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　以前、予告しました通り、ブライアン・グリーン著、青木薫訳「時間の終わりまで」（ブルーバックス）を読了した後、今は再読しております。

　一回目は、著者特有の韜晦的な書き方によって、正直、よく分からない部分が多かったのですが、再読すると、意味がよく分かるようになりました。えっ？韜晦（とうかい）的の意味が分からない？　衒学的の正反対です。えっ？　衒学的も分からない？　韜晦的とは、自分の才能を包み隠すこと。衒学的とはその逆で、自分の知識を自慢したり見せびらかしたりすることです。

　著者のグリーン氏は、自分の知識を包み隠すような書き方で、はっきりした結論は書かないように一回目に読んだとき思ったのですが、二回目に読んだ時は、実は印象が少し変わりました。例えば、１０９ページに「ビッグバンから、１０億分の１の１０億分の１のさらに１０億分の１秒後には、斥力的重力は空間の小領域を大きく引き伸ばし、…広がった。…それと同じくインフラトン場もまた、いずれ『破裂』し、場の粒子たちは霧になる。」と書いた後、「その粒子たちが正確に何だったのかは分かっていない」とはっきりと、分からないことは分からないと明言しておりました。

　宇宙の生成から終焉において、熱力学第二法則の「エントロピーは増大する」というキーワードが最も重要で、本書の後半にかけても何度も出てきましたが、この意味を深く理解することがなかったので、１回目に読了したとき、どうも痒い所に手が届かなかった読後感がありました。が、再読してみたら、前半で、はっきりとエントロピーとは何かについてかなり詳述されていたことが分かりました。一回目は一体、自分自身何を読んでいたのかしら？

　「エントロピー」とはざっくばらんに「無秩序状態」と翻訳して良いと思いますが、本書の７０ページでは、実に分かりやすく、エントロピーとは何なのか説明してくれています。一回目で読んだはずなのに、覚えていなかったとは本当に情けないですね。メンタルの不調のせいにしておきます（笑）。

　著者はこのように書いています。（少しだけ差し替えています）

　エントロピーは時間とともに増大する圧倒的な傾向がある。きれいにアイロンのかかったシャツが皺になるように「特別な配置は平凡な配置に近づく傾向がある」とか、整理されたガレージが、道具類や収納箱や遊び道具がごちゃ混ぜに詰め込まれた物置になるなど「秩序は無秩序になる傾向がある」といったことだ。

　なるほど。エントロピーが増大する、とはガレージが散らかったり、シャツが皺になったりすることでしたか。こりゃあ、分かりやすい。

　また、著者のグリーン氏によると、宇宙が生成されるきっかけとなったビッグバンは、高度に秩序立った極めてエントロピーが低い出発点だったといいます。つまり、最初は極めて秩序が整った状態だったということです。それが、熱力学第二法則により、エントロピーが増大すると、宇宙に存在するもの全ては、衰え、劣化し、朽ちるという、抗いがたい傾向を持ってしまうのだといいます。ということは、これで、宇宙に終焉があるという結論が導き出されるわけです。

　その前に、地球の生命体の一つである人類の消滅が先にあります。人類だけが持つ「考える」という行為そのものも、（思考することによって）無益な環境エントロピーを増大させてしまうせいで自滅するともいいいます。あまり、自分勝手に苦しんだり悩んだりしたら、エントロピーが増大するということなのかもしれません。

　ところで、１８世紀のニュートンの時代まで人類はモノが引き寄せられる「重力」しか分かっていませんでしたが、２０世紀になって、その逆のモノが引き離される「斥力」が発見されました。同じようにエントロピーが増大する、とだけ考えられていたのに、エントロピーは減少することも分かってきました。エントロピーの減少とは、カメラを逆回しにしたようなＳＦのような世界ですから、専門外の私からはうまく説明できませんが、この本にはそういった話も多く出てきます。

　いずれにせよ、私自身は「エントロピーが増大する」とはどういう意味なのか？ 再読してやっと分かったという､実に情けない恥さらしなお話を御紹介しました。

　　現代の理論物理学は、「相対性理論」と「量子論」の二つの革新的理論に代表され、目下、この二つの理論を統合した「究極の理論」の構築の段階に入っていることは、この渓流斎ブログをお読み頂いている皆様は熟知されていると思います。

