現在、物理学の一番難解な理論

Question

物理学には、素粒子論、原子物理学、物性物理、天体物理学など、色んな分野がありますが、その中で最も難解な理論は何でしょうか？

一般相対論は世界で３人しか理解できないだろう、、って言われていました。
今、世界で３人しか理解できない理論の名前を教えてください。

cyototu · Accepted Answer

自然科学が他の学問と比べて信用ができる根拠は、コロンブスの卵のように、一度解ってしまったら当たり前なことばかりなことからです。解ったと言われながら論理が込み入っていて、それを理解するのが難解な場合、自然科学者はその理論を信用しません。その点が、自然科学が人文科学と際立って違うところです。

でも、物理学ですでに確立されている理論が多くの人には難解に見える。それは事実です。でもそれは、その理論を記述している固有な言葉遣いに慣れていないからに過ぎません。それは、ちょうどフランス語を習い始めた日本人にはフランス語がちんぷんかんぷんで難解に聞こえるのと同じです。でも、フランスでは４歳の子供でも流暢なフランス語を話しています。要するに慣れなのです。

もちろん、自然科学といえども難解な問題というのがあります。それは、その理論が未完の場合です。読んで字の如し、未完の問題ですので、未知の部分が多過ぎて、その理論を提示した本人も自分で何を言っているか解らない。だから誰が読んでも解らない。そんな問題なら物理学にはいっぱいあります。

私には、同じ未解決で、だから難解な物理学の問題の筆頭は、人間の営み、特に精神界の営みを如何に数値化して物理学の対象として論じられるようにするかという問題です。これは近年複雑系の物理学と呼ばれている、非平衡非線形な現象を取り扱う非平衡統計力学や、非可積分系を取り扱う非線形力学の分野の研究対象になり得ます。

それに比べて、物質界だけに限った素粒子論や原子物理学や物性物理や天体物理学や宇宙論の研究対象は、生物や人間の振る舞いに比べて桁違いに単純な現象を取り扱っているので、その難解度は、複雑系の物理学と比べて桁違いに小さいです。

人類が対象としている自然科学の領域で、特に物理学が精密科学と呼ばれ多大な成功を収め信用されているのは、物理学が今まで対象としてきたものが自然界の中でも最も簡単な事象を対象としてきたからです。簡単だから解ける。だから信用ができる。実は、物理学者はこの自然界には彼らが対象としている現象よりもはるかに複雑で難解な事象が存在していることは承知しているのです。でも、そんな問題は今の人類の知的蓄積の段階では解けないことも知っている。だから、今の時点でも解けそうな極端に簡単なほんの少しの事象にその興味を限ることにして、今までやってきたのです。そして、そんなほんの少しのことが解るようになっただけで、これだけ目の見張る片大の技術革新に貢献できたのです。

実は、今まで物理学者がその複雑さゆえに意識的に避けてきた非線形現象など、自然科学には広大な未知の研究領域が残されています。近年の非線形数学の発展や非線形力学の発展は、その未知の領域のほんの入り口を触りだしただけです。その入り口の向こうに、とてつもない広大な領域が広がっています。今後の物理学の発展は想像だにできない展開を示すことでしょう。まさにこれからの若者の学問だと思います。

追記：例えば、素粒子物理学は、この宇宙を形作っている物質の根元のありようは何かと問います。クオークやストリング等々です。さてそれが究極的に解ったとしましょう。でもそれって、例えばこの車を形作っている究極の物質は何かと問いかけて、それが鉄であることを明らかにしようとしていることと同じですね。

もちろん、車が鉄で出来ている事を知っていることは車を理解する上で重要ですが、それで車が解った事になるでしょうか。同じように、この宇宙を形作っている物質の根元のありようが何かが解ったら、この宇宙が解ったと言って良いのでしょうか。ことほど左様に、今までの物理学は、この宇宙を形成している根元的な物質をを論じ、そのことが素粒子物理学と宇宙論を結びつけていますが、そこがうまく理解したからと言って、この宇宙を理解できたことにはなりません。

早い話、それが解ったからと言って、なんでうちのカミさんが今朝そんなに怒っていたのかが判るようになる訳ではないからです。そして、うちのカミさん怒っている現象もこの宇宙で起こっている自然現象なのです。これを心理学でなく、確率過程における典型的な非線形現象として論じることによって、立派な物理学の研究対象になるのです。このことに気づかせてくれたのが近年急速に発展し始めた複雑系の物理学なのです。

puyo3155 · Answer

根本的に、物理学のことを理解していないと思います。

物理学とは、自然の現象が起こっている理由を、なるべく簡単な理論にもとづいて説明できるようにする学問ですが、数学などと違うのは、その簡単な理論自体は単なる仮説であり、思い付きであり、間違っているかもしれないけど、今の時点ではそう考えると、いろいろなことがうまく説明できますよ・・・っていうことなのです。

なので、すでに定番になってしまった古典力学や、電磁気学のように、本当は厳密には正しくなく、より上位の理論で考えれば、間違っているともいえるんだけど、われわれが目にする現象や、利用する技術の範囲においては、十分役立ちますよ・・・・という理論であれば、ある程度何を学ぶかがわかっています。順序だてて学べば、だれにも理解できる内容です。

相対性理論も同じ。別に、普通に学べば、だれでも理解できます。そのあつかうときの数学が少し高度になるだけです。

一方で、ミクロの現象である、量子論、場の量子論、素粒子、標準模型、超弦理論・・・・などは、理論自体がいまだ更新され続けいるため、研究も日々進むため、その難しさは、理論の難しさというより、仮説が多く、実証されていないことも多いことからきており、数学の知識の高度化もさることながら、まだわかっていないことが多いことからくる不理解の方が大きいのです。

宇宙をあつかう超マクロな現象も、ミクロ同様同じですね。

３人しか理解できなり理論はありません。そんな理論がもしあったら、それは理論にならない。
物理の学問としての特性を考えれば、

・ある仮説がかんがえられ
・その仮説を積み上げることで多くのことが説明できて
・その説明した理屈が、実験で数多く証明されると

もとの仮説が正しかった・・・とされるわけですから、多くの人がその理論を理解し、検証し、討議し、実験しないことには、認められないからです。
純粋な理論を追及する学問ではないのです。

nouble1 · Answer

今でも、
一般相対性理論を　理解して、
間違いと　判る、
人族は、
3人位じゃ　ないですか？

そういう意味で、
誰も　理解出来ない、
と、
嫌味的に　言われた、
と、

古くから　私は、
想ってますよ？

実際的に、
量子力学も、相対性理論も、
間違いだと　言える、
人族は、

そうは　居ませんよね？

現在、物理学の一番難解な理論

自然科学が他の学問と比べて信用ができる根拠は、コロンブスの卵のように、一度解ってしまったら当たり前なことばかりなことからです。

根本的に、物理学のことを理解していないと思います。

今でも、

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