福島事故原発の取り壊し方法を考えるスレγ

**名無電力１４００１** · 2022/06/12(日) 23:45:11.76

週刊○福島廃炉
α=1486207162
β=1584849320

**名無電力１４００１** · 2022/06/12(日) 23:50:19.94

新スレです。こんな状況のため。
ERROR: このスレッドは1024kを超えているので書けません！
ご挨拶とか何も考えてないや。文中でおいおい。

**名無電力１４００１** · 2022/06/12(日) 23:53:25.90

古典分析化学の定番方法を書く。機器分析スペクトルは今回やめ。
定性分析という沈殿による方法。この手法を和名で分属とも呼ぶ。

考え方は、水溶液中で、大抵の溶質分子はわずかに解離する。
溶けている分子の話である。水の中で一分子ずつ存在している。
固体の話ではない。水の中で解体されて戻る平衡がある。

水自身に関して、H+とOH-に分かれ、電気も帯びる。
電気を持たない解体は、再結合する吸引力を持たないので一方向になり
考察する全ての場合は、荷電している場合となる。

[H+] [OH-] = 10^-14 これは中学校でも見ただろう。
平衡は濃度を使って数式として表される。
[]の中は、全分子数に対する相対分子数、で定義される濃度。

あらゆる分子について、同じ構成の式が成り立ち、[Ag+] [Cl-] = 10^-10 など。
溶解度積と呼ばれる。濃度の積なので１よりかなり小さい数。
これが１に近いほど実は沈殿しやすい。
なぜか。多少の論理を追いかければわかるんだが、１に近い溶解度積
→イオン濃度と非イオン溶質状態の濃度が近い→イオンはそんなに存在出来ないので
他の力で上から押さえられる→非イオン溶質も引きずり降ろされる
→固体沈殿となって溶液の外部に追い出される。という筋。

そのもの溶質とは別個に、イオンに関しての濃度条件則があって、水中の物質は
イオンの濃度の積が定数となるような存在形式をするというのがここの法則。
蛇足ながら少し上の式で、[H+] = 10^-n と書けるはずで、このnがペーハーpH。
もちろん(整数ではなく)実数である。定義から0以下と14以上は取れない。

AgClなど全分子について、溶解度積定数がわかっており、沈殿を決定している。
ところがHClなどを使うと、この分離イオンは水ともからみAgCl用のClともからむ。
自明ではなく意図を持った操作ができることになる。状況はペーハー依存するともわかる。

**名無電力１４００１** · 2022/06/12(日) 23:55:11.59

溶解度積定数は共有結合性分子で小さく、イオン結合性分子で大きい。
溶媒たる水とも関わるには関わるが、独立な部分もあり量子化学で
計算評価が可能である。水との相性ではなく、分子の方の性質ということ。
もちろん水との相性もある。個性的なことと極性的なことと。その因子分配も理論。

この計算を作ると未知の領域の溶液で同様のことが予言できる。
高温ナトリウム液体中、高温SiO2液体中に溶けている物質について
溶解度積の方法から沈殿させてきれいにする手法が事前計算され得る。
産業として使うかはわからないが、磨いておけばいいだろう。

さて古典分析化学は金属などの陽イオンを６分属にする。
５段階の沈殿試行を順番におこなって、イオンを６種類に分ける。

試薬 HClで沈殿する Ag+、Hg2+、Pb2+、Tl+ を第１属。
試薬 H2Sで沈殿する Cu2+、Cd2+、Bi3+ を第２属。
アルカリ性下で試薬 NH4Clで沈殿する Al3+、Fe3+、Cr3+ を第３属。
アルカリ性下で試薬 H2Sで沈殿する Zn2+、Mn2+、Co2+、Ni2+ を第４属。
試薬炭酸アンモニウムで沈殿する Li+、Ca2+、Sr2+、Ba2+ を第５属。
以上で残る、Na+、Mg2+、K+ を第６属。

各属をさらに分けることについて、NH3、K2CrO4、H2O2、NaOH、
Na2SO4、(NH4)2CO3、NaH2PO4、シアノ鉄錯体液、冷却などの細かい方法が投入される。
試薬を入れた後、次の試行をする前に追い出す方法は単に加熱でHClやH2Sは
出て行くという便利な形で構築されている。
H2Sの危険性が高いので、HC(=S)NH2、ホルムアルデヒドをSとNH2に換えた物が使われる。

冷却廃液について浄化した後で、サンプルを取って、この方法で元素を検出して
浄化が成功しているのかを調べられる。化学的除染が成功していると、Srなどに限らず、
短期崩壊核種などの同位体となる元素についても検出が無いはず。
少なくともこれで一つの検査システムになっている。

**名無電力１４００１** · 2022/06/19(日) 17:14:08.46

有機合成化学を2回(か3回)で。流し読みだが見るだけなら数千頁
見ているから大幅に知識が抜けていることはないと思う。

ベンゼンはFriedel-Crafts反応で基が付き反応系を開始出来る。
2つの基と2つの反応剤がそれぞれ反応性の強弱を持ちあるとする。
弱い反応剤で強い基を既反応化保護にしてしまい、その後で
強い反応剤を投入すると、弱い基に特化した操作が出来る。

こんな反応を出来るだけ多くの物質や反応基について行なって
電子の動きと立体構造で解釈し、まとめている分野である。
オングストロームの世界は直接マニピュレートは出来ないので
こういうものの集積で事象を動かす。元祖ナノロボット分野じゃ？

・酸化と還元論
・6価クロムのど迫力
・同酸化反応の有機電子論
・フェノールの合成のあれこれ
をまず語る。

薬や工業材料の合成に使い廃炉を建設的に支援する。
一重項酸素などは高エネルギー反応の余波としても現れ、これに関する
有機反応論は、放射線を受けて人間体の分子がどう傷つくかを表している。

放射線による生物体損傷の治療に直接使えるのかどうか（即ち病名を定めて
薬投与するのでなく傷に対するオーダーメイドの反応系を個ごとに作って
直して(治して)しまうの医化学還元）は、
技術として分野を精密に作れるかにかかっているだろう。

来週以降にも言葉を多く投入して、読者が他のニュースに接したとき
これもこれも聞いたことがある、と聞いたことあるぞ状態になるような
学習効果を残すように目指していきたい。
不斉合成とクロスカップリングは邦人の仕事である。

**名無電力１４００１** · 2022/06/19(日) 23:10:31.82

酸化と還元とは。４通りの言い方をしてみる。
酸化＝酸素を付けること＝水素を奪うこと＝電子を奪うこと＝電子密度を薄くさせること

整合していることを理解するのに少し理屈が必要である。
・酸化は対象分子の電子密度を薄くさせる
・H2OとCの電気陰性度はH＜C＜O、Cの左右にHとOが分かれることは論理的に重要で
違う体系の世界なら、イオン論は違う現象を起こしている。
・本来HはH+になりたい、OはO-になりたい。2-などの数は省略

では説明してみると、４つのうち水素を奪うことだけ異質としてまず外してみる。
酸素を付けるとOはO-になりたいので、対象分子の中心から自分との結合の局所場所に
電子を引き付ける。すると電子を奪う、電子密度を薄くさせるの同一意味。

水素を奪うと、HはH+になりたいのでもともと分子の中でも、H+と中心に押し付け気味だった
ｅとに傾向として分かれていた。そろって持ち去るので中心位置のｅ密度を減らす。
炭化水素内でのH+になりたい、という扱いが出来ることにH＜Cが関係する。
いわば、H+にはe-が付属して来るので、水素を奪うと電子を奪う。

重クロム酸、過マンガン酸の分子構造を見よう。
HO-(CrO2)-O-(CrO2)-OH
HO-(MnO3)
すごい分子ですな。そう思わない？
これだけOがあれば、そりゃ酸化力は強力で酸化剤にされるだろう。
H2Cr2O7とHMnO4
CrとMnは6価と7価で、()内酸素との結合は全二重である。

この二重結合は酸素の方が一方的にくっつくもので双方電子供与のものとは
違っている。そういう手の数のもある。次レス最後参照。
だからｄ電子を本格的に展開すると10本などの手も。

**名無電力１４００１** · 2022/06/19(日) 23:14:36.42

見かけも名前もコケティッシュで愛玩的なフェノール分子をベンゼンから
製造する方法を学ぼう。化学的性質はそれほど人間親和的ではないけど。
言葉をいっぱい吸収できる案件。合成化学にはこの水準の操作をまず多く学ぶこと。
それぞれペニシリン級の分子製造の時に精巧に適用することで実用。
樹脂はもう少し簡単。逆に分子生理学は合成化学でもまだ届かないから研究にいい。

〇ベンゼン、〇-OH フェノール、〇-NH2 アニリン、〇-SO3H ベンゼンスルホン酸
〇-CH(CH3)2 クメン、〇+ フェニルカチオン、(〇-N≡N)+ 芳香族ジアゾニウム
〇-ONa ナトリウムフェノキシド、〇-C(CH3)2(OOH) クメンヒドロペルオキシド

スルホの話は前回してある。硫酸H2SO4からOHが取れた物。
硫黄は2価(スルフィド R-S-R)、4価(スルホキシド R-S(=O)-R)、6価(スルホン R-S(=O)2-R)がある。
今回の登場人物はスルホンである。Rはアルキル基つまり飽和炭化水素一般。

-H ヒドロ、-OH ヒドロオキシ、-OOH ヒドロペルオキシ、
最後のドは接尾辞なので捨てていい。強力作用を持つ反応基として-OOHは
過酸と呼ばれペルが入る。横に飛び出さず-O-O-Hそのままの形状を持っている。
過酢酸は CH3-(C=O)-O-O-H である。これはH2O2の左を置換した物である。
OHが離れるアルコール型の反応で作られるアシル(=カルボン酸)誘導体というものである。
オゾンも酸化用には大活躍する。

ジアゾニウムでは陽イオンの窒素N+が4価の原子として働く。カチオンは陽イオンという意味。
ちょうどスレの始めだし、凡例のように書いていくのも良かろと思った。

一般に多価硫黄などの原子において、原子価の手による結合は複数の解釈があり得る。
共有結合は本来は1電子ずつ出すものだが、S=Oの結合ではSが2つ出してOが一方的にくっつく。
ところでこれをS+とO-の共有結合とも見なす。Sの他の電子は無視するとして
S+には1個電子が残っている。O-の原子価も1である。普通の共有結合で結合が成立する。
即ちイオン的になった上でくっ付くとすれば理解されるが、最初の理解もまた正しい。
逆に最初の理解の本質構造はイオン的な段階成立する共有結合とすることで等値定理が出来上がる。

**名無電力１４００１** · 2022/06/19(日) 23:17:07.01

オゾンについて三角型で平たい二等辺三角形というのは有名である。
O=(O+)-(O-)という折れ線状分子でもある。こんな解釈替えも有機電子論には出て来る。

アルコールなどに1級2級3級の言葉がある。無論商品としての意味ではない。
この場合はOH基、一般に反応基の付いている根っこの炭素が、他に何個の炭素と
直接つながっているかの数。エタノール CH3CH2-OHは1級。
C-(CH3)3-OH は3級のブタノール。分子の描き方あえてちょっと不正確だけど。
この分子はよく使われtert-ブタノールと言う。primary、secondary、tertiaryで3番目の意味。

反応論で不飽和と飽和の違いが根本的なのは当然である。不飽和の箇所には容易に分子が付く。
ところがこれにもベンゼンやブタジエンでπ電子の非局在化という発展方向がある。
Markovnikov則： R-CH=CH2という分子に H-Xという分子が付加するとする。
二重結合のどっちの原子がXをそしてHを受け取るだろうか。

Markovnikov則には答が定まっていて、先にH+を渡し、後に二重結合のもう一つの原子にX-
を付ける。H+の運動性が速いからである。その時間差のためにH+一つだけ付加のイオンが
おもむろに安定した後でX-がやって来て、H+一つでの安定度が実現度を示す。

H+を付ける → +荷電が分子全体に広がる → X-が来る場所で重点的に待っている
→ この待ち状態の+荷電はそのCにつながるアルキル基が多いほど安定、これが実現。
7行上の例で、R-(CH+)-CH3と R-CH2-(CH2+)という中間状態が出来る。
左の方が+が広く安定するので、R-CHX-CH3が最終生成物として優越する。

cisとtrans。同じく二重結合に分子が付加する場合。二重結合がより大きな分子の
中の一部とする。二重結合 >C=C< は平面型を持っているのだが、そこにA-Bなどが
付加するときに、元平面の同方向か食い違い方向かで、互いに立体で移り得ない二通りの場合
が結果する。A-Bが同方向に付くのをcis、食い違い方向のをtransと言う。
cisはラテン語でこちら、フランス語ではici、ルーマニア語ではaiciの同語らしい。
ベンゼン他の環状分子への付加のときによく意識される。

**名無電力１４００１** · 2022/06/19(日) 23:38:41.21

フェノールの話が抜けてたが最後に。
作れるということが大事で解釈と展開は後から。それが有機化学の起源。

〇 →[濃硫酸150℃] 〇-SO3H →[NaOH 340℃] 〇-ONa →[H2SO3] 〇-OH

〇-SO3H →[KOH 250℃] 〇-(SO3K)(OH) (-) → 〇-OH + K2SO3 + SO3(2-)

実現するのはこの段階で既にパズルみたいだ。
薬はこのパズルの先にある最先端で、生物型酵素はさらにその上を行く。
我々はこのパズル解の本質をつかんで原子力産業に役立てる。

他にもある。アニリン出発。

〇-NH2 →[NaNO2, HCl] 〇-N≡N(+) Cl(-) + NaOH →[H2O加熱] 〇(+) + Cl(-) + N2

〇(+) + H2O → 〇-OH2(+) ～〇-OH + H(+)

他にもある。プロペンとリン酸、銅触媒を使う。

〇 →[CH2=CHCH3, H3PO4, Friedel-Craftsアルキル化反応] 〇-CH(CH3)2

→[O2, Cu] 〇-C(CH3)2-OOH →[H(+)] 〇-(OH)-C(CH3)2-OH (+)

→ 〇-OH + CH3COCH3 + H(+)

2行目のOが根元に入って来る所に有機電子論的転位があるが次回か以降に。
もちろん2行目の右で、近い所のOは+荷電を受けて3価になっている。
原子の数で確認するのは容易だろう。ベンゼンの点にも一個Hがあることを注意。
最初の2反応は途中から硫黄が4価になって亜硫酸H2SO3、SO2、SO3(2-)が使われ現れる。

**名無電力１４００１** · 2022/06/20(月) 23:21:20.18

ネトウヨ決死隊

**名無電力１４００１** · 2022/06/26(日) 17:20:13.18

①一回読んで置いた方がいい元素名。
語尾がオがイタリア語、インが英語、アスがギリシャ語、ウムがラテン語
ごっちゃなので鉄が英語ならフェラインぐらいかも。
マイケル、ミカエル、ミッシェル。スラブ・インド・ケルト・北欧。
マリオの各国。話ずれた。ウランも一般的なのでウラノス何々さんは昔居た。

