★★ Q&A・2008 ★★

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質問 『光の場、電子の海』の第8章「くりこみの処方箋」を読んで思ったのですが、たとえば、電子が放出した光子をふたたび自分で吸収する場合に起こる無限大は、光子を放出したまさにその時刻に、光子を吸収する場合を考えた際に生じます。この無限大は、(光子を吸収する)時刻を(光子を放出した時刻と同時刻として)正確に決めたために、q数の性質(不確定性原理)からエネルギーが不定になることと関係あるのでしょうか? 関係あるとすれば、電子が放出した光子をふたたび自分で吸収する場合、光子を吸収する時刻は、不確定性原理から正確に決めることができず、従って光子を放出した時刻に光子を吸収するとういうこともなく、無限大は生じない−−としてはいけないのでしょうか? つまり、位置を正確に決めると運動量が不定になるのと同じように、時刻を正確に決めるとエネルギーが不定になるというだけの話であって、くりこみの処方箋は必要ないという議論です。そんなはずはないと思いますが、なぜ、くりこみの処方箋は必要なのでしょうか?【現代物理】
質問 e(ネイピア数)って何なのでしょうか? いまいちこの数字の重要度が理解できませんし、定義などをみても自分の中で釈然としません。電気の分野ではオイラーの定理などでよく知られており、e を底とする指数関数 y = ex は x で微分しても積分しても形を変えません。y = ax を微分しても形を変えない a を e とするならば、 lim[h→0]e = (h+1)h/h という定義に行きつくことは容易にわかるのですが。汚い言葉ですが「だから何?」って思ってしまうんです。「微分しても積分しても形を変えない」ことがどのような経緯で重要視されたのか‥。数学的に特別な数であっても、所詮この定義を満たすだけの数だけだと思うのですが‥。【その他】
質問 ホーキング輻射は本当に正しいのでしょうか? 仮想粒子は本当は存在しないのでは?【現代物理】
質問 いわゆる標準理論が重力を扱えるようになる可能性は皆無なのでしょうか? もしそうなら、「ひも理論」以外に重力を扱えそうな理論はないのでしょうか?【現代物理】
質問 大阪大学の荒田吉明名誉教授が、2008年5月22日に固体内核融合(常温核融合)の公開実験を行ない、成功したということですが、マスコミなどには無視されているようです。物理の専門家からみて、この実験は、どういうレベルのものなのでしょうか? 常温核融合とはあり得ることなのでしょうか?【現代物理】
質問 人間はさまざまな発想をすることで科学を進歩させてきました。コンピューターにも似たような発想させることはできますか? コンピューターは単位時間あたりの単純演算の回数が多いだけの機械で、プログラムされたアルゴリズムに初期値だけ与えれば必然的に答えを指し示すだけのものであり、「発想」という作業に関しては基本的に無理なのかと思うのですが…どうなのでしょうか? 自分のイメージとしては、人間の「発想」というのは「地点と地点のレールの結び方の合理的な選択」です。対して機械の「演算」は「地点と地点を結ぶ新幹線」です。何が「合理的」なのかをプログラミングすれば、決められたレール上を走るだけでなく、なんとなく新幹線も自らルートを選んで進んでくれそうな気もしますが、やはりそれでは「発想」のような作業をコンピューターはしてくれませんよね。そもそも人間が発想できる理由は何なのでしょうか? 欲でしょうか?【その他】
質問 CP対称性の破れについては、今年の物理学賞を以ってノーベル賞の選定委員会がお墨付きを与えましたが、T(時間)に関する対称性の破れについては検証する方法はないのでしょうか?【現代物理】
質問 銀河同士の衝突の写真を見ているうちにふと思ったのですが、もし宇宙がビックバン以後、一様に膨張しているのなら、銀河や星同士の衝突は、一体何故起こるのだろうかと疑問が湧きました。これらが合体するほど重力で引き合うならば、何故膨張するのだろうかと逆の疑問も起きます。そして合体後、さらに離れているので、空間の膨張はむらがあるのだろうかとも考えました。この単純な膨張モデルの考えは、どこが誤っているのでしょうか?【現代物理】
