「実在とは何か -- 量子力学に残された究極の問い」

アダム・ベッカー, 吉田 三知世 訳，筑摩書房 (2021/9)．

図書館で借用．

読むべきは数式満載の専門書，ポピュラーサイエンス本は時間の無駄と思いこんでいたのが，それでは時代に取り残されると，この十年ほどで宗旨替え．

日本のこの手の本はたいてい新書だが，あちらの本は重厚長大．これも A5 版 470 ベージ．こちらの軽薄短小が科学の衰退の原因かも．

帯不要のカバーデザインだ．

Amazon の本書の紹介*****

量子論は「物質は実在しない」という。ではわれわれは存在するのだろうか? 名だたる科学者と哲学者たちが繰り広げてきた熱い論争の、知られざる展開を追う!

20世紀初頭に発見された量子力学は、世界の見方を根幹から変えた。ではそれはどんな世界なのか? その意味をめぐる議論は、「コペンハーゲン解釈」をもって正統とされる。しかしその解釈にはいくつもの問題がある。最大の謎は、世界を構成する基本物質、原子も電子も素粒子も「実在しない」という主張だ。
アインシュタインはこれに猛然と異を唱え、ボーアと激しい論争を繰り広げた。曖昧な決着のまま、長らくこの問題は問うことすらタブーとされてきた。しかしいま、実在をめぐる論争は、物理学のみならず、哲学者、数学者、天文学者など各界の名だたる頭脳を巻き込んで、熱く燃えている。
大いなる問い「実在とは何か」をめぐる熱い論争の100年をたどる知的エンターテインメント。*****

画像右はジョン・ベルによるアインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン問題の戯画化．物理学者ベルトマンの靴下の，片足がピンクなら，片足は見るまでもなくピンクでないことは分かる...ということ．なぜ分かるのか ?

この疑問に対する回答「コペンハーゲン解釈」を１行で要約すれぱ，「黙って計算しろ！」ということになる．問題を棚上げにしても，量子力学は役に立つのだ．

百年近い歴史はあるが，コペン派は自民党みたいなもので ，この本はそれに対する野党側の苦闘を描いたもの，と言えば当たらずといえども遠からず．アインシュタイン，ボーム，エヴェレット，ベルといった優れた人たちが (少なくともこの問題に関しては) 学界で相手にされなかった．もっと若い人が「量子力学基礎論」をテーマにすると，大学でポジションを得られないという時代が続いた．

この本でも，肝心の基礎論のこの問題はいまいちよくわからない．ベルの不等式を説明するためのルーレットなど，問題をかえって難しくしているのではないだろうか ?

むしろ本書は，物理屋たちのドタバタで読者を引っ張っている感がある．

著者は1984年生まれ．コーネル大学で哲学と物理学を学び，ミシガン大学で宇宙物理学のPh.D.を取得...   このテーマをもっと優等生的な物理屋が書いたらかなり違った本ができそうだが，つまらないだろう．パイロット波，多世界解釈，自発的収縮など，アンチ・コペン派の言うことはとにかく面白い !!

iPhone・iPad ミラーリングでのオーディオの怪

１年あいだが空いたが，広島リカレント学院の教養講座で一席．３月発行の日本物理学会の雑誌「大学の物理教育」中の「シリーズ : 周辺分野と物理学  音楽と物理学」をネタにした．うなり，missing fundamental などをデモするオーディオファイルを埋め込んだ Keynote ファイルを作成．このファイルを学院さんにも送り，動作を確認していただいた．

iPad の画面をオーディオもろともミラーリングした．Lightning-HDMI 変換を持参し，学院の HDMI ケーブル 5m を使用した．

しかし途中でオーディオに不具合が発生．

正弦波音として時報を鳴らしたのに，「プ・プ・プ・プーン 440Hz 440Hz 440Hz 880Hz」の最後の「プーン 880Hz」が途中「プー」あたりで切れてしまう．

