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宇宙戦艦ナデシコというアニメに出てきた相転移エンジンと核パルスエンジンについて教えてください。
Wikiでの用語解説を読んで相転移エンジンについては以下のような記述がありました。
『相転移エンジンはインフレーション理論で説明される真空の相転移を利用し、真空の空間をエネルギー準位の高い状態から、低い状態へ相転移させる事でエネルギーを取り出す』
と書いてあったのですが、今一よく分かりません。
インフレーション理論で説明される、真空の相転移とは何なのですか。
真空の空間をエネルギー順位の高い状態から、低い状態へ相転移させるとはどういう事なのでしょうか。
また何の説明もない核パルスエンジンについても想像でかまいませんので思いついた内容を書いて下さると大変助かります。
私には詳しい科学知識がありませんので、できるだけ解りやすく書いて頂きたく思っています。
どうぞ宜しくお願い致します。

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A 回答 (7件)

 SF設定は、できるだけ科学考証(物理学など科学では正しいとされること)を推し進め、それに関するSF考証(どこで嘘をつくかということ)をできるだけ少なく、小さくするのが腕の見せ所ですね。



 相転移というのは、物質は気体、液体、固体という三つの「相」(という状態)があるわけですが、液体が気体に変わる、固体が液体に変わる、といった変化のことをいいます。
 ご存知のように、相が変わるときは、潜熱というものが発生したり吸収されたりします。気体が液体に相転移するとき、潜熱が発生しますが、これが気化熱の発生です。

 インフレーション理論では、宇宙の始まりは物質も重力と言った力も何もない真空(現在の真空と区別するときは偽真空などと呼びます)だとし、その後(といっても、超一瞬ですが)、物質が生まれたとされています。
 何もないところから物質が出てきたということで、フリーランチ(無料の昼食)などといわれたりしますが、実はエネルギー収支は合っています。というのも、物質は正のエネルギーですが、物質間に働く重力はエネルギーとしては負なので、この正負合わせてゼロだということになっています。

 重力は「場」です。つまり空間にあるものです。これがエネルギーとしてはマイナスなのですから、偽真空のほうが普通の真空より、エネルギーがあることになります。この偽真空普通の真空への相転移について、エネルギーの多寡を表す時に言う「準位」という用語を使えば、「真空の空間をエネルギー準位の高い状態から、低い状態へ相転移させる」という表現になってきます。

 物質と言いましたが、これは光といった正のエネルギーと言い換えたほうが正確です。これが重力による位置エネルギーのマイナスと釣り合います。
 これが、物質の相転移で潜熱が出ることと似ているため、真空の相転移と呼ばれるようになりました。偽真空が気体だとすれば、それが潜熱というエネルギーを放出して液体になったのが、今の普通の真空だというわけです。

 今でも、偽真空があれば、それを普通の真空に相転移させれば、エネルギーを得ることができることになります。まあ、どこにあるのだかまったく分かっていませんが。
 しかし、そこを狙ってSF考証をして、「あるんだ、どこでも使えるんだ」として、便利なエネルギー源としてフィクションによく利用されています。作品によっては、宇宙エネルギーなどと言い換え、インフレーション理論由来なことをぼやかしていることもあります。

 核パルスエンジンは、お椀のような物の中で核爆発を起こし、普通なら光(これは運動量がある)を含めた飛散物が四方八方平等に放出されるのを、一つの方向に集中させ、運動量を得るものです。普通のロケットは化学反応ですが、核反応はけた違いに効率が良いため、少ない燃料で大きく長く出し続けられる推進力を得ることができます。

 実際に、オリオン計画(またはオライオン計画)という、実用に向けた検討が為されています。化学燃料では火星に行くのも大変ですが、核パルス推進なら冥王星ですら、比較的に簡単に行け、さらに光速の数パーセントまで加速可能で、最も近い恒星であるアルファ・ケンタウリにも数十年で行けるとされていました。予備実験として、化学物質の爆薬で実験も行われ、充分可能ではないかとされていました。
 残念なことに計画は中止されました。宇宙での核爆発を禁止する条約が成立したのが原因という人もいますが、中止理由の詳細は不明です。

 しかし机上のプランとして、核パルス推進を利用する宇宙船建造・恒星間飛行を目的とするダイダロス計画なるものも立案され、こちらは光速の12パーセントまで可能だと結論しています。オリオン計画では核分裂を主に考えていましたが、ダイダロス計画ではそれより効率のいい核融合を使っているため、そういう差が結論に現れています。

この回答への補足

これだけの解説を書いて頂いた上で大変申し訳ないのですが、相転移の部分で1つだけ疑問があります。
回答者様の言う『潜熱』についてです。
Wikiで『潜熱』について調べてみました。
回答者様がご存知の事を書くのは釈迦に説法ですが、以下が『潜熱』について書かれた内容です。
【潜熱(せんねつ、英語: latent heat)とは、物質の相が変化するときに必要とされる熱エネルギーの総量である。通常は融解に伴う融解熱と、蒸発に伴う蒸発熱(気化熱)の2つをいう。潜熱の概念は1750年にジョゼフ・ブラックが導入した。

物質が固体から液体、もしくは液体から気体に相転移するときには吸熱が起こり、逆の相転移のときには発熱が起こる。

水分子が水面から大気中へと蒸発する場合(十分な量の液体の水があると考える)、水分子は相転移して気体となるが、この際吸熱が起こる。その結果水面に接する大気は周囲の大気よりも低温となって多くの水蒸気を含む。水を水蒸気に変化させるためにはエネルギーが必要であるため、液体の水はそこから蒸発する水蒸気によって熱エネルギーを奪われている、つまり熱を吸収しているのである。逆に水蒸気が水や氷に変化するときには、水蒸気が持っているエネルギーが顕熱として凝縮や凝固が起きる表面で放出される。】