スズ＝スタンナン、鉛＝プランバン、ヨウ素＝アイオダイン
亜鉛＝ジンク、ヒ素＝アルシン、アンチモン＝スチビン
金＝オールム、銀＝アルゲント、水銀＝ハイドラアルゲント
タングステン＝ウォルフルム、リン＝フォスフォラス、鉄＝フェロ

②カルボンなる有機化学語。カルボンは炭素である。つまり実はあまり特定的な名でない。

カルボニル基 -(C=O)-
カルボキシル基 -(C=O)-O-H

カルボニル基を持つ分子が、ケトンとアルデヒド。
カルボキシル基を持つ分子が、カルボン酸（英語ではカルボキシル酸）。

-(C=O)-O-H からH+を外すと -< 型で右上下に =O と -O(-) が付いている。
=Oと-O(-)をわずか電子の移動で入れ替えられて、量子論としては共鳴する。
-O(-)から=Oの方へ電子を1個行かせ、炭素所属の電子を1個=O側から-O(-)側に渡す
と入れ替わっている。また-O(-)を2つと3価のC(+)という見方でも整合している。

このように、多い官能基は対称性による安定化の背景を持っていることがある。
宇宙にCOOHが多い理由である。共鳴による低エネルギー化が
反応率増大と安定の落ち着き先として、存在量を増大させている。
その理論見積もりを調べたい。

**名無電力１４００１** · 2022/06/26(日) 17:22:56.47

③炭酸 HO-(C=O)-OH
H2CO3、カルボニック酸

一般に元素酸はこういう昆虫の蜘蛛に似た構造を持っていると見てよい。
（なんか不正確なこと書いてる？小学生用）
OHが蜘蛛の手で、=Oが他の足や目と頭みたいでしょう。

中心元素の周りに =O か -OH を侍らせて元素酸が作られる。
ペル元素酸では -O-OHに換えられる。過硫酸などを見よ。

これで皆さんも例えばネオジム酸を、ニッケル酸を想像せよなどと問われた時、
電子殻の様子を調べて、多分こうだなと書けるはずである。

最も酸素が多いのは、X(=O)2(-OOH)4 のペル元素酸だろうか？
奇抜な分子を作る専門ではｄ電子ｆ電子まで使い倒して研究されている。
他に、二重結合で中心に S=S のようなのを置く酸分子など。

④ルイス酸という有機化学の言葉。
BF3 や AlCl3 がルイス酸であることを用いてこの反応をさせる、等とある。
BやAlは周期表の左の方にあり、フルに手をつないでも電子殻が埋まらない。

配位を使った疑似充足として、他の分子の満ちた電子対に引力を働かせて
くっつけることが出来る。電磁気学の現実の力なので、時に他の分子の電子対を
盗って、その分子を陽イオンにしてしまう。

その陽イオンはラジカルとして、ベンゼンやエーテルなど普通なら安定な分子
を攻撃して、有機付加反応を生じさせる。

ルイス酸という言葉はこの効果を起こす文脈で使われる。
電子を奪う性質は、先週書いた酸の４性質に合致する。

**名無電力１４００１** · 2022/06/26(日) 17:25:26.26

⑤元素の硬さ。有機化学で反応分岐率を正確に予想していくことは目標。
このとき色んな視点で、実反応データ集を分析して、その考察を数式にして、
数式モデルが現実を正確に表している、と対応関係を作ろうとする。

その視点の気づきが色々あるのである。例えばフロンティア軌道論では
第一励起状態の反応は基底状態とちょうどシンメトリーが逆になる。

元素の硬さ論は、硬い元素と軟かい元素が分子になる反応では、一方が他方に
食い込んでしまうような傾向を持ってしまい、不安定化しゆえに収率が
低くなるという学説である。現代では仕上がっていて有機化学の数番目に
学ぶ法則となっている。

硬い元素は軽元素のC、N、O、F。軟らかい元素は重元素のFe、Ptなど他の全て。
しかし少なくとも教科書にはそれ以上のことが載っていないと思う。

⑥そこでその研究課題が提案される。
原子力、原子核関係としては、この計算を流用して、陽子と中性子の
微妙な差、π中間子、K中間子などと励起系列の硬さなど。
そしてヒッグスの反応に一つの模型予測力が投入され得る果実。

有機化学として、硬さを反映するような量を実際に定義すること。
それは電子密度などではないのである。元素の半径と電子数とがあって電子密度は
重元素の方が高くなりクーロン力だけでは重元素の方がクーロン力弾性体としては硬い。

有機の硬さはその真逆である。実は、似たような性質の何重もの殻というのが
密度とかにも反して、軟らかさの原因になる。

計算として、多粒子系のシュレーディンガー方程式の波動関数に、
機械建築の材料力学を用いて、波動関数連続体のヤング率、ポアソン比を求める。
軌道情報も用いて局所的な量として評価する。
このモデルから酸塩基の硬さとできれば収率までも予測する計算課題。

**名無電力１４００１** · 2022/06/26(日) 17:27:12.33

⑦シュレーディンガー方程式の数値計算は、量子化学と物性物理で行われ
現在、密度汎関数法かハートリーフォック方程式法かが使われている。
材料力学の方法ではされていないように思う。
応力テンソル、ねじれの復元など、波動関数では聞いたことないのでは？

ところで量子化学と物性物理は前者がｓｐ(ｄ)軌道および溶液、
後者がｄｆ軌道および固体と断言され、とてもつながっている。
後者が前者に取り込まれるような勢力図である。
すると超電導、絶縁、磁性は量子化学を豊かにし、有機化学にまで身内として
下りて来よう。

そのとき量子化学のまま超電導を説明する方法論があるはずである。
その模型として機械建築工学のそれがいいと思う。
結晶不等方などで未解決の高温超電導論にほんの少しは寄与するかも。

⑧量子化学に材料力学を適用すると、応力は前者を豊かにし、スピンは後者を
豊かにする。別の方向として材料力学→一般相対論、超ひも理論の計算がある。
すると段階を踏んで進めることで、基礎理論に新しい方法を投入出来る可能性
がある。特にそれはスピンの処理なのでかなり重要である。

現代の標準的見方では、スピンは基礎理論の超対称性が見えているものである。
量子化学の材料力学化が、外せないスピンを通して超対称性の数値計算の鍛錬になるのだから
その果実はあるだろう。しばしば概念のパターン数は多くない。
化学でcis＝Z体、trans＝E体、同じ言葉でしかないみたいに。その状況では
一つのことを丁寧にやれば、他の的も射ているような蓋然性を期待出来る。
基礎理論の逆時間シミュレーションは初期宇宙を見れる。

それとは別に化学反応をホログラフィー理論のブラックホールの運動学で
とらえる試案もある。超弱小なブラックホールが仮想数理として電磁気力の
代替になる。そんな反応論を作ればまた何かわかる可能性。

**名無電力１４００１** · 2022/06/26(日) 17:28:59.92

⑨有機化学と有機合成論は、基礎的な反応法が20超ほどと反応例が１万程度
という分野である。機構を解釈するのに有機電子論という電子の流れ
が使われる。アナログで理解される分野である。
超強力であり現代薬学や化学工業の製品はこれなしでは作り得ない。

書の見方を言いたいと思う。だいたい平均して１頁に３反応が書いてある。
左と右を間違い探しとして比べる。ここが変わってるな、と。
試薬や手続きが真ん中の矢印に付記されている。
常識的な内容だな、と思ったら読み飛ばす。

本文テキストには撹拌するとか、量の話、手続きの順序が書かれている。
やさしい方の部分についてはだいたいこんな感じの記述で推移する。
不斉合成で高分子化を追求する辺りから少し難しいが内容で２割ぐらいしかない。

よって基礎を押さえてから腰を落ち着けると少し時間はかかるが読める。
そう読むんだ、と食わずぎらいから食いつきに変わってくれればうれしいな。

⑩グリシン、ベタイン、酒石酸、吉草酸、
近いうちに薬学や化粧品の話を始めるので言葉を増やしていこう。
グリシンはアミノ酸の一番簡単なもの。
しばしば宇宙で見つかると生物の元と言うが決してそんなことはない。

NH2-CH-COOH がグリシン。
NH2-R-COOH がアミノ酸である。

上の方で述べた通り、共鳴低エネルギー化で宇宙に多くある-COOH
NH2はアンモニアの一部、この両方がある分子。どこにでもあるだろう。

ベタインは N(+)H3-CH-COO(-) とグリシンの端のHをH+の形で外して
Nの方にくっつけたもの、そのトリメチル化
N(+)(CH3)3-CH-COO(-) である。店舗で化学製品の成分を見ればすぐ見つかる。

**名無電力１４００１** · 2022/06/26(日) 17:30:51.37

⑪酒石酸は、点対称な二量形で、内側から外側に向けて
-CH(OH)-COOH というC4H6O6の分子である。

吉草酸は、ペンタンの端のCH3を→CHO→COOHにした
CH3(CH2)3COOH

典型的な初等有機分子をイメージする練習である。
有機で酸と言えばCOOHになっているというのもわかるね。
無機では元素酸で、少し上に書いた物だった。

⑫求核付加反応、求核SN2置換反応、求核SN1置換反応。
δ+として電子密度の薄くなっている元素(それを核と呼ぶ)を
他の分子などの電子密度の高い部分が攻撃する。

くっつくと付加。円錐型分子の凹部分から攻撃して、向こう側の基を
一つ切り離させるのをSN2。先に脱離基が離れた所に、求核分子が付着し
さらに余分な部分を離す方法がSN1。
SN2後は極性が反転し、SN1後は極性が鏡映物と等量になる特徴。

これと電子の流れでの転位反応が、全有機反応の代表的なもの。
付加で分子が大きくなり、置換で官能基を整え、求める大型分子が作られる。

⑬自動有機化学つくり機
反応書のレベルが比較的平板で一定である。
反応は、出発物、試薬、生成物、収率。物質としては３項目である。
生成物は機器分析で迅速に定められる。

すると有機化学の学問を作る機械を作れる。

**名無電力１４００１** · 2022/07/03(日) 17:15:13.17

放射線化学の回である。と言っても現時点でつまみ食い的にしか
見て居ないし包括的にするには２週ほど待ってくれとしか。
来週が放射線計測、次が原子炉物理、次が材料力学、次が太陽光発電。
合成化学も終わってないし混ぜながら書きたい。

その後に量子力学（基礎論的双対、圏論、数値シミュ、有限温度形式
先取り量子統計、超電導論）をやって数式を伴って化学薬学に戻る。

このうちで原子炉物理は機械としての炉の話題である。
ここだけはプロフェッショナルと興を共有する水準で出来ればと思う。
原子炉を作ることは飛行機やコンピュータを作ることと同じぐらい面白いのだと主張する。
もっとも分科の中身は中性子密度のｎ群計算などまあ面白さ普通である。

さて、放射線化学は反応論、除染増殖論、利用論に分かれる。
基礎の反応と実用の除染増殖ね。まず３番目の物の評論を。
ところで利用論では放射線による殺菌、材料改質、突然変異誘導の品種改良が主張される。
これ専門の人は進めろと言っているんだけど、我が国では昔から待ったが掛かっている。

殺菌て紫外線ならいいけど放射線で何するの？とか
むやみやたらに材料に放射線を浴びせて商品にして、効用だけを得て
残留放射能が無いようにするとか可能なの？とか

遺伝子組み換えですら不安なのに、本来生物DNAに危険な放射線を浴びせて
都合の良い新品種が出来るのかと。何か思いもよらない物を新品種体内に残して
摂取などしたら問題になるのでは？とか。

代替できないほどの用途が定まって、安全性の管理も証明されれば許可が出ることも
あるかと思うので、個人的には不安側スタンスに居る者だけれど、関係者には技術の、
受容可能なコンプライアンスの抜本的な向上を目指してくれればと思う。

**名無電力１４００１** · 2022/07/03(日) 23:18:58.28

雑多に書いて行く。化学は全部の言葉に接するのが大事と思うので
10回ぐらいに分散し適当に登場させる中で、必要が網羅されるように。
お茶を濁し何となく触れるだけじゃないつもり。言葉で書く。

様々な原子核を核種というが、分子、原子、イオン、ラジカル、励起状態、電子、
または錯体水和物などを化学種という。同じような言葉である。
励起とは中性原子の電子が上の軌道に入ることである。

放射線化学は無機化学に近い。放射線は励起状態や電子を弾き飛ばした状態を
その場の化学に残し、線は一瞬で去って行き、高エネルギーを得た化学種が
為す化学がそこから始まる。

原子の構造上、放射線が電子を飛ばして正イオンに変貌する状況が圧倒的に多い。
この正イオンはラジカルの一種で、求電子反応を起こす。
すなわち近隣の通常分子の水素Ｈを攻撃して貰ってしまう。

例えばまず放射線で水の電子が弾き飛ばされて、H2O(+)になる。
これは他の水のHを引き抜き、H3O(+)と･OHになる。
アルゴンもAr(+)になる。H2からHを引き抜き、ArH(+)と･Hになる。
Hは元の相手よりイオンの方がコンビになる力が強いということ。

酸素原子を押し付けるのが酸化、水素原子を除くのも酸化なので
ラジカルは攻撃先の分子への強い酸化力を持つ。
ラジカルの強い酸化力はDNAを傷つけ人間の老化を進ませる。
糖分もそうだと言う人がいるがどうなのか。調べてみる。

酸化と還元は非対称で、酸素を除いたり水素を押し付けたりする還元反応は
実は一般的でない。還元はLiAlH4のような機能はわかるけれど他の場面では
使われることがないような試薬によって行われる。

**名無電力１４００１** · 2022/07/03(日) 23:22:09.94

Ｇ値とは、放射線のエネルギー当たり関係する化学種の数。
[mol・J^-1] とする流儀と [個・(100eV)^-1] とする流儀とある。

用例として生成物Ｇ値。
シクロヘキサンに100eV放射線照射しよう。酸素O2が存在しない環境では、
H2が5.6個出来、二重結合1つのシクロヘキセンが3.2個出来る。
このように途中をブラックボックス化して出来た生成物をＧ値いくつだと呼べる。

化学種に対する反応図は厳密にはカスケードを構成するのであろうが、
生成物Ｇ値は最終生成物だけを見ればよい。

ジェミネート現象。水溶液中で電離したイオンは２種類に分かれる。
流体力学の境界層に近い概念だが、元の相手とずっと近い所に居るイオンと
自由化したイオンで、電極を付けて電流化することで、自由化された分だけが
電流原因として、その量を評価出来る。

境界層に居るようなイオン対は、やがて同じ相手とくっ付いて中性化する。
この現象をジェミネートと呼ぶ。

Ｗ値という概念。中性分子にエネルギーを与えられると、最初は励起、やがて
完全に一部が離れてイオン化するだろう。
このエネルギーをＷ値と呼ぶ。

イオン化ポテンシャルというのもある。ポテンシャルエネルギーとしてのイオン評価。
Ｗ値はそれに似ているが、ポテンシャルエネルギー以外に行く部分もあって、
イオン化エネルギーの２、３倍になるのが通常である。

