◎科学の未解決問題
★「科学の未解決問題」竹内 薫、丸山篤史、中経出版 より少し
1 大量絶滅
・地球の全生物の90%以上が絶滅したことが5回あった
大量絶滅は時代の変わり目に起こっている
・大量絶滅を生き延びた生物が次の時代に発展する
2 ブラックホール
・ブラックホールには質量、電荷、自転の3つの性質しかない
ブラックホールは素粒子と同じものではないか?
◎人類はブラックホールの輪郭を見たことがない
◎銀河の中心には超巨大なブラックホールがあるが、それがなぜなのかはわかっていない
3 進化論
◎進化論は証明されていない
・「種」の変化には膨大な時間がかかるため、進化を観察できない
・進化は1度きりの現象で再現できない
・例えば、ヒトはビタミンCを自分で作れない
それは生存に不利な条件であり、「適者生存」という原理にはあてはまらない
・例えば、シーラカンスやカブトガニは数億年前から、進化することなく現代まで生きているのはなぜだろうか?
4 不確定性原理
◎物理学の「常識」がくつがえされた
○ハイゼンベルクが提唱した「ハイゼンベルクの不等式」によれば、たとえば、電子の位置と運動量(電子の動き)を同時に正確に測定することは不可能である
「ハイゼンベルクの不等式」は実際の実験によってではなく、思考実験によって導いたものである
・「ハイゼンベルクの不等式」は物理学の「常識」とされてきた
◎日本の小澤正直が「ハイゼンベルクの不等式」の不備を改良した「小澤の不等式」を提唱した(2003年)
「小澤の不等式」によれば、位置と運動量の同時測定が可能な場合がある
◎2012年1月15日付の発表(Nature Physics 電子版)で、名古屋大学大学院の小澤正直教授とウィーン工科大学の長谷川祐司准教授らの共同研究グループが「ハイゼンベルクの不等式」の破れを実験的に観測することに成功し、「小澤の不等式」の成立も確認された
◎「ハイゼンベルクの不等式」が成り立たない場合があることが実証され、物理学の「常識」がくつがえされた
★「物理学、まだこんなに謎がある」小谷太郎、ベレ出版 および
「数学は世界を解明できるか」丹羽敏雄、中公新書 より
◎3体問題
○2つの天体の運動は2体問題としてとらえればニュートン力学で予測できる
たとえば、太陽と地球だけで考えて他の天体の重力の影響を無視すれば、地球の未来の軌道はかなりの精度で予測できる
○ところが、3つの天体の運動は予測できない
たとえば、月を加えて、太陽と地球と月の3天体の軌道を考えるとこの3天体の軌道は予測できない
3天体が互いに重力をおよぼしながら運動するとき、その3天体の軌道を表す解を求めよという問題を3体問題という
3体問題は2体問題よりはるかに難しい問題で、ポアンカレが3体問題が解けないことを証明した
3天体を考えると予測不可能なカオス系の一種になる
決定論的なシステム(初期条件が決まればその後の状態が完全に決まるシステム)でも、初期条件のわずかな違いで、そののちの時間的発展が大きくずれて予測不可能な現象が現れる場合があり、そのような挙動はカオスと呼ばれている
3天体の未来の軌道は、近似的な方法でも計算できない
たとえば、地球は太陽のまわりを楕円軌道を描いて回っているといわれるが、本当は楕円軌道ではなく、きわめて複雑な運動をしているのである
月の運動でもきわめて複雑で、完全に理解できているわけではない
太陽系の長期的な未来のかたちを予測するのはきわめて困難である
太陽系は現在は安定であるが、将来こわれる可能性もある
○天気予報の場合、数日の予報はスーパーコンピュータで計算され予測できるが、どんなにスーパーコンピュータの性能が上がったとしても、たとえば1か月後の天気予報は不可能である
カオスを示すシステムの時間的な変動をコンピュータで計算する場合、最初の小さな違いがのちに大きな誤差となるからである
★人間はなんぼ偉そうなことを言っていても、2つの物体はあつかえるが、3つになるとお手上げなんだ
★「科学の未解決問題」竹内 薫、丸山篤史、中経出版 より少し
1 大量絶滅
・地球の全生物の90%以上が絶滅したことが5回あった
大量絶滅は時代の変わり目に起こっている
・大量絶滅を生き延びた生物が次の時代に発展する
2 ブラックホール
・ブラックホールには質量、電荷、自転の3つの性質しかない
ブラックホールは素粒子と同じものではないか?
