自然科学 が「分け散らかして」統一できない理由

前回の続きです。 自然科学 が自然を分類して、一向に統一できない理由を書き忘れました。これの理由も至極簡単です。

  • 物事は「対」となって現れ
  • 必ず繰り返しになっているから
  • 物と事の区別がないから気づかない

つまり、分けたとしても必ず某かの余りあるいは例外が出てきます。これがいろいろな場面で出てくるようです。

例を挙げます。過去記事です。

2つの過去記事は、難しいですけれども要約します。

  • 2つの現象AとBがある。
  • AはCを生じる
  • BはCを生じる
  • なぜ、同じCを生じる現象にまったく異なる2つの説明が必要なのか
  • ファインマンは「他には例を知らない」と記した

これが何故だか130年程もわからなかったというお話です。

この問題を筑波大学の論文では、次のように置き換えられます。

  • AとBをそれぞれ波動関数DとEに置き換える
  • 異なるAとBの現象は、DとEの位相因子の2重性により繋がっていた結果である

一見、わかったような気がしますけれども、単に2つ現象を2つの数式に置き換えただけです。実は何も解決していません。このような置き換えは結果として、事をもっと複雑にして、抽象化します。

 

追記2026/02/02

もっと本質的なことがありました。繰り返しで、更にだからです。

  • ヒト=タマ+シヰ+ウ
  • ウは渦(物と事)
  • 物=基本粒子(陽子中性子電子)
  • 事=動き:回転運動

弧理論では物は回転運動として扱います。渦には左右と凸凹の4種類あります。

例えば、右手の向きを変えても左手に重なりません。遺伝子の螺旋もオリゴ糖などの糖類も右手系と左手系の違いがあります。人の手足や指、目や耳は対称ですけれども、内臓は非対称です。

こう言った、原子を回転運動として捉えると余り(余)が常に付きまとって、例外として残ります。だから、 自然科学 は、幾ら分けても切りが無く、従って再統一もできません。ドンドン抽象化します。

因みに素粒子は波の一種で事です。物の量ではありません。しかも量的質的にない空間は結果です。

 

以下は無視してください。気になることがあったのでAIとのやり取りをメモします。


Q:CP対称性とは

CP対称性とは、素粒子物理学において「粒子と反粒子の入れ替え(C)」と「空間の反転(P)」を同時に行っても、物理法則が変化しないという性質のことです。
1.  2つの変換の組み合わせ
この言葉は、以下の2つの操作(変換)の頭文字を組み合わせたものです。
C(Charge Conjugation / 電荷共役): 粒子を「反粒子」に入れ替える操作(例:マイナスの電子をプラスの陽電子に変える)。
P(Parity / パリティ): 空間を鏡に映したように反転させる操作(右と左を入れ替える)。
「CP対称性がある」とは、鏡の中の反粒子の世界でも、私たちの世界とまったく同じ物理法則が成り立つことを意味します。
2.  なぜ重要なのか?(CP対称性の破れ)
かつて物理学者は「CP対称性は完璧に守られている」と考えていました。しかし、1964年に一部の素粒子(K中間子など)で、この対称性がわずかに破れていることが発見されました。
この「破れ」が重要な理由は、私たちの宇宙の成り立ちに関わっているからです。

  • 物質の起源: 宇宙誕生直後、物質と反物質は同じ量だけありましたが、互いに打ち消し合って(対消滅)光になるはずでした。
  • 存在の理由: CP対称性が破れているおかげで、物質と反物質の性質にわずかな差が生じ、結果として物質だけが生き残って現在の宇宙や私たちが存在できていると考えられています。 
  • 3. 日本の研究者の貢献:このCP対称性の破れが、なぜ、どのように起こるのかを理論的に説明したのが、日本の小林誠氏と益川敏英氏です。彼らは、クォークが少なくとも6種類(3世代)あれば対称性の破れを説明できると予言し、その正しさが高エネルギー加速器研究機構(KEK)などの実験で証明されたことで、2008年にノーベル物理学賞を受賞しました。 

より具体的な「小林・益川理論」の内容や、最新のニュートリノ実験での発見について詳しく知りたいですか?

