物理の公式はなぜ美しいのか（神がいる？）

Question

こんにちは。現在大学２年生の者です。
大学の物理の授業で教授が面白いことを言っていました。

万有引力の法則は距離の二乗に反比例する。分母にr^2となりますね。
これは本当に２なのか。１．９９でもなく２．０１でもないそうです。調査によるとだいたい小数点６桁当たりまで調べていて2.000000までは確からしいのです。

きっちりした数字なのが僕にも不思議です。教授も「だから昔の物理学者は哲学者であることが多かったんだ。神の存在を信じていた。」というようなことを言っていました。これを聞いて僕も神の存在を意識したことがあります。

万有引力の公式だけでなく他の公式もきれいだと思うのですが、なぜなんでしょうか？漠然とした質問ですいません。共感できる意見もお待ちしています。
回答よろしくお願いします。

mtld · Accepted Answer

万有引力の逆二乗則は相対性理論から正確には２，００～００５とあった事を思い出しました　０の桁数は忘れました
つまりニュートンの逆二乗則は近似と言っておりましたが

でも世間の大方は御存知ありませんが神は存在します
現在は特殊な方法で誰でも感じ取る事は出来るのですが　その為にあるのではありませんから説明致しません
見える訳ではありません　色々な常識を超えた体験を通して感じ取るしかないのです　現在の科学レベルではこれしかないでしょう　興味ありましたら検索で探して見て下さい　探せるかな？

アインシュタインの　神はサイコロを振り給わず、宇宙意志有り　の言葉は良く知られた事ですが
神の存在を感じていたのだと思います　宇宙意志有り　の言葉は　神は存在する　を学者らしく置き換えたのでしょう
アインシュタインはノーベル賞受賞後日本に講演に来る時　日本人に宛てたメッセージがあります、翻訳によって少し違いがありますが下記は誰かのサイトからの引用です　儀礼の範囲を超えた内容です

「日本人への親愛なるメッセージ」

近代日本の発展ほど、世界を驚かせたものはない。
一系の天皇を戴いていることが今日の日本をあらしめたのである。
私はこのような尊い国が世界の一ヶ所位なくてはならないと考えていた。
世界の未来は進むだけ進み、その間、幾度か争いは繰り返されて、最後の戦いに疲れる時が来る。
その時、人類はまことの平和を求めて、世界的な盟主をあげなければならない。
この世界の盟主なるものは、武力や金力ではなく、あらゆる国の歴史を抜き越えた、最も古く、また尊い家柄でなくてはならぬ。
世界の文化はアジアに始まって、アジアに帰る。それはアジアの高峰、日本に立ち戻らねばならない。
我々は神に感謝する。我々に日本という、尊い国をつくって置いてくれたことを・・・。

　大正１１年１１月１７日　アルベルト・アインシュタイン 

又　湯川秀樹　は中間子理論でノーベル賞受賞したのですが　この理論が生まれた　きっかけをご存知の方は専門家の中にも殆どいないでしょう
対談した方（故人で非専門家）が本人に聞いたところ　夢で見たそうです　どんな夢かは書いてありませんでした
夢は勝手に見るものとは限りません　見せられる事もあるのです　世間にも稀に不思議な夢を見る方がいるのはご存知と思います　ですから他のノーベル賞受賞者にもいるかも知れません

結論
神の存在を感じている私には　神が創られたから綺麗なのでしょう　と言うしかありません　私の他にも沢山おりますが

pyon1956 · Answer

＞あのアインシュタインも神の存在を感じていたのですね

別に今更驚くことでもないと思うのですが・・・・彼は歴としたユダヤ教徒です。だからドイツにいられなくて亡命したのですよ。当然ユダヤ教の神を信じています。
日本へのメッセージにしてもまあこういうのはリップサービスというものです。本気で言っていたのなら、亡命後対日戦争に加担したのは全く非論理的行動でしょうね。まあそういう時代に日本に来てちょっとおべんちゃらを言ってみた、ということでしょう。内容的に見るべきものはないと思います。科学者としての発言じゃありませんから。

まあ欧米圏の学者は科学者といえどもキリスト教やユダヤ教の信者が多いです。しかしこれをもって現代科学が神を支持している、と考えるのは本末転倒というものです。神を信じる人が現代科学を研究しているだけで、神学や信仰と科学が矛盾するかどうか、ということを研究しているわけでも追求しているわけでもないのです。

以前あるクリスチャンと聖書の中の矛盾について話していたらそういうことは牧師さんに訊いてね、ということでした。信者にとってはそもそもそういうことを考えることが不遜、あるいは不必要なのでしょう。

湯川先生やアインシュタインさんのような天才についていえば、人と少し違う考え方をするから天才なので、通常の方法で自分の考え方を説明できないのだと思います。極限状況で脳がどう働くか、というのは未解明の部分も多く、私の如き凡人でも突然ひらめいたり夢の中で考えた、という経験を何度かしたことはありますが、しかしこれはなにか神秘的なものがあったというより脳がそういう働き方をした、というだけのことでしょう。寝ている時も脳は死んでいるのではなく活動しています。