また、相転移で検索したところ私と似た質問をしている人がいたのでそれの回答を読んでみました。
その中でベストアンサーに選ばれた人の文章を潜熱の部分だけ割愛して見ました。
【氷が溶けて水になる時、氷と周囲の気温との温度差が高い場合は、「熱エネルギーの準位差が高い」と言えます。氷が溶けて周囲の気温を下げながら水自体の温度が上がれば、全体として温度差が無くなりますから「準位差は低くなる」訳です。】

これからの内容を見ると、回答者様の言う気体→液体→固体の順番では無く、全く逆の展開で熱エネルギーを発生しています。

以上なのですが、この事について回答者様はどう思われますか。

補足日時:2011/08/04 14:47
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この回答へのお礼

SF設定から私の知りたかった『相転移』や『核パルスエンジン』についてまでより掘り下げて頂き、感謝の念に絶えません。
本当にありがとうございました。

お礼日時:2011/08/04 14:23

 お礼、ありがとうございます。



 申し訳ありません! まずは先の回答の訂正からいたします。

> 主観というのが相転移する物質(氷→水→水蒸気、といった順)、

 潜熱の発生として、まったく逆順を書いてしまいました。こういう間抜けを時々やらかします。

> 主観というのが相転移する物質(水蒸気→水→氷、といった順)、

に訂正させてください。最初に書いたのが下の箇条書きと逆になっていて、箇条書きが発熱順です。信用して読んでくださっているのに、本当に申し訳ありません。

>その上で、今回の補足に対する回答を最後にメールでの質問回答をお願い致したいのですが、どうでしょうか。

 大変に光栄な仰せつけではありますが、それをすると、運営当局のポリシーに反する行為となる恐れがあります。たとえ使い捨てのフリーメールだとしても、個人を特定する情報になってしまいます。質問者様にとっても、私にとっても、最悪はここでの発言に規制がかかる恐れがあり、デメリットが大きいかと存じます。
 また、たまたま答えられる範囲で答えておりますが、私の知らない範囲の巨大さを考えると、個人的にご相談に乗れることは、数少ないかと存じます。
 もしよろしければ、ここで続けると言うことでいかがでしょう。たくさんの方々の知恵を得るという意味でも。
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この回答へのお礼

とても残念ですが、回答者様の仰る事が正しいのでしょうね。
自分勝手で大変ご迷惑をかける内容を文章にして書いてしまい、大変申し訳ありません。
先ほどの補足にも書きましたが、今とてもパニック状態です。
なので、補足に対する回答を読んでからにします。

お礼日時:2011/08/06 16:26

 お礼、ありがとうございます。

補足、承りました。遅くなりまして申し訳ありません。

>相転移の場合は主観的には発熱で、客観的には吸熱と理解していいのですか。

 主観というのが相転移する物質(氷→水→水蒸気、といった順)、客観というのがその周囲ということですね。そういう理解もOKでしょう。

>高いところから低いところと言うのは、『温度が』を主語に入れていいのですよね。

 はい、OKです。最初から、温度を入れて書いておけばよかったですね。済みません。

>この式(T1-T2) / T1の後に100をかけなくていいのでしょうか。

 あ、パーセントで表すなら100を掛ける必要がありますね。式としては「0~1」を意識していたのですが、説明文でパーセントで言ってしまったため、無用の混乱となりました。これも、お詫びします。

>相転移に関してのプロセスを箇条書きで書いてもらってもいいですか。

 水の相転移なら、以下のような感じです。状況は冷凍庫に水蒸気が詰まっているイメージです。

1.水蒸気が凝結して水となっていき(相転移開始)、同時に潜熱を発生させ、周囲を温める(周囲=冷凍庫からすれば、水蒸気を冷やす)。
2.結果として、水と温まった周囲が残る(相転移終了)。
3.さらに、周囲が水を冷やしていくと、水は摂氏0度より温度が下がらなくなる。
4.同時に、水は氷結を始め(相転移開始)、周囲に潜熱を与えて、周囲を温める。
5.結果として、水は氷となり(相転移終了)、以後、周囲に冷やされるまま冷えていく。

 ご質問されておられる、真空の相転移は以下のような感じでしょう。何かに模して定性的に説明すると、エネルギーの正負が、どうもうやむやですが、ご容赦ください。

1.まず、エネルギー準位の非常に高い真空が生まれる。
2.エネルギー準位が高いことは、不安定を意味するので、エネルギー準位が下がる方向に現象は進む。
3.真空は、エネルギーを解放してエネルギー準位を下げ(相転移開始)、それが光や、ひいては物質を生み出す。
4.この過程で、重力や電磁気力といった「力」が生まれてくる(正確には一つの力が四つの力に分かれていくんですが)。
5.エネルギー準位の低い安定した真空(相転移終了)と、光や物質、それらの間に働く力がある現在の宇宙となる。

 これを、宇宙船のエンジンといった、ローカルな場所でも自由に起こせる、というのがナデシコなどのフィクションにおける設定でしょうね。

この回答への補足

ちょっと頭がパニック状態です。
確認事項
・相転移するには1つの物質である
・相転移は水を例題に挙げる場合、氷→水→水蒸気→氷になる
・インフレーション空間で行う真空の相転移はその空間で半永久的に相転移が行われる。

例題が水以外にもあるといいのですが、逆に水にこだわるだけに理解に苦しみますね。
インフレーション空間の場合は最初に巨大な熱エネルギーを持つ物質が存在し、それが相転移し続ける訳ですから永久ではなく半永久にしました。

何かまとめてしまいましたが、違う部分があるとするならば訂正をお願いします。

補足日時:2011/08/06 16:18
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この回答へのお礼

回答を頂き、感謝しています。
私としては、回答を頂けるなら何時でも構いません。
ただ、私の物理音痴のため、回答を頂くのも今回で4回目になります。
そこで、まだ全てを理解できない私からある願望があります。
ここでのベストアンサーはもちろん回答者様です。
その上で、今回の補足に対する回答を最後にメールでの質問回答をお願い致したいのですが、どうでしょうか。
勿論無理なら残念でありますが、諦めてここでの質問回答を引き続きお願い致します。
それでも宜しければ次回は私がお礼のところにメルアドを書きますので、そこに回答を送っては頂けませんか。
良い返事を期待しています。