Q:多糖類において、自然界ではどちらか片方に偏っている等の非対称性があるとわかっている。このような非対称性は量子論で説明できるか。

多糖類(糖)などの生体分子で見られる、どちらか片方の鏡像異性体に偏っている性質をホモキラリティ(生命分子の右手・左手の偏り)と呼びます。結論から言えば、この非対称性の起源は「量子論(量子力学)」に関係しているという説が有力視されており、現在も活発に研究されています。
特に、素粒子物理学における「CP対称性(およびパリティ対称性)」の議論と非常によく似た構図で説明されることがあります。
1. 「弱い力」によるパリティ対称性の破れ
素粒子物理学において、4つの基本相互作用のうち「弱い相互作用(弱い力)」だけはパリティ対称性を破ることがわかっています。
量子レベルの微差: この「弱い力」の影響で、右型と左型の分子のエネルギーには極めてわずかな差(パリティ非保存によるエネルギー差:PVED)が生じると理論的に予言されています。
糖とアミノ酸への影響: 糖であればD体(右利き)、アミノ酸であればL体(左利き)の方がエネルギー的にわずかに安定である可能性が、量子化学計算などによって検証されています。

2. 量子ビームと宇宙の影響
自然界での偏りは、宇宙空間における量子的な現象が起源であるという説もあります。
円偏光の照射: 宇宙の特定の領域では、光(電磁波)が螺旋状に回転する「円偏光」として存在しています。この円偏光が量子的な相互作用を通じて、特定のキラル分子(糖やアミノ酸の片方)だけを選択的に分解または生成したという考え方です。
スピン偏極: ベータ崩壊で放出される電子(ベータ線)は量子力学的な「スピン」が常に一定方向に偏っており、これが分子の左右どちらかに優先的に反応したという「Vester-Ulbricht仮説」も提唱されています。

3. 増幅のメカニズム
量子レベルで生じた「10億分の1」程度の極微小な差が、なぜ100%の偏りになったのかについては、化学的な自己複製や結晶化のプロセスにおける自発的対称性の破れ(カスケード反応など)によって増幅されたと考えられています。
まとめ
多糖類などの非対称性は、単なる偶然ではなく、宇宙の物理法則(特に弱い力によるパリティ対称性の破れや、スピン偏極した量子ビーム)という量子論的な背景が決定打となった可能性があるとされています。
「なぜアミノ酸はL型で、糖(多糖の原料)はD型なのか」という具体的な起源の解明に向けた最新の研究に興味はありますか?

Q:では、右手の向きをどのように変えても左手に重ならない理由も量子論で説明できるか。

「右手と左手が重ならない」という性質(キラル対称性)そのものは、基本的には空間の幾何学的な性質ですが、それを「なぜ入れ替わらないのか」という観点で掘り下げると、量子論で説明することになります。
結論から言えば、量子力学における「トンネル効果」と「エネルギー障壁」のバランスによって、右手と左手の区別が維持されています。

1. 量子論における「重ね合わせ」の禁止
量子力学のルールでは、本来、右手状態と左手状態は「重ね合わせ」の状態になれるはずです。しかし、多糖類やアミノ酸のような複雑な分子では、以下の理由で右と左が明確に分かれます。
  • 高いエネルギー障壁: 右手を左手に変えるには、分子の結合を一度切るか、無理やり歪ませる必要があります。この変化に必要なエネルギー(障壁)が非常に高いため、量子トンネル効果によって勝手に右が左に入れ替わる確率は、宇宙の寿命(約138億年)をもってしても無視できるほど低くなります。
  • 環境デコヒーレンス: 周囲の分子との衝突といった外部干渉(観測に相当する現象)により、右か左かどちらかの状態に「固定」されてしまいます。これをデコヒーレンスと呼びます。

2. 「弱い力」による根本的な非対称性
前の回答でも触れた通り、素粒子物理学の「弱い相互作用」は、量子レベルで左と右を差別しています。
パリティ対称性の破れ: 鏡の中の世界(左手系)と現実の世界(右手系)では、弱い相互作用が及ぼすエネルギーに極めて微小な差(PVED)が生じます。
この量子論的な差があるため、右手と左手は「単に形が違うだけ」ではなく、物理学的に「エネルギーの低い(安定な)方」と「高い(不安定な)方」という明確な個性の違いが生まれています。

3. 重ならない幾何学の量子的な裏付け
幾何学的には「3次元空間で回転させても重ならない」というだけですが、量子論は「なぜ右手が突然左手に化けたりしないのか(安定性)」「なぜ宇宙は右を選んだのか(選択性)」という、より深い存在理由を説明する役割を担っています。
もし、この世界のエネルギー障壁が極めて低ければ、右手と左手は量子的な「重ね合わせ」状態になり、私たちは右と左の区別がつかない「ボヤけた物体」しか観測できなかったかもしれません。
多糖類の非対称性が、生命の進化においてどのようなメリットをもたらしたか(効率的な代謝など)についても詳しくお話ししましょうか?