質問 星の誕生について疑問があります。地球や月のように固形物質が重力で集まって星になるのはなんとなく想像できるのですが、太陽や木星のように、水素やヘリウムといった気体が重力で集まって星になるというのが理解できません。宇宙空間にある気体はそれぞれの分子間引力を振り切って自由に運動していると思われるのですが、それが真空の宇宙空間で他の物質を吸い寄せるほどの密度まで集まる事があるのでしょうか?【古典物理】
質問 現在の宇宙論では、宇宙多重発生論のように宇宙は複数存在し、また再生と消滅を永遠に繰り返すとも言われていますが、宇宙の複数性をどこまで考えますか? 仮に「この宇宙」のような世界が多様に存在していても、誕生や生成の原理が同じであれば、それは「ひとつの宇宙」とも言えるのではないでしょうか。宇宙とは全く次元の異なる世界としては、どのようなものが考えられるでしょうか。【現代物理】
質問 夜空の星を眺めていてふと思った。あのシリウスは誰にでも見える。東京のどこからでも…、いや雲さえなければ夜の地球のほぼ半分のどこからでも。誰がどこに立っていても見えるということは、もし光が粒子なら、光子は地表に隙間無く降り注いでいることになる。だとしたらその個数は無限個…でも足りないくらいだから、ちょっとありえない。シリウスから地球の距離を考えても、光の出発時にちょっと角度がズレるだけ地球到達時にはとんでもないズレになるはずだし。やはり粒子ではなく波と考えた方が妥当なのか?【現代物理】
質問 ダークマターの分布を計測するのに、Weak Lens 効果を使うと聞きました。一度に観測される複数の銀河の長軸方向を統計的に処理して求めていくようなのですが、銀河が円盤状であれば、地球から見るときの銀河の長軸方向は、地球から見た銀河の傾きだけで決まり、ランダムになるように思えます。見た目の銀河の長軸方向がダークマターによってどのように影響されるのでしょうか?【現代物理】
質問 つくづく不思議に思うのですが、九官鳥が喋ることが出来るのは何故なのでしょうか?【その他】
質問 因果律が成立せず、かつ自然が本来的には過去と未来を区別しないのであれば、未来が不確定であるように過去も不確定となりそうなのですが、経験からすると過去は一律で一定のように思えます。このあたりはどう考えればよいのでしょうか?【現代物理】
質問 「因果律」とは何なのでしょうか? また、古典物理学では成立するのに対し、量子力学では成立しないとされているのはなぜでしょうか?【現代物理】
質問 13年ゼミ、17年ゼミとは寿命が13年、17年のセミのことですが、13と17が素数であるということが生存競争の上で有利に働くと考えられていると聞きました。でも、単なる偶然じゃないですか?【その他】
質問 落雷という自然現象がありますが、空気の絶縁抵抗の大きさを考えると、雷光(雷本体)は雷雲と地面の最短距離を通るのが自然と思われます。しかし、実際の落雷を撮影した写真を見ると、雷光はジグザグに走るケースが多いように感じます。湿気を多く含んだ空気であることが多く、絶縁抵抗が空間の中で一様で無いことは当然分かりますが、それにしても遠回りな経路を通っているように感じます。なぜ雷光の経路がジグザグになるのかについて、先生の考えをお聞かせ下さい。【その他】
質問 量子情報理論では、情報が失われることがないみたいですが、感覚的には、失われる方が自然だと感じます。そもそも、観測が情報と多世界解釈的には世界の分裂を引き起こす訳ですから、微視的な時間の対称性を考えると、情報の喪失は、世界の合流とエントロピーの増大を引き起こすのが当然だと感じます。それでも、情報は失われないのでしょうか?【現代物理】
質問 20世紀は、自動車の登場からコンピュータまで飛躍的に技術が発達した時代でした。これから21世紀はどのような技術革命が為し遂げられるのでしょうか。注目の分野は、やはり、ナノテク、バイオ、ロボットなどでしょうかね。論者によっては、21世紀後半には技術発達がある特異点を迎え、電脳化されたヒトや人工知能がわれわれに代わって科学研究をするようになると予想しています(「技術的特異点」というそうです)。ぼくは、電脳化はあり、だと思いますが、人工知能はどうかな、とも思いますが。【技術論】
質問 人間は、左右の目で知覚した視差画像を脳で処理することで、奥行きのある視覚を得ているのでしょうか? 片目をつむっても奥行きを感じるのですが、これは両目で見た記憶によるものでしょうか? 生まれつき片目が見えない人は、奥行きを視覚で判断できないのでしょうか? 透明なものでなければ、手前の物体は、奥の物体を隠しますし、遠くの物体は小さく見えます。片目でも奥行きは分かります。また、視差画像を用いた3Dテレビなどの見え方は、不自然に物体が飛び出していて、現実の物体とは見え方が異なります。そもそも視差画像から3Dテレビを作るのは、人の知覚の再現とは別の見え方を作っているのではないでしょうか? 例えば、ある景色を眺めているとして、われわれが見ている景色は、その景色を写真に写したものと同じ2次元の画像情報であって、3Dテレビが見せるようなものとは異なるのではないでしょうか?【その他】