**名無電力１４００１** · 2022/07/03(日) 23:25:23.47

Ｗ値が吸収エネルギーで、イオン化ポテンシャルが顕在使用されたエネルギーと
みなすと、分子自体も機械のように見えて、その効率が30-40パーセントなのである。
効率30-40％は機械としての典型的な数字。

実際のイオン化ポテンシャルは多くの分子であまり変わらずに15eV程度。（10-24eV）
Ｗ値は同じく35eV程度。（25-45eV）
温度に換算してみるなら、1eV＝1万度とすることと、分子の自由度で割ること。

H2などの軸対称分子なら、自由度が5なので、イオン化ポテンシャル＝3万度。
Ｗ値＝7万度。7万度相当のエネルギーを渡すと正負のイオンになる。

ラジカルによる重合。ラジカルとは･Hや･OHをはじめとして、他のあらゆる分子でも
手が埋まっていないような原子分子をさす。
（中性の分子以外にもイオンの分子、励起状態の分子も、活性状態の高いのを総称してラジカル）

ラジカルとエチレン、R･と CH2=CH2 が近づいたとしよう。
エチレンが単結合になり、･CH2-CH2･と電子を1対外側に向ける。

Rとは結合し、R-CH2-CH2･
これってちょうどRが延長したようなものとなった。
このようにして、ポリエチレンなどの重合がラジカルの力で為される。
シーベルトを浴びて架橋などしてしまう時の分子反応でもある。

通常の核酸やアミノ酸の結合に、似たような電子の役目を読み取れるだろうか？

ここまで。面白くなくても項目をどんどん押さえて行っているという達成感で読んでね。
今後も。段階を踏んでから核酸分子や薬合成の話をしたらいきなり有用化するわけで。
放射線化学か。むしろそれらが壊れる話なのかもしれんが。両面的な話でもある。
壊れるメカニズムを知るからこそ組み立てるメカニズムにも知見が増える。

**名無電力１４００１** · 2022/07/10(日) 17:14:07.47

放射線計測。今日できる所まで。どれもだいたい同じ。
放射線が通ると、(時間軸上で)左が狭く右が尾を引く電圧＝電流が作られる。
大きさはおよそ1万分の1ボルト。
これを増幅しデータ処理することで計数される。

電気信号を出せる物性物質と、電子回路とにテーマが分かれると言える。
来週はOPアンプを主題にし、計測回路での使われ方も見よう。

1つ電子回路論の先取りをする。しばしばRとCの並列が、
本筋ではなく装飾的に回路に入っている。この読み。
電子の勢い的にCに先に来て、Cが飽和するとRを通り出す。
Rが無いとCが破綻する。が主役はC。短文説明だったがまとめると
resistorとcapacitorの並列は定常状態を作るための素子団と言える。

電流呼びでも電圧呼びでもいいのは抵抗はそんなに変わらないから。
電圧の具体値を聞くことでほほうとスケール感を感じ取れてると思う。

最初の例として、逆電圧の掛かっているダイオードを想定する。
順電圧なら空孔と電子が両端から入って来て真ん中で消える形で
次々と電流が流れて行く。正の電流とは電子が欠如しているような
密度の薄さの流れである。

逆電圧のときは、接合部が空孔も電子も無い、素の物質のままの領域が
中間部に電圧の絶対値に応じて広がっている。ここに放射線が飛び込み、
軌跡に沿って電離させる。中間部は電荷無縁の状態だったはずなのが、
突然正負の電荷が出現し、外から掛けられる電圧に応じて流れて回収される。

エネルギーを貰っているので再結合しないで電離したままになる。
それが流れ、計数は1放射線に1回という有ってほしかった性能が達成される仕組みとなる。
再結合や特定励起に収まって蛍光を出す場合もある。

**名無電力１４００１** · 2022/07/10(日) 17:19:02.38

計数は出来た。精密にエネルギーと電流の対応関係を作ればエネルギーがわかり、
また放射線の多数入射についてのスペクトル弁別も、この辺は物質の工夫と回路の工夫待ちとなる。

ガイガーミュラー(GM)、シンチレーション、熱中性子と高速中性子、
チェレンコフ光の利用、典型的な物質、波高弁別分析の回路構成を語る。

前レスだけで要点が済んでいるので、皆さんも初期時代に戻ったら研究を
始められるだけの知識構図、そのイメージをもう持っていると言える。
ひたすらアイデアを投入し実験を繰り返せば現代になる。
今から移って来てまだすることあるだろうからするのもいいと思うよ。
何か作り出してくれれば現場に役立つからね。

ガイガーミュラー、ガイガーカウンターは同じだがガイガーさんは
名前からしてそんなイメージになってしまっている。中身は高級で工夫がある。
・アルコール、イソブタン、メタン、ギ酸エチルなどの簡単有機分子
・ガス増幅、電子なだれ、と放電の消去(クエンチング)、プラトー
・分解時間、不感時間、二線源法、絶対と相対の測定、メインは希ガス

希ガス(ヘリウム、アルゴン等)に有機分子を少し混ぜた混合気体を使用する。
放射線が通り多数派である希ガスが電離する。イオン化エネルギーの大小関係から
電荷交換で有機分子の方が陽イオン状態になり、希ガスは中性に戻る。
有機分子が陰極で分解するときのエネルギー消費が、なだれを止め一粒子計数を完成させる。

詳細構図。内側が導電性皮膜という円筒陰極、真ん中にタングステン軸線陽極、円筒の途中まで。
内部に1000Vの電圧をかける。放射線が侵入し希ガスが電離すると、電子は軸線陽極に向かう。
中央は幾何学的に過密で高電圧でもあるので引かれる電子は希ガスを二次三次電離させていく。
やがて中央の陽イオンが飽和的になりこれは止まるが、陽イオンが円筒まで移動すると
再び種が供給されてなだれが再開される。

このように1発の放射線で無限になだれが続くような状況を作れる。思っている以上の状況。
エネルギー源は外部電圧だが。止める方法が必要。それが不純有機分子の混入、うまく行く。

**名無電力１４００１** · 2022/07/10(日) 17:23:24.67

中性子検出。BF3比例計数管。これは遅い熱中性子用の方。
中性子は電離作用を持たないので、一度核反応を通して検出する。
ニュートリノやπ0中間子、K0中間子も核反応の通り方、その分岐比
から見つかるし、同定して行ける。

即ちAIによる自動の素粒子分類器を作ることが可能である。
科学史の辿った歴史を、道具の発見は不要であるように、現代の視点から
必要な物品は揃っているように与えて、AI自身が実験をして
基本的な全部の素粒子を発見し分類してしまうシステム。

AIに現代の実験的(現象論的とも言う、超ひも等の思弁的な方でない意味)
素粒子物理学まで追いつかせれば、AIは人間とは違うセンスを持っているから
人間の網に掛かっていなかった違う物を見つけてくれる可能性は大いにある。
そういう歴史を一気に駆け抜け現代知識を再現するAI素粒子実験システムを
作ってみるべき。その果実から新現象や原子力用知見を拾えることもある。

話がそれたので戻すが、10B (n, α) 7Li という反応を使う。
ホウ素10にnを打ち込むと必ずリチウム7とα粒子になるわけではない。
しかし分岐比は断面積として、反応断面積の中で同じ単位系で書かれ
物質に対し、その入力対出力の割合は事実上常に完全に一定である。

他に 6Li (n, α) 3H も使われる。中性子だけの放射線が核反応後に
荷電放射線になるということである。
すると他のと同じに計数が出来る。BF3は気体にするための分子。
ホウ素10。そういうIDを使っている人も昔いたけど。

この2段階の仕組みが遅中性子用の比例計数管。
但しこれは比例カウント出来るがエネルギーは見れていない。
入射nのエネルギーについて反応断面積が異なるとすると、計数も或る程度曖昧である。
しかし、線量計というのは10倍100倍と動く環境下で、人が逃げたりする
ためのものならば、これでもいい。

**名無電力１４００１** · 2022/07/10(日) 23:37:29.94

シンチレータ。これは放射線が通ると微弱可視光を発する。その光を、
光を電子に換える光電子増倍管を通して先ほどと同様にするものである。

・無機シンチレータ。1回書いて手に馴染ませることをお勧めする。
ZnS(Ag)、NaI(Tl)、LiI(Eu)、BiGeO、GdSiO、CaWO

周期表の上下にずれたZn→Cd等でもよし。
NaI(Tl)はタリウム活性化ヨウ化カリウム。イオン結晶ではない第三の
元素を少量入れると蛍光になるという性質。
第三元素蛍光メカニズムのもっと細かな理論はわかったら書く。

・有機シンチレータ。アントラセンとスチルベン。スチルベンは〇-C=C-〇。
・プラスチックおよび液体のシンチレータ。NE番号が付いている。

以上のシンチレータは発見法的に見つかっているものだが、
物質自体に興味が持てる。アントラセンに官能基が付いたり、
芳香環の数を替えてナフタレンやテトラセンにしたり、そのとき最高放出波長は
アントラセンの4500オングストロームから紫外域などにも設定出来るか。

綺麗に蛍光波長を設計することが出来れば、放射線を検出すると
色素は何も投入していないのに、分子だけで絵が浮かび上がるように
出来て、一つの美術作品にも出来そう。

シンチレータの性能は、発光効率(光強度)と光減衰時間。
他の性質は密度と屈折率と最高放出波長。
光強度が強い方が勿論いいが、光減衰時間が短い方が分離しやすい。

アントラセンは有機ものの中では光強度は最高峰らしいが光減衰時間は長い。
無機のZnS(Ag)、CdS(Ag)、NaI(Tl)がアントラセンの2倍の光強度で
光減衰時間が短く、最も使いやすい結論となる。

**名無電力１４００１** · 2022/07/10(日) 23:38:55.04

フィルムバッジは上の数個のと異なり、フィルムの黒化がどんな放射線に
相当するかのデータベースを作っておいて、判定するものである。
軽量安価なので大量に用意するときにはいい。

①さて電子回路論をする。
次々と来る放射線の検出電流を、イベントごとに分離する方法。
答。微分回路を通す。もとの電流はだらだらした右下がり段の階段が
ずっと続く形状をしている。

微分回路を通すと、段差を起こしている部分だけがピークで、
だらだらしている部分はゼロの近くに寄る。すると粒子イベントだけが見える。

②しきい値以下を捨てる一つの方法。
フリップフロップ回路やシュミット回路というものがある。
キャパシタに電気が十分にたまったらオンになる仕組みを用意しておいて
その先で状態を読めばよい。

この方法は同時にデジタル化をも与えている。
また、フリップフロップもシュミットも二重トランジスタの構造を持っていて
上の標準デジタルの2倍を一単位とするデジタル信号を作れる。
繰り返すとこの方法で、放射線エネルギーのデジタル化の、二進法表現を一気に表示出来る。

③波高弁別の方法。(電流か電圧の)パルス高さを計数したいとする。
高さa+δの②の方法、高さaの②の方法を用意する。
それぞれそのしきい値以下のパルスは捨てられているのである。

後者を負にして、前者と足すと、パルス高さがaとa+δの間の信号だけが
残って読み取られる。即ち高さによる弁別判定が出来るようになったのである。
イベント分離、高さ弁別という言い方をしてる。

**名無電力１４００１** · 2022/07/17(日) 17:16:14.12

アナログ電子回路とオペアンプ回路から現状でまとめられることを。

最近有機合成化学、放射線化学、放射線計測、電子回路と来ている。
来週はラジオ、再来週は真空管回路にしよう。多分野度は増えるのみ！

古典時代の原子力知識として真空管は絶対外せないし、
信号送信と電力送信は分けて語る。電波による遠隔電力送信は聞いたことあるはず。
並べた他のも半端状態なので再訪しながら中身を増やして行きたい。

また航空は耐性が大事な力学に近い分野だが、宇宙は電気工学だらけの分野。
宇宙工学の内容の半分ほどは電気である。そこで電気の名で知識を積めば
そちらの方面にも役立つと用途を言える。

最近10mサイズの人型ロボットを作れると思うようになった。
あんなの形が無駄無駄っ！と合理性気取りの却下だったのだが、
Ｈ型鋼を使い機構学で動かせば作れそう。
素材シーリングと流体入りの疑似関節は化学の出番。

建築は鉄が2kmサイズのビルまで作れる耐応力強さを持っているし
恐竜はリン酸カルシウムで30mで地上で活動していたし、
機敏さと作業力が期待に応えられないような力学的な理由が無い。
7行上のようなアンチ陣営でも、廃炉関係に使える蓋然性が見込めるので
制作してみようと積極的になった次第である。

予備知識は建築と機械。機械はメカの動力伝達と制御で、
建築は自機が圧潰し損壊する、そうはしないようにする計算を与える。
この2分野を回って実力を付けてからだとは思う。あとデザイン。
ロボット屋ももっと百花繚乱にデザイン意匠出せるように勉強しないとね。
無骨なのか、白い丸いのか、実体がぬいぐるみ多少動く置物の3通りしかない。

建築と機械と化学を学ぶ動機が言われて湧いた人が居れば幸いではある。

**名無電力１４００１** · 2022/07/17(日) 17:17:59.49

電子回路に関して、まず出来る出来ない論の、
連立方程式が全部計算して、答えは求まる、を宣言しておくのがいいと思う。
おそらくは多くの人が１割分ぐらいはかじったことがあるんじゃないか、
それで無意味に分数や項数の多いので、つまづいた所があって放棄状態
になってしまったところで終わっているんじゃないか。

テキストの記述はつるかめ算のようで、誤植も少なくはなく
著者の思っている理解にまでは追いつきがたいのが回路本。

しかし連立方程式で単に一気に解けるのである。
小学生の江戸算数と中学生の方程式論のようで、その中学生が整理的に
教えられる手法は実在する。
ユークリッド幾何とデカルト解析幾何のようで、段階的な推論が不要な
単段解法としての後者の手法、これにより空間幾何は論理の難しさを解消されて
黒子力を発揮し始めたが、その対応する電子回路計算法は存在する。

よってこれを学べば、論理的追いかけに難しさを感じて困った時に、
アンチョコ的に正解に近づき癒され、ギャップの先を先取りして確かめて
正解との近さを確認し、ギャップに多方向から追い詰めをして
解決と完遂力が数倍になる。

キャパシタの意味が読めない時は、方程式解を有る版と無い版、また
パラメータを動かす版（時には位置も）で求めて、解の性質として
何を把握しておけばいいのかの要点を読み取る。

回路が左から右に推論されているとき、真空管ならそれでいいがトランジスタ
以後の素子は同時現象だろう、と言いたくなるとき、
解を見て、論理の言葉のような段階推論として、回路を語ってもいいことを
わずかの試行錯誤の後で確信が抱ける。