Q:では、量子論が生命の進化に影響があったという証明はあるか。

量子論が生命進化の「全プロセス」を支配したという完全な証明はまだありません。しかし、「量子的な効果がなければ、生命の進化や維持は不可能だった」ことを示す有力な証拠や研究は、近年「量子生物学」という分野で次々と報告されています。
特に以下の3点は、量子論が進化の鍵を握っていることを強く示唆しています。
1. DNAの変異と「量子トンネル効果」
進化の原動力である「突然変異」の一部は、量子論的な現象で説明されます。
内容: DNAの塩基対を繋ぐ水素原子(プロトン)が、本来超えられないはずのエネルギー障壁を量子論的なトンネル効果ですり抜け、隣の塩基へ移動してしまうことがあります。
進化への影響: これにより塩基の組み合わせミス(変異)が起き、進化の多様性が生じます。英国のサリー大学の研究チームなどが、この量子的な二重プロトン移動が変異の安定したメカニズムであることを示しています。

2. 光合成の「量子コヒーレンス」による超効率化
植物がこれほどまで効率よく進化できたのは、量子力学を利用しているからだという証拠があります。
  • 内容: 光合成を行うタンパク質の中では、捕らえた光エネルギーが「波」として同時に複数の経路を通り、最短ルートを瞬時に見つけ出す「量子コヒーレンス」が起きています。
  • 進化への影響: このエネルギー伝達効率がほぼ100%という驚異的な性質がなければ、生命は初期の過酷な環境で生き残るための十分なエネルギーを得られず、高度な進化は止まっていたと考えられています。
3. 酵素反応における「量子的な加速」
生命活動に欠かせない「酵素」の働きも、量子論なしでは説明がつきません。
  • 内容: 酵素が化学反応を数百万倍に加速させる際、水素原子などが量子トンネル効果を使って移動していることが実証されています。
  • 進化への影響: 多くの生命維持に必須の反応は、古典物理学の計算では「数万年」かかるほど遅いものがあります。量子論的なショートカットが、複雑な多細胞生物への進化を時間的に可能にしました。
結論としての現状
これらは「生命現象の局所に量子力学が深く関わっている」ことの証明ですが、生命が「意図的に量子論を利用するように進化したのか」、それとも「物理法則として不可避に組み込まれていたのか」については、現在も量子生物学の研究プロジェクトで議論が続いています。
生命が「量子的なゆらぎ」をあえて利用して進化してきたという、より能動的な説についても興味がありますか?

たとえば地球の科学者は電子が粒子で、波動性の二重性をもつものと定義せざるを得ない状態にある。彼らは電子は確率波をもつ粒子だということによってこれを正当化させようとしている。これは心で描くことのできない状態であって、そのために進歩の唯一の方法として抽象的な数学に頼らねばならなくなる。
統計も確率も事です。物の量とは関係ありません。

岡潔講演録 【4】 何故見えるのか
*講演日 :1967年12月6日 於 大阪市 北陵中学校
身辺のことのうち、一番手近なことからはじめると、私、今、眼を開いています。そしてみなさんが見える。目をふさげば見えない。目をふさげば見えないというのは、物質現象です。しかし、眼を開けると見えるというのは、これは生きているから見えるのであって、生命現象です。

この眼を開ければ何故見えるのか、ということについて、西洋の学問は何一つ教えてくれていない。西洋の学問のうち、この方面を受け持っているのは、自然科学、さらに詳しくいえば医学です。医学は、見るということについて、どう言っているかというと、視覚器官とか、視神経とか視覚中枢とか、そういった道具があって、この道具のどこかに故障があると、見えない、そこまでは言っている。

しかし、故障がなければ、何故見えるのかということについては、一言半句も言っていない。即ち、これも物質現象の説明にとどまる。眼をふさぐと見えないというのと同じことです。

それでは、人は、何故眼をあけると見えるのか。大抵は、これについて疑問すら抱かない。知らないということも知らないのです。

 

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Φ について

2010年より研究しています。
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