◎人類はブラックホールの輪郭を見たことがない
◎銀河の中心には超巨大なブラックホールがあるが、それがなぜなのかはわかっていない
3 進化論
◎進化論は証明されていない
・「種」の変化には膨大な時間がかかるため、進化を観察できない
・進化は1度きりの現象で再現できない
・例えば、ヒトはビタミンCを自分で作れない
それは生存に不利な条件であり、「適者生存」という原理にはあてはまらない
・例えば、シーラカンスやカブトガニは数億年前から、進化することなく現代まで生きているのはなぜだろうか?
4 不確定性原理
◎物理学の「常識」がくつがえされた
○ハイゼンベルクが提唱した「ハイゼンベルクの不等式」によれば、たとえば、電子の位置と運動量(電子の動き)を同時に正確に測定することは不可能である
「ハイゼンベルクの不等式」は実際の実験によってではなく、思考実験によって導いたものである
・「ハイゼンベルクの不等式」は物理学の「常識」とされてきた
◎日本の小澤正直が「ハイゼンベルクの不等式」の不備を改良した「小澤の不等式」を提唱した(2003年)
「小澤の不等式」によれば、位置と運動量の同時測定が可能な場合がある
◎2012年1月15日付の発表(Nature Physics 電子版)で、名古屋大学大学院の小澤正直教授とウィーン工科大学の長谷川祐司准教授らの共同研究グループが「ハイゼンベルクの不等式」の破れを実験的に観測することに成功し、「小澤の不等式」の成立も確認された
◎「ハイゼンベルクの不等式」が成り立たない場合があることが実証され、物理学の「常識」がくつがえされた
★「物理学、まだこんなに謎がある」小谷太郎、ベレ出版 および
「数学は世界を解明できるか」丹羽敏雄、中公新書 より
◎3体問題
○2つの天体の運動は2体問題としてとらえればニュートン力学で予測できる
たとえば、太陽と地球だけで考えて他の天体の重力の影響を無視すれば、地球の未来の軌道はかなりの精度で予測できる
○ところが、3つの天体の運動は予測できない
たとえば、月を加えて、太陽と地球と月の3天体の軌道を考えるとこの3天体の軌道は予測できない
3天体が互いに重力をおよぼしながら運動するとき、その3天体の軌道を表す解を求めよという問題を3体問題という
3体問題は2体問題よりはるかに難しい問題で、ポアンカレが3体問題が解けないことを証明した
3天体を考えると予測不可能なカオス系の一種になる
決定論的なシステム(初期条件が決まればその後の状態が完全に決まるシステム)でも、初期条件のわずかな違いで、そののちの時間的発展が大きくずれて予測不可能な現象が現れる場合があり、そのような挙動はカオスと呼ばれている
3天体の未来の軌道は、近似的な方法でも計算できない
たとえば、地球は太陽のまわりを楕円軌道を描いて回っているといわれるが、本当は楕円軌道ではなく、きわめて複雑な運動をしているのである
月の運動でもきわめて複雑で、完全に理解できているわけではない
太陽系の長期的な未来のかたちを予測するのはきわめて困難である
太陽系は現在は安定であるが、将来こわれる可能性もある
○天気予報の場合、数日の予報はスーパーコンピュータで計算され予測できるが、どんなにスーパーコンピュータの性能が上がったとしても、たとえば1か月後の天気予報は不可能である
カオスを示すシステムの時間的な変動をコンピュータで計算する場合、最初の小さな違いがのちに大きな誤差となるからである
★人間はなんぼ偉そうなことを言っていても、2つの物体はあつかえるが、3つになるとお手上げなんだ