質問 探査機が火星や月などに到着して調査を行っていますが、この探査機を地球から他の惑星に到達させるには、まず地球の引力を振り切る必要があると思います。そこからは何らかのエネルギーを用いて前進するはずですが、目標の惑星と地球の間に複数の天体が存在する場合、それらの引力は探査機にどのように作用するのでしょうか? それらの天体の位置関係で科学者が考慮すべき問題が変わってくるのでしょうか? 【古典物理】
質問 先日、プラネタリウムにて「銀河鉄道の夜」という映像作品を見ました(http://www.gingatetudounoyoru.com/allsky/index.html)。自分の観察では、プラネタリウム内の水平線の高さにある幾つかの位置の離れたプロジェクタからプラネタリウムの曲面スクリーンに映像が投影されて、視覚的にあまり違和感の少ない(曲面であることに起因する映像の歪みなどが小さい)映像作品になっていました。製品はコニカミノルタの投影システム(http://konicaminolta.jp/planetarium/hard/planetariums/geministar2/ および http://konicaminolta.jp/planetarium/hard/digitaldome_imaging/skymax_ds2/ )だったと記憶しています。
 質問内容の1つ目は元になる映像情報とその変換に関する質問で、曲面のスクリーンに対して違和感なく映像を投影するには、ある平面映像(制作者はおそらく平面ディスプレイでアニメーションを描いていると思われるので)にどのような演算をされた画像情報を用意すればいいのでしょうか?あるいはそれは何か投影レンズを工夫することで解決出来るものなのでしょうか?
 2つ目は投影技術に関する質問で、複数のプロジェクタの映像を合わせる場合、よほど理想的な条件でなければ重ね合わせの部分に明るい帯あるいは暗い帯が観察されると思うのですが、比較的幅の広い立体角(ステラジアンでどれくらいと言えれば良いのですが、こういう場に質問することを想定せず、ただ漠然と疑問を感じていただけなのですいません)で、ムラが無く綺麗な映像を実現するには、どのような技術的な工夫がなされているのでしょうか?
 以上の点が気になっています。もし宜しければ回答をお願いします。【技術論】
質問 全ての素数の積は4π2 になると聞いたのですが本当でしょうか? もし本当だとしたら、何らかの物理的な現象と関連付けて考えられますか?【その他】
質問 サッカーボール形(切頂20面体)を中心から切り分けると、いくつかの5角錐と6角錐になります。これらを強磁性金属で製作し、頂点側をS、底面側をNで着磁した後、元のサッカーボール形にロー付で組み立てると、N単極磁石になるのでしょうか? それとも磁力線の行き場がないので磁力を失うのでしょうか?【古典物理】
質問 センター試験の過去問をやっていたところ、ゾウリムシの負の走電性という内容が見つかりました。この走電性の原理について教えてください。【その他】
質問 Garrett Lisi氏の発表した統一理論(論文(プレリリース):http://arxiv.org/abs/0711.0770)についてどのようにお考えでしょうか? これで本当に力が統一されたのでしょうか?【現代物理】
質問 石油もしくは石油の代替燃料を、食物等を使わずに人工的に作ることは可能でしょうか? 可能な場合、コストはどの程度かかるでしょうか?【環境問題】
質問 気体酸素は無色透明ですが、液体酸素は何で青色なのでしょうか?【その他】
質問 風力発電による環境への影響についてお尋ねします。昨今、風力発電はクリーンエネルギーとして脚光を浴びていますが、よく調べてみると下記のような問題があります。  また、風車(風力発電)は大気を乱し、結果として異常気象−−とりわけ温暖化つながっているという説(http://www.geocities.jp/tarkun_physics/bk/fuusha.htm)があります。この説は大変興味深いのですが、本当でしょうか?