お礼日時:2011/08/06 14:49

 お礼、ありがとうございます。

補足、承りました。まず、

>気分を害されたなら深くお詫びします。

なんて、とんでもない。知りたいことがある方にお役に立てれば本望です。それには、ずけずけと思うような補足ご質問であっても、回答者として嬉しいのです。「わーい、私の説明、聞いてくれる人がいた!」ってな、感じでしょうか。納得するまで考えることは大事だし、私もそうしてきました。同志がいて嬉しいですね。

 さて閑話休題。

>まず、吸熱とは熱を吸う事で固体が液体になり、液体が気体になる事でしょうか。

 立場を明確にしておきましょうか。固体から液体、さらに気体となる物質にとっては吸熱です。その物質の周囲から言えば発熱です。発熱するなら吸熱がある。それが物質の周囲です。
 要は熱の流れなんですね。相転移前=高温みたいである熱源(周囲)からすれば熱を与えているし、周囲=低温で、温度はそのままでも相転移する物質からすれば熱を受け取っているわけわけです。何が基準で説明するか、そこは大事だろうと思います。

>気体→液体→固体がどうして発熱になるのかもう少し掘り下げて詳細な説明

 ですので、そのように相転移する物質からみたら、発熱なんですね。これは、周囲の吸熱と対です。その物質を孤立させて考えたら、相転移は起こらないかもしれない。熱がスムーズに流れて、初めて相転移が起こると言えます。
 だから、その物質の周囲から見たら吸熱になります。周囲からすれば、その物質の熱を受け取ってやれるから、その物質は温度を変えずに相転移するということです。

 さらに実は相転移があるかどうかは問題ではないのです。相転移という言葉を使うのは、それがもっともらしいからです。要は、高いところから低いところに移すなら、エネルギーが取り出せる、ということなんです。

 これは普通にあることなんですよ。高温源から低温源に熱が伝わることで、仕事(エネルギーと言ってもいい)を取り出すことができる、それが熱機関であり、それを教えるのが熱力学です。最も単純な熱エネルギーの効率の公式をご紹介しておきましょう。T1が高温源、T2が低温源です。

 最大の効率=(T1-T2)/T1

 低温の限度は絶対零度、このとき100%の効率が理論上は可能です。これは難しいので、普通は高温源の温度を上げて効率を高めます。温度を準位と言い換えれば、ご質問に対応します。

この回答への補足

今回は回答者様のコメントになぞって質問させて頂きます。


>  立場を明確にしておきましょうか。固体から液体、さらに気体となる物質にとっては吸
> 熱です。その物質の周囲から言えば発熱です。発熱するなら吸熱がある。それが物質の周
> 囲です。

周囲=客観的と解釈すればいいのでしょうか。
ここで1つはっきりさせたいのは、インフレーション空間において高温の熱エネルギーから低温の熱エネルギーに相転移させるという事は具体的にどういう事なのでしょうか。
水しか例えが浮かばなくて申し訳ないのですが、私は今まで氷→水→水蒸気という順番が相転移だと思っていましたが、その全く逆が相転移なのですね。

>  要は熱の流れなんですね。相転移前=高温みたいである熱源(周囲)からすれば熱を与
> えているし、周囲=低温で、温度はそのままでも相転移する物質からすれば熱を受け取っ
> ているわけわけです。何が基準で説明するか、そこは大事だろうと思います。

回答者様には大変申し訳ないのですが、物理音痴または科学音痴な私にとってここの文章は理解に苦しみます。
相転移に必要な物質は1つだという解釈をしていました。
例えば、#1様の回答だと水とか鉄とか。
鉄に関しては熱を与えることで相転移するものだと考えていますが。
ただ、この文章だと2つかそれ以上に受け取れます。
実際はどうなのでしょう。

>  ですので、そのように相転移する物質からみたら、発熱なんですね。これは、周囲の吸
> 熱と対です。その物質を孤立させて考えたら、相転移は起こらないかもしれない。熱がス
> ムーズに流れて、初めて相転移が起こると言えます。
>  だから、その物質の周囲から見たら吸熱になります。周囲からすれば、その物質の熱を
> 受け取ってやれるから、その物質は温度を変えずに相転移するということです。

ここの物質そのもの=主観的、周囲=客観的として解釈します。
まだ、主観的と客観的の違いがよく分からないのですが、吸熱と発熱に関しては私なりにある程度理解したつもりです。
相転移の場合は主観的には発熱で、客観的には吸熱と理解していいのですか。

>  さらに実は相転移があるかどうかは問題ではないのです。相転移という言葉を使うの
> は、それがもっともらしいからです。要は、高いところから低いところに移すなら、エネ
> ルギーが取り出せる、ということなんです。

高いところから低いところと言うのは、『温度が』を主語に入れていいのですよね。

>  これは普通にあることなんですよ。高温源から低温源に熱が伝わることで、仕事(エネ
> ルギーと言ってもいい)を取り出すことができる、それが熱機関であり、それを教えるの
> が熱力学です。最も単純な熱エネルギーの効率の公式をご紹介しておきましょう。T1が
> 高温源、T2が低温源です。

>  最大の効率=(T1-T2)/T1

>  低温の限度は絶対零度、このとき100%の効率が理論上は可能です。これは難しいの
> で、普通は高温源の温度を上げて効率を高めます。温度を準位と言い換えれば、ご質問に
> 対応します。

この式(T1-T2) / T1の後に100をかけなくていいのでしょうか。
これだとT2が0で無いときは、回答は小数点以下になりませんか。

1つ回答者様に図々しくもお願いがあります。
相転移に関してのプロセスを箇条書きで書いてもらってもいいですか。

補足日時:2011/08/05 03:38
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この回答へのお礼

何度も補足に対して回答を頂き、とても感謝している次第です。
ただ、物理バカ? 科学バカ? にとっては今回の回答は少し難解な印象を受けます。
そこでまた補足を書きますが、回答を頂けると大変助かります。