何を信ずるのも勝手だとは思いますが、自分にとって未知の事柄を神秘によって説明するのはある意味説明の放棄です。未解明と原理的に解明不能、ということを混同するのはまずいでしょう。解明不能であることを確認してこそ論理というものが成り立つわけで、そうでなければ「私が信じてるんだからいいじゃない」ということになります。
たしかに信ずるのは権利ですが、しかし同時にこう言ってしまったら対話の拒否でもあるわけです。
まして自分がわからない事や知らないことにいきなり神をもちだすのは論理の飛躍だと思いますが。

繰り返しますが、科学者が思うきれいな公式とはつまり自然が根本的には対称な構造を根本にもっていることを表す、ということでしょう。
自然がそういうものだから、自然の一部でありそのなかで感性をはぐくまれた人間はそれを美しいと感ずる、ということではないでしょうか？はじめから整ったものである、と考えるなら必ずしも創造の神は必要ではありません。神がいなければ混沌になる、というのはそれこそ仮説でしかありません。アインシュタイン辺りがそう考えるのは単にかれがユダヤ教徒だからにすぎないと思います。

oosaka_ossan · Answer

先日図書館で借りた「神様のパズル」と言う小説が面白かったのでお勧めします。
こういったことも含めて、最先端物理に触れることが出来る「青春小説」です。

参考URL：http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4758410038

tetsumyi · Answer

確かに、物理的影響は空間の四方八方に均等に影響を及ぼすと言うことから
球の表面積に相当する1/r^2が出てきます。
しかし、正確に1/r^2では無いようです。
相対論による空間のゆがみのために
風船の表面の R 離れたところに円を描くと円周が　2πRならないように
正確に r^2 とはなりません。（非ユークリット幾何学）

宇宙が秩序を持つために確かに都合の良い物理的な相互作用が働いています。
もっとも、都合の良い相互作用の結果現在の宇宙、地球ができたのです。
たまたま、良い条件ができて最初の生物が発生して進化して来たと言います。
しかし、遺伝子工学が発達したにもかかわらず、その複雑さがわかっただけで
人は僅かに手を加えることしかできず、今もって単細胞生物を作ることもできません。
こうした事実がたまたまなのか、むしろ神が手を加えて作ったと考えるほうがまともかもしれません。

pyon1956 · Answer

明確な法則、あるいは認識し得る法則性があるからきれいだと感じるのであって、神とは何の関係もありません。
ここで神を持ち出すのは。「神が存在しなければ混沌状態になる、つまり、神の存在が法則性を保証する。」という仮定に基づいています。
しかしなんで神がいないときれいな法則はあり得ないか、という問題に答えられません。
かつてニュートンが神の第一衝撃なるものを仮定したのも、本来ものはすべて静止しているはずだから、運動するには力がいる、と考えたからですが、元々静止しているはず、という事の根拠は何もありません。（思想的・宗教的にはあるのかな？でもそれは循環論法ですね）
つまり神がないと法則性がない、という仮定を絶対の真理と受け入れているだけのことで、これに対する証明は為されていないのですね。
これはつまり法則性を神と言い換えているだけに過ぎません。何も神という超越的なものを持ち出さなくても法則性があることを説明することは可能ですし、そもそも説明が必要かどうかもまた問題の一つです。
・・・・それと、たしかにきれいというか明解な公式もありますが、「許してくれ俺が悪かったごめんなさい」と言いたくなるような難解かつぐちゃぐちゃな公式もあります。
万有引力とかこのあたりはむしろ数学的・幾何学的な様相を帯びていますし、しかも基本的なものなので、単純で「うつくしい」のは事実ですが、経験則からでている公式の中には・・・・・

Josquin · Answer

物理の理論はわかりませんが・・・

万有引力がr^2 に反比例するのは、
球の表面積がr^2 に比例するから不思議ではない
と思います。
点光源から出る光の強度がr^2 に反比例するのと
同じようなものでは？

F_P_E · Answer

＃１のものです。補足です。

万有引力の法則は物質間の力がr^(-2)に比例すると、主張していますが、たまたま逆”2”乗に比例するだけで、観測してみるとたまたま小数第6位までの精度で”2”だっただけのことです。

もちろん小数第6位までの精度で測定するのは至難の業ですが、だからといって2.000000が厳密に”2”であるというのはちょっと無理やりな気がします。

したがって、万有引力の法則の解釈として、現時点で我々人類が観測できる範囲内では、物質間に働く力、引力、は万有引力の法則に従うとしてよい、とするべきでしょう。

F_P_E · Answer

はじめまして。

ごめんなさい。僕はあなたの意見には否定的です。

＞万有引力の公式だけでなく他の公式もきれいだ

とありますが、きれいなのです。何をいいたいのかというと、”万有引力の法則”が綺麗だというだけであって、”自然”は必ずしもきれいだとは限らない、ということです。

所詮、物理学等の科学は自然をいかに単純に定式化できるかを求めているのです。

某国立大の院生より（理論物理学専攻）

物理の公式はなぜ美しいのか（神がいる？）

＞あのアインシュタインも神の存在を感じていたのですね

万有引力の逆二乗則は相対性理論から正確には２，００～００５とあった事を思い出しました ０の桁数は忘れました

先日図書館で借りた「神様のパズル」と言う小説が面白かったのでお勧めします。

確かに、物理的影響は空間の四方八方に均等に影響を及ぼすと言うことから

明確な法則、あるいは認識し得る法則性があるからきれいだと感じるのであって、神とは何の関係もありません。

物理の理論はわかりませんが・・・

＃１のものです。

はじめまして。

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