ノーベル賞受賞者フランク ウィルチェックの新刊、基礎:現実への 10 の鍵 、私たちの外界と内界を特徴付ける豊かさについての考え方であり、伝統的な宗教に代わるものであり、科学を通じて「生まれ変わる」方法です。 The New York Times のレビューを依頼されました これは明らかに非科学者向けの本であり、私の小説 Lost and Wanted の研究を行っているためです。 、 私は素人のために物理学を読む習慣を身につけていました。私にとって、それらの本は 2 つのタイプに分けられます:読者の知性を推定し、著者が理論的な仕事で取り組む問題に可能な限り真剣に取り組むように促すタイプと、抽象的で時には華麗な言葉を使用するタイプです。宇宙の謎に迫る。私は通常、前者を好みますが、後者に誘惑されることもあります。 Wilczek の Fundamentals の好きなところ 自然界の最大のものと最小のものについてのアイデアをシンプルだが正確な言葉で紹介することで、中間の立場を占めているように見えるということです.
物理学者にインタビューするときは、物理学者がどのように働いているか、また、この分野にどのような人物が適しているかについて常に関心があります。 Wilczek は、マサチューセッツ州コンコードにある自宅から、天井が急勾配の灰色の部屋で Zoom を使って私に話しかけました。彼はポケットに複数のペンを入れた青い格子縞のフランネルシャツを着ていて、私たちの会話中にすぐに微笑んでポイントを修飾しました.彼が何かを説明することに集中しているとき、彼はメガネの後ろで一度に一瞬目を閉じていました.私たちの会話は、私が彼の本から得た印象を強めました:彼は非常に幸せな人であり、その幸福の大部分は知的な努力から得られ、その中で物理学は主要なものですが、唯一の情熱ではありません.
Fundamentals の冒頭にあるパスカルの言葉が大好きです 彼自身の小ささに対する彼の実存的な恐怖について：「宇宙は私をつかみ、私を斑点のように飲み込みます。」子供の頃、あるいは最近でも、空を見上げて自分の小ささに怯えていたことを覚えていますか?
私は怖くありませんでした。子供の頃、私はローマ・カトリック教で育ったので、それが私の宇宙観に影響を与えました。私は確かに地獄に行くことを恐れていましたが、宇宙の大きさについてではありませんでした.それは、日常生活に特に関係のない事実であり、それが抑圧的であるとは決して感じなかったと思いました。成長するにつれて私の態度は変わり、地球とそこにいる人々の小ささについてもっと考えるようになりました.しかし、宇宙の大きさに怯えるということは、パスカルにとって奇妙なことでした。
私はこれを聞くつもりはありませんでしたが、あなたはカトリック教徒として育ったと言っていましたが、失神した瞬間はありましたか?それともまだ…
はい、確かにありました。危機がありました。カトリックには堅信と呼ばれる儀式があります。 12歳か13歳だったと思う理性の年齢に達すると、より多くの情報に基づいたコミットメントの確認が得られます.私たちは週末にリトリートに行きました。教義を通り抜け、熱狂的になったのは本当に強烈でした。私はそれにとても夢中になりました。私は常にカテキズムで提起された問題について真剣に考え、それを真実として解釈しようと努めてきました。同時に、私は科学について学び、バートランド・ラッセルのような破壊的な人々を読んでいました.しかし、その後退は物事を頭に浮かび上がらせました。その瞬間、私は信念を貫きました。しかしその直後、まるでダムが決壊したかのようでした。そして、それが破裂すると、ちょうど水平になりました。ありませんでした…
後戻りはできません。
戻ることはありませんでした。少なくとも私にとっては、教義を神の言葉ではなく、物事をよく理解していない人々の産物として調べ始めると、世界観が多くの点で非常に取るに足らないものであることがわかり始めます。中東の不動産がすべてでした。
彼らがあなたに教えようとしていたことと格闘していたのは興味深いことです。おそらく、リトリートにいるほとんどの子供たちは、窓の外を見ているか、テーブルの向こう側にいる 12 歳の少女のことを考えていました。あなたは実際にアイデアに取り組んでいました.
