>> 自然の科学 >  >> 物理

物理学者が闇の中で物語を作り上げる理由

何世紀にもわたり、科学者たちは光を研究して、目に見える世界を理解してきました。物はなぜ色がついているのですか?虹とは?私たちの目はどのように機能していますか?そして光そのものとは?これらは、ロジャー・ベーコン、アイザック・ニュートン、マイケル・ファラデー、トーマス・ヤング、ジェームズ・クラーク・マクスウェルなど、アリストテレスの時代以来、科学者や哲学者を悩ませてきた問題です。

しかし、19 世紀後半にすべてが変わり、それは主にマクスウェルの仕事でした。これは、物理学の焦点全体が(当時はまだ明確な科学分野として出現していた)、目に見えるものから目に見えないものへと移行した時期でした.光そのものがその変化に貢献しました。光の構成要素が目に見えない「フィールド」であっただけでなく、光は目に見えないところまで広がる虹の単なる小さなスライスとして明らかにされました.

物理学は過去を振り返ったことがありません。今日、その理論と概念は主に目に見えない実体に関係しています。目に見えない力場や不感光線だけでなく、小さすぎて最先端の顕微鏡でも見ることができない粒子です。私たちは今、私たちの日常の知覚が現実のごく一部しかアクセスできないことを知っています.電波、赤外線、X 線に反応する望遠鏡は、私たちの宇宙の視野を大きく広げ、電子顕微鏡、X 線ビーム、その他の自然の粒状の微細なプローブは、私たちの視力を超えて隠されたミクロの世界を明らかにしました。物理学の思弁的な最前線にある理論は、暗黒物質と暗黒エネルギーという非常に目に見えないことにちなんで名付けられた、平行世界と神秘的な実体で、この目に見えない宇宙を肉付けします。

目に見えるものを超えたこの動きは、科学の物語の基本的な部分になっています。しかし、これは私たちがよく考えるよりも複雑な変化です。目に見えないもの、つまり「光の向こう」にあるものを理解することには、人間の経験においてはるかに長い歴史があります。科学がその領域を探求する手段を得る前に、私たちは神話や民間伝承に組み込まれた物語を処理しなければなりませんでした。科学が進歩しても、これらの話は追放されません。それらは単に再発明されています。目に見えないものの最前線で働く科学者は、常に知識、理解、実験能力のギャップに直面します。それらの制限に直面して、彼らは無意識のうちに昔話のイメージを引き寄せます。これは科学の必要な部分であり、これらのストーリーは、真に生産的な科学的アイデアを示唆する場合があります。しかし危険なのは、私たちがそれらを額面どおりに信じ始め、理論と間違えてしまうことです.

目に見えないものの歴史を振り返ってみると、神話や民間伝承の物語や比喩がいかに科学を刺激することができるかがわかりますが、真実はおそらく、これらの古い物語が対応できるよりもはるかに奇妙で予想外のものであることが判明するでしょう.

オカルトライト

1908年に人間の魂は初歩的な知性を持つ「サイコメア」と呼ばれる目に見えない粒子で構成されているという理論を提唱した英国の物理学者エドマンド・フルニエ・ダルベを支持するのは誰でしょうか?彼は、単一の魂に含まれるこれらの粒子の質量 (約 50 ミリグラム) を推定し、彼の仮説が幽霊や妖精などの超常現象、おそらくモーセの燃える茂みを説明できることを示唆しました。確かに、それはワイルドに聞こえるかもしれませんが、Fournier d'Albe は無線通信の尊敬される研究者であり、X 線や電子などの最近の発見に照らして、私たちが何かを軽視するのは賢明ではないと主張しました。直接見ることはできません。

フルニエ・ダルベは、「目に見えるものを超えて見えないものを求める傾向に、断固として立ち向かわなければなりません。 「目に見えないものは私たちのすべてです…光波の全範囲の1オクターブが私たちの網膜に影響を与え、より完全に装備された知性に見えるもののごく一部を明らかにします。」

言い換えれば、彼と彼の同時代の人々は、天と地にはもっと多くのものがあると主張しました.

