文系でもよくわかる”世界の仕組みを物理学で知る”
物理学で世界の見え方が変わる
物理学は世の中の仕組みを説明し、
次に起こることを予言できるようになること
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物理学の歴史的な感じ
①人間様の身の回りのことはニュートン力学で説明がつく
↡でも、光の速さに近いような超高速で
動く者や大きな重力が働いてる場合は、ニュートン力学ではズレる
②マクロ世界の仕組みを説明して予言するのがアインシュタイン
↬宇宙全体の振る舞いは一般相対性理論によって説明できる
③分子や原子、素粒子と言ったミクロ世界を予言するのが量子力学
（目に見えないからこそ、経験や常識が理解できない
①物理学を使って株価の動きを予測できる
ジェームズ・シモンが設立した投資会社ルネッサンス・テクノジー。彼はマサチューセッツ工科大学（MIT）で数学の学士過程をゲット。ベトナム戦争に反対し、クビ。
そのあと、ひも理論と呼ばれる物質を構成するのは弦（ひも）だるという過程に基づく理論に応用されるものを見出した。
＊人の主観や経験に基づく判断は正しいこともあれば間違うこともある
高度なコンピューターよ数理モデルをもとに投資戦力を考える手法をクオンツと呼ぶ。
②物理学で株価を予想する
熱力学：粒子がばらばらに運動してるってこと＝ランダムに物がう読という点で似ている。温度が違う方が傾向が出やすい。どのくらいランダム化、情報がないのかをエントロピーという、要は乱雑さ。
統計力学：個別の動きではなく全体としてどのような動きをしているのかを見る
③真実は一つだと限らない
あらゆるものの動きは、ニュートン力学で完全に予想できる、これはどんな力を受ければそんな動きをするのか表したもの。＝すべてのものの状態を把握できれば未来予想できてしまう。これを提唱者の名前にちなんで「ラプラスの魔物」という。ミクロの世界では見ていない間に行われたことは一つではない。裏を返せば。ミクロじゃなければ、一つしかない。一つしか未来はないんだよ。
④世の中は電波であふれてる
波の性質には、一波で進む距離（谷からの長さ）を示す「波長」と、１秒間に何回波うつのか「周波数」がある。
スマホに使われてる電波は、限られてるので効率よく使わなきゃいけない。周波数ごとに分解できるので、特定の周波数にいりときだけ反応するように設定する。
電波は金属を通り抜けることはできない。
⑤理論はどうやって認められるの？
全てのものの変化/動きは基本的な力で説明付けられる
・重力
・電磁気力
・強い力
・弱い力
電磁気力、 弱い 力、 強い 力 の ３つ では なく、 究極 的 には 重力 も 含め た ４つ の 力 すべて を 統一 し、 ひとつ の 力 で すべて の 現象 を 説明 する こと が できないかどうか？↬超ひも理論が有力説。再数的にはひものようなものになる。
認められるには、 誰 か 権威 ある 研究 者 や 由緒 正しき 機関 が「 正しい」 と 認める わけ では なく、「 どうやら 正しい よう だ」 という 世界中 の 研究 者 の コンセンサス で 決まる。
松原 隆彦. 文系でもよくわかる 世界の仕組みを物理学で知る (Kindle の位置No.405-406). 山と溪谷社. Kindle 版.
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①理論がでる
②正しい計算なのか確認する
③実験で確かめる←情報が溢れてるからこそ
論文を読んでもらう必要がある
④１回の実験では物足りないので何度も違うグループで検証
⑤多くの人が間違いないだろう
てなると、理論は認められる。
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ひも理論に関して言えば、実験ができていないから確率されない。莫大なエネルギー、銀河系と同じくらいに巨大な加速器を用意して初めて実験できる
⑪どうしても雲は落ちないの？
雲 の 話 に 戻ろ う。 雲 は、 雲 粒（ うん りゅう） と 呼ば れる、 目 に 見え ない くらい 小さな 小さな 水滴 や 氷 の 粒 の 集まり だ。 軽く て 小さい 粒 の ため、 空気 抵抗 を 非常 に 受け やすく、 落ちる には 落ちる ものの、わからんのだ
⑫空は何で葵の？夕焼けは赤いの？
◉ 波長 が 長い 光 ほど まっすぐ 進み、 波長 が 短い 光 ほど、 さまざま な 原子 や 分子 に ぶつかっ て 進路 を 曲げ られ 散乱 する ◉ 昼間 の 空 が 青い のは、 波長 の 短い 青い 光 が 散乱 し て いる から ◉ 朝焼け や 夕焼け が 赤い のは、 太陽 が 遠い 位置 になり、 青い 光 は 届か なく なる から
松原 隆彦. 文系でもよくわかる 世界の仕組みを物理学で知る (Kindle の位置No.523-526). 山と溪谷社. Kindle 版.