**名無電力１４００１** · 2022/07/17(日) 17:19:56.50

素朴レベルのもやもやが解消されると、発振として、増幅として、
差動として、ゲインと位相として、そしてラジオ波の変調送受信として
そちらの方に重点を置いて行くことが出来るようになる。

先週の最後に書いた3つの回路意匠。
これも自ら取り組め、または説明を受けて了解を返事出来るようになる、と思う。

ではそんなのはどうするんだろうか？
まあ大したことはないので、ここから3レスぐらいで。

それとゲインと位相は制御工学の言葉、回路のフィルタや発振で出て来るのは
なぜかの一言説明。キャパシタとインダクタがjωCとjωＬを回路に出す。
総合出力を見るとその絶対値も、複素数としての位相もωに依存している。
単純にこれから共鳴ピークや位相の遅れも疑似制御工学として出て来る。
その制御ブロックとしての両者（回路⇔制御工）のつなぎはちょっと検討してみる。

本論に入る。
素子は電源と抵抗のみが基本。
キャパシタ(=コンデンサ)とインダクタ(=コイル)が複素化で取り込める。

トランス、真空管、ダイオード、トランジスタ、FETトランジスタ、オペアンプ
それと配線の分布容量。最後のは長電線の減衰や高周波時に関係する。
LSI内部でも分布容量が効いている。送電も回路なのでこんな計算で行ける。

これだけの素子が扱えればいい。
それぞれ物理的な工夫で作られている素子だが全部、等価回路になる。

また初心者は是非ともイメージしてほしいのだが、回路が有る時に
直流でおおよそを作る。そこに少しだけの振動（交流）を重ねる。
この環境下で交流部だけを見ると、増幅機能を作れるというのが
トランジスタや真空管の増幅回路。

**名無電力１４００１** · 2022/07/17(日) 17:21:15.70

つまり、というか等価回路も直流用、小信号交流用の2つを使う。
直流用の方はキャパシタ素子が絶縁を与えていたりするので、普通はすぐ決まる。

非線形関数が半導体以後の素子には現れる。
これは物性物理から指数関数としてのフィットを持ち、ゼロ近辺の信号でないような
大振幅電流は指数非線形関数として素子反応を処理する。
同じくこれも連立方程式の少しの変形で入れられる。
ツェナーダイオードという、逆導通した時の機能を使うダイオードも同様。

ダイオードとトランジスタ、真空管の電圧降下は電源を置いた等価回路にする。
但し、3分類した（直流、小信号交流、非線形）のうちで、直流の話なので
一見、交流回路を見ているときには電圧降下は出て来ない。

トランスと真空管のことは改めて。これでおよそ素子の特性は語っている。

はじめに次の回路を考える。
┌┬┐
└┴┘
配線がこれで、上左、上右、中辺が抵抗で、左辺が電源としよう。

連立方程式を求める一般スキームである。
・結節点ごとの電流の保存
・小閉路ごとの電圧のゼロ化

完全な感じまでは説明しないが、上左R1,I1→、中R2,I2↓、上右R3,I3→、左E↑
と設定し、式は、
I1 = I2 + I3
（もう一つ下中点で）I1 = I2 + I3
E = I1 R1 + I2 R2
- I2 R2 + I3 R3 = 0
こんな感じになっていないだろうか？

**名無電力１４００１** · 2022/07/17(日) 17:22:57.88

実はこれで式が出来ている。3未知数で3式。
ところでEをV0と呼んで未知数で、I3は与えられている問題でも良くないか？
つまり同じように解けるのではないか？

そのような話をまとめると、(I, V)を未知数にして必要な数だけ採って
上の箇条書きの方法で式を立てると、増幅系素子を除いた範囲では式が立つ。
CとLも定常状態解析では複素抵抗の名目で入れられる。

連立方程式の解は式は多少複雑になるが線形代数なので
解けるものと決め込んでいいわけである。読む時はその式変形などは飛ばす。

ここで言及しなければならないこととして、時間性のある過渡解析では
CとLは複素抵抗ではない。
他の素子と同じく、組み合わせた等価回路として与える定石がある。
一方、時間性の無い解析では、CとLも等価回路を組み立てる側に回る。

さて、複雑な素子を使った回路も、等価回路と呼ばれるような、素子の機能を
物性的、電気的に捉えたものをより基本の素子複数で表現したもの
に置換することで、上の連立方程式の方法で解かれてしまうんだな、と
薄々思われていることと思う。

要するにそういうことで、どんな電子回路も等価回路にして、
固有の性質を取り込んだりすることで、例えばある行をI = a e^(b V)
のようにして指数性を表すなど、解決する。

・解く時に I = a e^(b V)を動作点の接線で近似したりすることがある
・全体電圧を一律に定数足すのもやはり解になるから、自由度1の冗長さがある
節点の一つをグラウンドと呼び、そこを電圧ゼロとする

**名無電力１４００１** · 2022/07/17(日) 17:24:26.92

では基本素子の連立方程式がどんな変化を受けるのだろうか。

一番多いトランジスタの話から行こう。この素子の小信号交流では
どこそこ区間の電流に、比例定数倍掛けた電流がここそこに流れる
という、電流制御電流源型の仮想素子が入る。
それと入力の内部抵抗r(in)。（電圧降下論は直流を評価する時なので無し）

即ち、I(C-E) = h I(B-E) はトランジスタの基本精神なのであるから
これが表現されている。
小信号交流時のトランジスタを、hとr(in)の2素子で置換するのが普通である。
このこととCやLの複素化で、普通のトランジスタ回路は小信号交流(定常)解が
連立方程式から求まる。以上、と言える。

トランジスタを4素子、7素子表現する方法がある。
FETトランジスタは、ソース、ゲート、ドレインだが、やはり基本素子表現し
また端子間に容量素子があるものと置く時もある。

電流制御電流源は、Ic = h Ibなのであるから、連立方程式に対する
モディファイの方法は自明だろう。
VとIの数は、トランジスタを分解表現した、内部結線などの数に合わせて増える。

V→V、V→I、I→I、I→V、何々制御何々源は4通りあり、
実はI制御よりV制御を基本にしてまとめて、抵抗変数にする手法は計算的。

オペアンプというのは微分や加法などが簡単な人工素子で、別機会にするが
V→Vを2つとV→Iを1つと他の少数素子を使った等価回路表現を持ち、また
トランジスタを表現側に回した等価回路表現もある。いずれにせよ連立方程式に落ちる。

必要ならばこうやって一通り全記述が計算値になることを把握した上で、回路本の
口上を読めば読者の皆さんにとって少し読み易く変わっていると思うんだけど。

**名無電力１４００１** · 2022/07/21(木) 15:42:52.84

ロシアに核ミサイルを撃ち込んでもらう

**名無電力１４００１** · 2022/07/24(日) 17:15:03.94

素人にラジオ回路を理解させるのは難しいですよね。でも挑戦してみる。
漠然とした全体構図から技術の詳細へと興味が向かって行きそれは収束する、
そのように理解が達成できると思っておいて貰う。
テクニックを20個ほど把握すると仕上がっていると思う。

この系統の技術は、数十億㎞の宇宙通信も1960年代からそれでされる。
テレビ、デジタルテレビ、電話も範疇に入っている。
デジタル限定にして符号化の工夫を多く増やすと現代的な携帯電話の技術になる。
パーソナルコンピュータのモデムや光ファイバ通信も処理機器は変わってくるが
片方を理解すればもう片方もぱっと学べるようなお隣り部屋だろう。

今回20テクニック全部紹介できるとは言い難いが、足りないところは別の機会に
主題化の焦点をあてるなどで、包括的には全要点述べられるのではないか。
私の説明は特に何かを隠したりしない手法なので技術の射程や全体図がわかる
そこが隠されてはいないはず。理科系でない者に通じるものであってほしいと思う。

まずFMとは何だろう。電磁波は波である。そのパラメータは方向と偏光という
概念のみである。偏光は特に使うことはない。方向のみと見てよい。
電波と磁波があるはずである。しかしこの分配比・振幅比のようなものは媒質の
性質で決まっていて、真空インピーダンス。固定されている。片方だけでいい。
横波なので進行方向に対して垂直ないずれかの方面に出っ張って横方向の空間を
つつきながら進む。それは偏光の概念である。

さてそうすると電磁波は多少複雑対象だが、電波の実数波だけ見てていいと
いうことである。これの複素数化は只の計算法マジックで現実の話題ではない。
その上で細かい振動数の波に、1000分の1振動数ぐらいの感じで情報を載せて
搬送させていく。10MHzの搬送波に最高10kHzの音声など。
情報を載せる時に電子回路を通す。AMは情報を搬送波の振幅を変え、
FMは情報を搬送波の周波数を変える。AMはありがちな自然界のノイズと混線する。
FMは人工的で自然界ノイズにこういう現象が無い。よってFMは音が綺麗となる。

**名無電力１４００１** · 2022/07/24(日) 23:02:24.93

テレビジョン論。テレビはFMの延長にある。ブラウン管時代に
おいても混線ノイズだらけで困ったという記憶はないはずである。
テレビの1ch-3ch音声を聞けるラジカセ製品は普通である。個人的にテレビの
回路を辿れてはいないが、こんなもんだろうなと思っているのを語っておく。

ラジオはトランジスタでも真空管でも4石か4球か6石か6球が多い。
現在のラジカセのIC物ではIC基板中に丸ごと入る。もちろん石と球を
両方使うような例はなく、そんな物の意味のあるユニークが作品が出来たら
見せてもらいたいものではある。回路作りAIが出来たらそれも試みたい。

テレビは14石から16球ぐらいで回路が書かれている。
ステレオFMでは時分割多重化されている。テレビでは搬送波が多重化され
音声波、パイロット波、映像波（カラーなら3つ）、アナログテレビは
これを送られたものからそれ程いじりはせず、波がそのまま表示される。
16のうちの後半8個ぐらいはブラウン管を走査する回路。すると石数の
スケール感として、波本体を受信増幅するのはラジオに質的に近いはずで
水平垂直に同期表示するのは専門的に突き詰めればいい。こんな感じ。

原子力発電所でアナログのテレビ電話やトランシーバーを作って
市販品でない機能、或いは手作りのぬくもりで業務をすることは出来る。
回路設計して上手く動くかは、頑張って論理を辿らずとも先週書いた計算法で
判断出来るだろう。但し連立方程式は100元ぐらいになろう。

**名無電力１４００１** · 2022/07/24(日) 23:10:31.95

次にラジオ回路を読むときに頑張って読まなくてもいいということを言いたい。
情報工学の計算機プログラミングではない。電子回路の素子はアドホック
（行き当たりばったり）に勘で置かれているのである。

よくわからないというのが当たり前なのである。
置き方は定型的な組み合わせのものが多いには多いが、事例。

①・エミッタの下に抵抗を置くと、素子の製品ばらつきに関して変化が少ない
・エミッタの下にさらにキャパシタを抵抗と並列に置くと、抵抗が起こす電流阻害の
効果を交流分については無くせる。
これでトランジスタごとに2つ素子が増える。

②正帰還と負帰還。いったん（交流小信号の振幅を）増幅した後の波を
入口に戻すと、加算的に戻せば指数関数的に増幅率・感度を上げられる。
減算的に戻せば、温度によるトランジスタの性質変化に対して安定を確保出来る。

③トランジスタを各部分段階の主役素子と見て、段ごとをキャパシタで区切れば
交流小信号だけが通り、さもないと直流が全体を行きかって
回路が分離段的に構成できない。

④ベース電位とコレクタ電位が、トランジスタに流れる電流の直流部を決定的に決める。
そのために電源とアースを2つの抵抗で電圧分配してベース電位を定め、
コレクタに抵抗をつないで想定電流で電源からの電圧降下としてコレクタ電位を設定する。

⑤交流の位相を操作するときには、-R-R-R-と並べ、各Rの右からアースにそれぞれC
こういう6素子を置いて実現する。

⑥L-CかL-Rだけの2素子だけの閉路を作る部分回路を置くと、フィルタ機能と出来る。
共振時に最もインピーダンスが小さく電流をよく通し、非共振振動数では通しにくい。

⑦各部分回路のインピーダンスを計算し、受け渡し部でその比のトランスを利かせると
電力が最も効率よく伝達される。

**名無電力１４００１** · 2022/07/24(日) 23:12:06.70

前レスの７指針だけでも素子数が増えて行くことが理解される。逆に言えば
メイン筋には関係の無いことばかりとも思う。電波を捉え分離して増幅して整流して、
というラジオ論らしい言葉ではないことを、前①-⑦について納得されたい。

そうすると理解時には考慮外にしてよく結局ラジオ回路やテレビ回路を見たら、まずは、
・トランジスタ・トランス・OPアンプ・IC
・LC共振回路・フィルタ回路、以外を捨てる。

トランスは、IとVを逆比例に変えて、I^2 Rという電力送達をよくする。
OPアンプは、有る場合には発振を担当していることが多い。
ICは、有る場合には増幅か整流か。実はこれらとフィルタも見ないでいいと思う。

⑧フィルタの説明、横に-R-があってその右からアースにCか
横に-C-があってその右からアースにR、低周波または高周波をカットする機能。
⑨トランジスタのC-E外部抵抗。置くと負荷から見た内部抵抗が小になるとされる。
⑩ダイオードは抵抗代わりに電圧降下を定数にするのに使われたりする。定石増やした。

ということでラジオ回路はLC共振回路（これが入口で電波も取り込む）と
トランジスタだけ見る。そのトランジスタも同じような増幅を何回もやっているだけ。
意味を持つ分類は次レスから書くが、B→E信号を増幅してC→Eにするという
使われ方はほぼずっと同じである。

以上で6石だろうが8石だろうが情報の流れは通っているのかなと
感じ取れ、回路を見てもそれでいいと思われるのではないだろうか。

その骨組みに上記のような定石で素子を増やして行く。
素子の置き方の思考スタイルもほとんど説明してしまったと思うが、
それでもよくわからないというのが誰かさんの作品で見つかった場合には、
先週の方法で計算もできる。等価回路から全体の電圧電流の解を見てデバッグ的に
プログラミングと同じようにその意味を集中的につかもうとする。のような方法。

**名無電力１４００１** · 2022/07/24(日) 23:14:32.74

さて読み方ではなく構成の基本的な方法。
・電波の取り込み方
・スーパーヘテロダインの高周波増幅、中間周波増幅、低周波増幅
・FMの周波数変調⇔振幅変調
・回路の低周波限界、高周波限界
・プリエンプティブ送信

順不同で4番目から行く。ラジオに限った話ではないが、回路の低周波しゃ断周波数は
キャパシタが交流なのに直流みたいに埋まって無効になっていくような低周波数。
高周波しゃ断周波数はトランジスタがC-Bキャパシタンスのようなものを持ち始め
より複雑な等価素子構成と扱わなければならなくなる高周波数。
低でも高でも増幅率が落ち電力増幅が1/√2になる周波数がその定義。

