どこでもドア

Question

「ドラえもんのどこでもドアは永久機関となり、エネルギー保存則を破るので現実には存在できないことを証明せよ」とあったのですが全然解りません。関連したことでもいいので誰か教えてください。

sqw-99 · Accepted Answer

＃７を少し補足します。

「エネルギー保存則を破る」
ここまでを解説しただけであり、
「現実には存在できないことを証明せよ」
ではありません。

これを、証明するには、
宇宙のは端から端への移動に必要なエネルギー計算、
（全宇宙以上のエネルギー）
ブラックホールにどこでもドアを置いて出口を上空にして超光速ループを作成し、光速、無限大の質量への到達。

こう言う計算で存在出来ない事をを証明して行きます。

補足です。

保存法則が成り立つ。
地上から富士山頂上にドアで行く場合、
登るのに費やしたエネルギー（G)
これが人間に瞬時ににかかり、ぺしゃんこです。
ドアの超エネルギーをもらって死んでしまいます。

成り立たないとします。
保存法則がなり立たない空間で
普通に行けるとすると、
そこから落下するエネルギーは、どこから発生するのか？
エネルギーの移動は即死につながりますから、
エネルギーは移動出来ません。

うい？＾＾；

weiemes15 · Answer

> ＞＞エネルギー保存則やエントロピー増大則が守られているかどうかは
> 結局分からないと思います
>
> そうなんですかねー

エネルギーの形態は目に見えたり、耳に聞こえたりするものだけではありませんからね
たとえばドアフレームの内部温度が変化したって、マンガやアニメじゃわからないでしょう?
お話の大学の人も、#4の方の紹介のニヴンのエッセイを読んでいるのかもしれませんが、ニヴンのエッセイのテレポーテーションとどこでもドアとの最大の相違点が、エネルギーバッファになりうるアーティファクトが介在しているか否かでしょう
瞬間移動を可能にするような超テクノロジーのアーティファクトの存在を仮定しておいて、付随的に必要なエネルギーバッファとしての機能を否定しても始まらないと思います

weiemes15 · Answer

マンガやアニメは視聴覚情報しか与えてくれないので、エネルギー保存則やエントロピー増大則が守られているかどうかは結局分からないと思います
それよりも、始点と終点の間で光速を超える情報交換が行われているように見えるのが気になります
どこでもドアは、ドアを開けた瞬間から行き先の風景が見えていますが、超光速通信が行われないなら、遠距離の場合、一瞬ドアの裏側の風景(あるいは真っ黒な穴?)が見えてから行き先の風景が見えるはずではないでしょうか
またドアを通り抜けた瞬間に、それまでドア越しに見えていた風景と実際の風景の間にタイムラグがあるべきではないでしょうか

buuchan1 · Answer

#6のものです。

> 流れ落ちた水がそのまま上のドアから出て来たら
> エネルギー保存則に反します。
これに関しては、#8の人の例が分かりやすいです。
どこでもドアで考えるから、わかりにくいのですが、たとえばお風呂の水を洗濯機に汲み上げるポンプを思い浮かべてください。洗濯機に汲み上げればいつか水は無くなりますが、汲み上げた水を風呂に戻せば永遠にくみ続けることができます。(本当は蒸発という現象があるのでそうとも限らないのですが、それは想定しないことにします)
現代の技術でもこれは可能ですが、これは永久機関ですか？答えはノーです。なぜならポンプはACコンセントから電気エネルギーを得て、その電気エネルギーを水を汲み上げる位置エネルギーに変換しているだけだからです。
どこでもドアだと汲み上げる代わりに瞬間移動させているだけ(要するに使用している技術の差だけ)で、エネルギー学的にはポンプの例と何ら変わりはありません。

