共鳴振動

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質問者：soccerfish
質問日時：2007/08/24 17:32
回答数：2件

共鳴振動とはなんですか？

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No.2

回答者： cyototu
回答日時：2007/08/24 23:38

これを理解するためのキーワードをカッコで括っておきました。

ある物が振動するとき、１秒間辺りの往復の数を「振動数」と言います。そして、２つ以上の振動体が同じ振動数で振動すると、その物体の間に大きなエネルギーの移動が起こります。例えばお寺の釣り鐘をその振動に会わせて押してやると、時間をかければ小さな子供でも大きく揺らせることが出来ますね。これを「共鳴現象」といいます。

私たちの常識では、小さい原因は小さな結果しか起こらないと思ってしまいますが、この現象では、その反対なことが起こっています。この例のように、常識通りにならない全ての現象にはその理由があるはずです。

物理学は全て数学で表すことができます。そこで、二つの振動体が互いに力を及ぼし合っている場合をニュートンの法則を使って解いてみると、その解の数学的な表現のなかに、二つの振動体の「振動数の引き算」が「分数の分母」のなかに現れて来ます。ですから、振動数が同じ値に近づいて行くと、その分数はどんどん大きくなって、ついに無限大になります。だから、大きなエネルギーの移動が可能になるのです。そこで、この無限大が現れてくることを、「共鳴特異性」とよんでいます。

無限大が現れるあたりでは、物質の位置や速度のどんな小さな違いでも、次の現象が全然違ったもになり、次に何が起こるか「予想が不可能になる」ことがあります。このような場合、運動が「カオス的」で「不安定」になったと言います。このように共鳴特異性は「運動の不安定性」を理解する鍵になっています。

予想が不可能になるとは、別の言い方をすると「確率的」になるということです。だから、過去の情報があたえられても未来に何が起こるか分からない。ということは、「時間の向き」に過去から未来に向かった向きがあるということです。すなわち、この共鳴特異性のおかげで時間に向きがあり、したがって、私たちは若返ることができないのです。

また、物質やその集団にある安定したパターンを持った「構造」があったとして、それがしばらくして、別な安定したパターンに移行する現象は、「進化」を含めてしょっちゅう起こります。その場合前の構造が壊れなければならないので、移行のあいだ必ず不安定にならなくてはなりません。その不安定性を起すのがこの共鳴特異性です。そして、このようにして出て来る構造のことを「散逸構造」とよんでいます。「散逸」とは未来に向かって情報が失われていることをいうので、このように「時間に向きがある」ことから可能になった構造を、そうよぶのです。

このように共鳴現象は物理学の最前線の問題で、「散逸構造の理論」とよばれている理論は、物理現象ばかりでなく、今ではこの考え方を、生物のある種の粘菌の集団に現れるパターン構造や、昆虫のアリの社会構造の研究や、漁業船の捕獲行動の分析や、人間の都市の発達の分析や、歴史に起こる革命現象の分析等、いろいろな分野でその正当性が明らかにされています。

散逸構造についてのもう少し詳しい説明は、

http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3209255.html

の＃５の「回答への補足」欄を見て下さい。