お礼日時:2011/08/04 22:42

お礼、ありがとうございます。

補足、承りました。

>気体→液体→固体の順番では無く、全く逆の展開で熱エネルギーを発生しています。
>回答者様の言う気体→液体→固体の順番では無く、全く逆の展開で熱エネルギーを発生しています。

 ふーむ。私が書いた、

>気体が液体に相転移するとき、潜熱が発生しますが、これが気化熱の発生です。

でしょうか。発熱としての潜熱は、気体→液体→固体の順番ですよ。打ち水をして涼しくなるのは、液体→気体だからです。これは吸熱。逆に熱を加えないと蒸発は起こりませんね。ウィキペディアの言う、

>物質が固体から液体、もしくは液体から気体に相転移するときには吸熱が起こり、逆の相転移のときには発熱が起こる。

ということです。固体→液体→気体で吸熱、逆で発熱ですね。相違はありません。

>氷が溶けて周囲の気温を下げながら水自体の温度が上がれば

 水も周囲の温度を奪うということを混ぜた表現ですが、固体→液体で吸熱です。

 吸熱の反対の過程が起これば発熱です。
 もし「ここがおかしい」というところ指摘して頂ければ答えられると思います。いやはや、書いた本人と言うのは思い込みがあって気が付きにくいのです。ここがこう、と言われて初めて気が付くということが少なくありません。
 間違っていれば、取り下げて、きちんと説明し直しますので、お手数ですがよろしくお願いいたします。

この回答への補足

まず、吸熱とは熱を吸う事で固体が液体になり、液体が気体になる事でしょうか。
では、発熱に関しては熱を発する事になると思うのですが、気体が熱を失うと液体になり、そのまた固体になる。
本当にバカで申し訳ありません。
この際ですから気体→液体→固体がどうして発熱になるのかもう少し掘り下げて詳細な説明を求めても宜しいですか。
次に、この架空の相転移エンジンの話になります。
一番最初の質問の際、アニメ宇宙戦艦ナデシコでは『相転移エンジンはインフレーション理論で説明される真空の相転移を利用し、真空の空間をエネルギー準位の高い状態から、低い状態へ相転移させる事でエネルギーを取り出す』とあります。
インフレーション理論については私なりある程度理解できたと思っています。
問題は相転移についてです。
この文章の中では、エネルギー準位の高い状態から低い状態へ相転移させる事でエネルギーを取り出すという部分です。
このエネルギーは吸熱から取り出すという事で正しいのでしょうか。
例えば、氷山が暖かい水面によって水になるときに熱エネルギーが高くなり、冷たい氷が水面に落ちて水面の温度が下がるときは熱エネルギーは低くなり、その差分の熱エネルギーを取り出す。
この理解の仕方で当たっているのでしょうか。
もし、これが間違っている場合、回答者様にはこの過程について何らかの例題を出してお答え頂きたいのですが、よろしいでしょうか。
この補足について付き合ってもらえるかどうかについては回答者様に一任します。
ちなみに、同じ質問をしていたサイトのURLを書いておきます。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question …

補足日時:2011/08/04 20:15
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この回答へのお礼

補足の部分は全く申し訳ありません。
気分を害されたなら深くお詫びします。
ただ、まだ少し疑問があるので補足に書かせて頂きます。
回答者様の暇なときで宜しいので見て頂けると大変有り難いです。

お礼日時:2011/08/04 19:28

-Ken-Ken-さんの回答へ追加です。


≻核パルスエンジンは、リアルな物です。
≻核爆弾(核分裂爆弾でも核融合爆弾でもよい)を爆発させて、その爆発力で推進するタイプのエンジンです。

とありますが爆弾の大きさについて書いていませんが。爆弾の大きさは1mm未満です。極小型爆弾を1秒間に数十から数千発連続で爆発させると言うものです。
核兵器クラスの爆弾を爆発させるわけではありません。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%BC% …
は融合炉が球形ですが、核パルスエンジンは半球形のノズル内で融合させます。
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この回答へのお礼

詳細なアドバイスありがとうございます。
また、Wikiに関しても難しそうですが、頑張って読むつもりです。

お礼日時:2011/08/03 18:21

アニメに出てきた用語をマジに考えたってしようがないですよ。


それらしい単語を並べているだけで、書いた当人だってなんかイメージがあって書いたのかどうか・・・・

インフレーション理論というのは、宇宙のできたばかりの頃の状態を説明する理論のことです。
不勉強でその内容は知りませんが、高いエネルギー状態の真空が、我々の言う真空に相転移して、その相転移の過程で宇宙が爆発的に急激に膨れ上がったとする理論です。
相転移というのは、物の状態が変わることを言います。例えば、水が氷になるのが相転移です。あるいは、固体の鉄がフェライトからオーステナイトに変わるのも相転移です(これは結晶の構造が変わる)。

ですから、その相転移エンジンとやらは、エンジンの内部で小さなインフレーション宇宙を作って、そのエネルギーを取り出している、というような話なのでしょう。
まあ、宇宙論自体がSFみたいなもんだ、というような印象を私はもっていますが・・・・
エネルギー状態の高い真空を「偽の真空」とも言うらしいですから、本物の宇宙論では、なんか未知のエネルギーを仮定しているんじゃないですかね。実は私も知りたいんです。

核パルスエンジンは、リアルな物です。
核爆弾(核分裂爆弾でも核融合爆弾でもよい)を爆発させて、その爆発力で推進するタイプのエンジンです。
何発も繰り返し爆発させるので、パルス、というのです。

この回答への補足

あくまで確認事項です。
相転移に関してですが、氷が水になるのが相転移だとすると水が水蒸気になるのも相転移でしょうか。
鉄の変化についても理解できると言えば理解できるのですが、それ以外で相転移の分かりやすい例などは無いでしょうか。
また、エネルギー準位の高い状態から低い状態へ相転移させる事でエネルギーを取り出すというのはどういう事でしょうか。
例えば、何かを例に挙げるならどういう事になるのでしょうか。
以上です。

補足日時:2011/08/03 17:59
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この回答へのお礼