丁度。でも振り返ってみると、私は聖アウグスティヌスのような人物にとても共感しています。彼はギリシャ哲学と宗教的教義を和解させ、両方の利益になったと思います.
今よりゼネラリストになるのは間違いなく簡単でした.
和解しやすくなりました。私たちの基準は異なるため、古代ギリシャ人が理解したように物事を理解することはできません。私たちの基準ははるかに厳格であり、従うのが困難です。すべての面でそれらを達成することはできません.
基礎で 、あなたは、高校でベル研究所に旅行したとき、科学者が「フォノンは振動の量子である」と言うのを聞いた方法について書いています。それが何を意味するのかを理解するまで、あなたはそれについて考えるのをやめることができませんでした.その文脈では正確に理解できない言葉を聞いて、それが主題へのより深い理解へと導いてくれたことは、私にとって興味深いことでした。
本当にそうでした。その時は気づきませんでしたが、とても深い印象を受けました。粒子、フォノンは、粒子ではなく振動として考えられるものの説明または結果であるという概念から始まりました。より深い現実からどのようにして粒子を出現させますか?材料を考えることができます。彼は物質について、物質がなければ存在できないものである独自の創発粒子、粒子を持っているそれ自体の世界として話していました。そして、その自己完結型の世界の中で、物質の内部に住んでいたとしたら、これが現実の構成要素と考えられるでしょう.
他の子供たちは漫画本を持っていて、あなたは振動するフォノンの世界を持っていました.
漫画本もありました。しかし、それは本当に私の想像力をかき立てました。私は量子が何であるかを知らなかったので、それらの世界の解釈を構築することは私に大きな満足を与えました.非常に一般的な感覚的な方法を除いて、振動が何であるかさえ知りませんでした。フォノンが何であるかは確かに知りませんでした。しかし、納得のいく解釈をまとめることができて、まとまりができたことは、私に計り知れない満足を与えてくれました。とても賢く感じました。
私にとって、ファンダメンタルズの優れた洞察の 1 つ 粒子は、デモクリトスが空間に浮いていると想像した原子の単なる小さなバージョンではないことをあなたが説明した方法でした.以前にも触れたことがありますが、「粒子は場の化身」とおっしゃいましたね。どうやってその定義を思いついたのですか？私にはとても美しく見えます。
ええと、それは方程式がどのように機能するかを簡単に説明しただけであり、英語で説明することもできます.人々は「粒子波の二重性」や「粒子対フィールド」について話しますが、最も深遠で最も自然な方法は、空間充填フィールドについて話すことです。粒子は付随現象です。それらはフィールド内の興奮です。それらは、識別可能な単位として一緒に保持し、伝播することを可能にする内部結束を持っています。しかし、本当の意味では、エネルギーが集中する場に過ぎません。フィールドは、アクションが存在する深い意味での場所です。それらは、機能する世界の説明を定式化するものです。
特に、基本で理解できなかったことが 1 つあります。 .あなたは「エニオン」と名付けた準粒子は「単純な種類の記憶を持っている」と書いています。あなたはエニオンが重要だとおっしゃいました。エニオンの動作は量子コンピューターの構成要素として使用できるからです。 Quanta であなたが書いた記事を読みました .説明は単純で明快に思えたが、私は空間が二次元と時間という概念につまずいた。科学者ではない私たちは通常、3 つの次元と時間の観点から考えるよう求められます。
試してみませんか?
いいえ、ああ、いや、私ですか？絶対にありませんよ！
説明してもらいますか?
はい、お願いします。
最初に言っておきたいのは、物理学には二次元の世界があるということです。たとえば、コンピューター内の世界です。チップがあると、電子は二次元の世界に住んでいます。平面内の動きは自由ですが、別の次元では拘束されています。量子力学のルールでは、エネルギー ギャップが存在します。これは、3 次元に脱出できないことを意味します。彼らは実際に 2 次元の世界に住んでおり、彼らの世界の物理学を自己完結型で説明することができます.
