Amazon Prime でタダで読めた、面白かったです。量子力学勉強したくなった、そんな本です。

書籍情報

title: [世界の仕組みを物理学で知る]（http://www.yamakei.co.jp/products/2818130100.html）

author: 松原隆彦

publisher: 山と渓谷社

ウォール街で活躍する物理学者

• ジェームズ・シモンズが創設した投資会社ルネッサンス・テクノロジーズ(ルネッサンス)
• 金融や経済のバックグラウンドを持つ人は一切雇わずに、物理、数学、統計の博士を多く雇う
• クオンツ: コンピュータと高度数理モデルを駆使して投資戦略を考える専門家
• 物理で株価を予測は「熱力学」、「統計力学」、「量子力学」が応用？
• 世界の心理を全て知っていて未来を完全予測できるもの「ラプラスの魔物」
• 電波にとって不導体は透明で、導体は鏡

物理学者の正体

• 『なぜだろうなぜかしら』シリーズ
• 物理学とは複雑なものをなるべく単純化して理解しようとする学問
• 物が下に落ちる、なぜ？
• 万有引力(ニュートン)により、実はものと地球が引き合っている、ではなぜ引き合う？
• 空間が曲がっているから引き合う(アインシュタイン)、ではなぜ空間は曲がる？
• というような果てしない「なぜ？」を突き詰めてそれ以上の理由がない法則を見つけ出すのが物理学の目的
• 世の中に働く４つの力「引力」「電磁気力」「強い力」「弱い力」
• 原子核中で陽子と中性子をくっつける「強い力」
• 中性子が陽子に変わるなど粒子に変化を起こす「弱い力」
• 身の回りの出来事は「引力」か「電磁気力」で説明可能
• 「弱い力」と「電磁気力」は統一できた
• 「強い力」と「電磁気力」と「弱い力」を統一したい、カミオカンデは「陽子崩壊現象」を確かめるため
• しかし棚ぼた的にニュートリノを発見、副産物的。
• 力の統一で現在有力な「超ひも理論」
• 超ひも理論の正しさの証明には銀河系と同じくらい巨大な加速器が必要
• アインシュタインはアマチュア学者だった

空の上の物理学

• 雲は落ちない、物凄く空気抵抗を受けやすいから、また上昇気流などで浮きっぱなし
• 空はなぜ青い？波長の長い赤はまっすぐ進みやすく、短い青や紫は散乱しやすい
• 夕焼け、朝焼けはなぜオレンジ？太陽から大気の中を通る距離が増えて、散乱しやすい青は途中で失われ、真っ直ぐに進みやすい赤っぽい光が届く
• 太陽からもらうエネルギーと、宇宙に放出するエネルギーのバランスが崩れている
• 地軸はなぜ傾いている？偶然で、逆に垂直であるという理由もない
• 月の重力により地軸の傾きは安定、四季も月のおかげ
• 星が自転するのはなぜ？物質同士の衝突弾合体により回転が生まれる、ゼロになることの方が少ない、また、宇宙に摩擦はないから
• 惑星の探し方、中心の星(恒星)を見てその手前を惑星が横切るとき少し暗くなるのでそれを観測するか、恒星の周りを惑星が回ると少なからず恒星も揺れる、それを観測

光の話

• 赤はなぜ赤色か？その物が赤色以外の光を吸収し赤色の光だけ反射し、その光が目に届く
• 吸収された光は熱エネルギーに変わる、黒は熱を持ちやすい
• 熱を持てば電磁波を放射
• 水面で反射した光のほとんどは水平方向の偏光に変わる、偏光グラスの原理
• 左目と右目は見える物が違う、3D映像は右眼と左眼に少しずつズレた映像を見せる
• 同じ赤だが見え方は？RGBの錐体細胞の分布によるが心理的要因も大きい
• 錯視は脳が経験や周りの情報を融合してできる

素粒子、原子、分子

• 火傷は分子運動過多の仕業、凍傷ま逆ではあるが分子運動過少の仕業
• 原子発見はブラウン運動から、アインシュタインが理論的に導いた、ジャン・ペランが理論の正当性を確認
• ボルツマンは陰で原子論を独自に組み立てるものの先を行き過ぎていたため受け入れられず、晩年に精神を病み自殺
• 原子は「原子核と電子」、「陽子と中性子と電子」、「クォーク」実はクォークが物質を構成する最小単位で原子ではなかった
• クォークとクォーク、陽子と中性子は「強い力」でくっつく、これは電磁気力の１００倍で、その正体は「グルーオン」
• クォークは宇宙ができた直後から存在、未来永劫おそらく変わらない
• 意識はどこから生まれるのか、意識が電気信号ならば自分が自分である必要性はなくなる

相対性理論

• GPSも相対論、衛星側には原子時計なので物凄く正確
• 動いている物の時間は遅く進む「特殊相対性理論」
• 重力がかかると時間は遅く進む「一般相対性理論」
• 光の媒体「エーテル」は存在しない、光は真空中でも伝わる

特殊相対性理論

• 止まっている人が動いている人を見ると時間が間延びするし、動いている人は縮んで見える、ローレンツ変換で説明可能
• しかし動いている人から見て止まっている人も動く、お互いに時間が間延びしている
• どちらが正しいということはなく、単に相対的な物で自分の感じる時間に変化は何もない

一般相対性理論

• 「重力」を「時間と空間の歪み」で説明

• トランポリンの例

• 時空間の性質は「リーマン幾何学」で正確に表すことができる

• アインシュタインは「頭の中」で生み出した天才

• 時空の歪みは太陽のそばをかすめる遠くの星の観測で明らかに、日食のタイミングで

• スカイツリーの最上階と地上の時間は1日で100億分の1秒ズレる

• ポツダム天文台長カール・シュヴァルツシルトがアインシュタイン方程式からブラックホール発生の可能性を初めて示す

• ブラックホール中心の「時空の特異点」の先は？現在の物理学では説明できない

• マイケル天神モリスとキップ・ソーンがワームホール安定の答えを示す

量子論の世界

• 紫外線はエネルギーが高い、エネルギーは波長に反比例
• 赤外線はエネルギーが低いので体の表面で止まる
• 量子:波と粒子の性質を併せ持つ小さな塊、エネルギーの最小単位
• ヤングの二重スリット実験によって明らかに
• プランクはエネルギーの離散性を示す、エネルギーには最小単位がありその整数倍しか取らない
• アインシュタインは光そのもののエネルギーに最小値があると仮定し、光子を提唱、光電効果(ある金属に光を当てると電子が飛び出す)の発見
• 太陽光発電は光子がぶつかり電子を飛び出させ電気を流す
• マックス・ボルンによる量子の確率解釈
• 仮想通貨は素因数分解による暗号化、量子コンピュータが出たらすぐに解けちゃう

量子の計算方法

1. 「観測できないことは考えてはいけない」ハイゼンベルクの方程式
2. 「波として計算する」シュレディンガー方程式
3. 「世界が分裂しながら同時進行する」ファインマン方程式