うなり beat はだめ．中央 C 261Hz にその上の D, E, F,... などを重ねても，重音として聞こえず，高い方の音 すなわち D, E, F,... などの単音としか聞こえない．

講義を中断し，iPad の電源を切ってまた入れてみた．さらに iPad を iPhone に替えてみたが同じこと...用心のために Keynote ファイルを両方に入れていったのだ．

音楽は正常に聞こえるが，正弦波音はダメという印象．

ケーブルが長いなという印象だが，Lightning HDMI はデジタル伝送なのに，トラブルはアナログ的．ケーブルの行き先の機器ラックにはイコライザーがあり，そこを調整すればなんとかなったと思う．しかしスタッフを呼んだりしていたら時間はかかった．

会場は広島大学東千田未来創生センターの一室で，ビデオ・オーディオ設備は広島大学のものと思う．

やはり設備は事前チエックが必要．講義は不細工なものになった．

帰宅後，Lightning から我が家のテレビにミラーリングしてみたら， iPhone, iPad どちらの場合もオーディオは正常に再生できたのでした．

加速器という学術用語

*****日本加速器学会の会長に就任しておいて何なのですが、加速器って名前、変えたいです。一部のマニアには、サイボーグの必殺技だと思われているし、世間的には謎の装置と思われているような気がする。機能的には、電場を使って、荷電粒子のエネルギーを増やす装置なんですが。いい名前、無いですかね。*****

学会会長のFB 上のお言葉である．

たしかに，16トンの古巣である高エネルギー加速器研究機構 KEK を「加湿器研究機構」と揶揄するツィターを，この２，３日散見している．

そもそも加速「器」というと茶碗・どんぶりくらいの大きさ，素直な方は画像右の回し車みたいなものを想像しそう．しかし衝突型円形加速器 KEKB は周長は3.016kmという代物である．

このKEKBは 8.0GeV（80 億電子ボルト）の電子と 3.5GeV（35 億電子ボルト）の陽電子を衝突させる．トップ画像の横軸は粒子 (電子または陽子) の運動エネルギー，縦軸は粒子の速度を光速度で割ったもの β=v/c である．KEKB の電子・陽電子は遡れば　RF 電子銃から供給されるが、この電子銃の電子エネルギーはすでに 2MeV であって，その速度は β=0.9 すなわち光速 c の 0.9 を超えている．このあと「加速」する (accelerate する) のだが，光速より速くはならない．すなわち速度は v=c,  β=1 で頭打ちである (正確にいえば，いくらエネルギーを与えても v=c,  β=1 には到達できない)．加速器の中では速度は増えないのだ．

ただし重い粒子には加速器という名前は OK かもしれない．図のように陽子は 10GeV くらいで光速になる．ちなみに J-PARC MR のエネルギーは 30GeV である．

KEK に途中就職したとき，かなりの人が加速器 accelerator という言葉に違和感を持っているのに気づいた．

相対性理論は 20 世紀初頭にすでに確立していたのだが，加速技術が次々に現れた1930年代にはなんであれ，いくら加速しても光速 c より速くはならないという知識は，単なる知識として終わっていたのだろう．

加速器ではなく加エネルギー器という名前が欲しいところ．中国では「能」でエネルギーを表すとかで，KEK = 高エネルギー研は高能研である．しかし中国語でも加速器は加能器ではなく加速器というそうだ．

サインコサイン何になる その2

衆議院 2022年05月17日 財務金融委員会 において 日本維新の会・藤巻健太 が「三角関数よりも金融経済を学ぶべし」との持論を展開した．Youtube 動画 https://youtu.be/hiw9l2gLBmA では８分過ぎあたりからである．

これは国語で古典教育は必要ないとか，大学第二外国語教育は必要ないとか言う議論と同じことだろう．

ぼくに言わせれば，三角関数の応用に三角測量のたぐいしか思い浮かべられないのが愚かだ．株価の変動のグラフを数式で表そうとしても，一次関数・二次関数などの代数関数では不可能である．いちばん簡単なのは，三角関数にお出まし願うことだ．数式で表す必要はない，と言うのは学ぶ必要・研究する必要はない，というのと同じことである．