つまり、2 つの空間次元がありますが、まだ時間次元があります。物事はまだ動くことができます。したがって、粒子の位置だけでなく、時間の経過に伴う展開も説明するために、3 次元を導入します。そして、この拡張された説明の位置を持つ粒子の代わりに、それは「世界線」を持っています。時間の経過とともに、そのたびにポジションがあります。これらの位置を追跡すると、世界線が得られます。粒子が複数ある場合、複数の世界線があり、それらが互いに巻き付いて絡み合うことがあります。それが時空の側面です。これらの糸、または毛髪は、2 プラス 1 の 3 次元で存在し、互いに巻き付いています。
さて、髪を編む類推、わかりました。
そうですね、3 プラス 1 の次元があれば、髪同士を引き裂かなくても簡単な方法で髪のもつれをいつでもほどくことができます。ストランドを互いに通すことができます。そうすれば、何でもアンノットできます。その 4 番目の次元を使用して温度を記述しましょう。ストランドの 1 つを加熱すると、余分な次元の別の場所に移動します。これで、以前は遮られていたストランドを通過できるようになりました。その余分な次元で、あなたは何をも解くことができます.
したがって、3 プラス 1、つまり 4 次元では、結び目はありません。それらはすべてもつれを解くことができます。しかし、2 たす 1、またはもちろん 3 では、それは正しくありません。したがって、量子力学系を 2 つの空間次元と 1 つの時間で記述している場合、世界線が絡み合って結び目を作ることができます。
結び目が解ける能力がエニオンに記憶を与えるのですか?
より正確に言えば、これらの世界線のもつれが、システムを記述する量子力学的波動関数に刻印される可能性があります。基本的な記述は、空間内の粒子に関するものではなく (これは古典的な記述です)、これらのものの波動関数です。これは理論上の発見であることが判明しました。場合によっては、世界線のもつれが波動関数に直接刻印されるということです。したがって、世界線がどのように絡み合ったかについてのコード化された情報を取得できます。その意味で、粒子には記憶があり、どのように絡み合ったかを記憶する記憶があります。これは、粒子が単純な種類の記憶を持っているという声明の背後にある正確な概念構造です。彼らは自分の過去を波動関数に読み込んでいます。
それでは、暗号化された種類のこのメモリを量子コンピューターで使用できるという考えですか?
場合によっては、非常に容量の大きいメモリです。しかし、これまでに構築された唯一の記憶は、非常に限られた記憶です。これまでに観測された種類のエニオンでは、コード化されているのは、互いに巻き付いた回数だけです。したがって、実証されているのは原始的なバージョンです。それらを有用なものにすることは、未来の仕事です.
わかりました。エニオンが嘘をつくことは理解していますが、以前より少しよく理解できました.
何かを理解する前に、すべてを理解するように主張しないことが非常に重要です。心を広くするのはとても大切なことです。私はこれを絶えず行います。まったく理解していないことを学び、探求しています。
理解できないことの例は何ですか?
ええと、科学者以上の私の力を持ってこようとしているところです。 プロレベルの機械学習の知識
タイムリーな追跡のようですね。
はい、そうです。読んだことはありますが、今はオンラインでプログラミングして演習を行い、インタラクティブに実行しています。同様に、私はジャグリングを習っていて、Taylor Glenn というプロのジャグラーをとても楽しんでいます。彼女は非常にカリスマ的で熱心で、あらゆるレベルのさまざまな種類のジャグリングに関する膨大な数のビデオを持っています。とにかく、これはちょっとした気晴らしです。
気晴らしは良いです。
テイラー・グレンが言ったことで、私の心に強く引っかかっているのは、言い換えれば、人々はジャグリングを投げてキャッチすることだと思っているということです。ジャグリングとは、実際には物を落としたり拾ったりすることです。
それはとても深いです。
そうです、そうです。
私はいつも、算数の苦手な子供に間違いを犯すことについて話しています。彼は数学で間違いを犯すことで、より多くのことを学ぶことができます。
ああ、それはおそらく私の最も有名な言葉です。インターネットで引用されているのを見つけることができます。それは大きな間違いです。」
それは素晴らしいことです。次回、数直線の分数に苦労するときに彼に話します。それで、私はマンハッタン計画に取り組んだ中国系アメリカ人の物理学者、Chien-Shiung Wu について読んでいます。私の知る限り、彼女は無宗教でした。しかし、あなたのカトリックについて話していたとき、私はこれについて考えていました.彼女は伝記作家に、パリティの非保存に関する有名な実験の後、2 週間は眠れなかったと語り、なぜ神が彼女を選んでこの秘密を明らかにしたのか疑問に思いました.