即回答ありがとうございます。
核パルスエンジンについては理解できました。
後は、相転移の部分について補足の部分に確認という形で書きましたので、暇なときにでも見て下さい。

お礼日時:2011/08/03 17:41

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と書いてありました。
それと、これは飽くまで空想(ファンタジー)の中の話です。
例えば、インフレーション空間を作り出す際に最大の高熱エネルギーを作り出し、そのエネルギー順位の高い状態から、低い状態へ相転移させるとはどういう事なのでしょうか。
また、現実の相転移として、何かしら例題を出して相転移とはどのようなものなのか教えて頂けると大変助かるのですが。
どうぞ分かりやすい回答をよろしくお願い致します。

Aベストアンサー

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http://www.astroarts.co.jp/news/2008/05/12black_hole_jet/index-j.shtml
http://www.nao.ac.jp/EDU/soukendai/3gaiyou/Denpa.htm

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 皆様が回答されておられる通りなのですが、私なりに回答してみます(実は、回答をどう書くか考えているうちにたくさんの回答が寄せられていました ^^;)。

>真空の何もない空間から、素粒子やエネルギーが出てくると聞いた事があるんですが、

 多分、量子論の不確定性原理から導かれる、対生成のことでしょう。不確定性原理というのは、今の場合、位置を正確に確定すればするほど、その位置でのエネルギーの大きさが確定しなくなるということです。
 つまり、原子などよりずっと小さい領域を物理的に解析してみると、そこでは大きなエネルギーが現れる可能性があるということです。このエネルギーにより素粒子がつくられます。つくられる素粒子は、普通の物質と反物質の対になります(これが「対生成」と呼ばれるゆえん)。
 なお、このような対生成で普通の物質と反物質ができても、すぐさま普通の物質と反物質が反応して消えてしまいます(対消滅といいます)。
 この対生成・対消滅により何らかのエネルギーなどが観測できるはずなのですが、今のところ、実際の観測では量子論から理論的に予想されるものよりはるかに小さい値しか得られていません(観測値は実質0とのことです)。

>具体的には、何が出てくるんでしょうか?

 理論的には、何でもでてくる可能性があるのですが、エネルギーの小さいものほど対生成がおきやすいので、ほとんどの場合、光子ができます(つまり光です)。光子の反物質は光子で、同じものなのですが、これもすぐ対消滅します。
 余談になりますが、対生成しても、対消滅が起きない場合があるという仮説があります。ホーキング博士が提唱しているもので、ホーキング輻射と呼ばれています。
 これは、ブラックホールの事象の地平面近くで対生成が起こったとき、対でできた一方の素粒子がブラックホールの強大な重力に引かれてブラックホールに落下し、残ったほうが宇宙空間に飛び出してくるというものです。残念ながら、これが観測されたことはまだなく、仮説の域を出ていません。

 さらに真空について踏み込んでみます。
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 そこで、そのヒッグズ粒子がない空間が作れたとすると、それこそ本当の真空ということになります。そういう本当の真空の空間があるとすると、ヒッグズ粒子で埋め尽くされた普通の真空空間との間にエネルギーの差があることになり、エネルギーが取り出せるという仮説があります。
 ただ仮に仮説が正しいとしても、本当の真空を作るには膨大なエネルギーが必要とされており、現実にはできません。また、その真空から取り出せるエネルギーがどれくらいの量なのかについても諸説があって、未だに定まっていません。

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 つまり、宇宙が加速膨張しているということなのですが、もしそうだとすると、それが反重力のせいである可能性があります。つまり、反重力はあるのかも知れないということです。
 これらはまだまだ観測が不足で、盛んに議論はされているものの、確からしいところはわかっていません。

 皆様が回答されておられる通りなのですが、私なりに回答してみます(実は、回答をどう書くか考えているうちにたくさんの回答が寄せられていました ^^;)。

>真空の何もない空間から、素粒子やエネルギーが出てくると聞いた事があるんですが、

 多分、量子論の不確定性原理から導かれる、対生成のことでしょう。不確定性原理というのは、今の場合、位置を正確に確定すればするほど、その位置でのエネルギーの大きさが確定しなくなるということです。
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して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタインでした。
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幾何学と呼ばれています)を使い、4次元の
空間が歪むという状態と、重力や光の運動を
あわせて説明したんです。これが相対性理論。

>これに時間の概念を足せば四次元になるのでしょうか?

 物理学的にはそうです。

 相対性理論の話に関連付けて説明するとこんな感じです。
例えば、下敷きの板のような平面的なもの(数学的には
これを2次元空間と言ったりします)を曲げると
いう動作を考えてみて下さい。下敷きに絵が書いて
あったとして、曲げながらそれを真上から見て
いると、絵は歪んで見えます。平面的に見て
いても下敷きという2次元空間が歪んでいる
ことが感じ取れます。
 2次元的(縦と横しかない)な存在である下敷きが
歪むには、それ以外の方向(この場合だと高さ方向
ですが)が必要です。

 19世紀に、電気や磁気の研究をしていた学者たちが、
今は小学校でもやる砂鉄の実験(紙の上に砂鉄をばら撒いて
下から磁石をあてると、砂鉄が模様を描くというやつです)
を電磁石でやっていたときに、これは空間の歪みが
原因ではないかと直感したんです。
 電磁石の強さを変えると、砂鉄の模様が変化します。
これを砂鉄が動いたと考えず、砂鉄が存在して
いる空間の歪みが変化したのでは?と考えたんです。

 3次元の空間がもう1つ別な方向に曲がる。
その方向とは時間という方向だということを
証明したのが、相対性理論だったんです。


>あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

 4つ目の方向である時間は、存在していても
その方向に、人間が自由には移動する方法は
現在ありません。時間方向を自由に動ける機械と
いうのは、タイムマシーンのことなんですが。

 日常生活を考えてみたとき、縦、横といった
方向は割りと自由に動けます。1時間ちょっと
歩けば4kmくらい楽に移動できますが、
道路の真中で、ここから高さ方向に
4km移動しろと言われたら、人力だけでは
まず無理でしょう。
 飛行機やロケットといった道具が必要と
なります。
 時間方向というのは、このように存在していても
現在のところ自由に移動できない方向なんです。