かつて私たちが見ることも触れることもできないものは、オカルトの領域に属していました。これは単にそれらが隠されていることを意味し、必ずしも超自然的であるとは限りません.しかし、オカルトはあらゆる種類の架空の超常現象の隠れ場所になりました。幽霊、精霊と悪魔、テレパシー、その他の「精神力」です。これらは今では科学のアンチテーゼのように思われますが、科学が最初に目に見えない実体に固執し始めたとき、多くの主要な科学者は、そのようなオカルトの概念とハード サイエンスとの間に明確な区別がありませんでした。彼らはそれらを結び付けて説明する素晴らしい物語を発明しました。ビクトリア朝の物理学者は特に傾向がありました。原子以下または宇宙規模の知的で目に見えない存在が存在すると推測する人もいます。他の人は、可視範囲外の高周波が心の間で思考を伝達できる、または不滅の魂は熱力学の法則と一致していると推測しました.私たちが無知に目覚めたときによくあることですが、何でも可能に思えました。

目に見えないものへのこの方向転換は、古くからの疑問を理解する努力から始まりました。光とは何ですか? 19 世紀初頭、ファラデーは電気と磁気の性質を説明するために、目に見えない広範な影響である場の概念を導入しました。 1860 年代、マクスウェルは、電気と磁気がどのように関係しているかを示す一連の方程式を書き留めました。マクスウェルの方程式は、これらの結合された場 (電磁波) の振動が光速で空間を移動することを暗示していました。これらの波が実際にであることがすぐに明らかになりました 光。

しかし、可視光の波長がミリの約 4 億から 8 億分の 1 である場合、マクスウェルの方程式は、電磁波が持つことができる波長に明らかな制限がないことを示しました。可視範囲の上限と下限の両方を超えて存在する可能性があります。

これらの予測はすぐに確認されました。 1887 年、ドイツの科学者ハインリッヒ ヘルツは、電流の変動が電波として知られるようになった長波長の放射線を発生させる可能性があることを示しました。イタリアのグリエルモ マルコーニが、電波を使用して長距離にわたってメッセージを送信できることを示すのに 10 年もかかりませんでした。

これが実際にだけでなく、概念的にもどれほど革新的であったかを理解するのは今では困難です。以前は、叫ぶ範囲を超えたメッセージは、物理的な手紙または電信線を介した電気のパルスとして送信する必要がありました。電信はすでに十分に並外れたものでしたが、それでも送信者と受信者の間に物理的なリンクが必要でした.ラジオを使えば、ワイヤレスで通信できます 「空きスペース」を通して。

これらの発見が、霊媒が死者の魂と接触できると主張する心霊主義に対するビクトリア朝の熱狂の絶頂期に起こったことは偶然ではありません。 2 つの傾向は互いに支え合っていました。新しい物理学は、他の人からのものであろうと霊からのものであろうと、思考の転移の説明をほのめかしました。そして、目に見えない影響力と知性に対する広範な信念が、物理学のアイデアを受け入れやすい環境を作り出しました。電波が放送装置と受信機の間で目に見えない形で伝達できるとしたら、神経の電気信号によって活性化された人間の脳が受信機として機能することは想像に難くありませんでした。

しかし、送信者はどうでしょうか。目に見えないフィールドの概念に慣れ親しんだ科学者たちは、存在の目に見えない平面に生息する非物質的な存在について推測し始めていました。マクスウェルの友人であるピーター ガスリー テイトとバルフォア スチュワートは物理学の教授であり、The Unseen Universe を出版しました。 (1875) で、彼らはエーテル (マクスウェルの波動を運ぶ希薄な液体と思われる) を物理的世界と精神的世界の間の架け橋として提示しました。電信の先駆者の何人かは、彼らが「天体電信」と呼んだスピリチュアリズムとすでに類似点を描いていました。今、ワイヤレスは、目に見えない存在の痕跡で生きているような空の空間のビジョンを生み出しました.あなたがしなければならなかったのは、ラジオ愛好家がヘルシンキやミュンヘンからのメッセージのひび割れた、半分聞いたスナッチのために放送波をスキャンしたように、チューニングすることだけでした.ラドヤード・キプリングの短編小説「ワイヤレス」(1902年)は、結核で熱を帯びた男がキーツの詩の断片を受信するようになり、家の他の場所ではアマチュア無線技師のグループが近くの船からの放送を受信して​​いる様子を描いています。交霊会で霊媒によってチャネリングされた精神的な「電信線」は、亡くなった愛する人からの言葉の慰めを提供しましたが、代わりに、ワイヤレスは霊界を非人格的で、しばしば無意味なメッセージの源にし、注意を払わない宇宙に漂流させたように見えました.