プリエンプティブ送信は昔のカセットテープにドルビーという機能があったが
同じである。高周波域を強調して送信し雑音から防衛して受信時に対応する。

FMの周波数変調⇔振幅変調。これは面白い。数秒で思いつく人はまず居まい。
手法は一つではないがその一つ。LC並列回路は合成インピーダンスということで
周波数ごとの電流はきちんと数式になる。では周波数変調波が入って来ると
LC並列回路のインピーダンスが周波数ごとに異なるため、振幅の変化に変わる。
その先では周波数を一定にして、振幅の変化した信号波を扱いFMのAM扱いが出来る。

電波の取り込み方。空間電波→回路内信号。これは案ずるより産むが易し。
実験してみればいいのである。電子回路の交流小信号電源部分に、線状アンテナから
延長された電線を物理的につないでみる。思い通りに取り入れられている。
これでもラジオの音は鳴らせる。パソコンで言う所のインポートは出来た。但し、

アンテナ → LC並列 → アース。そしてLと内部回路のLにトランスを作らせる。
という構成が一般的。これによりインピーダンスの共振周波数での小ささを用い
選択が出来て、電力伝達の最良構成として内部回路に伝えるものになる。

**名無電力１４００１** · 2022/07/24(日) 23:16:11.37

スーパーヘテロダイン技術という話題に触れてみる。
これはAMラジオ受信機であり、高周波増幅→中間周波増幅→低周波増幅
という三段階を使い、一つの進化のプラトーのような決定機である。
FMでも前レスの周波数変調⇔振幅変調でこれであり、AM物になる。

増幅が3段階なのでトランジスタが少なくとも3石必要。
やっていることが現代のラジオの本質的な内容。
高→中に局部発振回路と混合回路を使う。混合がヘテロの意味。

ではスーパーヘテロダインの混合のこと。特にFMになると100MHzなどで
これだけの振動数を電子回路で対応するのは具合が悪い。
信号分だけでもこんな極端な高周波から中間周波に落とせば、扱いやすい。
電磁波振動数ω1、局部発振波振動数ω2とする。

A sin(ω1 t) + B sin(ω2 t) = C sin((ω1+ω2) t) + D sin((ω1-ω2) t)
数式の詳細は調べてもらえばいいと思うが、ともかく本日最初のレスの後半に
言うように、この段階での物理的波はただの実数値の(電圧を表現している)波。
三角関数としての足し算がされて、差の振動数(中間周波)の信号波と出来る。

中→低に検波回路を使う。検波とは平滑のようなこと。振動している物の
包絡線を取るものである。線とアースの間に適度なキャパシタを置くと
搬送波の振動数はキャパシタの方に電荷が行き来して上下動が吸収されてしまい
より先には包絡線だけが波として伝わる。

一般にスーパーヘテロダインは環境電波の強度の逆向きに感度を調節するような
低→中の負帰還制御機能も入れたものとして名称セット相当になる。
最後に音声水準周波数になった低周波をもう一度増幅してスピーカの端子入力。
これでラジオ回路が音を鳴らすまでの一般的な流れである。

⑪キャパシタに斜め矢が重なるもの。これは周波数つまみ。
⑫トランスの中間部に接続されるもの。これはボリュームつまみ。

**名無電力１４００１** · 2022/07/31(日) 17:14:17.18

生体物質やアルカロイドの生化学。天然物化学という基礎薬学分野である。
健康問題が生じたときにこれかなと、実際に勝手に投与してはいけないが
分析するのには使える知識。馴染むしかないので始めよう。
間欠的に数回すれば完成か。でも今日の分だけで結構な構図も行けそう。

〇-C-C-NH2 芳香環がこうつながっている分子はフェネチルアミン。
〇-はフェニル、-C-C-はエチル、-NH2はアミンである。
6角形〇の右側除く5点には1つずつHが付く。2つのCには2つずつHが付く。
6角形芳香環の主要手の隣接点をo、2つ隣をm、3つ隣反対点をpという。

m1つとpのHをOHに替えたものをドーパミンという。
さらに〇から1つめのC（α位という言い方もある）の2つのHの1つをOHに
替えたものをノルアドレナリンという。
さらにNH2のH1つをCH3に替えたものをアドレナリンという。検索で確認出来る。

〇-C-C-NH2 からpのHをOHに替え、〇から2つめ（Nに近い方）のCのHをCOOHに
替えるとチロシンというアミノ酸。

〇-C-C-NH2 からm2つとpのHをCH3Oに替えると幻覚作用ドラッグのメスカリン。

甲状腺ホルモンの話。
チロシン HO-〇-CH2-CH(COOH)(NH2)

芳香環のm2つをI（ヨウ素）に替える。mジヨードチロシン。
さらに、左側のHを外して、mジヨードチロシンの右側手をカットしたものを
もう一つ付ける。

(p-HO)(m-I)2-〇 - O -((m-I)2-〇)- CH2-CH(COOH)(NH2)
甲状腺ホルモンチロキシンである。
原発事故時に対策がされる。分子図は検索でもどうぞ。

**名無電力１４００１** · 2022/07/31(日) 22:28:32.68

インドール、セロトニン、トリプトファン、ピロール。
ここから脱高校化学で、特にトリプトファンからは多環状分子を作って行ける。

ベンゼン6角形〇の隣接頂点において、H2つを、-CH=CH-NH-に替える。
新しい部分は環状5角形となり、二環のインドール分子 C8H7N となる。
安定だがNのために不快臭を持つ。

環状5角形の方も芳香族性＝π電子の回転による安定化を持つ。
環状5角形だけの方＝ベンゼンから-CH=CH-を-NH-で置換した分子と等しい、
はピロールといいこれも芳香族の安定性を持つ。
その話題はフロンティア電子論LUMOの時に別途触れるだろう。

インドールの -CH=CH-NH- の左側Cから、前スレと同様なもの
エチルカルボキシアミン -CH2-CH(COOH)(NH2) をぶら下げる。
これがトリプトファンというアミノ酸である。

トリプトファンは、ぶら下がった先端の-NH2と、-CH=CH-NH- の真ん中=CH-、
また同右側の-NH-、これらをつなぐような炭化水素ブロックの挿入縮合で
一気に三環や四環の分子に進化する。

つなぐ炭化水素はメバロン酸C5ユニットと呼び体内環境に存在する。
他のつなぎ方で別の分子もでき立体型分子も作られる。
具体的な分子を教科書で見ればそういうことだと理解できるだろう。
例としてカンチン、イボガイン、アジマリン、カサランチンを挙げる。はい画像検索。

またインドール型分子2つを、-CH=CH-NH- の真ん中Cで対等にくっつける
ことが出来る。またトリプトファンとしてのC-C-NのNでくっつける
ことが出来る。こうした二量体分子としてインジゴなどがある。

**名無電力１４００１** · 2022/07/31(日) 22:30:15.12

トリプトファンで、-CH=CH-NH-の左側C、そこから出る-CH2-CH(COOH)(NH2)
それらに近い側のベンゼン環の隣点、ここにメバロン酸ユニットを合体
させた分子は、薬理作用を持つアルカロイドとなり、麦角やLSDと呼ばれる。

植物ホルモンのオーキシンは、インドールから出発して、-CH=CH-NH-の左側Cに
CH2COOHをつないだもの。

神経伝達物質のセロトニンは、インドールから出発して、ベンゼン環の
Nと反対側p位をOHとし、-CH=CH-NH-の左側Cに -CH2-CH2-NH2をつなぐ。

テルペノイドのストリクトシジン。トリプトファンの先に別分子（セコロガニン）
を付けたもの。テルペノイドもインドールを還元したり官能基を付けて出来る。

知っている名前が多く出ているだろう。三環・四環の分子の多くがこの、
メバロン酸などとの重合か、二量体化で登場する。

ポルフィン、ビリルビン、ビタミンB12、ヘモグロビンのヘムの方。
前レスで挙げたピロールこと5角形型-NH-使用の芳香族分子から出発する。

ピロール4つをNの隣の点でつなぐように合体させたものがポルフィン。
二重結合の都合でHが残る残らないが交互になる、この辺は分子軌道計算で
エネルギーを確認したり他の合体型を計算で探したりが研究テーマになろう。

同様の物を少しバリエーションさせたのが他のポルフィン系の分子である。
ピロール5角形のNの反対側2点の-Hを、-COOHにしたり-CH3にしたり-CH=CH2にしたり
-CH2-CONH2にしたり、またNの隣点を別分子との手にせずに=Oで埋めて開環構成の
ままにしたりというバリエーション。

これはEDTAのような金属を1分子で包み込めるような錯体機能を示し
鉄を入れてヘム、コバルトを入れてB12、と人体に役立っている。
工夫次第ではUやPu用に設計出来るはずである。

**名無電力１４００１** · 2022/07/31(日) 22:32:09.71

①フェネチルアミン系②インドール＆ピロール＆トリプトファンと来た。
③核酸④コカイン⑤ステロイド⑥人体アミノ酸系と書いてみる

わかりやすく⑥。
グルタミン酸からCOOHを一つHを残してCO2を落とすとGABAという脳内伝達物質。
ヒスチジンから同じくCO2を落とすとヒスタミン。
一方、グルタミン酸にメバロン酸のような炭化水素ユニットをくっつけて
カイニン酸類という物質になる。

③DNA専門に思われがちな核酸はそれ自体、重要な分子構造の出発点である。
ピリミジンはベンゼンのうち2点をNに替えたもの。Hもその分減る。
プリンはピリミジンの二重結合一辺の2つの-Hを、-NH-C=N-にして閉環させるもの。

プリンを=Oを3つ付けて酸化すると尿酸になっている。
プリン、尿酸、キサンチン、カフェインを比較するとこれらは核酸系。
近い紛い物を構成して化学療法薬にもなる。

④一重結合の7員環で、3つ(逆回り4つ)離れた点を、-N(-CH3)-が架橋する
独特の構造を持つ。ブドウ糖などは6員環だが、一方が折れ曲がってCが1つ増え
逆側をNの架橋で力学を支える変形版。

レトロネシン系という別の骨格は、一辺を共有する2つの5員環で、共有辺の片方の
原子がN。二重結合は分子により適当に入る。これも多くある骨格。

4レスの中でも様々なことを語ってあると思う。生化学分子はこんなように
二量体にメバロン酸C5ユニットのような、基本分子3分子、そして官能修飾などで
多く作られる。ステロイド骨格はインドールとは別なので機会を改めたい。
色々なことを分子的に設計できるようになれそうじゃないか。

**名無電力１４００１** · 2022/08/07(日) 17:13:33.96

量子力学の圏論の話。今の所あまり原子力ではないが、我々のエネルギーに
役立つようになる可能性もある。もとより量子力学も込み入った思考体系
として作られたもので、類推的にはこちらもそのうち役立つのでは。

今週来週の２回。頑張ってわかりやすく書く。圏論なる含意も説明する。
今日は基本的な事柄を途中まで、来週は残りと何か応用問題につなげる。

最初に基本発想を。矢印図式が動き回る体系で量子情報理論が扱える。
圏論は図式が先にあり具体数理対象を図式に合わせる思想のことである。
数理対象と準同型と呼ばれる標準的なA→B的写像の形状を定めて理論化する。
随伴という矢印を逆向きにする、その時の作用素の解釈の方法がある。

量子力学の圏論では、数理対象は線形代数のテンソル積空間である。
標準的な写像は射とも呼ぶが、これは線形写像である。

そもそも数学と物理の関係では、数学では質感の無い数式が操作される。
対照関係をこれぞと定め、物理系の基本的な観測が数式の公理からの体系を
そのまま満たすことを確認して理論となる。さらに数学の方にて取扱範囲を
広げると、もし理論が正しいならば物理系の新現象が自然包含されている。

量子力学にしろ古典力学にしろこういうものである。クォークのような小さい
ものが扱えているとはどういうことなのか？、と悩む人がいるのだが
数学は無質感、物理はそういう小さいような感覚的対象、その間の対照関係
が定立というスタイルならば、どこにも悩む道理は無い。

量子力学の圏論も似たようなもので、物理系とは離れて数理操作を発展させる
という部分がある。さてそのときに基本的な部分で複写不可能性のような
定理が量子力学の公理とも合わせて証明されているとすると、それは
量子暗号の安全性や、量子テレポーテーションを説明する。自然な定理として
情報が１個だけという性質があり続け、観測問題の解釈に新しい光を当てる。

**名無電力１４００１** · 2022/08/07(日) 17:16:00.81

直ぐ上に述べたように、数学を独自の感覚で大発展させること
物理から要望を得た上で、こうだろう、こうだろうとやっていくことが
重要な理論進歩のプロセスになる。そのときに発展のさせ方にいちいち
根拠を求めない。入れ込みたいことを入れて広げていくのである。
学ぶ方もそうやって作られたものとして学べば、受け入れやすくなろう。

量子力学の圏論では情報の流れを最も重要なものと捉え、随伴で
過去に向かい進むこともあると解釈される。基本根源的な世界では情報の流れは
一つのラインになる。一つのラインが思っている以上の範囲を同時に
管理下においておいて、どこかで観測という遮断して丸めて過去に向かわせる
操作をすれば、別のところに情報の本体が見える。

この発想の元に作られた理論体系。起源に量子力学のヒルベルト空間の
テンソル積空間の満たす性質をなるべく抽象的にとらえ、そこから縦横無尽
な矢印構成をしたときの対応物をそれぞれ新しく物理的対象にあたるとする。
反粒子ではなく数学随伴が過去へさか上り、そのために遠隔地もつながっていて
情報の流れとしてはその構成が自然だという。

思えば量子力学の観測問題や遠隔作用はずっと問題になっている。
その解釈の合意は与えられていず、多世界の実在を主張する者すらも居る。
ところがヒルベルト空間のテンソル積と随伴で合理的なモデルが構成されて
自然の理論になるならば、多世界の入る余地はなく不要である。

場の量子論という原子核にも関係する分野では、観測問題を抱えるオブジェクト
が関数の値として分布しているのが一つの粒子状態、という複雑さのため
観測問題は研究されてすらいない。超ひも理論では、ひも軌跡の世界曲面の
観測型問題と10+n次元時空の観測型現象が必ず対応していなければならないが、
一番単純有限系な量子力学でわからなかったのだから手付かずである。

また数学随伴が時間逆向きなら、それは抽象素粒子として、基本的理論では
それが実在粒子として現れて居たりするのではという発想にもなる。

**名無電力１４００１** · 2022/08/07(日) 17:18:36.29

テンソル積の作るのはモノイダル圏である、と呼んで直ぐ後で導入を始めるが、
添字入れ替えの操作σ(j,k)がある。jとkは量子計算なら量子ビットである。
これをσ(k,j)とは別と思う方が自然、
するとこのjやkが代表している基本情報が時間世界で軌跡とする情報ラインは、
交差が前面か後面かを区別するにも似た組み紐の構造を持つ。