うわー
ええ、私はこの科学の啓示の瞬間と、それが芸術の同様の瞬間とどのように異なるかに本当に興味があります.あなたがノーベル賞を受賞した「漸近的自由」、あなたが共同発見した量子行動、またはエニオン、または他の何かについて最初に考えたとき、あなたは「なぜ私ですか?」という気持ちを持っていたのだろうか?
あまり。これは非常に謙虚に聞こえるかもしれませんが、学問的に次々と成功を収めました。プリンストン大学と大学院に初めて行ったとき、私は危機的な状況に陥りました。しかし、それ以外は、すべてが私にとって非常にスムーズに進みました.確かに乾燥した時期もありましたが、思いつき、それができたという事実に驚かされることはありませんでした.
たぶん、あなたはいつもそれらを行うことができたからでしょう。
私の作品のほとんどは非常に理論的なものなので、方程式を書き、絵や動きで概念的に考えます。そして、これらのことを扱う実験は、まったく別の宇宙にあります-その宇宙について考えれば.それはおそらくあなたが話していることに最も近いです。私が漸近的自由に関する基本的な研究を行ったとき、それは世界について確立された事実ではありませんでした。グルーオンを見た人はまだ誰もおらず、重要な予測を確認した人もいません。でもまじめな人が真剣に受け止めて話題にしているのは十分にありそうな話だったので、とても刺激的で励みになりました。加速器がある国立研究所であるブルックヘブン研究所を訪れました。
コスモトロンまたは交互勾配シンクロトロン?
当時のAGSです。これは70年代初頭でした。現代のアクセラレータの基準ではなく、大きなものでした。航空機の格納庫としては控えめなサイズで、そこらじゅうに機械やワイヤーが張り巡らされていました。私はそれを見ているギャラリーにいました。突然、これが彼らが私たちの計算をチェックする場所であることに気づきました。これは私が書き留めたものです！これは、彼らがテストされる場所であり、その結果はどうでしたか.それがおそらく、この突然の感情に最も近いものでした。「どうしてこうなったの？」どうやってメッセンジャーになったの?
あなたが小説家で、誰かがこう言ったようなものです。するだろう。恐ろしい。
そのようなものですね。
あなたは、現代の量子力学の方程式が音楽の方程式に驚くほど似ていると書いています。楽器を演奏しますか?
あ、はい、ずっと遊んでました。子供の頃、ピアノが欲しかったのですが、私たちのアパートは小さすぎました。そして、私たちはそれを買う余裕がありませんでした。私はアコーディオンを演奏しました。私はそれでかなり上手になりました。その後、高校時代はドラムを叩いていました。少しの間、小さなバンドを組んでいました。しかし、その後大学に行きました。大人になってピアノを始めて、ある程度のレベルに達しました。その時までに本当に良くなるには遅すぎました。でも、ほぼ毎日、少しずつ遊んでいて、クラシック音楽についてかなり勉強してきました。いつかジャズを始めたいという夢があります。しかし、それは議題では十分に低いです。決して到達できない部分です。
補完性の考え方はあなたの仕事にとって重要です。あなたはそれを「1つのものを異なる視点から考えると、非常に異なる、あるいは相反する性質を持っているように見えるという概念」と定義しています。物理に対する考え方だけではないという印象を受けました。たとえば、平均的な気候科学者よりも気候変動について楽観的になるように思われますか?