　このブログでは、これまで、超ひも理論に代表される究極の「万物の理論」と「相対性理論」は取り上げさせて頂きましたが、「量子論」はまだでしたので、またまたNewton別冊「知識ゼロから理解できる　量子論の世界」（ニュートンプレス、２０２３年５月１０日初版、１９８０円）を買って来ました。読み始めましたが、なかなか手強いです。もっと頭が柔らかい若い頃に勉強したかった、と声を大にして言いたいのですが、私が若い頃は、量子力学、もしくは量子論はほとんど習いませんでした。（本書によると、量子論の中に量子力学や量子化学などがあり、量子論の方が意味が広いといいます）。文系バリバリの私が、量子論といえば、辛うじて、ハイゼンベルクの「不確定性原理」という名称を聞いたことがあるぐらいで、恐らく、当時（１９６０～７０年代）の文部省の学習指導要綱の文系必修科目に量子論はなく、大変失礼ながら、当時の理科の先生も量子論には精通していなかったと思います。

　今回取り上げた「量子論の世界」は「知識ゼロから理解できる」と銘打っておりますが、やはり、知識ゼロでは理解できないのではないかと思います。後で詳しく触れますが、理解しようと思っても、とても理解できない「現象」が出てきます。

　まず、量子とは何か？ーですが、それは、粒子と波の性質を併せ持ったミクロな物質のことで、物質をつくっている原子そのものや、その原子を形作っている電子、中性子、陽子が代表的なものです。光を粒子として見たときの光子やニュートリノやクォーク、ヒッグス粒子などの素粒子も量子に含まれます。そう言えば、量子とは何か、すら私は最近知りました。特に、ニュートリノやクォークといった素粒子についてはつい最近です。

　続いて、量子論とは何か？ーですが、それは「非常に小さなミクロな世界で、物質を構成する粒子や光などがどのように振舞うかを解き明かす理論」だといいます。扱うミクロの世界とは、原子や分子のサイズで１０のマイナス１０乗メートルです。つまり１０００万分の１ミリ以下の世界だといいます。原子核ともなりますと、１０のマイナス１４乗メートル、つまり１０００億分の１ミリとなりますから、あんぐりと口を開けたくなる世界です。

　私は素人ですから、電子顕微鏡でもあれば、量子を観察できると思っておりましたが、１０００億分の１ミリの原子核を見ることが出来る顕微鏡なんてあるのかしら？　多分、見られないことでしょう。量子論自体も諸説あり、まだ実証実験で確認されていない理論もあるといいますから。

　量子論を理解するカギとなる重要項目が二つあるといいます。一つは「波と粒子の二面性」、もう一つは「状態の共存」です。一つ目の「波と粒子の二面性」とは、電子などのミクロな物質や光は、波のような性質と粒子のような性質の両方を持つということです。これは、相対性理論の時にも勉強しましたので、スッと頭に入りました。

　よく分からなかったのは二つ目の「状態の共存」です。先述しましたが、理解しようと思っても、とても理解できない「現象」です。この本の４２ページにこんなことが書かれています。

　箱の中にボールを入れて、揺らして、真ん中に中敷きを挿入すると、ボールは右か左のどちらかにあるはずです。しかし、量子論によると、電子は左右両方に同時に存在することになります。「一つの物体は、同じ時刻に複数の場所に存在できない」ことは常識ですが、ミクロの世界ではそれは通用しません。一つの物体は、同じ時刻に複数の場所に存在するというのです。これは、電子が複数に増えるということではなく、箱のふたを開けて電子がどちらかにあるかを観測すると、右か左かのどちらかにあることが「確定」します。電子は「観測前」に右にいる状態と左にいる状態が「共存」していますが、観測して初めてどちらの状態が観測されるかが「確定」します。この時、どちらの状態が観測されるかを「確率的」に予測することは出来ますが、「確実」な予測はできません。この話は奇妙で納得がいかないでしょうが、それも仕方ありません。量子論では常識を捨て「物の存在」について根本から考え直す必要があるのです。

　箱の中で電子が観測後に左にあることが分かったとしても、もともと電子が左側にあったわけではなく、「左右両方に存在する状態」が観測によって、「左側に存在する状態」に変化したのです。つまり、観測すること自体が、電子の状態に影響を及ぼしてしまうのです。