ここまで書いてから紀伊國屋書店で経済学の本を立ち読みしてみた．残念ながら，時系列解析にフーリエ解析を持ち込んだ経済の教科書は見あたらなかった．

実空間を周波数空間に変換することで，視野は倍増し，情報工学・制御工学が生まれた．言い換えれば周波数解析なしにはわれわれの視野は半減する．しかし社会科学に周波数解析が持ち込まれていない...専門的には持ち込まれていると思うが，社会科学・人文科学の大学教育には持ち込まれてはいないのだろう．

非理工系の大学教育にも応用数学の教育を ! と言いたい．サインコサインを高校で止めるから，結果はこれに恨みを持つだけの政治家が生まれただけ，というのはあまりにお粗末 !

サインコサイン何になる...は「受験生ブルース」の一節で，動画の 2:15 あたりから．作詞は中川五郎．

オウム・サティアンで 2.23620679 を思い出した時代もあった．

多孔体毛管凝縮によるトリチウム除去

見出し画像は 6/27/2018 近畿大学ホームページ．おいそれと実用化できるとは思わないのが常識だが，その後の発展が報じられていないのは気になる．しかしこの記事には原理も書いてない．

最近 twitter ではこの計画はつぶされたとあったが，真偽は知らない．

60 年ほど前，化学工学でウランの同位体分離の講義を受けた．気が遠くなる工程だが，U238 と U235 の分離はそこそこ実用化されている．これに比べれば H1 と T こと H3 の分離は (本気で取り組めば) 全く簡単なはず ! という見方もできよう．

表記記事の裏付けとなりそうな記事を求めて，15 分ほどウェブをうろついてたどり着いたのが，近大とは無関係と思われる下記論文であった．

小野勇次「ナノ細孔性カーボンの水同位体吸着特性および脱吸着法を用いた水同位体分離」信州大学審査学位論文　2018/3．

実験は水素水と重水素水の分離を目的として行われた．トリチウム除去に対応させて検討するには，重水の重水素 D=H2 をトリチウム T=H3 に置き換えればよい．

図が 298 K における 活性炭素繊維A25 の H2O および D2O に対する吸着等温線．

とにかく青と赤がはっきり分かれている !  この現象は H2O と T2O の分離にも応用できそうだ．
小野氏はこの論文で博士(工学)の学位を得られたとのことである．

追記
東洋アルミニウム(株)のホームページ 6/3/2019 に｢『アルミニウム粉末焼結多孔質フィルターによるトリチウム水の回収技術』の 日本アルミニウム協会賞技術賞受賞のお知らせ」と題する記事を発見した．「減圧スチームクロマトグラフ」だそうだ．

「音楽と物理学」

日本物理学会の雑誌の「大学の物理教育」シリーズ : 周辺分野と物理学 に「音楽と物理学」を執筆した．
この雑誌をちゃんと読んだことがなかったが，購読料は年間 1200 円，バックナンバーはひと月遅れだが J-STAGE で読めるのね．

全４ページで記事は One Drive https://1drv.ms/b/s!AtMVNOwTJHY4jACyHW-zjgjn7UEK に置いた．タイトルに顔写真が必要と言われたが，湊里香画伯に描いていただいたスケッチを載せていただくで勘弁していただいた．所属の「高エネルギー加速器研究機構」に違和感．名誉教授ではあるのだけれど．
内容に，このブログに「自然と音楽」のタイトルで書いたことも含めればよかった．

同じシリーズ : 周辺分野と物理学 に，高安美佐子・高安秀樹「経済学と物理学．ぼくは音楽と物理学という掴みどころのないテーマをもらって困惑したが，経済学の場合はどうだったのだろうか．ここではコペルニクス，ニュートン，ハレー (彗星の人)，ガリレオ，ベルヌーイなどの経済学への貢献が前半で，後半は著者の研究 ブラウン運動・ランダムウォークへと収束する．この組み立て方をそのうち真似てみようかな．