kokusuda · Answer

蛇足とは思いますが追加で、、、。
　
確か、この問題は琉球大学の入試やゼミでの質問でしたよね。
この質問はweiemes15さんの書かれているように
「動力の供給無しに無限に作動し続ける」と想定しているのではなく、
どこでもドアの瞬間転移によってエネルギーを供給する場合でもエネルギー保存則が
破られるのか？破られないのか？「第２種永久機関」といわれるものができるのか？
が質問の意図でした。
　
仮に瞬間転移にエネルギー保存則を破る場合、破らない場合を考えた場合、
エネルギー保存則を破る場合は始点と終点が問題になり、
破らない場合は運動エネルギーと位置エネルギーのエネルギー収支が問題になります。
個人的に説得力を感じたのは、Jose Natario 氏の”Warp Drive With Zero Expansion”という論文。
ちなみに＃７の方の説明は全体の系が不均衡な場合、エネルギー保存則を破らなくても
成り立つ可能性が出ます。
その辺の論点も「脳細胞の体操―テレポーテーションの理論と実際」に紹介されています。

weiemes15 · Answer

#8です
訂正
#2→#3
でした

weiemes15 · Answer

#2

> どこかの大学の入試にあったみたいってことだったんですけど・・・

どこの大学の入試だとしても『動力の供給無しに無限に作動し続ける』といった条件を勝手に想定しているのに変わりはないと思います
たとえば電池式のポンプを考えてみてください
電池が切れるまでは、無からエネルギーを汲み上げて、水の位置エネルギーを増大させているかのように見えますが、実際は電池のエネルギーが減っているのですから、これはエネルギー保存則を破っていません
このポンプでエネルギー保存則が破られるためには『電池が永遠に切れない』という条件が必要です
どこでもドアの場合もおんなじで、どこからもエネルギーが供給されず、無限に動き続けると決め付けるからおかしな話になるのであって、ごく常識的に、内部に蓄えたエネルギーを消費することで物体の転送を実現している(そしていつかはエネルギーが切れる)と考えれば、エネルギー保存則は破られないんじゃないかと思います

sqw-99 · Answer

思考方法。
１　永久機関を作成します。

スプーン水車でも風車でも良いです。

水車の水の落ちる所にドアを設置し、出口をスプーンの水取り入れ部分に設定します。

水の移動がスムーズに行けば、半永久的に回ります。
発電モータから絶えず電流を発生出来ます。

２物理法則での矛盾点を探します。

水は位置エネルギー増加がどこでもドア通過時に起きるはずである。

３永久エネルギーを探索します。

高さA点とB点との距離X重さ＝仕事量（A)
これがスプーンを押し下げる力である。

A点に水が戻る時、水は位置エネルギー
（仕事量（A））を何の理由も無く補充してしまう。

４　エネルギー保存則から、

一度放出した位置エネルギーが、
エネルギーを全く加えずにプラスする。

エネルギー保存則から大きく逸脱する物であるから、

結論、エネルギー的に、あり得ない。

こう言う事です。

buuchan1 · Answer

No.5の人の話で位置エネルギーに対して永久機関っぽいことは分かりました。
でも、みんな肝心なことを一つ忘れている気がするのですが、、、
どこでもドアがエネルギーなしで動いているとは限らない、どこでもドアを通して上昇する際に、位置エネルギーの増加分だけどこでもドアがエネルギーを消費していれば、永久機関とはならないです。
確かに永久に抜けられないループかもしれませんが、エネルギー学的には、同じ場所を永遠に回り続ける車となんら変わりはありません。

SCNK · Answer

あれ便利ですよね。輸送機も強襲揚陸艦もなしに世界中に部隊を送り込むことができます。考えたらミサイルも要らないかもしれません。弾頭を、掛け声かけて放り込めば済みますものね。

本題ですが、もっと単純に、出口を無限遠の上方にすると、永久に上昇しつづけることになるからではないでしょうか。位置エネルギーが増える一方になりますよ。

どこでもドア

＃７を少し補足します。

> ＞＞エネルギー保存則やエントロピー増大則が守られているかどうかは

マンガやアニメは視聴覚情報しか与えてくれないので、エネルギー保存則やエントロピー増大則が守られているかどうかは結局分からないと思います

#6のものです。

蛇足とは思いますが追加で、、、。

#8です

#2

思考方法。

No.5の人の話で位置エネルギーに対して永久機関っぽいことは分かりました。

この回答への補足

あれ便利ですよね。

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