 例えば、人間がエレベーターの床のような
平面的な世界に生きているとしましょう。

 この場合、高さ方向を時間と考えて下さい。

 エレベーターは勝手に下降しているんです。
この状態が、人間の運動と関係なく、時間が
経過していく仕組みです。

 人間もほんの少し、ジャンプして高さ
方向の移動に変化をつけることができます。

 同様に時間もほんの少しなら変化をつける
ことができます。

 エレベーターの中で、ジャンプすると
ほんの少し下降を遅らせることができる
ように、時間もほんの少し遅らせることは
できるんです。




 

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタイン...続きを読む

Qクレイバズーカ

Zガンダムで、リックディアスや百式が持っていた「クレイバズーカ」は通常のバズーカと比べて何が違うのでしょうか?

また、あの時代にはビームライフルが標準的な武装となっていたはずですが、なぜバズーカを装備していたのかも教えてください。

Aベストアンサー

あまり記憶が定かではありませんが、確か弾頭部分に粘着榴弾が装填されていて
作戦行動中における敵機破壊よりも稼働不良機(負傷兵扱い)を発生させるのが
目的のバズーカだからだそうです。

現実世界にあるクレイモア地雷とかは、敵兵の殺傷じゃなくて
負傷を目的とさせてる所に近いと思います。
ただ、初期の設定がそうなだけで、物語中盤以降はガンガン撃破してましたけどね

また、ビーム兵器が主流という事は、それに対応した防護策(ビームコーティング)が
確立されているという事です。
高度なコーティングを施された装甲には、生半可な出力のビームライフルでは
ダメージを与える事ができない為、実体弾での攻撃が有効なのでしょう

ただ、弾速の遅いバズーカでは、反応速度の速いモビルスーツに
遠方から直撃させるのは至難の技だと思いますので。

比較的近距離において、コーティング材を剥がす、各部センサーの麻痺・無効化
などを狙った武装として用いられてるのではないでしょうか?

Q量子コンピュータとDNAコンピュータはどちらが速い? 量子vsDNA

宜しくお願い致します。

(素)因数分解、RSA暗号解読、巡回セールス問題など
数学的・科学技術的計算において

率直に量子コンピュータとDNAコンピュータはどちらが速いのでしょうか?
(量子は並列、DNAは超並列ですよね。やはり、DNA?)

後、どちらがより早く実用化されるでしょうか?

将来、どちらが主役になるでしょうか?

色々とご意見いただけましたら幸いでございます。

Aベストアンサー

実用化の面では量子コンピュータではないでしょうか?

まだ2、3Bit(?)程度の本当に素子レベルですが
安定して動作できるものが作成可能な技術が
成熟した(あぁややこしい)らしいニュースを読みました。
連続運用時間や安定稼動といった(つまりよーわからん)問題が
実用面において十分にクリアできていないだとかとか。

巡回セールスといった「経験値」を要する演算面では
おそらくDNAの方が優勢だと思います。

現在では「画像を扱うならMac」と言われていたような感覚で、

 ・多量要素の高速演算なら量子。
 ・経験値が必要な不確定要素演算ならDNA。

という感じでうたわれたりするのでしょう。

CPUがDNAで、メモリが量子のような使い分けもされるかもしれませんね。
そんなマシンを稼動させてみたら、
稼動開始当初はDNA-ペンティアム(仮)クラスだったのが、
1年後にはDNA-ペンティアムIII(仮)クラスに成長していた。
なんていう現象が起きるのでしょうか。

「ウチ、やっとDNA-ペン4(仮)になれたぜー」
なんて会話がでてきたりとか・・・。

どちらにしても、それを動かすプログラムがしっかりしていないと
豚の耳に小判・・・みたくオカシナ状態になるのでしょう。

実用化の面では量子コンピュータではないでしょうか?

まだ2、3Bit(?)程度の本当に素子レベルですが
安定して動作できるものが作成可能な技術が
成熟した(あぁややこしい)らしいニュースを読みました。
連続運用時間や安定稼動といった(つまりよーわからん)問題が
実用面において十分にクリアできていないだとかとか。

巡回セールスといった「経験値」を要する演算面では
おそらくDNAの方が優勢だと思います。

現在では「画像を扱うならMac」と言われていたような感覚で、

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Q波動エンジン及び波動砲のしくみを教えて下さい。

波動エンジン及び波動砲のしくみを教えて下さい。

こんばんは。

波動エンジン及び波動砲のしくみを教えて下さい。
あの宇宙戦艦ヤマトに搭載されている動力源及び重火器のことです。

実写版映画は見ていませんが、昔のTV版アニメからすると、
あの巨艦を推進する凄いパワー及び核兵器に匹敵する破壊力を持っています。
でも核エネルギーを使っている訳有りませんよね。

●これのエネルギー源及び制御原理を説明して下さい。
●あと昔のアニメだと波動砲を撃つ時サングラスをしていましたが
今は要らなくなったのですか?

では宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

wikipediaに、意外とまじめにまとめられています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B3%A2%E5%8B%95%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3

あくまでもSFですけど・・・・

Q物質をエネルギーに変換すると?

物質はエネルギーに変換できると聞きました。原子力発電所や原爆などです。それでは具体的に知りたいのですが、1グラムの物質をエネルギーに変換するとすればいったいどれぐらいのエネルギーになるのでしょうか。物質によって違うのですか?その物質はなくなってしまうのですか?正確な数字というよりもわかりやすく教えていただければうれしいです。どなたかよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

アインシュタインによりますと E = mc^2 ということです.
m = 1[g] = 10^(-3) [kg],
c = 3×10^8 [m/s]
で計算しますと,E≒10^14 [kg m^2 s^(-2)] = 10^14 [J]
です.J はジュール.
水1グラムを1℃上昇させるには 1 [cal] = 4.2 [J] 必要ですから,
水 1 [kg] を 100℃ 上昇させるには 4.2×10^5 [J] 必要.
したがって,先ほどのEを 4.2×10^5 [J] で割りまして
大体 2×10^8 [kg] = 20 万トン,の水を 0℃ から 100℃ まで
暖められます.
なかなか大したものです.