1895 年のヴィルヘルム レントゲンによる X 線の発見は、これらの想像力をさらに刺激しました。 X線は、光の波長よりもはるかに短い波長を持つ、電波とは反対側の目に見えない光線であることがすぐに明らかになりました。彼らの発見は、1898 年に電子と名付けられた帯電した亜原子粒子の流れであることが発見された、高温の金属電極から放出されることが判明した「陰極線」に関する実験の派生物でした。

X 線が非常に驚くべき刺激的なものになったのは、X 線が目に見えないだけでなく、明らかになったことでした。 目に見えないもの、特に私たちの肉の下にある骨は、不安な死の予感の中にあります。 1890 年代、人々は、ベルリンのウラニアやニューヨークのトーマス エジソンのステージ スペクタクルなどのショーで公開デモンストレーションに群がり、自分の骨格が蛍光 X 線に敏感なスクリーンに映し出されるのを見ました。 X 線写真は、1870 年代と 80 年代に人気を博した「心霊写真」の単純な拡張のように見えました。この写真は、偽造または本当に不注意な二重露光によって幽霊を明らかにすると主張していました。写真乳剤が、目に見えないものを見えるようにする「感性媒体」であることを確認しました。他の人は、写真に記録された新しいタイプの目に見えない光線の証拠を見たと主張し、「思考形態」と魂を写真に撮ることさえできると主張しました.

世紀末で 、目に見えない「光線」はいたるところにあり、贅沢すぎる主張はありませんでした。陰極線と陽極線、N 線や「ブラック ライト」などの完全に偽の放射線 (紫外線もその名前を取得しました)、そして最も有名なのは、1896 年にアンリ ベクレルがウラン塩から発生することを発見した「ウラン線」です。ピエールとマリー・キュリー、アーネスト・ラザフォード、その他の研究を通じて、最終的に原子核の核心にたどり着いた.キュリー夫妻は、これらの光線を「放射能」と改名しました。

中世の薬草に起因する「美徳」であろうと、18世紀のドイツの「動物磁気」または「催眠力」であろうと、目に見えない「発散」が生命を高める作用を持つ可能性があるという古い文化的先入観がありました。医師フランツ・アントン・メスマー。ですから、放射能には奇跡的な治癒力があると広く信じられていたことに驚くべきではありません。 「あなたの病気が何であれ、私たちに連絡してください」と、1905年にNowata Radium Sanitarium Companyが宣伝しました。「治癒した症例の証言が送られます。」 「治療用」ラジウムは練り歯磨きや化粧品に加えられ、スパの町は誇らしげに自分たちの水に含まれる放射能(自然に発生するラドンによる)を宣伝しました.放射性元素の健康への影響がまったく逆であることが示されたのは 1920 年代になってからでした。マリー・キュリー自身や、放射性物質に浸した絵筆を 10 年間なめ続けてきた工場労働者であるラジウム ガールを救うには遅すぎました。時計の文字盤用塗料

幽霊工場

19 世紀後半のこれらの発見の重要なメッセージの 1 つは、私たちが認識している宇宙はそこにあるもののほんの一部に過ぎないということでした。目に見えない悪意のある悪魔が私たちの周りに潜んでいることが一般的だった中世にまでさかのぼる「精神世界」の長い伝統がありました.これらの信念は、新しい「見えない宇宙」を理解するための無意識のテンプレートを提供しました。 1882年に心霊研究協会を共同設立した尊敬される物理学者ウィリアム・バレットは、彼の著書見えないものの敷居についてで次のように提案しました。 (1917) 人間のような目に見えない「エレメンタル」が存在すること。

