以前、この可能性のある発見を、(それが可能であるならば)人間の理性の究極の勝利であると表現しています。
StoryShot #2: 物理学の発見が社会に革命を起こす
物理学は、私たちの宇宙を支配している自然の法則を理解するのに役立ちます。しかし、カクは物理学が社会にもたらしたものはそれ以上であると指摘する。自然界の法則に関する発見は、社会を大きく変える可能性があると彼は考えている。ニュートンの重力の法則は、蒸気機関の発明に不可欠であった。このエンジンは、産業革命のきっかけとなり、現代社会に大きな影響を与えた。
この発見をきっかけに、ファラデーは電場と磁場の法則を理論化した。この理論が、電気時代を支える技術の基礎となった。エジソンのような革命的な発明家に始まり、テスラのような現代のイノベーターたちも、ファラデーの統一的な理論に依存しているのだ。
物理学における最も新しい発展は、量子力学と関連している。量子力学は、物質の特性を最小のスケールで説明しようとするものである。量子革命は、トランジスタやレーザーの技術革新の先駆けとなった。電気時代と量子時代の組み合わせが、これからの技術革新の原動力となるのです。
StoryShot #3:統一理論の探求を遅らせる論争
膨大な数の物理学者が統一理論を探し求めているにもかかわらず、いまだに探索が続けられているのだ。この探索は 神の方程式 しかし、過去の多くの物理学者の行動によって、このプロジェクトは助けられたわけではありません。論争と失敗が、統一理論のプロジェクトの進行を最初から遅らせているのだ。重力と電磁気の統一を最初に提唱したのはファラデーである。 彼は1832年、ロンドンのウォータールー橋から一連の実験を行った。この実験では、重力の効果を数値化することを目的に、磁石を投下した。この実験は失敗に終わったが、彼は重力が存在すること、おそらくは検出できないレベルであることを確信し続けた。このように、物理学者による失敗は、現在も残る未解決の謎につながる一例です。
失敗だけでなく、ある種の物理学者は誤った約束をしてしまった。エルヴィン・シュレーディンガーは、量子力学の創始者の一人である。1947年、彼は大規模な記者会見を開くことにした。この記者会見で彼は、統一場理論を発見したと主張した。この理論は、精査を受けた後、すぐに崩壊してしまった。この理論では、電子や原子の性質さえも説明できないのが現実だったのだ。つまり、物理的な領域のすべてを説明することはできなかったのだ。ハイゼンベルグやパウリも、同じように勝利を収めたと主張している。彼らの理論もまた、問答無用でヒビが入っていた。
StoryShot #4:量子論における最新の開発成果
神様の方程式が見つかる可能性が出てきたのは、量子電磁気学と量子色力学の発見がきっかけです。前者は、電子と光の量子論との関連を示し、後者は、その関連と強い核力との関連を示している。前者は電子と光の量子論を結びつけ、後者はその結びつきと強い核力を結びつけている。この組み合わせは、素粒子物理学の標準モデルを提供し、素粒子の動物園の知識を強化するのに役立った。これはその後、ほとんどすべての理論と呼ばれるようになりました。これらの発見の後、開発は停滞しているが、探索は続けられている。
最終的なまとめとレビュー
神の方程式万有引力理論への挑戦 は、物理学における「万有理論」の概念を探求しています。これは、すべての物理的な力を統一し、あらゆるスケールでの宇宙の挙動を正確に記述する、単一の包括的な理論の仮説です。
本書の主要なテーマのひとつは、宇宙の振る舞いを完全に説明できる単一の統一理論は存在しないかもしれないということである。ニュートン、アインシュタイン、ホーキング博士など多くの著名な物理学者がそのような理論の発見に挑んできたが、デスパニャは、宇宙の物理のすべてを単一の整然とした方程式にコード化することは不可能かもしれないという考えを受け入れている。
また、物理学が自然法則の発見を通じて社会に革命をもたらした役割についても言及されている。例えば、重力の法則や電磁気の法則は、それぞれ蒸気機関の発明や電気時代の発展に貢献したことが挙げられている。また、近年の量子力学の発展や、これらの理論に基づく将来の技術革新の可能性についても言及されている。
しかし、本書では、論争や失敗が統一理論の探求を遅らせていることも指摘している。一部の物理学者による誤った約束や、他の物理学者によって提案された理論の失敗を論じ、量子電気力学や量子色力学など、量子論における我々の最新の発展が、まだ完全な万物の理論に至っていないことを指摘している。
評価
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