本日の読書そのほかサイトマップPLOFILEなかしゅん/1993/09/04生まれ将来の進路に疑問を抱き自由を求め休学中。基本的に「やらされる」「お金(安定)目当て」「熱意が少ない」「入ったらなにやらされるかイメージがつかない」などの大手企業的環境は求めていない。好きな言葉:「知識を授かることはこの世でもっとも大きな恩恵である。学者にはこれ以上与えられるものなど何もない。趣味:読書、散歩、記事をかくこと、睡眠。ニュース人気の投稿ベルマンフォード法をやっと理解した。3,906ビューインスタグラムをやる意味が正直わからない。人工知能って要は確率とか統計学じゃん。2,820ビューモンテカルロ法で円周率を計算する。最近の投稿pythonのlambda(無名関数)の使い方、map関数との組み合わせについてdjangoでログイン機能を実装するmacのGrapherはかなり優秀(ルンゲクッタ法の刻みとか変えられる)Googleのブラウザアプリteachable-machineで遊んでみたアメリカには天才ハッカーが多い気がする<米空軍が17歳にハッキングされる>自動運転車のハッキング(テスラのイーロンマスク氏も警鐘を鳴らす)、日本におけるセキュリティエンジニア人材不足ルノーが示した車が近未来的すぎる。前の記事で光の二重性について述べました。光は波であると同時に、粒子でもあると。これは明らかな事実なのですが、「なんか矛盾してない?」って思った人がアインシュタインが生きていた頃と同時期にいました。それがシュレディンガーです。二重スリット実験によると、あたかも単一の粒子が両方のスリットを通過したように干渉模様がスクリーンに映し出されます。シュレディンガーはこの明らかな不合理性を証明するために、のちに「シュレディンガーの猫」として知られる、なんとも狡猾な思考実験を考案したのです。以下に「シュレディンガーの猫」の思考実験の概要を述べます。1、鍵のかかる箱の中に猫、毒の小瓶(青酸カリとか)、ガイガーカウンター、瓶をわる装置を入れる。2、毒の小瓶(青酸カリとか)、ガイガーカウンター、瓶をわる装置のこれらは、量子過程と連動している。3、放射性原子が崩壊すると、カウンターがそれを検知し、瓶を割る装置が作動し毒の小瓶は割れて、猫は死ぬ。4、原子が放射性崩壊を起こさなければ、猫は生きている。この時、放射性崩壊が起きる確率は50%、猫は毒以外では死なないと仮定する(寿命がきてたまたま死ぬとかは考えない)。5、放射性崩壊の確率は50%なので、猫が生きている確率は50%、死んでいる確率も50%である。以上が概要ですが、この思考実験で重要なことは、最後の「猫が生きている確率は50%、死んでいる確率も50%である。ここをうまく表現できれば、ガイガーカウンターとか、毒ビンとか、瓶をわるための装置とかで、どうでもいいんですよ。要は、原子崩壊する?しない?→猫は生きている?生きてない?っていうのが表現できればね。それをわかりやすく表現するために(光子の不合理性を表現するために)わざわざリアリティのある言い方になっているのです。スポンサードリンク我々人間が立ち入れない領域なんですよ。これがなんで光の不合理性の説明になっているのかを述べます。考えるのは確率なんです。蓋を開けて(目で確認する)まで、我々は「猫が生きているか、死んでいるか」わからないですよね?言い換えると、「猫が死んでいるのと生きているのが重なった状態」です。我々は「生きている」or「死んでいる」という状態ははっきり確認できますが、この二つの状態が重なった状態は確認できませんね。いうことが光の二重性を含む、量子論では日常茶飯事だということです。「我々が蓋を開けて目で確認した時の状態」と「我々が蓋を開ける前の状態」では、観察結果が違うのです。は?って思った人、もう少しお付き合いください。「開ける前にすでに死んでいるかもしれない」。この可能性を含んだ「かもしれない」状態を含んで、観察結果同じじゃんとはならないですよね。開ける前には二択なのに、我々が目で確認した途端、可能性が消え、状態が決定されるなんて、我々は神かなんかですか?と。この矛盾をなくすためにはやはり、開ける前に「猫が死んでいるのと生きているのが重なった状態」という概念を取り入れて論じるしかないということなのです。すれば、蓋を開ける前に状態は決まっているというのが言えますよね。これがシュレディンガーの猫です。似たような例なんでこんな不合理なことが起こるのかというと、それは人間が目で見たことしか判断できないからです。「物をみる(物がある)」とは、正確には、物を構成している原子に光があたり、その反射を我々が目でみて、その映像を脳が受け取り、これは「物である」と判断しているわけです。我々の脳が認識しなかったら、物がないってことになるじゃないですか。本当はそこに物があるのに、何かしらの理由で上記の行程(物を構成している原子に光があたり、その反射を我々が目でみて、その映像を脳が受け取り、これは「物である」と判断している行程)がシャットダウンしたら、それでも物がないというのか?「物がそこにある」って一体何よってことです。シュレディンガーの猫で言うなれば、量子的な立場から言えば「生きている」「死んでいる」って一体なによ?ってことです。間違えれば、哲学の領域に踏み込む「量子論」。それは人間が観測できない状態を「状態」として定義しなければ先へ進まないところからきているのでしょう。