情報ラインは組み紐を作り、それはもう一つの量子呼び、
結び目多項式、コモノイド、ホップ余代数、量子群という概念の対象物である。
するとこのような概念を自然導入して物理理論を広げる動機が出て来る。

またホログラフィー対称性では量子力学と１次元多い重力は同一と予想する。
この日常解釈としては、真空での運動を想像してもらうと、自分が真空を飛んで
いるとすると何をやっても軌道から外れることができない。何かを分離するか
力を受けるしかない。こういう不自由性が重力世界の本来次元は１次元低い。
この超ひも解釈としては、量子力学性は粒子の軌道が円環を作って閉じている
ことが至るところに現れる。その円環が円柱の断面とみなすと、１次元多い
世界では閉弦が円柱軌跡を構成するよう量子性もなくただ飛んでいる現象になる。

そうすると量子力学の圏論は１次元多い重力のリーマン幾何理論とも整合する。
ホログラフィーに超ひも解釈があるのだから、ひも理論の新しい進歩が出来る。
対応関係に著しく興味があるはずである。

直ぐ後で書くが、量子力学の圏論では、ビットあるいは一基本情報ごとに
データを関数型と双対関数型の２通りにし、それぞれ時間を未来・過去に進む。
ディラックのケットとブラと一致する。相対性理論では記法はペンローズが
図式を作ったとされ時空座標の上付き添字と下付き添字が同じことを表す。
しかし担っている添字の性質も違うし、という感が残る。
これらの問題意識をまとめるテーマがあろう。
欠けていた理論パーツの一つかもしれないとこだわってみる動機が生まれる。
卑近に情報理論を磨いて原子力に使えることだってある。高度圏論の物理が取り出せよう。
今回は数学の話で来週は応用の何かに手を付けたい。

**名無電力１４００１** · 2022/08/07(日) 21:15:28.05

読者が線形代数を既習かは不可知だが程ほどな前提から始める。
量子力学の圏論は現段階でまだプリミティブで有限情報数だけを扱う。
とは言うものの最後までこれでいいのかもしれない。量子計算は有限qビット
なので入る。が現段階ではそこに現れる複素数を使わず実数だけで入門する。

A、B、…などを線形空間とする。情報はこの中に値を取る。
つまり一つの情報は広義のベクトルである。
体系によって少しずつ変わって行く。量子計算では|0>と|1>
を基底とする複素数係数のベクトルであり、かつ係数の絶対値和が1、
かつ全体位相の自由度を1つ落とし例えば|0>の係数は実にするなどで
2自由度系で球面上に値を取る、そんな制限ベクトルが情報である。

一般の量子力学では、x→f(x)という写像、同義で関数、波動関数。
これはxが少しずつ変わって行き添字役を担い、f_xが非常に多数の添字
に対する値を指定することになっている超多数成分のベクトルと見れる。
すなわちAは無限次元線形空間で、情報はその無限成分ベクトルと読める。
関数空間を無限次元線形空間と捉えた物をヒルベルト空間という。

線形代数に双対性という現象がある。記号としてAに対し、双対空間はA*を使う。
Aの要素は縦ベクトル、A*の要素は横ベクトル。
双対線形空間A*の要素は、Aの要素を引数としてスカラーを与える関数である。
この与え方は内積で指定される。
関数というと難しいようだが、A*はAと同じ次元の線形空間である。

例として、A∋(1,2,0)縦、A*∋(5,4,3)横とでも取る。
(5,4,3)横は、(1,2,0)縦にスカラーを対応させるというお話だが、
内積の方法と決まっているので、5･1 + 4･2 + 3･0 = 13
こんなもんで話はもう済んでいる。線形性を保つ設定のときA*の取り得る
自由度はAの次元でしかなく、それは(1,0,0)縦、(0,1,0)縦、(0,0,1)縦
に対する値を決めると決まってしまう。その値をそれぞれb1,b2,b3とでも
して(b1,b2,b3)横というベクトルが、完全に定める。

**名無電力１４００１** · 2022/08/07(日) 21:17:08.97

無限次元の線形空間においても双対の考え方はそれでよい。
さてA*はAに対しておまけのようにも見えるが、
縦ベクトルに行列をかけて横ベクトルの積で閉じるとスカラーになる。
こう考えるとき横ベクトルを同じ頻度で登場させておく方がいい。

またこの同じ演算を量子力学では、<vec| Mat |vec> のように書く。
|vec>は縦で始状態、<vec|は横で終状態、Matは作用素
言葉そのものの物理的意味を持っている。
時間的には右から左へ進んでいる順序となっている。
今回の量子力学の圏論でもこの構成である。

さてA∋|vec> = (x~i)、 A*∋<vec| = (x_i) である。
相対論的な上下添字とも合わせるように、縦ベクトルと横ベクトルを
書いてみた。元文字xは高校数学のベクトルなら本当に空間ぽい解釈だが
一般にはもっと幾何学から遊離した線形代数空間の基底に対する係数。

我々は考察対象となる空間を A × A* × B × A × C* × …
のようなものと設定する。情報が住まう空間A、その双対空間A*、
情報が住まう別の空間B、…重複はあり。順序には意味がある。
量子計算機のqビットの並びとも同じ意味の順序である。

だんだん勝手な設定に物言いたくなる気持ちを持ち始める人もいるかも
しれない。しかし本日2レスめで数学世界を大展開することに意味がある
と言っている。美的感覚でどんどんコンテンツを増やしそういうこと。

×はテンソル積というものである。本来は2個ずつのペアなので
括弧が (A × (A* × B)) × (A × (C* × … などのように付いている。
体上の線形空間は、環上の加群の特別な場合で、環上の加群の圏について
圏の要求する積は、テンソル積として構成される演算と証明される。
テンソル積で組み上げることは即ち圏論代数の演繹を受けて導入される自然算法
なのである。これが量子力学的世界を表現する空間だと考える。

**名無電力１４００１** · 2022/08/07(日) 21:19:03.49

では代数的に演繹された自然積のテンソル積とは、それに対して
内包としての性質と、外延としての構成の関係から、構成が存在している。
内包→外延→構成してみると量子力学的もつれ(絡み合いも同義)が入る。
もし上記設定を完全に自然だと思う人がいればその人にとって量子もつれ
は予言される現象である。

教訓として代数的な演繹（この場合は圏論的な積の構成要求、システムが
要求してきた）を構造が教えてくれる重要推論と捉え、殊勝に従ってみれば
物理的な重要現象に辿りついている。

テンソル積という演算の値、A × B （本当は〇の中に×を書くような記号）
とは Σ{i} (a_i, b_i) というAの成分とBの成分の対の、対の有限個の和を
データ世界として動き、線形性とスカラー倍があるような構造つき集合で
この A×B も線形空間である。
対だけで済まず、対の和がシステム内同居が求められて量子もつれの起源となる。

最後に随伴とモノイダル圏だけを簡易説明しておく。
時間関係から、未来にA*があり A* ← A というものならば、量子性が閉じて
スカラーになるのが、横ベクトル・縦ベクトルのことから納得される。
AとA*を互いに随伴と言う。本来随伴の意味はもっと広大だがとりあえず。

矢印系の随伴を取ってもほとんど常に成立系は成立系になる。一部随伴でいい。
B* ← A は未来に向かうが、左半分を随伴にし、B ← A という未来に向かいながら
途中で折り返して過去に戻る図が成立する。そこには情報が流れている。
量子力学の発想にはない、圏論の随伴に素直に従って、こういうものが導入される。

モノイダル圏は、通常の意味の写像が有る体系であって、かつ積についてだけ
((A,B),C) → (A,(B,C))、 (A,T)→A、 (T,A)→A という同型写像が付加される
という条件の圏。これはテンソル積の結合法則や単位法則を表現しているが、
等値ではなく同型にゆるめるので、無意味記号の操作としてはこちらの方がさらに自然で、
テンソル積を持つ線形空間の全体（量子力学的表現世界）はこのモノイダル圏と捉える。

**名無電力１４００１** · 2022/08/14(日) 17:15:03.14

場の量子論と超ひもの観測問題を語る。
１つの原理が与えられ、多くの人が興味を示していた観測問題は
内側に入ったと思う。利用時に検討すればよく、基本理論計算時には
保存則が充たされていることだけ確認すればよいという結論。

過去への通信は出来る。
遠隔地への通信も出来る。
遠隔地の過去への通信も出来る。

同時刻で無限大速度で通信するというのではなく、
過去に遡って書き換わるのである。
相関対を作った時点以来の歴史が変わる。

関連する論点で今日は埋めよう。

この効果はかなり不自由でほとんど使い物にならない（誰かがそのために
スイッチを作ってくれていたというのではない限り、人間の歴史を変えるほど
のことは出来ない）。輪環は量子情報の保存則で除外される。

しかし用意していれば、例えば冥王星やら100光年先やらに行ったとき
そこで原発やら敵攻撃やらの事故があるとして、連絡を同時刻ですることは
できるだろう。宇宙級では重要道具である。

なぜここまで確信を持って言うのか。圏論は信頼出来るし、
圏論からの自然構造が、現象の形態を決めるからである。
その形態として、こういうことで完結するだろうということを言っている。

圏論の「積」が多粒子状態の真の形態を与える。
圏論の随伴関手定理が、相関対の生成と、観測で別の所に押し出す効果を、
互いに対になる現象として、残る必要な物は外延構成だけという完結形で与える。
操作は圏論の定理物に限ることで、量子情報は生成も消滅もせず保存する。

**名無電力１４００１** · 2022/08/14(日) 22:19:12.28

連絡の仕方はこんなものである。
100個など多数で、意図読みと試行をできる量の相関対を
1ビットの送信に使う。1ビット当たり相関の片割れ100個を離れた
ところで（ここでは光子使用にして）ｆ方向偏極に変えてみよう。
そういう方向のスリットを単純に通せば、そちらの方向の上下に揃う。

遠隔の片割れ100個は、偏極方向を知らないが、ｘ軸ｙ軸ｚ軸など
試行している間に、明らかにｆ方向に偏極しているという情報が揃う。
これにより１情報が伝わった。その情報に言語を記号化しておく。

相関対の準備は重要な情報資源で、そういう商売は当然に成立するだろう。
使い切ってしまうともう連絡は可能でなくなる。
デコヒーレンス物理現象が起きてももう駄目。管理は結構面倒。
この辺もロジックはきちんと記述されるので、工業は事情を理解して
現在の電気と同様に作られる。

偏極ではなく自己干渉効果から情報を構成することもある。

なぜ世界の隙間にそんな現象が姿を見せて、ハックすることが可能そうなのか。
いや電気回路などもハックなんだが。絶対あるだろ？いやないだろと
言っていたような時代からあなたが使っている電話や照明、ネット、
そして最遠距離ボイジャーとの200億kmの通信まで。深く考えても仕方なく
ある物はある。MRIやX線なども使うことでものすごく助かっている。
逆に否定するような実験証明があれば聞きたいぐらい。

このような現象が量子力学の不思議とされていた。
それは圏論からすると整合性のために必然、と証左が得られ、確度が
確定に近くなり、受け入れて不思議感はもういいという時代になった。
それはボトムアップ解析学内のトップダウン代数学の要求する所とわかった。
一見微妙な効果で常識を超えるバグもこれだけである。

**名無電力１４００１** · 2022/08/14(日) 22:21:17.57

群という単純な数学的対象がある。４つほどの性質を満たすような集合ならば
その性質に関係している積演算なども含めて群と言う。
この概念こと群に関して、集合の濃度が素数ｐについてどうならばどうと
なかなかに思いつかないような定理が組み上げられて群論となる。

ところで群の圏という概念がある。その圏をCatとでも呼ぶことにすれば
Catの対象は、あらゆる群すべて。
Catの射は、あらゆる群準同型写像すべて。
Catの対象はおおまかに言えばCatなる集合の元が群というようなもので、
群にはまた元があって、と集合が２階層構造になっていることに注意。

この設定で矢印図式によって理論を進めていくと、積、余積、ファイバー積などの
概念が構築されてくる。群の圏とは限らないものに対してもそれは作られる。
そのとき何がわかるのだろうか。これが読者への謎かけである。

あなたが群を組み合わせた何かもっと有意味な数学を考えるとしよう。
積はｘｙｙなんかでもいいかな。対の群の演算ははじめの方の単位元だけを使うことにしよう。
設定はいろいろあるが、圏論の結果から慣習的に却下されてしまう。
矢印図式だけの理論を作ったことにより、組み上げ方の自然さが評価される体系ができたのである。

量子力学の世界は、関数解析学と言われ、関数を無限次元ベクトル、その発展操作を
無限次元行列を繰り返し掛ける操作、というようなことは前回も書いた。
この構造体は実は、群にスカラー倍だけが入っただけ、線形空間というものである。

そうすると線形空間の圏という概念は、ほぼ類似の構築をされ類似の結果が出て来る。
しかしスカラー倍があったり、行列自身の方は掛け算も持っていたりで、矢印図式を
右向きに左向きにと理論を進めていくと、違ってくることも出て来る。

そして矢印図式の圏論から導かれる自然な組み合わせとしての積概念は線型空間の圏の場合は、
テンソル積でなければならないと証明される。
多くの理論を横断的に管理した圏論がこの結果を教えてくれた。

**名無電力１４００１** · 2022/08/14(日) 22:23:07.46

関数解析学の収束や展開を細かに見るのがボトムアップ解析学、
図式から支配するのがトップダウン代数学。伝わったと思う。
量子論の不思議な現象があるかないか、この圏論構成の実績力と自然さから
ある方向に確定される。やっぱ圏論が言ってるんだからもつれはあるんでしょう、と。
それは数学的にはテンソル積の性質である、和を取っている物も同格のメンバー
扱いするという性質だった。

次に、相関対の生成、観測の意味。
不思議は本来不思議ではないと考えなければならない。何か整理の仕方が
確定していないがための現象であると。
いったん圏論を基準に考える態度にすると、圏論を動かしている間の保存量が
見えて来る。具体的には情報の流れのラインがかなり実在に近いということ
が理論操作の間にわかってきたのである。

すると法則に格上げして立場を移す。そこにおいて完成にまで行き着けないか
また調べる。かくして相関対生成と観測は、随伴関手定理の表す現象だと
同定されたのである。

ボトムアップで関数解析学を見て居てもなかなかそこまでは気が付かない。
本当はあっても、アセンブラプログラムをいじる人がゲームプログラムの戦略を読むようなもの。
逆にトップダウンからの視点があると、代数的にこれだと言ってしまえる定理が
用意されているようなことになる。

随伴関手定理は、I ⇔ ε・η という形をしたもので、右辺は関手の合成で
⇔は自然同値という性質。⇒のときに対が生成され、観測のときに←になる。
線形空間の圏において、εかηか片方は双対型になり過去向き扱いされる。

多粒子の状態はテンソル積である。単なる反対称化（Hartree-Fock）ではなく。
情報対の生成と観測は、ずばり定理が用意されていた。
どちらも実験からは見事に望まれるものだった。そして手続きをこれに限定すれば情報は保存が確定した。