ところで，校正の段階で不注意なミスを多々ご指摘いただき，耄碌したことを痛感した．

氷山の一角を挙げると
「5．おわりに」のはじめの文章
「全音(平均律では2^(2/12) に比例する) と半音(2^(1/12)に比例する) が…」
が，原稿では
「...　全音(平均律では12^(2/12)…　半音(12^(1/12)に比例する)...」
となっていたり，

「５．おわりに」左コラムの下から10行目の
「♭ 7 個の変ハ長調と # 5 個のロ長調 は，平均律では同じ調性となる」
とすべきところ，原稿では
「...# 5 個の嬰ロ長調の」
となっていたり,

もう原稿を書くのはやめたほうがいいかな...講演で喋ることはもっと誤りが多そうだな...
演奏もこんなものか，でも音楽 特にジャズには正も誤もないな．

「数学に魅せられて、科学を見失う」

ザビーネ・ホッセンフェルダー, 吉田 三知世 訳，みすず書房 (2021/4)．

trailer は映画の予告編と思っていたが，本の宣伝動画も trailer と言うんだな．

英語版のサブタイトルは How Beauty Leads Physics Astray.「数学に魅せられて...」あるいは Lost in Math というタイトルはちょっと誤解を招きそう．数学は物理を表現する手段であって，数学に罪はない．本書では，数学は自分自身や他の研究者に嘘をつくのを防いでくれる．数学で間違うことはあり得ても，数学で嘘をつくことはできない，と言っている．

著者の言いたいことは，trailer が言うように，物理屋は自然を数学で記述したときの方程式群はシンプルで美しくなければならないという先入観を持っている．物理定数は大き過ぎても小さ過ぎてもいけない．「微調整」は美しくない．しかし，ここ 40 年はそれが裏目に出ている，と言うことである．
大統一理論・超対称性理論・超弦理論などは思考実験で，実験的証明は不可能に近いから，提唱者は「これほど美しい理論が正しくないはずがない」と主張するしかない．しかしそれは先人の成功体験がもたらす幻想かもしれない．

著者がいう「物理学」とは (宇宙物理学を含む) 高エネルギー物理学である．内容は著名な ? 物理学者 (日本人はいない) へのインタビューを著者の見解に沿って並べたものである． 歪曲してはいない，と思う．物性の文小剛，経済物理のジェームズ・ドイン・ファーマーも登場する．

2018 年の時点でのこの分野の網羅的な解説書として見て，優れている．

高エネルギー物理のロマンは優秀な学生を惹きつけるが，そのロマンの正体について，この分野である程度経験を積んだ研究者が漠然と感じていることを，本書は声高に言ってしまった，というところだろうか．
高エネルギー物理屋は宣伝が好きだが，これは研究成果が，物性物理のようにすぐには役に立たないことを承知しているからだろう．その結果，一般人にも教養としての高エネルギー物理が人気だから，地方大学でも理論屋を雇えば，実験のための研究費をかけずに，一流物理学科を持つことを標榜できる...とこの本に書いてある．

ネガティブな意見ほど説得力がある，という側面もあるかもしれないが，気に入ったので，つい文章が長くなってしまった．
日本語版は 3400 円だが，英文電子版の価格はその 1/3．

「折り紙の科学」

萩原 一郎, 奈良 知惠，日刊工業新聞社 (おもしろサイエンス 2019/3)．

年末年始の休みのためにと，図書館で何冊も借りている人たちにつられて，こちらも４冊も借りてしまった．年中年末年始の身にもかかわらず，である．これはそのうちの１冊．日刊工業らしい内容．たとえば

第1章　折り紙の姿
折り紙の設計図 / 折り紙の設計ソフト / 折紙設計とリバースエンジニアリング / 折りやすい展開図を作る方法 / 折り紙を折るロボット / 金属素材も折れる折紙式プリンター

