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Author:吉田 たかよし

Title:世界は「ゆらぎ」でできている~宇宙、素粒子、人体の本質~ (光文社新書)

Date:火曜日 11月 6, 2018, 50 highlights

@152
原子1個、電子1個といった極小の世界では、すべての物質が確実に揺らいでおり、この揺らぎが多くの物理現象を支配しています。これを解き明かしたのが、
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@166
量子化学を応用すれば、理論的には、すべての化学反応をコンピューター上で再現できます。つまり、実験をしなくても、どのような反応が起こるのか予測
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@178
量子とは、ふだんは耳にしないことばですが、「量の最小のかたまり」という
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@180
長さにも時間にも、ものすごく小さい物理量としての最小のかたまりがあります。日常生活では、長さも時間も連続した量のように感じますが、実は、長さには1・616× 10 のマイナス 35 乗メートル、時間には5・391× 10 のマイナス 44 乗秒という最小のかたまりがあり、それ以上は細かくなりません。このため、ミクロの世界では、長さも時間もエネルギー量も連続した値ではなく、飛び飛びの値をとり
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@224
国家や民族の誇りを、領土争いなどの狭小なナショナリズムに 委ねるのではなく、科学研究という人類全体への貢献で競い合うというのは、社会のあり方として実に
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@234
あくまでも、1個の電子は1個の電子です。ただし、ある瞬間に「ここにある」というような確固たる存在ではなく、原子核のまわりにぼんやりと広がっていて、それぞれの場所に存在する確率しかわからないというもの
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@239
電子の正確な位置は、今後、科学技術がどれだけ進歩しても厳密に確定することはできません。なぜなら、ミクロの世界では、すべての物質はもともと揺らぎを持って存在しているので、どこに位置しているのかは確率でしか表すことができ
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@249
極論すれば、地球も含め、この宇宙で起こるすべての化学反応は、シュレディンガー方程式によって引き起こされて
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@264
現在では、電子であっても陽子であっても中性子であっても、物質が小さければ、すべて「粒」と「波」の2つの性質を持っていることがわかってい
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@445
物質波とは、「存在する確率」の揺れと考え
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@478
アインシュタインもシュレディンガーも、それに代わる説得力のある解釈を築き上げることはできませんでした。アインシュタインは人生の終末まで悩み抜き、シュレディンガーにいたっては途中で量子論がすっかり嫌いになり、晩年は「こんな研究なんてしなければよかった」と語ってい
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@517
物質波の波長が、運動量に反比例することを明らかにしました。運動量は、質量に速度をかけたものです。つまり、質量が大きくなればなるほど、物質波の波長は小さくなるのです。  電子の質量はものすごく小さく、わずか9・1× 10 のマイナス 31 乗キログラムです。このくらい質量が小さくて、物質波の波長は、やっと原子くらいの大きさに
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@547
物質を構成する究極の最小単位を 素粒子 といい
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@559
ひもが揺らいで素粒子になる」というのは、第1章で扱った量子論の揺らぎとはまったく次元の違う、異質なもの
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@568
超ひも理論によれば、さらに小さな素粒子の世界まで踏み込むと、粒子としての性質についても、ひもの揺らぎで成り立っているというのです。さらに驚くのは、一部を除き、大半の素粒子はひもの揺らぎ方が違うだけで、ひもそのものが違うわけでは
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@588
人間の身長を思いきって銀河系の大きさまで拡大したとしましょう。そうすると、原子1個の大きさは地球と太陽の距離くらいになります。  ところが、それだけ大胆に拡大しても、素粒子のひもの長さは、やっと原子1個くらいの大きさにしかなりませ
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@635
標準模型 と呼ばれて広く認められている理論によれば、素粒子は 17 個とされてい
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@709
もし、ミクロのひもが何らかの材質でできていれば、その材質を構成している物質が究極の素粒子だということになります。つまり、ミクロのひもは素粒子ではないことになってしまい
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@711
素粒子を構成しているミクロのひもは、そもそも太さはないので、構成している材質もありません。ただ長さのみを持っていて、それが揺らいでいるだけです。この長さを持つということが、超ひも理論の真髄の部分
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@715
究極の粒子が点だとすると、後ほど述べますが、重力を統一的に理論に組み込めないなど、どうしても説明がつかないことがいくつか見つかったのです。ところが、点ではなくて、長さを持つ「線」が振動していると仮定すると、説明が可能になるの
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@728
ひもは、揺らぎを与えるための仮想的な材料にすぎず、本当はひもさえなくて、存在しているのは揺らぎだけだと言ってもいいくらい
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@745
力には様々な種類があるように感じますが、突き詰めていくと、電磁気力、強い力、弱い力、重力という、たった4種類のどれかに当てはまり
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@766
未だに発見されていない理由は明らかです。重力はあまりにも小さな力なので、それを媒介するグラヴィトンも、他の粒子とほとんど相互作用をしないと考えられるの
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@841
CERNにある大型ハドロン衝突型加速器(LHC) で、円周はなんと2万6659メートルもあります。これは前述したように、山手線に相当する規模で、それだけの大きさがあるからこそヒッグス粒子が検出できたわけです。ところが、超ひも理論を証明しようと思うと、これでもまったく大きさが足りないのです。研究者の中には、地球一周どころか、なんと冥王星の軌道くらいの加速器が必要になると予測している人もい
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@887
もし量子の揺らぎが宇宙の揺らぎを生み出さなかったとしたら、銀河も恒星も惑星も存在しなかったことが、この分野の研究で明らかになってきまし