電力にしてみましょう.1 [kWh] = 10^3×3600 [J] ですから
先ほどのEは E ≒ 3×10^7 [kWh] です.
日本の年間総発電量は 10^12 [kWh] の程度ですから,
あちゃ~,全然及ばない.
やっぱり日本の年間総発電量はすごいですね.

原発にしろ原爆にしろ,核分裂を使っていますが,
分裂する前の質量と,分裂後のものを全部合わせた質量はすこし違っていて,
後者の方が小さくなっています.
この欠損分が E=mc^2 でエネルギーに化けたのです.

アインシュタインによりますと E = mc^2 ということです.
m = 1[g] = 10^(-3) [kg],
c = 3×10^8 [m/s]
で計算しますと,E≒10^14 [kg m^2 s^(-2)] = 10^14 [J]
です.J はジュール.
水1グラムを1℃上昇させるには 1 [cal] = 4.2 [J] 必要ですから,
水 1 [kg] を 100℃ 上昇させるには 4.2×10^5 [J] 必要.
したがって,先ほどのEを 4.2×10^5 [J] で割りまして
大体 2×10^8 [kg] = 20 万トン,の水を 0℃ から 100℃ まで
暖められます.
なかなか大したものです.

電力にしてみましょう.1 [kWh] =...続きを読む

Q人間の3大欲とはなに?

この質問は このジャンルでふさわしいのかどうかちょっと迷ったのですが・・・。

人間の 3大欲といわれるものがありましたよね。
あれは 食欲と 後はなんでしたでしょう?

また その「人間の3大欲」という言葉は
誰が 言い出したのでしょうか?

Aベストアンサー

人間の三大欲望は
食欲 睡眠欲 性欲 です。
食欲は,物を食べ,エネルギーにする事。
睡眠欲は,睡眠をとり,脳を休ませること。
性欲は,トイレで用をたしたり,エッチをしたり,する事
この3つはある程度は我慢が出来ますが,人間が生きていくためには必ず必要なことです。欲望というより,必要不可欠なことです。
でも、このことを言った人はわかりません。昔からの言い伝えではないでしょうか?

似たような語で,「衣・食・住」これは、生活の上のことです。

Qワルキューレの言語と意味

こんにちわ。色々と検索してもヒットしないのでこちらで質問します。
さて、ワルキューレ・ヴァルキューレ・ヴァルキュリエ・ヴァルキリー‥
言葉のニュアンスで呼び名は様々ですが、同一だと思います。この中で登場する有名な女神の名前、ニーベルングの指輪にも登場するブリュンヒルデなどの九人の名前(ここでは9人説で)に含まれる意味などはあるのでしょうか?
例えば、ジーグルーネは『勝利』グリムゲルデは『怒り』などを意味すると何かで見たような覚えがあります。
他のワルキューレにも名前に意味は含まれているのでしょうか?
前々から気になっていたことなので教えていただければ幸いです。
文面で判らない事があれば、補足要求をお願いします。
それではヨロシクお願いします。
有名なワルキューレ
ロスヴァイセ:ブリュンヒルデ:ゲルヒルデ:ヘルムヴィーゲ
シュウェルトライテ:オルトリンデ:ワルトラウテ:ジーグルーネ:グリムゲルデ

Aベストアンサー

 
「ワルキューレ」(戦場の乙女)というのは、北欧神話や北欧文化の概念なのですが、ヴァグナーの「ヴァルキューレ」に出てくるという9人の乙女たちの名は、すべてドイツ語か、古高地ドイツ語だと考えられます(ゲルマンの名前です)。

ぴったりと合うわけでないものが少しあるのですが、音が同じであるとか、Gart, Garde, Gert, Gerde, のように、形のヴァリエーションから、想定できるものもあります。大体、9人は、次のような意味だと思えます:

1 ロスヴァイセ
2 ブリュンヒルデ
3 ゲルヒルデ
4 ヘルムヴィーゲ
5 シュウェルトライテ
6 オルトリンデ
7 ワルトラウテ
8 ジーグルーネ
9 グリムゲルデ

1 Ro/sz/wei/sz/e ロスヴァイセ  
   Rosz(馬)+Weisze(白い女性/ G) → 騎乗の白き乙女/白き馬?

2 Br/ue/nnhilde ブリュンヒルデ  
   Bruenne(ahd/ brunnii 甲冑・鎖かたびら)+Hilde(ahd/ hiltja 戦い) → 戦いの甲冑・甲冑を着た戦いの乙女

3 Gerhilde ゲルヒルデ  
   Ger(ahd/ geer 槍)+Hilde(ahd/ hiltja 戦い) → 戦いの槍・槍を持つ戦いの乙女

4 Helmwige ヘルムヴィーゲ  
   Helm(兜/ G)+?Wiege(G/ 揺りかご・発祥地) → 兜の揺りかご・兜を揺りかごとした乙女

5 Schwertleite シュヴェルトライテ  
   Schwert(刀・剣/ G)+?Leiterin(G/ 支配者・指揮者) → 剣の支配(者)・剣を支配する戦いの乙女

6 Ortlinde オルトリンデ  
   Ort(剣の切っ先/ G)+Linde(リンデ・菩提樹/ G または Linde/穏やかな女) → 剣の切っ先のリンデ・切っ先のリンデの戦いの乙女

7 Waltraute ヴァルトラウテ  
   Wal(戦場/ G)+Traute(勇気/ G) → 戦場の勇気・戦場の勇気ある乙女

8 Siegrune ジーグルーネ  
   Sieg(勝利)+Rune(ルーン文字・神秘な文字) → 勝利の神聖ルーン文字・勝利の神聖文字の乙女

9 Grimgerde グリムゲルデ  
   Grim/ griima(aengl/ Maske 仮面・覆面)+?Garde(G/ 親衛隊) → 仮面の親衛隊・仮面の守護の乙女


/ue/ は、uウムラウトの文字
/sz/ は、エス・ツェットの文字

Hilde hiltja(Kampf /battle) ahd =althochdetsch 古高地ドイツ語
 

 
「ワルキューレ」(戦場の乙女)というのは、北欧神話や北欧文化の概念なのですが、ヴァグナーの「ヴァルキューレ」に出てくるという9人の乙女たちの名は、すべてドイツ語か、古高地ドイツ語だと考えられます(ゲルマンの名前です)。