第2章　折紙工学という学問
ハニカムコアの発明 / バイオミメティクス折り紙 / 折り紙の数理を用いたデザイン / オクテット・トラス形コアパネル

第3章　折り紙を科学する
「ねじり折り」 /「ユニット折り」/「らせん折り」/「対称２枚貼り折り」/「剛体折り」と「連続折り」の実用性

第4章　折り紙と産業化
折り紙の産業化を阻む４つの課題 /「ミウラ折り」/ 金属製オクテット・トラス形コアパネル / 折り畳み式ヘルメット / 折り紙は優秀なエネルギー吸収材 /「反転ねじり折紙構造」

第5章　折り紙の力
建築産業への応用 / 医療機器や肺の呼吸モデルへの応用 / 振動をゼロにする防振器。自動車シートへの応用 / コンパクトに折り畳める飲料容器 / 簡単に折り畳める厚板の箱 / オクテット・トラス形コアパネルによる輸送革命 / 折紙工学の未来

出版社の HP に詳しい目次が出ている．縦書き「です」「ます」長だが，中身はタフ．折り紙を「折る」のは好きだが，深く考えたことはなかったな...

「音と音楽の科学」

岩宮 眞一郎 ，技術評論社(2020/3)．

日本物理学会の教育誌「大学の物理教育」から執筆依頼．「周辺分野と物理学」という連載があり，これまで「数学と物理学」「化学と物理学」「天文学と物理学」「生物学と物理学」「情報と物理学」「歴史と物理学」が掲載された，「xx学と物理学」と似ているので「音楽と物理学」で行くことにした．

しかし，物理学って何だろう．音はたしかに物理現象だが，聴覚となると生理学で，楽典は無理やり数学っぽく解釈できるが，芸術としての音楽は心理学といったら怒られそうで，楽器となると工学的，音響は建築的要素もある．
しかし４ページという微妙な長さ !
まぁ書いたもの勝ちだろう．

音と音楽について，なんでも書いてありそうな本を読んでから，何を書くか考えようと，図書館で借りてきたのがこの本．本来なら日本音響学会 - コロナ社のシリーズ本を勉強すべきなんだろうが，それでは思考が発散して，原稿なんか書けそうもない．
本書の全10章のタイトルは表紙に書いてあるように，シリーズを網羅しているようだ．
文章はです・ます調でやさしいが，対象とする読者層のレベルの想定ははっきりしない．そこへ行くと，学術誌は対象がはっきりしていて楽だ．

友人のクラリネット氏が岩宮研究室の出と聞いたと思うが，違ったかもしれない．

総裁選に核融合登場 !

9/17 の東京新聞 TOKYO Web の見出しに，「自民党総裁選で話題に上る「核融合」発電　言われて久しい「実現まで30年」」．「核融合発電は昔から、実現まで30年と言われたまま実現せず、「逃げ水」という批判もありました。」という文章もあった．実は 16 トンは 1960-70 年代は核融合屋のはしくれで，その頃も 30 年も経てば実現するかなとは思っていた．

当時の核融合研究のスターはプリンストン・プラズマ研 (一時 東大) の吉川庄一さんであった．氏に核融合研究費が膨大であることについて「軍事費に消えるよりはマシだ」という意味の発言があったと記憶している．高市候補は総裁当選の暁には防衛予算を核融合研究にまわすこと !

もっともこの吉川発言の根拠をウェブで探したけれど見つからなかった...オフレコだったのかな ?

以下は16トンの現在の意見．
核融合装置に限らず，原発も火力も，大きな発電設備は極力なくすべし．家庭・小規模工場などのエネルギーは 各戸で再生エネルギー源と電池でまかない，送電線も電力会社もなし が理想．採算を度外視すれば現在でも技術的には可能．

正統的な核融合へのアプローチは ITER だ．でもこの方向だとスケーリング則により，核融合装置は大型化し発電量を大きくしないと採算がとれない．いろいろな方向があり，そちらが成功する可能性もないとはいえない．それにしても，試験管の中で可能なはずの常温核融合は...どうなっちゃったんだろう?
トップ画像右のは，ネットで拾った冗談絵画 ? を加工しました．