これは、当時の最も著名な「心霊」科学者の 1 人であるウィリアム クルックスが共有した考えでした。 1913 年から 1915 年まで王立協会の会長を務めた化学者であり起業家でもあったクルックスは、1861 年に新しい化学元素タリウムを発見したことで有名になりました。 .彼は、有名なフローレンス・クックを含むいくつかのメディアに取り上げられました。多くの媒体と同様に、クックは印象的な若い女性であり、ビクトリア朝時代の年配の紳士の判断を簡単に操作することができました。クルックスは次のように確信していました。 亡くなった人の霊になること。」 (彼は明らかにこれを懐疑的な見方と捉えていた.) 霊媒が支配していると彼が考えていた「心霊力」を調査するために、クルックスは放射計または「ライトミル」と呼ばれる装置を発明した。光が当たると電球が回転します。回転の理由は、当初考えられていたように、光自体が及ぼす「圧力」によるものではありませんでしたが (質量がないにもかかわらず、光線は衝突する表面にわずかなキックを与えることができます)、その圧力は十分に現実的な現象です。放射計はそれを確立するのに役立ちました。このように、超常現象に対する信念に動機付けられた装置は、光の特性に関する有用な科学的研究を促進しました。

クルックスの「放射物質」についても同じことが言えます。これは、通常の物質と純粋な光の間のどこかにある「物質の第 4 形態」と言われています。クルックスは、ガス放電管で重要な研究を行っているときにこの物質を発見しました。ガス放電管では、帯電した電極が蒸気をイオン化し、電流が通過してグローを生成します。 1879 年に彼は、「既知と未知の間の影の領域」に放射物質が存在すると主張しました。彼はそれがエーテルのように精神世界への架け橋になるのではないかと疑っていました.

放射物質は、クルックスの過剰な想像力のもう 1 つの象徴でした。しかし、これも実を結びました。彼は放射物質を引き合いに出し、「暗黒空間」と呼ばれる放電管内の神秘的な領域を説明しました。しかし、この暗い領域は代わりに陰極線によって引き起こされたことが判明し、この現象に関するクルックスの研究は、最終的に電子と X 線の発見につながり、マルコーニのラジオ放送と相まって、テレビの開発につながりました。実際、テレビの初期のパイオニアの何人かは、超常現象への共感に動機付けられていました。ブラウン管を改良したクルックス、独自の特異なテレビ技術を考案したフルニエ・ダルベ、または通常デバイスの と見なされていたジョン・ロジ・ベアードなどです。リアル 彼はトーマス・エジソンの亡くなった精神と霊的に接触していると信じていました.

ラジオ通信とテレビの両方がすべての代表でした 現代のメディアは幽霊工場であり、1886 年に心霊研究者のフレデリック W. H. マイヤーズが「生きているファンタズム」と呼んだものを永遠に製造しています。ラジオは、首相や映画スターが幻のように肉体を離れて居間で顕在化したような錯覚を引き起こす可能性があります.では、そのような電子の幽霊が見えるだけでなく、それらを聞くことができたら、錯覚はどれほど強力でしたか.電子ビームの受信不良や同期不良によって引き起こされた初期のテレビ セットの二重像を「ゴースト」と呼ぶのは、自然で無害に思えたかもしれませんが、この用語は、画面に表示された図が実際の人物と必ずしも一致するとは限りません。結局のところ、彼らはすでに死んでいるかもしれません。 1953 年 12 月、ロングアイランドのジェローム E. トラヴァースの家にニュース リポーターが押し寄せ、見知らぬ女性の顔がスクリーンに映し出され、セットのプラグを抜いても消えませんでした。 (家族は恥をかいているかのように、画面を壁に向けていました。)

これらのメディアは、私たちの存在を時間と空間の不可能な範囲に伝え、死を超えて私たちのイメージと声を保存しているように見えることで、何世紀にもわたって手紙の物理的な輸送や本人の存在を要求することによって人間の相互作用を制限していた法律を覆します.私たちは、最愛の人の声が電話から発せられるという幻想に服従します。スカイプされた画像が画面上で (現在は電子ブラスト蛍光体ではなく発光ダイオードによって) 呼び出されたのは、肉の遠い親戚です。

では、インターネットが幽霊であふれていることに誰が驚くでしょうか?民間伝承の歴史家であるオーウェン・デイビスが言うように、「サイバースペースは幽霊の地理の一部になっています。」ここでも、シミュレートされた死者の痕跡が無期限に残る可能性があります。ここでも、仮名のアイデンティティが墓の向こうから話すと言われています。電話やテレビよりも、目に見えない声のせせらぎは、ほとんど精霊を収容するように設計されているように見えます。