⑬地球はなぜあったかくなった？
温暖化とは、熱エネルギーが大きいこと。通常であれば太陽からのエネルギーを受け取って地球上で生活している。でも、一方歩行ならどんどん熱くなるけど、それと同じだけの量を宇宙に返してる
二酸化炭素が増えると地球の温暖化が進むいうんは、大気 中 に 増え た 二酸化炭素 が、 本来 は 地球 から 宇宙 へ 出 て いく べき 熱 エネルギー を 吸収 し て しまい、 十分 に 熱 を 放出 でき なく なっ て しまう
二酸化炭素が増えるといけないです。なんで？↬太陽からもらったエネルギーと同等のエネルギーを宇宙に放出しなきゃいけないのに、二酸化炭素が熱を吸収するのでアンバランスになる結果、受け取る熱量が多いから地球温暖化がすすむんだ
⑭地球の軸が傾いているのはなぜ？
地球は１年かけて太陽の周りをまわる（交点）地軸を中心として自分も１日１回回ってる。これを自転という。じゃあなんで傾いてるの？「傾かない理由がないから」
⑮地球外生命体は存在する？
◉ 地球 以外 の 星 に 生命体 が 存在 する 可能性 は 十分 に ある ◉ 宇宙 の どこ かから 生命 の もと が 降っ て き た ので あれ ば、 どこ かの 星 で 進化 し た 生命 が いる かも しれ ない
⑰
太陽を中心に重力が及ぶ天体からなる太陽系に属している。惑星とは、太陽の自ら輝く星（恒星）の周りをまわってる星のこと。惑星の周りをまわる「衛星」
太陽 の よう な 恒星 から 近 すぎ も せ ず 遠 すぎ も せ ず、 液体 の 水 が 安定 し て 地表 に 存在 できる よう な 領域 の こと を「 ハビタブルゾーン」
松原 隆彦. 文系でもよくわかる 世界の仕組みを物理学で知る (Kindle の位置No.649-650). 山と溪谷社. Kindle 版.。
⑱赤色は何であかいろ？
私たちは、光を見てるだけ。
光 は 一種 の 波 で ある
◉ 私 たち が 見 て いる のは、 物 が 反射 する 光 ◉ 光 の 波長 によって 色 が 決まる。 波長 が 長 すぎ ても 短 すぎ ても 人 の 目 には 見え ない
それに、モノが吸収できなかった光を見てるんだ
20 3Ｄ映画 は なぜ 立体的 に 見える の？
目が二つあるから。右目と左目で見えるものが違うからそれを融合して映像を見るように調整しているのだ
3Dが疲れる理由は、左右の目の見え方にスレがあるから。
21 同じ 赤色 を 見 ても、 人 によって 見え 方 は 違う？
見る という こと は、 反射 し た 光 を 受け取る こと で あり、 その 刺激 が 脳 に 信号 を 送り、 脳 内 で 映像 を 構成 する こと で ある。 そう 考える と、 見え て いる（ と 感じ て いる） もの が 真実
22 錯視は常に起こってる？
脳は環境に騙されやすいから
23全ては粒子で出来ている
複数の原子が集まって、分子になっていろいろ構成されている。温度とは、原子の振動のこと
やけどは、人間の体を公正している分子が温度の高い者に触れて分子の振動がおかしくなって耐えきれなくなって細胞が破壊される現象
24原子はどうやって証明された？
実際に存在することを示すには見ることが大切
25原子を分解するとなになる？
原子（元素）を分解すると、原子核と電子↬原子核を分解すると陽子（アップクォーク＆ダウンクォーク）と中性子。クォークが物質を作る根源で、最小単位になる
電子も最小単位になる
これ以上分解できない粒を素粒子（全く同じで個性が全くない）という
どんな 物質 も 構成 し て いる 部品 は 同じ。 ただ、 部品 の 数 と 組み合わせ が 違う だけ＝陽子と中性子の数と組み合わせが違うだけ
世の中の全ての物質はクォークと電子でできてる
クォーク3つで陽子/中性子になり、
陽子と中性子の組み合わせで異なる原子になる
クォークとクォーク、陽子と中性子はどうやってくっついてるの？
クォーク が ３つ くっつい て 陽子 や 中性子 になり、 陽子 と 中性子 が いくつ か くっつい て 原子核 を つくり、 原子核 と 電子 が くっつい て 原子 に なる。
①原子核と電子は、電磁気力でくっついてる
↬プラスとマイナスの電気同士だからくっつく
②原子核の中の陽子と中性子/3つのクォークは
↬強い力：グルーオン
素粒子はどこからやってきた？
素粒子は、宇宙ができた直後からあった
↬クォークやら電子、グルーオン、光の粒である光子は
ほぼ均一でごちゃまぜで浮く宇宙空間を満たしてた
温度が冷えることで、くっついていってた
意識はどこから生まれるのか？
この世界の全てが、原子でできていてその原子はすべて素粒子でできている。じゃあ、人間もそうであるなら意識ってどこから生まれてくるの？
