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reuterjapannews’s diary

宇宙のなかに住む住人は、どうすればその形がわかるのだろう,という世紀の難問ポアンカレ予想から出発した壮大なドキュメンタリー。決して外から形を眺めることができないがそれに挑む天才数学者たちが繰り広げる死闘を執念で追います。また、記者自身にもそれに挑戦させるとんでもない企画。数学や理論物理学がこれほどまでに凄まじいものかと、、。その煌きと感動を身をもってお伝えします(><);ギリシャ問題、中国バブル崩壊、性奴隷マーケット問題などニュースの裏側を伝えます。短期勝負なのでいづれブログではなくなります。Web MO

物理学者たちの11次元への闘い

イタリア人の物理学者ガブリエル・べネチアーノは、ミクロの世界の秘密を探し求め、200年前の数学者レオンハルトオイラーが表したある数式(関数)を見つけた。
量子力学の強い力を求める方程式を探していたのだ。量子力学は「強い力」「弱い力」「電磁気力」からなっている。強い力とは陽子と中性子を結びつけている強力な力だ。
 それまで素粒子は丸い粒と考えられていたが、それではさまざまのシーンで、説明できないことを修正するために、その最小単位は振動する弦ではないかと洞察したのだ。
これに気づいたベネチアーノは、さっそくその発見をまとめ公開したが、あまり見向きされなかった。
彼は後にCERN(欧州素粒子物理学研究所)の研究員を勤めることになる。
「今でも、数学の本から引っ張り出したものとか、偶然の産物だ
とか言われて腹が立つ」と振り返る。実はこの研究から「ひも理論 Superstring theory」の発見につながって行くのだ。
彼はまだいい方で、さらにこの分野の研究をしていた研究者に暗い時代が続く。
 アメリカ人のレナード・サスキンドは、オイラーのこの関数が数学的に強い力を示しいることのほかに、何らかの構造をさし示していることに気がついた。
彼は狭い屋根裏部屋にこもり、2カ月が過ぎた。そして、彼はこの発見を、当時権威があった査読付きの研究発表雑誌に郵送した。
「サスキンドは次のアインシュタインだ!」という評価を彼は予想していたのだった。
 しかし、その論文は「たいした論文ではない」という理由で、掲載を拒否された。そして送りかされてきた。
 サスキンドはひっくり返った。非常に不快を思い、自暴自棄に陥り、飲んだくれた。そして、「たくさんの女性問題を抱えるようになった」かどうかはわからないが、大いに打ちのめされたのは事実だ。
ここで発表されるはずだったのが「ひも理論」だったのだ。そして、その弦理論は、サスキンドとともに歴史から葬り去られるところだ。しかし、彼は不遇をはねつけ、今はスタンフォード大学に勤めている。

 先に書いたシュワルツ博士(カルフォルニア工科大学)が、そのころの弦理論について語っている。
「ひも理論には10次元が必要でした。また、タキオンという光よいも速い粒子の存在を予言していたのです」。
これには物理学者もとまどった。原理論はわれわれの3次元プラス時間の1次元を加えた4次元のほかにもう6次元も存在するという不可解な問題を予測していたのだ。
これは数式の値を動かして、さまざまなシミュレーションで、量子力学の世界を切り開く方法だ。

 このひも理論は、浮かんでは消えてを繰り返すうちについには物理学の最先端に踊りだすのだが、それまでの不遇の時代が長かった。同時に次元の10次元への拡張が始めて主張されはじめたのもこのときで、これが宇宙11次元問題の起源となった。
これを研究する学者たちは、サスキンドのような仕打ちを受けていた。
 では10次元ののこりはどこにあるのかって?
シャークのように、パリの夜を徘徊し、そして、仏教に救いをもとめ、薬に手をだすとか、やれる方法は何でもやるという、気構えと同時に、そこに斬新な洞察力を備えた研究者が表れるまで、まだ、かなり時間が必要だった。

 
 理論物理学者の「見果てぬ夢」

それは万物の誕生から終焉までをみごとに示すセオリー・オブ・エブリシングを捜し求めることだった。そこから派生してきたのが平行宇宙であり、余剰次元の問題だ。
しかし、どこから踏み入れても、結局はここに帰ってくるという帰結になっている。
 以前、宇宙の形第1幕でとりあげた「シュレジンガーの猫」も、素粒子の位置をもとめていた研究者が、観測するたびに奇妙な振る舞いをする素粒子に着目し、観測するたびに、まるで、観測を予測したように違った結果を見せるのに苛立ち考え付いたパラドックスだった。
 ここからわれわれが考えもしなかったたくさんの次元があるのではないかと探求が進んだのである。
 弦理論とは、従来、球形の粒子をイメージして描かれた最小単位が、実は輪ゴムのような円形で振動するストリングスだという考え方だ。
 この弦理論はシュワルツと後に登場したオックスフォード大のグルーンにより、改良され、アインシュタインの一般性相対理論の方程式と、素粒子の方程式を、ひとつの式で示すことができた。しかし、その結果、6つの余剰次元をどう見るかという問題が浮き上がってきた。超弦理論は10次元の世界でしかなりたたないことを示していた。

「何もこの世が4次元でなくてもいいではないか」。ルーカス教授職のグリーンは、その発想がすごい。何次元であろうが、どこかに隠れているはず」と考えたのである。

 

 

天才数学者ペレリマンが挑む 宇宙の形第2幕: 次元を超えて格闘する数学者たちの生き様を追って

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