テクノロジー自体が民俗信仰や迷信を追放するのではなく、単に新しい環境を作り出すだけであることを、私たちは何度も目にしています。技術の進歩自体は、証拠を推論したり評価したりする人々の能力に一般的な進歩をもたらすわけではないため、おそらくそれは驚くべきことではありません.しかし、科学は依然として無知と迷信の暗雲を押し戻しているのでしょうか?はい、確かにそうです。とはいえ、今日の科学者は、前任者よりも想像力豊かな空想に飛びつく傾向が少ないというわけではありません。そしてありがたいことに、科学には冷たい論理と同じくらい想像力が必要です。しかし、ビクトリア時代のように、ファンタジーと事実の両方が当時の専門用語で表現されている場合、それらを区別するのが難しい場合があります。

隠された世界

たとえば、量子力学の多世界解釈を考えてみましょう。量子論が小さなスケールでの現実の性質について教えてくれることをどのように解釈するかについては、完全な合意はありませんが、多世界解釈には多くの影響力のある支持者がいます.それは、量子系を記述する方程式に対する多くの可能な解のすべての可能な結果を​​具現化する平行宇宙の存在を仮定しています。マサチューセッツ工科大学の物理学者マックス テグマークによれば、「1 つの古典的な現実が、徐々に多くのそのような現実の重ね合わせに分かれることを予測しています」。このアイデアは、1950 年代の物理学者ヒュー エベレットの研究に由来していますが、エベレット自身は「多くの世界」について話したことはありません。

当時、量子論では、量子系で測定を行うと、波動関数と呼ばれる数学的実体に列挙された可能性のある結果の 1 つだけが選択されるというのが一般的な見方でした。これは、「波動関数の崩壊」と呼ばれるプロセスです。問題は、理論上、この崩壊を引き起こすものは何もないということでした。「手作業で」入れなければなりませんでした。エヴェレットは、おそらく崩壊はないという無害な提案を行った.他のすべての可能な結果も、実際の物理的存在を持っている.彼はどこでという問題に一度も触れなかった それらの他の州が存在します。しかし、彼の後継者の何人かは、その一面を除いてあらゆる点で私たちのものと同じ宇宙全体を彼らの周りに築き上げています. Tegmark 氏によると、すべての量子イベントがこれらのパラレル ユニバースを増殖させるため、「意思決定を行うという行為により、人は複数のコピーに分割されます」。 (より正確には、これらの代替宇宙は常に存在していました。それぞれの宇宙で物事が異なって進化しているだけです。)

しかし、実際に多世界に衆生を住まわせようとすると、この考え自体が矛盾に陥ります。 (Tegmark が上記で示唆しているように) これらの多くの世界に私たちの代替バージョンが存在するわけではありません。それらは すべて です。 ある意味では私たちですが、明らかにユニークな意識をどこに置くべきかについての処方箋はありません。この難問は、(一部の支持者が主張するように)「数学を真剣に受け止める」ことの避けられない結果としてではなく、単に、実験でも理論でもなく、形式的な数式のそれぞれをそれ自体の完全な世界であり、目に見えないようにしたいという衝動のために生じます。これから。これは科学的な理由によるものではなく、未知の世界に直面して私たちが常に行ってきたことだからです。中世では、磁気のような目に見えない力の具体的な証拠により、悪魔のような目に見えない存在がよりもっともらしいように見えました.同様に、X 線、電波、放射能の発見は、人口の多い「目に見えない宇宙」に対する信念を強化しました。波動関数の明らかな崩壊は、実に深遠な謎です。その場合、補償のために目に見えない宇宙を構築することが 1 つの対応策であることに驚くべきでしょうか?

「ブレーン」(メンブレンの略)の世界の概念にも、ほぼ同じ考察が当てはまります。これは、弦理論の最先端の変種から生じます。この理論では、すべての既知の粒子と力を、弦と呼ばれる超小型の実体の観点から説明しようとします。弦は、粒子が振動する小さなストランドに拡張されたものとして想像できます。理論のほとんどのバージョンは、空間の余分な次元の役割を持っているように見える方程式の変数を必要とするため、ひも理論は (時間と空間の) 4 次元ではなく 11 次元を仮定します。物理学者で作家のジム バゴットが指摘するように、「これらの仮定には実験的または観察的な根拠はありません」 - 「余分な次元」は方程式の形式的な側面にすぎません。しかし、理論の最新バージョンは、これらの余分な次元が非常に大きくなる可能性があることを示唆しており、本の積み重ねられた葉のように、私たち自身から分離された別の宇宙の潜在的なリポジトリである余分な次元ブレーンを構成しています.必然的に、これらの場所にも衆生が住んでいるかもしれないと想像したくなる衝動がありますが、それはオプションです.要点は、これらのブレーンの世界は、いわば目に見えないパラレル ユニバースとして具現化された、投機的な方程式の数学的実体にすぎないということです。