人類は多くの悪い時代を経験してきたという意味で、私は楽観的です。黒死病があり、ローマの崩壊がありました。人間性は向こう側に出てくると思います。 100% の確率ではないかもしれませんが、おそらく 70% の確率で、気候変動や核戦争、その他の恐ろしい事態による最悪の終末シナリオから逃れることができるでしょう。長期的な未来は素晴らしいものになるでしょうが、非常に厳しい中間の時期が来るかもしれません。気候変動は、私たちが何をすべきかを知っているという意味で悲劇的です。人々は詳細について議論することができますが、非常に妥当な費用で自分自身で保険契約を購入することができ、非常に悪い結果から私たちを救うことができます.
炭素回収技術の形での保険契約について話しているのですか、それとも他の何かですか?
私が話しているのは、持続可能なエネルギー源へのさらなる投資についてです。融合を調査する必要があります。私たちは安全な原子力エネルギーを行わなければなりません。こんなことは言いたくないのですが、ジオエンジニアリングを検討する必要があります。緩和、改善、対処戦略を検討する必要があります。しかし、私が本当に心配しているのは、これらのことを行う政治的意思がまったくないように見えることです.それには深い理由があります。それは、権力と富が、彼らが支配する鉱物資源と地質資源の認識された価値に由来する非常に強力な人々がいるからです。彼らは戦い、蹴り、叫び、代替エネルギー源を妨害するために最善を尽くします。
巨大な慈善活動も不吉です。人々は適切な場所で寄付しますが、それでも昔ながらのやり方でお金を稼いでいます。
慈善活動は、コッホ兄弟のような人々による洗練された戦略の一部であると私は確信しています。彼らの慈善活動について聞きたくありません。彼らは MIT に惜しみなく貢献していますが、地球上で最悪の人物の 1 人です。
私が最後に質問するつもりだったのは、楽しみのために読んでいるということです。最近読んで特に楽しかったものはありますか?
ええ、とても良い本を読みました:Lost and Wanted .
本当に？
185 ページにあるものに本当に感謝しています。私が特に気に入った箇所が 2 つあります。そのうちの 1 つは …
すまない、ただ中断しなければならない。写真の記憶はありますか？ 185 ページにあることをどのように覚えていますか?
あ、マークしたから。印象に残っていることはあまりないので、覚えておきたいです。 1 つは 177 ページで、物理学者がどのように見知らぬ家族の出身で、よく知らない両親の出身であるかについて話しました。それは私の家族を非常によく表しているので、それは本当に私に共鳴しました.そして、185 ページでは、数学を行うことと、スポーツや体操を行う喜び、および準備運動を行う必要性との間に、この見事な類似性があります.必ずしもそれ自体が興味深いものでもやりがいのあるものでもないことをしなければなりませんが、見返りがあることを知っておく必要があります。数学に投資する必要があります。見返りがあることを人々が知ることは非常に重要です。
ええと、ファンダメンタルズに感謝します .中学の時、数学の先生に「やめたい」と言ったときに、誰かがくれたらよかったのにと思います。 「この物理学に関する本を読めば、やめてはいけない理由がわかります」と言ってくれたらよかったのにと思います。
それが私がこれらの本、特にこの最新の本を書いている理由です。虹の先には金のつぼがあることを人々に保証したい.あなたはそれを想像し、賞賛することができます。しかし、もっと投資すれば、もっとできることがあります。
Nell Freudenberger は小説の著者です ロスト アンド ウォンテッド、新婚夫婦、そして 反体制派、そして短編小説コレクションの ラッキーガールズ。 ニューヨーク公共図書館からグッゲンハイム フェローシップ、ホワイティング賞、カルマン フェローシップを受賞した彼女は、家族と一緒にブルックリンに住んでいます。
参考文献
1. Freudenberger、N. 電子、光子、グルーオン、クォーク:ノーベル賞を受賞した物理学者がすべてを説明します。 ニューヨーク・タイムズ (2021).
2. Wilczek, F. 「anyon」粒子の節のある世界の内部。 量子 (2017).
主な写真コラージュ:Tasnuva Elahi
