いよいよわからなくなってきた
『雑学』を書くのはすごく久しぶりのような気がするな。
『不確定性原理』を書くために
どうしても『相対論』が要りそうだってことで
挑戦してみたけど
読めば読むほど
わからなくなってくるんだよ。
そのうえ一項目がなんとなく
わかったような気になれば
それに倍するくらいの
疑問が出てくるんだからね。
こまったもんだ。
一応自分である程度理解したうえで
はじめて書き出そうとしていたんだけど
自分が納得できるには
何年かかることやら。
なんといってもそこまで
寿命が持つかどうかのほうが
問題になりそうなんだよな。
だから、わからないままで
書いてみたら何とかなるんじゃないかなんて
甘い希望で書き出してみようと思うんだ。
だからけっこうはなしが
あちらこちらにぶっ飛んだり
初めと後半で違ったことを書いたりするけど
そのあたりは許してもらえたらうれしいな。
って、いつも謝ってばかり
もしくは布石を打ってばかりだね。
さて、不確定性原理を書くためには
相対論がいるんじゃないかって考えたのは
どうやら量子論ていうのが
三次元だけの解釈じゃ
説明できないんじゃないかって
思えたからなんだ。
とくにハイゼンベルグさんの
量子の存在を『行列』で表すなんていうのは
少なくとも三次元だけの解釈じゃないよね。
ハイゼンベルグさんは『ｎ』個の
行列を考えていたみたいだけど
最低でも四次元の物理量を
考慮しなくちゃ
想像することもできなさそうなんだよな。
四元物理量
物理量ってものを聞いたことがあるかな？
というか、大きさとか重さなんてものを
ひっくるめて
そういった定義がされているなんて
ぼくは知らなかったよ。
物理学では
「物理学における一定の体系の下で次元が確定し
定められた物理単位の倍数として
表すことができる量のこと』
ってのが定義らしい。（？？？）
たしかに基準は作っておかないと
ややこしい。
もともとあったMKS単位系
（メートル（ｍ）・キログラム（ｋｇ）・秒（セコンドｓ））
を拡張してSI単位系（国際単位系）っていう
７つの基準（キログラム (kg)・メートル (m)・秒 (s)
アンペア (A)・ケルビン (K)・モル (mol)・カンデラ (cd)）が
基準になっているそうなんだけどね（？）。
こんなのは必要な人だけ覚えていれば
いいと思うから
一番なじみのある長さ（ｍ）で
はなしを進めてみよう。
点を０次元ってことにする。
あくまでも理屈の上の点だけどね。
じっさいの点なんてものは
ぼくたちには見えないはずだもの。
で、点を０次元とすると
そこから引かれた線が一次元。
それを直交座標で広げると
（これって言葉で書くとややこしいね
算数なんかのX軸、Y軸って感じなんだけど）
面になるよね。
これを二次元。
向きの異なる長さと長さで
面になるわけだ。
続いてその面に直交座標を引くと
三次元になる。
X軸、Y軸の図表は感覚でわかるけど
なかなかそこにZ軸を直交させるって
想像しにくいけど
まだここまでならついていけそう。
縦・横・高さ
高さ・巾・奥行きってことだもんね。
そこにもうひとつ直交座標を引くって
ここまできたらぼくの想像の域を超えちまうんだけど
そうすることによって
はじめて今ぼくたちのいる世界が
ある程度までわかるっていうんだから
困ったもんだ。
こいつが4元物理量ってことらしいんだけどね。
次元
「物理学とは人間が認識しうる自然現象を研究する学問」である。
これって『なるほど』と思わせられる言葉だね。
相対論をあちらこちらで調べていると
何度かであった言葉。
もう一つあったよ。
「数学とは学問ではない」っていうのも。
勘違いしないでね。
これってぼくもいつも言っているけど
数学とは言語だってことに近いと思うんだ。
物理現象を他者に伝えるため
もしくは記録するためには
数学は必需品。
だから数学の基礎が無くては
どんな学問も成立しないってことなんだよね。
さて、物理学ってものが
自然現象（人間に認識できる）を
研究するための学問ってことになると
次元もひとまず四次元で考えないといけなくなる。
数学で言えばｎ次元（ｎっていうのは幾つでもいいわけだ）
なんてものも考慮に入れていくけど
ぼくたちが認識できるものは
縦・横・高さと時間ってものじゃないかな。
一応３次元の縦・横・高さは
基本として置かれているけど
数学での考えだと
４次元っていうもう一つの座標が
時間だとはされていないんだ。
でも一応物理学のようなものを
考えようとしているんだから
ひとまずここは
縦・横・高さ・時間の
４次元を考えていこうと思うんだよね。
ぼくにはなかなか難しいんだけど
あたまの中で
４本の線が直交する図を考えてみて。
なぜ４元物理量？
量子力学と相対論。
物理学の両極にいるような学問に見えるよね。
どちらも普通（何を普通っていうのかは知らないけど）の人間には
想像の及ばないところの研究なんだよ。
量子論は小さすぎて見ることができないし
相対論は大きすぎて人間の観測能力が及ばない。
極小と極大の対決。
どちらにしても人間の能力が
及びそうもないところだよね。
でも、そこに切り込んでいくのが
科学者たちの変態性。
人間の単純な感覚では
絵に描けないものを
理論と感性で紡ぎだす。
いやぁ、ほんとうにかれらには頭が下がる。
ただ、本当に小さすぎたり
大きすぎたりしているから
物の本質
それがどこにあるのかとか
どう動いているのか
（位置と運動量っていわれるけどね）
をどうやって調べようかってことで
科学者たちが努力していった軌跡なんだよね。
不確定性原理ってのは
「位置と運動量には不確定な関係がある」っていうのが
ある意味結論なんだけど
そうなると当然
「時間とエネルギーにも不確定な関係がある」っていうことが
出てきちゃうんだとね。
だから時間を一つの要素として入れるという
４元物理量ってのが要りそうなんだよ。
もうひとつ問題として
運動量とエネルギーってのが
どう違うのかってアプローチもあるんだけど
それはまたの機会に置いておくとして
どちらにしても古典力学（ニュートン力学）だけの
考えかたじゃ
うまくいかなくなってしまったってことだ。
で、この極大と極小の世界。
踏み込む糸口はどちらも『光』。
量子力学は光は粒子と波動を併せ持つ
（この光っていうのも
電磁波全般を評しているのか
可視光だけを指しているのか
もうひとつぼくにはわかっていないんだけど）
っていうのが取っ掛かりになっていたし
相対論は光の速さが
いつだって一定だっていうことが
始まりみたいだね。
とにかく、うまく書けるかどうかは別にして
相対論に少しだけ足を踏み入れてみよう。