暗黒物質と暗黒エネルギーは、現実世界の観測によってより直接的に動機付けられます。通常の物質が見えない宇宙の一部から来ると思われる重力効果を説明するために暗黒物質が明らかに必要であるか、または牽引を説明するのに十分ではありません.たとえば、回転している銀河には、目に見える星やガス以外にも、別の重力源があり、銀河が離れて飛ぶのを防いでいるようです。遠く離れた天体が時空の重力によるゆがみによって歪む「レンズ効果」も、この目に見えない形の物質を必要とするようです。しかし、暗黒物質は、それが見られず、その存在を説得力をもって説明または要求できる理論がないという点で、通常の意味では存在しません。暗黒エネルギーも、1990 年代半ばに天文学者が遠方の天体を観測して発見した、宇宙の膨張の加速を説明するのに必要な一種の「もの」です。しかし、それは単なるパズルの名前であり、直接検出することはできません.

暗黒エネルギー、そしておそらく暗黒物質も、Crookes の「暗黒空間」と「放射エネルギー」のようになる可能性は十分にあると思われます。正確には物質ではなく、これまで知られていなかった物理原理の兆候です。これらのつながりは、彼のダーク マテリアルズでフィリップ プルマンによって見事に直感されました。 三部作、(タイトルだけで手がかりが得られる) ダストと呼ばれる神秘的な物質は、暗黒物質とバレットの準知覚サイコメアの混合物であり、プルマンのオルタナティブ スチームパンク オックスフォード大学の科学者司祭によって精神的な解釈が与えられ、器具を使用してその存在を感知します明らかにCrookesのライトミルに基づいています.

もちろん、科学者たちは単にでっち上げではなく、目に見えないという便利さに頼っています。彼らは、暗黒物質と暗黒エネルギー、および (慈善団体の場合) 量子多世界とブレーン、およびその他の知覚不可能で仮想的な領域を使用して、重要なタスクを実行しています。つまり、理解できる概念で知識のギャップを埋めることです。 P>

科学がその欠落によって脱線したり意気消沈したりしないようにするには、これらの一時的な修理と発明が必要です。これが起こると、発明はおなじみの形をとることが避けられないように思われます.それらは古い概念や神話から引き出され、「神秘的な」粒子や光線、さらには想像上の世界全体であり、住民でいっぱいです.これらは完全に間違った概念であることが判明するかもしれませんが、これらは私たちの無知を具体化し、それを探求する方法を考えさせてくれます.

知識の最前線で作業し、直感や視覚化がほとんどできない時間と空間の問題を熟考する場合、冷たい論理と実験と反証可能性への厳密な順守は十分ではないかもしれません.しかし、秘訣は、これが私たちがしていることであるという事実を見失うことなく、発明し、想像することです.私たちの発明が間違っていることに気付くでしょう。なぜなら、それらは古いカノンに由来する傾向があるからです。しかし、うまくいけば、彼らは良い意味で間違っていて、宇宙をより深く理解する道を照らすでしょう.

フィリップ・ボールは、科学とその幅広い文化への影響に関する多くの本の著者です。 生命のマトリックス:水の伝記。石の宇宙;音楽の本能;好奇心:科学はどのようにしてすべてに興味を持つようになったのか。 そして ライヒに仕える。 彼の本 Critical Mass は、2005 年の Aventis Prize for Science Books を受賞しました。彼の次の本は 見えない:見えないものの危険な魅力。


  1. 雷雨サイクロンの原因
  2. 地球に掘ったトンネルに飛び込んだらどうなる?
  3. 周波数変調波のグラフ表示
  4. サスペンション
  5. ダークエネルギーは幻か?
  6. AMとFMの電波の違いは何ですか?