ぴったりと合うわけでないものが少しあるのですが、音が同じであるとか、Gart, Garde, Gert, Gerde, のように、形のヴァリエーションから、想定できるものもあります。大体、9人は、次のような意味だと思えます:

1 ロスヴァイセ
2 ブリュンヒルデ
3 ゲルヒ...続きを読む

Q人間は考える葦である とは?

ふと頭をよぎったのですが、、
「人間は考える葦である」とはどういう意味なのでしょう? また誰の言葉なのでしょう? 簡単な質問ですみません。 よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 
  「人間は考える葦である」というのは、フランスの17世紀の思想家・数学者であったブレーズ・パスカルの手稿にあった言葉の翻訳です。普通、『パンセー Pensee(思索)』という著作のなかの言葉だとされますが、『パンセー』はパスカルの著作ではありません。パスカルは、もっと系統的に、人間、世界、神の秩序や矛盾などを考察した、体系的な浩瀚な著作を著すことを計画していて、そのメモを多数書いたのですが、構想が難しかったのか、または若くしてなくなった為か、計画した著作を完成させずに死去しました。
  
  残された膨大なメモを元に、パスカルが計画していた著作に似たものを編集することも考えられたのですが、とても、それは無理なので、断片集として、計画のまとまりや、内容の関連性などから、おおまかに断片メモを整理してまとめて、一冊の本に編集したのが、『パンセー』です。当然、パスカルの死後出版されましたし、内容は、緩やかなつながりで、長短の断片文章が並んでいる構成です。従って、本のなかの文章はパスカルのものですが、本は、パスカルの「著作」とはちょっと云えないでしょう。ほとんどできあがっていて、足りない部分などを、他の文章で補ったりして、計画通りかそれに近い本を作ったのならともかく、当初の計画とは違う、「箴言集」か「随想集」のような本になってしまっていますから。
  
  それはとまれ、「葦」が弱いものの代表として人間の比喩に取り上げられているのは事実ですが、何故「葦」だったのか、という疑問が起こります。例えば、「人間は考える蟻である」とか、「人間は考える蝶である」とか、また「人間は考えるクローヴァーである」とか、幾らでも考えられます。
  
  これは、誰かの説明であったのか、わたしが勝手に考えたのか記憶がはっきりしないのですが(おそらく誰かの説明です)、人間が「葦」であるということの比喩は、ナイルの河畔に生える葦は、強い風が吹くと、弱いために、すぐしなって曲がってします。風に抵抗できない。いや抵抗せずに、しなって敗北するのである。しかし、その他方で、偉大な樫の樹などは、風が吹くと、しなることはせず、抵抗するので風に勝利するが、しかし、繰り返し風が襲って来た時、何時か強い風に倒され、根元から折れてしまうのです。しかし、賢明に自らの分を知る「葦」は、風が吹くとそれに身をまかせてしなり、逆境のなかで、一見屈服したように見えるが、しかし、風がやむと、徐々に身を起こして行き、再びもとのなにごともない姿に戻って微風に揺れているということが、人間への「比喩」の意味だったはずです。
  
  少しの風が吹くとしなり、風の前屈して曲がるが、風が去ると、また元のように立ち上がる。人間とはこのように、自然や運命の暴威に対し無力であるが、それに従順に従い、そして暴威をくぐり抜けて、また元のように、みずからの姿で立ち上がる。自然界のなかでたいへん弱く、簡単に風にしなるが、柔軟性があり、運命にも暴威にも屈しない。そして何よりも、「考えることができる」すなわち「精神を持つ」ことで、ただ、自然の力、暴威として、力を無自覚に揮う風に較べて、遙かに賢明で、優れた存在である。……このような意味の比喩ではなかったかと思います。
  
  この葦の比喩は、パスカルという人がどういう人だったかを知ると、パスカル自身のことのようにも思えて来ます。パスカルは、四十に満たないで亡くなっています。彼は、少年の頃から神童と言われたのですが、病弱で、一生、病気や身体の苦痛とたたかいながら、思索し実験し、研究し、晩年は、修道院に入って信仰生活を送ることを決意して、自分自身でも、そのことについて、悩み考えつつ、世を去りました。パスカルは、自分に襲いかかる不条理な病や、身体の不調などと、「たたかう」というより、それを受けて耐え、病の苦しみのなかで思索や研究を続け、「精神」において、自然が与えた病の暴威などを、乗り越えて生涯を送った人だとも云えるのです。
  
  暖めた流動食でないと、喉を通らないというようなこともしばしばあったということは、解説書などには必ず記されているはずです。弱々しい「葦」のように、襲って来る風に身をまかせつつ、思索した精神、それがパスカルなのでしょう。パスカルは「人間とは、運命に従順であるが、しかし、精神で、運命に抵抗し、不屈の意志で、思索することで、運命や自然の暴威を乗り越える自由の存在なのだ」という意味で、この言葉を記したのではないかとも、思えるのです。
  

 
  「人間は考える葦である」というのは、フランスの17世紀の思想家・数学者であったブレーズ・パスカルの手稿にあった言葉の翻訳です。普通、『パンセー Pensee(思索)』という著作のなかの言葉だとされますが、『パンセー』はパスカルの著作ではありません。パスカルは、もっと系統的に、人間、世界、神の秩序や矛盾などを考察した、体系的な浩瀚な著作を著すことを計画していて、そのメモを多数書いたのですが、構想が難しかったのか、または若くしてなくなった為か、計画した著作を完成させずに死去し...続きを読む


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