　そう言われましてもねえ。。。

　とは言いながらも、私は何となく分かる気がします。常識では理解できない世界が量子論だという覚悟さえあれば、少しも怖くありません。

　量子論のお陰で、ビーム（ＣＤやＤＶＤなどの読み書き）が開発され、半導体（スマホやドローンなどにも応用）の性質が分かるようになったといいます。コンピュータ技術の発展も量子論抜きには語れないのです。

　勿論、私が最も関心がある宇宙論もそうです。人類としてこの世に生を受けたからには、量子論ぐらい知っていても悪くはないなあ、といった気分です。いや、今は安価で情報が手に入るので有難い世の中です。私も衰えた記憶力に負けないよう、量子論の勉強に励もうと思っておりまする。

　相変わらず、理系の勉強をしています。「相対性理論」を読み終えたので、今読んでいるのは、Newton別冊「宇宙の終わり　誕生から終焉までのビッグストーリー」（ニュートンプレス）です。この本は購入するつもりはなかったのですが、書店でやたらと「宇宙の終わり」関係の本が平積みになっていて、「えっ？宇宙に終わりがあるの？？　こりゃ、大変だあ。どれか１冊ぐらい買わないとまずいかな」と衝動買いしてしまいました。

　そして、読み始めたら、これがめっちゃ面白い（まだ前半ですが）。「宇宙論」に関しては、これまで他に何冊か読んでいたので、基礎知識は習得済みです。ビッグクランチだのインフレーション（経済用語にあらず！）だのダークマターなぞと言われても、全然、怖くありません（笑）。

　でも、これらの専門用語を知ったのも、つい最近のことです。私の子どもの頃も、学生時代も一切、習ったことはありません。「宇宙＝１３８億年」は、今や常識になっておりますが、この説が定着したのは２１世紀になってから、しかもつい最近です。それぐらい、日進月歩の勢いで、宇宙論は進んでいます。

この本では宇宙のはじまりと終わりのことが詳細されています。宇宙は「無」から始まったのか？　それとも、もともと何かがあって始まったのか？　一方、宇宙の終わりとは、宇宙が崩壊、消滅して、また「無」になるのか？　それとも、また新たに生まれ変わるのか？ー壮大な物語が展開されます。

　１９６４年、宇宙のどの方向にアンテナを向けても、同じ強さの同じような謎の電波が観測されました。発見したのは天文学者のアーノ・ペンジアス（１９３３～）とロバート・ウィルソン（１９３６～）の両博士です。この謎の電波は「宇宙背景放射」と呼ばれるようになりました。昔のアナログ・テレビは、番組が終了すると、ザーと「砂嵐」のような画面が表示されましたが、この砂嵐の１％は、アンテナが受信した宇宙背景放射によるものだといいます。結構、我々は、宇宙背景放射と身近に接していたわけです。

　この宇宙背景放射を精密に分析すると、宇宙の成り立ちと構成要素が分かるといいます。２００９年に欧州宇宙機関が打ち上げた衛星「プランク」が観測した宇宙背景放射と外部データを組み合わせて分析して２０１８年に発表された「宇宙の組成」によると、既知の物質（原子など）はたったの５％で、正体不明の物質「ダークマター」が２６％、正体不明のエネルギー「ダークエネルギー」が６９％で構成されていることが分かったといいます。つまり、宇宙の９５％は何で出来ているのかさっぱり分からないということになるのです。これでは、絶対的に、科学的に証明できる宇宙の始まりも終わりも断言することが出来ないはずです。

　また、この分析の結果、宇宙の年齢は、１３７．８７± ０．２０億歳だということが分かりました。なあんだ。「宇宙＝１３８億歳」というのが定説になったのは、２０１８年だったのですか。ついつい、最近ではありませんか！（それまでは、「宇宙＝１３７億歳」説だったようです）

　宇宙１３８億年の歴史は、地球４６億年の歴史よりも、チンパンジーから分岐した猿人類７００万年や現生人類ホモ・サピエンス３０万年の歴史と比べるとあまりにも長く、壮大です。

　私も「遅れて来た青年」ではありますが、今から勉強してもまだまだ十分間に合うと思いました。だって、まだ９５％もの宇宙の成分が何なのか、実体が分かっていないのですから。

　ミチオ・カク著、斉藤隆央訳「神の方程式ー『万物の理論』を求めて」（ＮＨＫ出版）を読んでいます。まだ途中で、３分の２ぐらい進んでいます。

　でも、登山でいうところの「難所」があり、途中で引き返したくなるほど読むのが難儀してしまう箇所もありました。特に量子論に入った頃から難しくなりました。ノーベル物理学賞を受賞したリチャード・ファインマン博士ですら「量子力学を理解している人は誰もいないと言っていいと思う」と発言するぐらいですから、まして文科系の素人をや、です。それに、学生時代は量子論なんて全く習いませんでしたからね。