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@955
宇宙のありとあらゆる方向から、 マイクロ波 が地球に飛んできて
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@967
すべての物質は、収縮すると温度が上がり、膨張すると温度が下がります。当時、すでに宇宙が膨張し続けていることがわかっていたので、宇宙はどんどん冷やされてきたはず
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@1034
銀河系を回る恒星にも遠心力につりあう重力が働いているはずです。そのためには、目に見える通常の物質の他に、その6倍程度の重力を持つ未知の物質があるはずなのです。これが
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@1049
宇宙の中で目に見える物質の割合はわずか5パーセントに過ぎません。 27 パーセントが未知のダークマター、さらに 68 パーセントが ダークエネルギー と呼ばれる未知のエネルギーだとされてい
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@1092
初期の宇宙に揺らぎがなかった場合、水素とヘリウムが薄く広がるだけの暗黒の世界でした。どこまで行っても、水素とヘリウム以外に何もない、実につまらない宇宙になっていたの
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@1106
揺らぎが大きければ、きっと、もっとドラマチックな宇宙になっていたはずだと期待されたかもしれませんが、実際はその正反対だったようです。物質が濃いところに集まりすぎると、強い重力に押しつぶされるので、そこらじゅうにブラックホールができてしまいます。そのため、宇宙はブラックホールだらけの暗黒の世界になっていたというのがシミュレーションの結果でし
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@1117
現在の宇宙科学では、宇宙が誕生した直後、たった1秒よりもはるかに短い時間内に、宇宙は原子1個よりも小さい状態から猛烈な勢いで引き伸ばされたと考えられてい
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@1124
ここまで引き伸ばされるのが速いと、光の速度を軽く超えてしまいます。それでは、光速を超えることはないとするアインシュタインの特殊相対性理論に反する気もしますが、この場合は、空間の中で物質が光の速度を超えて移動したのではなく、空間そのものが光速を超えて引き伸ばされただけなので、特殊相対性理論に矛盾するわけではないというのが、理論物理学者の共通した見解
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@1130
このあたりの大きさになるまでは、宇宙はエネルギーのかたまりでした。あまりにも高エネルギーだったので、物質は存在できなかったのです。それが、宇宙の膨張によって温度が下がり、エネルギーが物質に形を変えていったわけ
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@1264
1/fの揺らぎによってリラックスできることが実証できている」と断言できるような研究成果は見当たりませんでし
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@1352
フラクタル次元が1・3から1・4の間にあるからリアス式海岸に見えるとも言えるということです。実際、本当はリアス式海岸の形であっても、たまたまフラクタル次元がこの範囲から外れると、私たちの目にはそうではないように見えてき
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@1354
私たちの脳は、無意識のうちにフラクタル次元を頼りにして、自然界にある複雑な図形が何なのかを認識してい
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@1581
要素が2つの場合なら大半は簡単に計算できるのですが、要素が3つになっただけで、ほとんどの場合、厳密には計算できなくなります。これは 3体問題 と呼ば
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@1676
被験者はいったい今が何時なのか、まったくわかりません。そんな環境の中で、好きな時間に眠り、好きな時間に起きるようにしてもらったところ、しばらくすると多くの被験者が 25 時間周期で寝起きするようになっ
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@1686
朝日の光で調節するということが極めて合理的なわけです。もし、 24 時間で調節する仕組みだったら、季節による時間調整にははるかに複雑な仕組みが必要となり、うまく機能させるのは難しかっ
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@1691
月が地球のまわりを1周する速さはこれよりはるかに遅かったため、地球には潮の満ち引きによるブレーキがかかりまし
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@1750
心臓の筋肉は基本的には細胞分裂をすることはなく、赤ちゃんの頃に授かった細胞を一生涯、大切に使い続けるしかありませ
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@1787
桿体細胞や錐体細胞、それに視神経は、心臓の筋肉と同じように基本的には再生しませ
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@1929
他人の意見に流されることが全面的に良くないことだとすれば、こうした遺伝子はとうの昔に淘汰されているはず
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@1934
アフリカで多く見られる鎌状赤血球症という遺伝病は、確かに貧血になりやすいという問題はあるのですが、蚊が媒介するマラリアにはかかりにくくなるので、マラリアが多発している地帯では逆に生存に有利であることがわかってい
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@1937
私たち日本人は、世界でもまれに見る糖尿病になりやすい民族です。これは、糖尿病になりやすい遺伝子を受け継いでいるためです。なぜこのようなやっかいな遺伝子を持つことになったかというと、糖尿病になって血糖値が上昇すると凍死しにくくなるため、氷河期にシベリアに住んでいた日本人の祖先にとっては、生き残るためにこの遺伝子が有利に作用したためだというの
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@1957
うつ病は人類が生き残るための手段だったのだという、常識を根底から覆す学説が発表され
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@1963
人類が生存していく上で、伝染病は最も脅威となるものでした。伝染病が流行すると、場合によっては、一族がことごとく絶滅してしまいます。  しかし、一族の中で一定の割合でうつ病の患者が生まれるようにしておくと、伝染病が流行している時期に他人と接触を持たないため、感染を避けることができ
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@1966
うつ病になると食欲が低下しますが、伝染病の多くは、食事を通して病原体が体内に侵入するため、これも感染の予防に効果があり
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@1976
命を落としかねない危険な動物や敵と戦う前には、精神的に大きなストレスを受けます。このとき、ストレスによって一部の人がうつ病を発病すると、勇敢に戦おうという意欲が起きないため、少なくともその人だけは、生き延びるのに役立ち
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