**名無電力１４００１** · 2022/08/14(日) 22:24:35.37

実験には複結晶とビームスプリッターというものが頻出する。
複結晶は一個の刺激から相関対を作りだす。
ビームスプリッターは半分を通し半分を反射するような確率的な反応をする。

複結晶は情報を複写し量子情報が増えている？そうではない。
また観測は量子情報を止めたらどうやって主張の過去戻りをする？

ここには技巧があり観測はε・η を I (単位元)にするものになるはずだと。
それを実装するためには、もともとの線が二重構成と考える。
複結晶のときも似て、刺激はそこで止まり、それぞれ二重構成の相関対が出現する。

本来はヒルベルト空間論の量子力学は圏論の援用を借りて推論をここまで進め
そして観測の意味が確定したのである。
情報ラインは一個では消えない保存則を持ち、（実は二重化しているのでいつでも
消えれる、そして片方は過去向きとして生成点にまで戻って他のところに顔を出す）
情報が実在である、という考え方に近づいた。

まだ残っている疑問は、波動関数の収縮はどうなるか、ということだろう。
粒子の波動関数、
情報の流れ、
別物であることに注意しよう。粒子の計測値が確定するとそこにはもう情報の
わざわざ線形空間を張って流れているような流れはない。
観測したとき、確かに情報の流れが張る線形空間は消えてしまう。
情報の形状を線形空間と双対線形空間の対構成にしておけば、消えて、片方が
過去に向ったと矢印的には言っていいことになる。

このとき粒子自体はあるし、計測値が確定しただけなのである。
波動関数の収縮は、代数的な上記の話を解析学的な表記に引き戻す話題になる。
答にはいまだ自信がない。

**名無電力１４００１** · 2022/08/14(日) 22:26:34.71

場の量子論と超ひもにおける観測問題の構図を示す。
前者はフォック空間、後者はひもモードのビラソロ代数と
世界面→標的空間という写像型の理論構成、と言ってよいだろう。

場の量子論は状態を、a_dagger(k1) a_dagger(k2) |0>と書く。
xは位置、kは運動量÷プランク定数hbarなのだがまあ運動量。
xとkはフーリエ変換で互いに移り合えるから、積分を使うような式で
なんとかk変数をx変数に、その逆にが書き換えられる。

さてこれは a_dag × a_dag という量子力学のテンソル積状態のはずである。
テンソル積なのだから表現式に和演算を持つような関数データがこれを表す。
その一部を消したりなどの操作をすることを想定してみると
場の量子論の中に量子力学の観測問題が包含された。

ひものモードは量子論よりももっと複雑な体系の作用を受ける線形空間だが
やはり環上の加群の範疇で圏論が指図するテンソル積の登場は同じ。
そして写像型との要求を受け入れて、同じくもつれ状態を登場させられる。
すると登場していてそれ以上の特段のことはないかのように今の所は思われる。

検索すると2-圏のストリング図というのがある。
これがボトムアップ関数解析量子論をトップダウン圏論で見るときの数学の
矢印構造の絵図とされる。まず難しくそして易しく言う。

少し高度な所に概念は乗っていて、粒子ならぬ粒子の持ちうる情報空間が縦線で
縦方向に軌跡を持つ。線軌跡は関手が表現する。その右と左には面領域がある。
面は圏が表現する。
縦線に〇印がついて中にギリシャ文字がある。これは自然変換である。
∪や∩をしている線がある。これは相関対の生成と、観測による情報の追い返し
で随伴関手定理の示す自然同値を表している。
2-圏論では時間情報は無いが、量子力学の圏論では下から上に時間が進む。
実は領域は線形空間、軌跡は線形変換(それは線形空間対)、〇や∪∩は線形変換を変換する作用素でもいい。

**名無電力１４００１** · 2022/08/21(日) 17:14:31.43

前２回のさらに先の話。もう「漫談」。これって原子力用は…勝手に考えて。
続放射線化学をしたかったんだが、ネタが余ってるので何ヶ月も先回しにするより
今まとめようと思った。そこそこ面白いと思う。哲学的。

ケプラーの結果をアンチノミーのもたらす移動として見よう。二律背反。
天体は運行する。力が働く。幾何的美を体現する。要素が３つある。
同時には成立しない。力が働き天体は運行する、幾何的美は捨てる。
これで近代力学になった。それ以前は天体運行と幾何的美で天文学が構成されていた。

捨てられたものは円である。普通に考えて天体運行の軌道が円ではないのは衝撃。
①何が天体存在の実存なのかと突き止める衝動が生まれた。それは心理や文明学。
②３つの要素は同時不成立だった。その推論と解決は足場を動かした。
③帰結先はニュートンの微分積分運動学。以前のはその包含的構成物の一面だった。

３つ要素のあるアンチノミー下で、足場を取り替えて数理を作ると科学史の
最大規模の革新となる。文明的に、方法哲学的に、数理包含論的に、どの側面からも
言及する価値のある実例である。そのとき円を捨てた。円律は円感覚に最初の直感
ほどの戒律ではもう無い。そして因果律は因果感覚に。

同じような実例が相対性理論と20世紀後半数学である。一々書こうかね。
３つのうち１つを現象とよぶ。これを否定するのは難しいだろう。
現実が間違っている？それを言っては科学ではないような。

進歩は２要素の調整に還元されるのであり管理権闘争なのだ。一方は屈服して従属し一面となる。
もう片方もそのままの形ではいない。論理を出せる起源的にまでなるため。
事例により少しずつ変わり、現象形式の何かを変えるようなのもある。この短文中にもある。

相対性理論において、現象、ガリレオ相対性原理、光速度不変性が３要素。
これが矛盾していたのは科学的に有名。動く座標で光速は同じく不変に見えるのか？が疑問。
光速度不変性が勝って他のは変えられた。ガリレオ数式はローレンツ数式に。
現象は時空混合物の存在になった。そのとき同時刻の絶対性が捨てられた。

**名無電力１４００１** · 2022/08/21(日) 17:16:24.96

20世紀後半以降の数学は理解不能と思わないだろうか？理由がある。
その仕掛けを解説する。数学が理解不能になったのは世界史的にも高木理論からである。

それ以前はリーマン幾何学でも不変式論でも代数的整数論でも関数解析でも、
まあ難しく考えているようだがことを整理すればそうかもな、と高校生にも
内容自体は理解されるものだった。

変わったのは相対性理論と同じ仕組みで。逆にそう割り切った上で
高速道路を走って得た結果を取得するのが、現代数学の納得の仕方と思う。
今回のテーマと同じである。アンチノミーの解消がもたらした。

数学の基礎として集合論と圏論とモデル理論を挙げる。最後のは今回無関係。
論理学？それは操作規則と操作能力を教えるが、実在を構成する力にはならない。

①集合論…要素の包含と関係としての演算。名前を付けて自然数や群を表していく。
②圏論…対象と射の矢印図式。大半の理論をここで構成された一般図式に従わせる。
③モデル理論…式をも無意味記号としメタ理論が操作することで、公理系を
充足する記号群を判断し、公理系数学の能力を最大化。

それぞれ発想が違う。最近は③を使う人もいるが②が最もよい基礎である。
①は古臭いのではない③が書かない方がいいぐらい奇抜なだけ。ルベーグ積分は①。

さて①は泥臭く組み上げてボトムアップ。②はトップダウンという性質は気づく。
それとは別個に発想が違うのだから、現象が少しずつずれる。

集合論の全射と、圏論の全射は異なる。

数学的現象、集合論の全射、圏論の全射が３要素。
管理権対決で圏論の全射を勝たせる。差を記述しきる。現代数学の土俵が出来る。
出て来た体系（コホモロジーと言う）が現代数学の問題をことごとく解いた。

**名無電力１４００１** · 2022/08/21(日) 17:18:16.28

単射と全射を復習しよう。A→Bの単射はAを部分集合と見なしての埋込みと読める。
これについては迷い所は少ない。何種類あるのかなの疑問ぐらいか。
片や全射。A→Bの全射は、Bの元によってAを見出しを付けて分割しているものと解釈される。
なんか少し難しい。わからないわけじゃなくても単射よりは多少高級感ある。

圏論において、f:A→Bが単射とは、任意の対象Dと2つの射g1,g2:D→Aを持って来たとき、
もし合成が g1･f = g2･f という射としての等式が成り立つなら g1=g2 が必ず帰結する
という性質のこと。
合成して終点がBになっても単射って単純だからあまり性質は変わったとは思えない
それが等号成立ならやっぱりもとから同じものだった、という定義解釈。

圏論において、f:A→Bが全射とは、任意の対象Cと2つの射h1,h2:B→Cを持って来たとき、
もし合成が f･h1 = f･h2 という射としての等式が成り立つなら h1=h2 が必ず帰結する
という性質のこと。
単射と全射は双対とするので、形式としては対称なようにこう定義する。
しかしこう定義を作っては見ても、集合として作った全射がこの定義を満たしているんだろうか？
ぱぱっとわかるという段階ではもう無くなっているよね。

実は何々の圏というのによって異なっていて結構よく満たしている。
推論させて満たしていることを追わなきゃいけない。確認には。
だが異なっている。代数構造を持っているとき、代数構造がBへの管理力を余分に働かせて
単なる分割以上に早めに合成の同一等式を成立させる。

これは集合論としての構造の全射、つまり演算を保存する商構造への写像というのとは
結果が異なっている。概念として究極的には異なっているものだった。
矢印図式としての全射はもっと含みのある難しいものだった。そして矢印図式が優越選定物である。

この微妙な難しさは、代数的な展開形式がずっと続くような系列を作り出す。そこに
微分位相幾何学、代数幾何学、多変数複素幾何学、数スキーム土台として整数論、
最近はグラフ理論などもの難問の解が含まれていた。コホモロジーである。
アンチノミーの解決は、現代数学に相対性理論のとき以上もの革新を起こさせた。

**名無電力１４００１** · 2022/08/21(日) 17:20:11.68

ここまで歴史譚であった。今回漫談だからね。
４番目の問題として我々の問題。量子力学の表現問題と観測問題。
現象、因果感覚、新表現体系を３要素。
シュレーディンガー方程式が左か中かなどは適当に。
アンチノミーのために同時成立はせず、因果を一面近似に落としてしまう筋。

どうしてそうでなければいけないのか？
量子力学はもう１世紀。違和感を人々が指摘し今に至るも解決しなかった。
その実体は遠隔作用の感じ。理論が時間発展と観測を別の操作として採用しているので
観測の方は波束の収縮というそういうものになっている。実験系を作ってみても
する実験すべてが観測依存性および同時刻遠隔作用性を肯定する結果ばかり返す。

優秀な人々が指摘し解決しないんだからやっぱり遠隔作用的なものは有るんだろう。
遠隔作用をすると同時刻の遠距離まで影響が届くし、ローレンツ変換して同時刻面を
傾けるとその座標系では過去線に影響が届くとも見れる。因果感覚は逸脱される。
普遍的な構成のためには一般的な場面でこれを認めなければいけない羽目になる。

まず量子論の全体を基礎情報の流れと変えて、観測は、未来へ向かう流れを
随伴を使って、過去へ向ける操作と捉える。中を生きる人間から見れば
情報空間＆双対情報空間の対で来た流れを遮断して消してしまう行為が観測。
実在型量子系としては実際に消えて、人間側の数値データとなる。

ところがその情報空間の保存則はかなりすごくてほぼ完璧なので、そう消すと
どこかに噴き出している。保存則が為せるわざ。これが遠隔作用で、
排他率による斥力や、対称性の動作をせき止めると量子場が出現する現象なみ。
もともとの情報空間が実数値の物理対象でないため物理制約を受けず、因果感覚とも
特に合いはしない動きをし得るものであり、その分析が理論を解くこと。

それを構成すると、少なくとも情報空間の意味では、過去は現在と共時的に存在する。
影響を与えることが可能でそれが実験に合致する。学者達もそう言っている。
数理体系にすれば前３例と同じ級の革新にきっとなるだろうとのだろう論である。

**名無電力１４００１** · 2022/08/21(日) 17:22:13.57

アンチノミー３要素とされる新表現体系は何なのか。これは今日の新しい話である。
シュレーディンガー方程式の思想と合致するような、半次元情報空間構成とクオリア感。
飛んで下で多数個の動機も挙げる。その前に進歩の方向がそうなっても仕方ないのかなの議論。

シュレ略氏の方程式は、波動関数を時間発展させる。
波動関数の絶対値の２乗が観測される確率となる。
さて、波動関数は物理的実在なのか、確率を専科とする無物理実在なのか。
現実の平方根かのように情報空間物を理論的に作ってる。それは物理？数学？
クオリアと言ってもいい。数学確率なら物理肌触りは何も無い。しかし物理なら…
この答を理論的に学界は持っていない。

もし、力の働き、光速度不変性、圏の全射のときのように、この情報空間を
（まあ本当は物理だろうから）実在感を搭載するように工夫しながら、全体を調整していくと、
遠隔操作が体系に入ってきて因果感覚は壊れてしまう。おそらくは真実的にもそうで、
その視点では過去が共時的に存在しているだろうという。科学を進める方法哲学の視点でも、
ここ(因果壊し)にしわを押し付けるしかしょうがないんじゃないの？となりそう。
現実を平方根であらわす方法の全体像を優先させるという判断。

平方根半次元に非常に多数例があって構成的に望まれるということを書く。半次元ていっぱい。

①シュレ氏の方程式において波動関数が実在の平方根である。

②電子のスピンは1/2である、回転復帰に720度回転が必要という実験が構成される。
ディラック方程式は波動方程式の作用素を平方根に割って作ったものである。
場の量子論でフェルミオンの質量次元は3/2である。

③リーマン幾何で計量形式の平方根としての四脚場形式の理論が作れる。

④超対称性のための超空間は空間や時間に対し半分の次元[m^1/2]の空間である。

⑤一般に集合を使うと元のが1要素集合として含まれるものに出来てより詳細な構造を読める。

**名無電力１４００１** · 2022/08/21(日) 17:24:30.99

そのために素数を素イデアルに包含するなどの手法が使われる。確率論の伊藤積分は
半端次元フラクタルの一種であり、半次元空間を分布が表している構成を作った。

⑥一般に行列への写像を使うと行列代数がしばしば積の非可換をうまく表わす。
リー群の一部は二重被覆リー群を有し、行列への写像から新しい代数クリフォード代数が現れる。
波動の解が三角関数は常識だが、平方根相当のものはもっと違う理論につながっているようだ。

⑦指数定理、インスタントン、統計力学。指数定理＝クリフォード、インスタントン＝トンネル効果
これがつながっている。トンネル効果は統計力学で使うからここにも結局出る。

⑧相対性理論や南部後藤作用。超ひものポリヤコフ作用の前からある平方根をとるようなラグランジアン。
平方根だろうと微分を差分にしてテーラー展開すればいいので、非局所性と補助場とが
同一効果を表わすことが計算で確認される。南部後藤を重視すれば平方根はある。