 上記のようなさまざまな問題を孕みながらも風力発電に拘る合理的な根拠はあるのでしょうか?【環境問題】
質問 以前に読んだ量子力学の本に、「爆弾検査問題」というのがありました。量子の「重ね合わせ」を応用し、実際に爆弾を爆発させなくとも不発弾を検出する方法が思考実験として記述されていました。2枚のハーフミラーと2台の検出器A,Bなどを含んだ装置上で爆弾に向け光子を1個づつ発射させ調べるのですが、不発弾の場合、光子は波の干渉によって常に検出器Aを反応させ、正常な爆弾の場合は、爆弾が観測装置として働いて「重ね合わせ」は起こらず、検出器AかBを反応させるというものだったと思います。なんで正常な爆弾が観測装置になるのか、全部の不発弾を発見できるわけじゃないし、実際に爆発するのも何個かあるなあという不明瞭な感じだけが残りましたが、昨年インターネットを覗いていたら、ハーフミラーの枚数などを工夫すると爆発させることは限りなくゼロに近づけられるという説明がありました。この思考実験は実証されているのでしょうか? だとすれば、なぜ正常な爆弾が観測装置となるのでしょうか、光子はどうしてそれを判断するのでしょうか? また、実用化できるのでしょうか。【現代物理】
質問 今年のセンター試験で重力による表面波の式が出題されていました。波の速さをv、波長をλ、重力加速度をgとすると、
 v2 = gλ/2π  
になるというものですが、参考書を見るとこの公式だけが出ていて、導く考え方や内容の解説は全くされてません。こういう式があることを覚えておけばいいかなと思っていたのですが、もう少し踏み込んで内容を理解したいと思うようになりました。この公式のわかりやすい説明はありますか?【古典物理】
質問 光子1個を鏡に垂直に打ち放し、光子が反射して戻って来るまでに、光子を垂直に反射できるようにまた鏡を用意します。光子は2枚の鏡の間を光速で往復しますが、鏡を徐々に近づけていき、最終的に完全に重ね合わせたらどうなりますか? 多分どうもならないでしょうけど、単純に言えば、鏡に挟まれているので光速でない光子になるんじゃないかと。でもやはり「微視的な世界では鏡の表面が完全に一致することはあり得ない」とか「光子はビー玉のように物体として存在するものではなく、光子自身が波として打ち消しあって消える」というようになってしまうのですかね? 自分の素直な考えとしては「消える」ことはないと思うのですが…【現代物理】
質問 2月に欧州原子核研究機構(CERN)が加速器LHCを稼働させますが、その実験課題の一つとして、マイクロブラックホールを1秒に1個のペースで作るという話が出ています。研究者は、ホーキング放射によって蒸発するため問題ないと考えているようです。しかし、本当に大丈夫なんでしょうか? たとえ理論上問題なかったとしても、機器の不調や人的ミスもあるでしょうし、成功したときには、より強力な実験が失敗するまで世界中で行われていくと思われます。このような実験はある意味で核実験より危険を孕んでおり、個人的にはやるべきではないと考えています。【現代物理】
質問 「加速度を時間微分したものを『躍度(やくど)』と呼び、これが大きいほど機械や人体への負担が大きくなる」という話を耳にしました。私はこれまで「人体が感じるものは力であり、加速度が慣性力として感じられる」ものだと信じてきましたが、われわれは躍度を直接感じることはできるのでしょうか? それとも、あくまで「加速度(あるいは慣性力)の変化率」として感じることしかできないのでしょうか?【古典物理】
質問 プランク長のサイズ以下でも物理法則が破綻していないというのは、物理学者の信仰にもとづくものでしょうか? それとも確固たる事実なのでしょうか? また、破綻しているかもしれないと考えている人はいないのでしょうか?【現代物理】

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