ほら、これが物質です

物質は何ですか。エネルギーは何ですか。これらの問題はすでに物理學を超え、哲學問題に上昇している。そして私たちがまだ合意に達していないうちに、物理學者はまた「反物質」を発見した。では、世界にも「反エネルギー」が存在するのではないでしょうか。これらの様々な説は、あるものの異なる狀態を指すのか、それとも異なる種類のものを指すのか（あるいは別の言葉で「存在する」）？ビッグバンモデルが描いてくれた宇宙には、5%の可視物質、26%と69%の暗黒物質と暗黒エネルギーが含まれている。物理學の研究は私たち人間が觸れることができる3次元物體から出発して、ミクロとマクロの2つの方向に推進して、そこで私たちは宇宙と粒子に対する知識を確立することができます。この分野では、『量子迷宮』と『物質とは何か』は2冊の素晴らしい本です。これは2人の物理學者の量子サイズの物質に関する科學普及読み物で、前の1冊は科學伝記形式で、後の1冊は理論的思考性をより多く體現している。

量子世界が私たちに殘してくれた難題の一つは、予測できないことだ。計器を使って測定すると、粒子の動きが妨げられるので、量子運動の確率分布を記述する法則しか得られず、日常生活のように速度や位置に関する正確なデータを得ることはできません。これは通常の寸法物體測定に慣れている私たちには理解しにくい。実際には、どの測定でも必ず被測定物に干渉信號が発生しますが、顕著でない場合は無視できるだけです。量子スケールでは、この干渉は被測定子自身の信號強度をはるかに超えている可能性があり、正確に測定することはできない。波動関數で表される量子運動の法則の中で、量子世界で起きている現実は、一連の可能性の組み合わせとしか解釈できないようだ。

量子世界の秘密を解き明かした物理學者の一人はリチャード?フェイマンと彼の協力者ジョン?ウィーラー、つまりこの伝記の2人の主人公だ。彼らの協力は、大學院生であるフィマン氏がホイラー教授の助教を務めたことから始まった。量子研究は多くの成果を生み出し、その中で対稱性は1つの特徴であり、例えば電子の研究を通じて、ディラックとアンダーソンはそれぞれ理論と実験から「正電子」を発見し、その後ほとんどすべての一致粒子に対応する「反粒子」を発見した。自然界の深層には秩序ある発展の法則が存在しており、例えば自己組織、対稱な宇宙を形成しているが、これが私たちの弁証法的思考の物質的基礎である。

実は人類はずっと4次元の世界に住んでいて、光や私たちが光を観測して得た時間は4次元です。狹義相対性理論が発表された後、アインシュタインの數學教授ミンコフスキーはすぐに4次元時空概念（ミンコフスキー空間）を提案し、相対性理論をよりよく解釈しただけでなく、量子理論研究のために堅固な基礎を築いた。4次元の時空には、それぞれの物事に獨自の形態と「タイムスタンプ」があります。私たちの日常生活の経験の中で、時間も不可逆的です。ブロックチェーン技術はまさに「タイムスタンプ」という唯一の不変の座標を十分に利用し、暗號アルゴリズムを通じて不可逆的なイベント追跡メカニズムを実現した。私たちはこのような興味深いパラドックスをたくさん持っています。例えば、1本の線は無數の點からなると見ることができますが、なぜ私たちは限られた時間の中でこの無限の複數の點を遍歴することができるのでしょうか。1つの答えは、前の「無限」というのは粒子世界の概念であり、後者は私たちが実際に感じている世界を指しており、これはまったく次元が違います。人間は、観察した瞬間、この量子世界が「崩れ落ちた」から、可視の3次元物體がどのように量子世界を移動しているのかを観察することはできない。宇宙探査や移民に行かなければ、質量やエネルギーが時空構造を曲げることにも関心がないだろう。

自然界に対する私たちの研究が量子ミクロと宇宙マクロのレベルに達すると、多くの思想が哲學のレベルに上昇し、ミンコフスキー幾何學は數學的に私たちに解釈の道具を與えてくれた。例えば、順方向の「光錐」から負方向が存在する「光錐」を導き出し、光（時間）がどこから來ているのかを説明する?，F実生活では時間逆行を感知することはできないが、これは人間自身の単純な感知や測定問題に限定される可能性があり、ミクロ粒子のレベルでは、時空の変化は別の感知や測定である。四次元時空図には、人の現在と未來の発展を表す曲がりくねった「世界線」が見え、時間が経つにつれて他の人の世界線と交わり、人間関係ネットワークが形成されていく。人の命が終わると、彼や彼女の世界線は止まったが、その體を構成する物質粒子は変わらず、それらにも獨自の世界線があり、時間とともに存続し、変化し続けるだろう。これらの知恵の優れた數學者、物理學者の卓越した研究を通じて、人類は今日地球上で最も賢い生物になった。私たちは今、すべての物質がフェルミトンという物質粒子で構成されていることを知っていますが、すべてのエネルギーは波色子という粒子から來ており、ミクロレベルではそれらの間で相互作用と変換が行われていますが、マクロ世界では時間と空間も相互作用し、相互変換することができます。通常の尺度を超えた時空における人間の研究は、人間が世界を探索する好奇心を満たすためだけのものではなく、そもそも科學的に解釈できず、しばしば「迷信」と呼ばれる謎の現象の真相を一歩一歩明らかにしている。