この記事から科学と哲学は実は根底では繋がっているということを認識してもらえればと思います。コメントを残す粒子と波動の二重性(量子論)スポンサードリンク今回は、光の二重性について述べようと思います。「光」とは何か?そこから述べようと思います。光は1905年にアインシュタインが光量子仮説の論文でノーベル賞を受賞するまで、波として振る舞うと思われていました。アインシュタインは、「光は粒(粒子)としても振る舞う」と仮定し、光電効果を証明しました。光電効果とは、金属に光が当たったときに、電子を外へ放出(叩き出す)現象。「波」では、固体から電子が放出される理由を証明できなかったのですが、さすがアインシュタインです。逆はどうか?波→粒子の証明はうまくいったけど、「粒子は波として振る舞うのか?」と言う疑問は残ったままです。この疑問も、ある有名な実験で証明されました。それは「二重スリット実験」です。以下に実験の概要図を示します。光源から放たれた光は、平行スリットを通って、干渉しあうので、明暗の干渉模様がスクリーン上に映し出されます。ここで光を弱めて光子が一つだけ、平行スリットの間を通過するようにします。放たれた光子はどちらか一方のスリットを通過するので、干渉模様が消えると考えられます。単一の光子はスクリーン上に一点映し出されるのですが、何度も放射し、点の位置を記録すると、スクリーンには光を弱める前(上述した干渉模様を作った時)と同様、干渉模様が表れる。「粒」だけじゃ物足らず、「波」としても振る舞いたいんじゃ!というのを実験的に証明したのが二重スリット実験であり、これのおかげで光は「粒としても波としても同時に振る舞う」ということが証明されました。コメントを残すどうすればブラックホールは観測できる?光すら逃げられないブラックホール、どうやって撮影する?以前の記事で、ブラックホールは光すら逃げ出すことができないため人が観測することはできない、と説明しました。そんなブラックホールをどうやって撮影したと言うのでしょうか。答えは簡単、ブラックホールが光すら逃げられないのなら、周りの光を飲み込んでその部分だけ文字通り『黒い穴』になっているはずです。明るい領域のなかにブラックホールがある場合スポンサードリンク地球サイズの超高性能カメラ(EHT)以前紹介したように、ブラックホールの大きさはとても小さいです(太陽の質量のブラックホールが東京上野間ぐらいの半径)。花粉症に悩まされている人でも、春の季節に飛び回る小さな花粉の粒子その一粒一粒を見分けることはできないでしょう。実際に花粉を見たいのであれば、学校に置いてある顕微鏡を使う必要がありますね。ブラックホールも同じ、それを見つけるためにはそれにふさわしいテクノロジーを用いた、顕微鏡ならぬ望遠鏡という超高性能カメラが必要なのです。どのくらいの性能の望遠鏡が必要かと言うと...ざっと月に置いた1円玉を地球から見つけることができるくらいの性能です。『そんなことが今の人類に可能なのか?』と思う方もいるでしょう。実は世界中の人が手を取り合うことで、それが可能となりましたこの地図には望遠鏡の位置がマークしてあります。これらの望遠鏡一つ一つを使っただけではブラックホールは見えません。これらの望遠鏡が国境を越えて、それぞれの観測の弱点を補うことによって、まるで地球サイズの口径をもった望遠鏡の性能へ進化することができるのです。ブラックホールに手が届く日は、もうすぐそこに!日本時間の2017年4月5日にいよいよこの大望遠鏡を使ったブラックホールの撮影がスタートしたと、国立天文台から発表がありました。天気にも恵まれて、良い観測ができたようです。A*(サジタリウス・エー・スター、射手座の方向にあるA*という天体)です。SMBH)があります。『ブラックホールの撮影に成功』という見出しが新聞の一面を飾る日も近いでしょう。方位磁針は、昔の中国に使われていた指南魚と呼ばれるものが原型になったとされています。棒磁石を魚の形をした木に埋め込んで、それを水に浮かべて、南の方向を調べていたようです。それから改良が進み、ヨーロッパの大航海時代の幕開けに大貢献しました。歴史の話はここまでにして、では方位磁針はどのような原理でできているのでしょうか。この装置の中に入っている磁石は地球上の大部分の場所で、ちゃんと北と南を示すことができます。どんなに振動を加えて針を揺らすイジワルをしても、しばらくすれば必ずと言っていいほど同じ方向を指し示すでしょう。磁石が向きを変えるということは、磁石に力が働いているということ。地球上に張り巡らされている『正体不明の磁力線』に反応して、方位磁針は決まった方向を向くようにできているのです。地球が持つ磁力線(緑矢印)と地球表面上で方位磁針を使ったときの様子。母なる地球は超巨大電磁石?結論からいうと、その正体不明の磁力線とやらは、地球が自分の中で作り出したものです。我々が立っている地球表面は固い地面に覆われていますが、実は地球の内部にはマントルと呼ばれる液体がドロドロと流れているとされています。そのドロドロのマントルが動き回ると、電気が発生し、それが地磁気(地球の磁界)のもととなっているのです。このメカニズムはもっともらしく地磁気を説明しているように思いますが、まだまだ未解明なことも多い分野です。地球のなかを掘り進んで調べるわけにもいきませんからね。