　この本は２０２２年４月３０日初版ですから、出版されて１年以上経ってますが、日本ではあまり大きな話題になりませんでしたね。「神の方程式」ですから、新興宗教の聖典と勘違いされたのでしょうか？　でも、この本は、理論物理学の一般向けの好著だと思います。難しい数式は本文では避けて、註釈の中に登場させています。また、訳者の斉藤氏の翻訳がこなれていて読みやすいお蔭で、文科系の素人でも理解しようと頑張れば出来るからです。

　この本は、このブログで以前ご紹介したニュートン別冊「学びなおし　中学・高校物理」（ニュートンプレス）を読了した際にも取り上げました。繰り返しになりますが、現代の最先端の物理学は、マクロな世界を記述するアインシュタインの一般相対性理論と、ミクロな世界を記述するシュレーディンガーやハイゼンベルクらの量子力学（量子論）を融合した「究極の理論」を構築しようとしていて、未だにその統一された「万物の理論」は出来ていません。本書はそれまでに至る過程というか、偉大な科学者の業績と歴史を辿り、今後の展望を探っています。つまり、この１冊で、最先端の物理学が分かるわけです。先のブログでご紹介した通り、著者のミチオ・カク（賀来道雄）氏（７６）は、日系３世の米国人で、ニューヨーク市立大学教授です。米国では、テレビの多くの科学番組やニュースの解説者として登場し、大変な有名人のようですが、不勉強な私は存じ上げませんでした。

　私は文科系の人間ですが、最先端の物理学の礎を築いたニュートンとアインシュタインの二人の科学者について、著者の見方が面白かったです。カク氏によると、ニュートンは、孤独を好み寡黙で、人間嫌いと言っていいほど。生涯の友はおらず、日常会話も満足に出来なかった、とまで言ってしまっております。一方のアインシュタインは、社交的で、人間的で気取らず、周囲の人間はその高潔さに圧倒されるものの、誰からも愛される性格だったといいます。文科系の人間は、理論よりも、こういった人間臭い話の方が好きです（笑）。

　カク氏は大学の先生ですから、説明の仕方も分かりやすいです。例えば、こんな感じです。

　アインシュタインは見事にこう見抜いた。光の速度は不変だから、光速を不変にするために、時間と空間が歪むのに違いない！

　アインシュタインは、万有引力が実は錯覚であるという見事な知見を得た。物体が動くのは、重力や遠心力で引っ張られるからではなく、周囲の空間の湾曲によって押されるからである。もう一度言おう。重力が引っ張るのではなく空間が押すのだ。

　このように、「時空は重い質量によって歪み、重力による力の錯覚をもたらす」という一般相対性理論を一般向けに易しく解説してくれます。

　さて、究極の万物の理論が構築されると何が解明されるのか？　著者は、それについても明確に答えています。著者によると、究極の理論とは、自然界の四つの力（重力、電磁力、強い核力、弱い核力）が一つの理論にまとまる考えだといいます。疑問が解明する可能性があるものの中にはー。

●ビッグバンの前に何が起きていたのか？　そもそも何故ビッグバンが起きたのか？

●ブラックホールを抜けた向こう側に何があるのか？

●タイムトラベルは可能なのか？

●いくつもの並行宇宙からなるマルチバース（多宇宙）は存在するのか？

　等々ですが、あれっ？です。最先端の物理学の究極の理論というのは、宇宙論のことではありませんか！（つづく）

【追記】２０２３年８月２４日

　ニュートンとアインシュタインという２人の天才に関して、もう一つ、人間的な側面を追加しておきます。

　・人間嫌いで奥ゆかしいニュートンは、自分の著作の出版を考えていませんでしたが、ニュートンの業績に感嘆して、その著作の印刷費用を支払うことを申し出たのは、「ハレー彗星」で名を残した天文学者のエドモンド・ハレーだった。その著作とは、科学史に残る重要な最高傑作の一つとなる「プリンシピア　自然哲学の数学的原理」（１６８７年）だ。

　・アインシュタインは、ロングスリーパーで、毎日１０時間寝ていたといわれる。