脳は電気信号をやり取りすることで情報処理を行ってる。意識の正体が電気信号だったら。コンピューター上でも意識を作れるのでは
連続した記憶を持ってる？
↬コンピューター上の情報を移し替えることでできるんじゃないの？要するに、脳内の情報をコンピューターにコピーすることで意識を持った存在を作れる
時間はいつでも一定化
GPSが正しいのは相対性理論が正しいから
時間や空間は誰にとっても共通の絶対的なものではなく見る人や立場によって異なる相対的なものである
GPSの概要
・地球の周りを人工衛星がくるくるしている
（位置/時間情報を電波で発信している
・GPS受信機で電波をうけとる
（発信した時刻と受信した時刻さから時間を求め、距離を出す
・1つの衛星だけなら「この球体にいる」
2つなら「円のどこかにいる」
3つなら「３つの球面が交わる点」がわかる
特殊相対性理論？
アインシュタインは、数式に忠実だったと
光の速さは変わらない
速さとは、進んだ距離をかかった時間で割ったものだから
じゃあ変わるのは？
時間や空間が観測者によって異なっている
一般相対性理論
（呪力の正体は時空間のゆがみ）
↬物体があるとその周りの時空間ゆがみ、重力が生まれる
アインシュタインはなぜ天才？
物理学が既存の理論と現実とのずれを手掛かりに発展していくのにもかかわらず、頭の中で組み立ててスレをみつけたから
ブラックホールは？
とてつもなく重く、あまりにも強い重力のために何でも強くひきつけ光さえも外に出てこれない天体
*質量の大きな構成（自ら光り輝く星）は
最終的に爆発して一生を終える
↬常に内側につぶれようと動いてる、それを核分裂なりして
大きさを保つけどガス欠すると爆発しちゃう
ワープもタイムマシンも現実に？
時間や空間が曲がるという一般相対性理論があるなら、タイムマシンにワープも叶うんじゃね？
↬離れた二点を近づけるためにぎゅぎゅとして、そこを繋ぐトンネルを作ればいい”ワームホール”
マイケルモリス/キプソーンがワームホールの謎を解く
↬マイナスをもつエネルギーがあれば理論上は作れちゃう
意識が世界を変える？
波長が短い電磁波ほど日焼けのものになって、波長が長いものほど日焼けしない。これはエネルギーが波長が短い方が高いから。
波長におけるエネルギー量の問題。
波長の短い紫外線は、体にぶつかって、突き抜けてくるから体内に害を及ぼす/半面、波長が長い赤外線はエネルギーが低く体が受け取るからあったかくなるだけ（粒ひとつあたりのエネルギー）
量子論ととは？
エネルギーの市最小単位
↬素粒子：粒の最小単位
量子は、小さな塊/単位のことで素粒子も量子に分類される
波凸部の両方の性質を持った最小単位のこと
光には波と粒の両方の性質がある
↬量子という概念が生まれた
波でも粒でもある？
光は波なのか粒なのか↬
太陽光発電はどうやって電気に変えてるの？
太陽光発電は、光電効果の応用
↬光子がぶつかって電子を飛び出させ電気を流している
①電子はマイナスの電荷をもってる
②飛び出した方の半導体がプラス
③電子を引き寄せた方がマイナス
量子コンピューターで仮想通貨は使えない？
小さくて軽いものほど量子論の効果は大きくなる、大きくて重いものほど両理論の効果は薄まる
量子の考えがあることで、0でもあり１でもあるという状態を表せる。この考えの根本には”重ね合わせ”がある。
↬観測していないときには、波として共存していて観測した瞬間にピタッと止まる粒になる。だから量子の世界でいえば0と1が乱雑されてて、観測すると0か1に泊まるから、複数のタスクを並列して計算できる
量子コンピューターに対抗するものとして、量子暗号＝「観測すると量子の世界では影響を及ぼす」これを逆手に取った暗号
パラレルワールド
多世界解釈という考え方で、量子の世界は観測した瞬間にそれまで波のようにふるまっていたものが粒として見つかることから、観測する都度に次々と世界ができているという考え
あり得る観測結果の数だけ、別々の世界の観測者がいることになり、ひいては人間が観測する度に世界が分裂するとも解釈できる
量子の世界では、世界は分裂してる。だから観測した瞬間に一つの現実が決まる。分裂して無限に生まれていくそれぞれの世界に無限の自分がいることになる
まとめ
人間ができるという条件を満たすように、この宇宙が作られてるんじゃない＝人間原理という
？byブランドン・カーター
ジョンホイーラーは、「人間が宇宙を観測したから、この宇宙が存在できるようになった」/ モノを観測すること、認識すること自体がこの世界全体を作り出している。つまりは、脳に入ってくる情報時代が世界の本質なのであり、人間をはじめとした生命体がいること自体が、その宇宙の本質になる
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