⑨上のように補助場で消せるんだが、読み替えで位相を消すのと似ていて消せない位相が残るのが
リーヤンウーのP非保存や小林益川のCP非保存。消せない因果非保存がありそう。
関与するのも半次元性が色濃いフェルミオン。

⑩佐藤柏原の代数解析。擬微分作用素として微分の階数が整数にはこだわらない。上のでは
２乗が１乗になるトピが多いが、和の平方根やら、それがディラック行列になるのやらは
旧来の解析学には入りきらない。関数解析が少し役者不足みたいなので。

これだけ半次元があるのに、半次元はクオリア的にどうなのか？と迷っていることが無意味。
観測問題に実際に半次元の実在感を持たせたまま、波束収縮させることが必要である。
個人的にあまりこういう常識壊しに積極的なキャラクタじゃないが。まとめる。

現実を平方根で表わすというおそらくは本来的な方法を、発展観測二つの面から別に見ているのが量子論。
数学は無次元、情報は半次元、物理は全次元。これを指導指針として透徹する。数理は大掛かりかな。
まあもしそういうシナリオが完成するなら、人間の本来的直感の因果ものぐらいは
こんな構成物の傍らでは脇に置かれることになりそうだな、とこのぐらいは同意されるよね。

**名無電力１４００１** · 2022/08/28(日) 17:15:07.35

化学処理のイオン交換樹脂、ラジオコロイドをまとめる。つもりだが
またちょっと大胆にミューオン顕微鏡で原子核を撮影出来る話。こっち先。

重力波が使える時代になり観測可能宇宙の中のブラックホール衝突が
今は検出できるようになった。太陽の30倍質量ぐらいのブラックホール同士の
衝突では太陽の数倍の質量が消滅してしまう。そのクラスの重量になると
イベント時の電磁波も素粒子も全く出て来ないという。消滅エネルギーは
重力波の形でのみ外に向かう。重力波を引き戻す機構は無い多分。

かつて点でしか見られなかった恒星が大きさを持っていることが今は
観測されるようになった。最大視野角のベテルギウスはそれなりに大きく
撮影されているし、宇宙望遠鏡を使えば近隣の恒星も、木星などと同じように
その姿をよく見せてくれることだろう。ケンタウルス座の星々が楽しみである。

問題は原子核である。上のように観測手段が進んだのでこちらの分野も一つ一つ
見れる技術を作って行きたい。半世紀前に比べ進んだ電子制御技術で出来る。

重元素の核は一般にラグビーボール型をしていると推測される。比較的単純な
数値計算をすることで、殻模型、液滴模型から電荷があるために一方向に変形
した方がエネルギーが下がる機構で、多くの重元素がラグビー型になる。
核分裂はそれがさらに離れていく仕組みで起きる。

変形の度合いは核磁気双極子能率、核電気四重極子能率をNMRの方法でつまり
歳差運動というゆっくり運動にして読み取り、それで現実の形が推測される。
だがU235とU238の違いが本当にわかるだろうか。
実際に撮影して「見る」に越したことは無いのでは？

問題は原子力エネルギー技術を開発する話に直結している。
見る技術を作れば、今までは使い道の無かった核種を利用出来るような方法も
思いついて行くかもしれない。これまでは数個の核種しか使えなかったが
資源の有効利用を探れることにもなろう。

**名無電力１４００１** · 2022/08/28(日) 23:00:24.58

物理はあおりが利くが化学ではあおり使うのが難しくて書きにくいですな。
正直結構勉強してるんだが掲示板で化学知識を伝達しきるというイメージがわかない。
断片だけ書いても役立つほどのことにはならない。ということで化学は回数を
増やすことで伝達しきる目標を成す。挿入化学コメをこまめに入れる感じ。

ミューオン顕微鏡を続ける。目先の利く人は言われただけで全体の構図浮かぶと思う。
電子顕微鏡とはレコードとコンパクトディスクの関係ぐらいだろう。
考え方は似ていて継承だが色々な箇所で異なる。
多くの所を調整し変えて原子の一階層下の段階である原子核を見るを達成するもの。

電子顕微鏡の限界は電子コンプトン波長なる長さの半分で 1.2pm。この長さを物質波の
波長とする電子は、ちょうど電子-陽電子対を生成出来るだけの運動エネルギーを持つ。
運動エネルギーが質量エネルギーの2倍って相当な状況だが素粒子では普通にある。
速度の式は 1/√(1-β^2) = 2か3 に応じて v/c = √(3/4) か√(8/9)。cは光速。

ただ飛んでいる時は量子力学の禁制則で何も起きないが、少しでも軌道電子などと
反応して遷移行列がゼロでない状況になると、たちまち粒子シャワーが起こり、
単なる粒子線では無くなる。突入電子はエネルギーを散逸され、奥深くを見に行く
能力を失うのである。これより以下の長さで電子顕微鏡は機能を失う。

では粒子を変えてみようという案がある。ミューオンかパイ中間子が現実的な案で、
もしそれがうまく行けばより重い仲間に変えてもいいだろう。
μ-、π-、π+、π0がある。

π0は中性粒子で正電荷の原子核の傍に行き易いが、指向性ビームを作りにくい。
観測しにくい。さらに寿命も他のよりかなり短い。
使えるのは他の3つで中でもμ-が一番楽。荷電πも反応性が異なるので価値がある。

**名無電力１４００１** · 2022/08/28(日) 23:02:13.13

ミューオン平均寿命は100万分の2秒。光が600m進む時間である。
相対論的速度にすると相対論効果で延びるが、あくまで補正のようなもの
おおよそこういうスケール感で扱うべき粒子だろう。

電子は安定で使いよかったが、ミューオン顕微鏡ではこのミューオンが
生きている間にことを成す。電気制御で一つの元素の中心を目標という精密さで
狙いをつけて100ほどのミューオンを一度に向かわせる。

ミューオンは大きさはゼロだが重さは電子の200倍。この重量差は利いて、
ミューオンは軌道電子を弾き飛ばして直進する。すなわち電子から見る原子は
不透明だがミューオンから見る原子は透明となる。

それでも軌道電子の作用によって曲げられることはあるし、反応するときに
運動エネルギーを電子-陽電子の対として失うこともある。
しかしそれでもミューオンは電子とは見分けがつき、撮像まで辿り着ける。

かくしてぼやけはあっても原子核は撮影される。
撮像した瞬間のウラン原子核のラグビー型の向きなども、ありのまま知れるのである。

ミューオンコンプトン波長の半分は、電子のそれの重量比分の一にあたるので6fm。
これが同じ意味の性能限界にはあたる。目安なのでもう少し小さい所までは行ける。
さらに10分の1スケールなどではないこのオーダーならば、現れた反応生成粒子群も
観測側棄却などの力技で処理すればよい。

ウランの原子核サイズは8fm。ここの領域にタイミングを合わせてミューオンを
大量に送り、系はぎりぎり壊れないぐらいだろうが、顕微鏡が成立する。
狙う領域の小ささ、タイミング合わせ、多くを送る、現代電気制御の助けで成る。

**名無電力１４００１** · 2022/08/28(日) 23:09:29.79

ミューオンは原子核とは電気相互作用と弱い相互作用しかせず、
弱い相互作用はマスを見るときは有っても、一個を扱うときは無いも同然なので
電気だけで反応する。この電気相互作用はかなり強いが、ミューオンも高速ならば
抜けて行き、使い所があるならば電磁レンズも使い、原子核の像を作れよう。

パイ中間子を使う場合はミューオンよりも寿命が短いが、現代技術でこんなのは
問題にならない。光回線その情報ビットやCPUでこんな時間のはいつもやってる。
パイではマイナスとプラスを選べる上に、原子核は強い相互作用をする。
形以上の情報を取るとき、すぐに有用になるだろう。

旧来、原子核現象は個別を見ることが無かった。
原子までは化学と電子顕微鏡の世界、原子核と素粒子は散乱現象の世界。
大量に集め、大量に入射して方向や観測情報から、反応の数理模型を当てていく。
これが学問だった。

だが個別に見れるならそっちのがいいだろう。一つの元素をターゲットに
この中心原子核をいついつの瞬間に数百のミューオンを同時に送り込んで撮影しよう。
思いを実現するための技術を持つために、現代まで待たねばならなかった。
作れば作った本人の仕事になるし、原子力に役立つしどうぞ。
次代には原子核表面はデコボコなのかもわかろう。

ところで核子自身のコンプトン波長は、電子のそれの質量比分の一であり
およそ核子のサイズとも同じになる。サイズは強い相互作用の動く相互作用定数の
１切片、片やコンプトン波長は量子論、起源が違うという指摘はかなり前にもした。

コンプトン波長は質量と反比例する。一方、動く相互作用定数はサイズで決まる。
論理的にはサイズが先に決まり、サイズが閉じ込められた量子系としての質量を
もたらした。そのために量子論の波長も一致した。
核子には固有起源の質量は無いと言える。このことを別面から確認する課題がある。
同じ考察を中間子の質量にして何が言えるだろうか。

**名無電力１４００１** · 2022/08/28(日) 23:56:52.59

こつこつと化学を学ぼう。回数が化学知識の欠如を穴埋めする。

イオン交換樹脂はあらゆる金属イオンを吸着できる。
アルカリの強いセシウムなどもである。どういう仕組みなんだろう？
それは物の見方には色々あるということ。

一見、高校でイオン化系列、貸そうかなまあ当てにすな酷すぎる借金などと
覚えた者には、アルカリは強すぎて捕まえられんという先入観を抱く。
原子には大きさがある。大きさで捕まえるのである。

溶液系から抜き出す手法が用意されている。
沈殿する手法、樹脂に捕まえる手法、設計的錯体に確保して他と隔離する手法。

イオン交換樹脂とは、樹脂とは人間が便利なようにしてあるもので
ポリスチレンなどで作られる。そこに水素イオンを発するイオン結合の物質を
塗布しておく。溶液中に入れもちろんH+を出す。

多くの溶液中には各種の金属イオンがあり、新参のH+と共存する。
樹脂の傍に行った金属イオンは、樹脂に残っているマイナス電荷の物質と
イオン結合をしようとする。

このとき、樹脂に物理的に捕らえられて、体系から除去される。
アルカリ金属だろうと例外ではない。溶けやすさの順位の話ではないのである。
形状を持っているならこういう状況からは逃れられない。

樹脂の元の物質は、水素とのイオン結合の物質。
水素はサイズが小さいので他の元素はみな引っかかる。以上である。
樹脂を溶液から出して整備をしなおすと、一つの操作をした状況。

この方法で樹脂を何度も丁寧に通すことで、あらゆるイオンを取り除いていく
ことは出来る。より便の良い方法との兼ね合いで採用すればよい。

**名無電力１４００１** · 2022/08/28(日) 23:58:14.36

放射性元素があるとコロイドが発生することが観察されている。
わりと良く溶ける物質であっても、それが薄い濃度しか存在しなくても
塊を作ってしまう。ラジオコロイドという。

利用する方法はよくわからないが、むしろあまり気持ちのよくない現象かも
しれないが、一部崩壊する放射線が周辺環境を高エネルギー化し、
改変物質が不純物コアとなり、凝集をうながすというものである。

できているかの判定は、ろ過や遠心分離、透析など。
コロイドはそれ自体としてはどういう凝集体なのかには興味があると思う。
水だけでなく-200度超低温や超高温の他の物質内でもあるのかなど。

核磁気共鳴NMRに似て非なるものとして電子スピン共鳴ESRという技術がある。
磁気作用というのは非常に便利なもので、体系内の物質全部が影響を受けて
そのような物質ならば応答がある。

但しNMRでは緩和課程での放射を見たが、ESRでは吸収段階で判定することが多い。
吸収が多いとしかるべき物質があると読み取る。

放射線が溶液の中に飛ぶと、水が分解してラジカルが現れる。
この状況にESR効果を利かせる。即ち、磁場を加えて、試行電磁波を送り込む。
その結果は、どんなラジカルが存在しているかを教える。

また重金属やアクチノイド類などでも、水中にあると錯体を作る。
錯体は各所に打ち消しあわない不対電子部分を持っていて、吸収スペクトルは
その形の情報を教える。

放射線業界で物を調べるときに使える計測法であることは明らかだろう。

**名無電力１４００１** · 2022/08/29(月) 00:51:33.41

取り壊すまでに時間がかかりそうですね

**名無電力１４００１** · 2022/09/04(日) 17:13:25.97

題材だけは山ほどあるんだがテーマ向きの準備ができてないな。どうしよう。
思いつきを書き出して行く方向で。
前回がミューオンと原子核だったので、飛来電子と原子電子殻との反応を
まずまとめるということを今回やりたかったんだが。
それって量子化学の散乱問題というもので、あいにく書ける水準に無いが、
途中まででも取り組めばその後が続くだろうから後半に書く。

先に前回の補足。
土星などの天体が回転楕円体になっていることは有名だよね。
原子核はラグビーボール型のはずだ。

内部で働いている力をファンデルワールス力とクーロン力と思おう。
ポテンシャルとして
・6乗に反比例する引力
・9-12乗に反比例する斥力
・1乗に反比例する電磁力

核力をファンデルワールス力のと同じ数式とみなす。実際の強弱に合わせ電磁力より
ずっと強く設定しておく。これでシミュレーションすれば、個人的にまだ
実際にしては無いのだがプログラムは2時間ぐらいで作れそう。
それも悶々悩んでいる時間が大半でキーボードを叩くのは20分ぐらいな。
画面表示すると処理系によって手法が違い過ぎてそこは手間取りそう。

ということで実際にやってはないが、項の形を見れば、重い原子核では
ラグビーボールになるというのは自明だと思う。
ところが、意外にもこういうことを言う人が無いような。

全ての重元素原子核はかなりの扁平率を持っていて、天体とは逆にラグビー型に
変形している。このデータを調べてまとめるべき。
重元素の原子核をお気楽に球形で描いているのは変だよ。核分裂が我々の業務なんだから。
鉛208や金197原子核の真の形は？定番イメージを持つ。

**名無電力１４００１** · 2022/09/04(日) 17:15:58.56

化学のファンデルワールス力は前レスの前2つ。
力のポテンシャルとして、
距離の-6乗の大きさの引力と、距離の-9から-12乗の大きさの斥力。
働く力はこのr微分なので、-7乗引力と、-10から-13乗の斥力。

この引力は荷電の平衡が内部でずれることで荷電双極子どうしの間に働く力と
して発生するもので、原子と原子でも、核子と核子でも力の出現する状況設定
としては同じように思えるので、この引力数式でいいだろう。

核子と核子の間ではこの力はパイ中間子という量子に担われる。
とするとパイ中間子の量子論がこのポテンシャルを導くことを示す必要。

もしそれが導けないときには、パイ中間子による核力現象と、
荷電のずれで双極子が発生して、何かの力を起こして引力斥力として実体化
しようという力の発生動機のような部分との間に、齟齬があることになる。
するとそれは説明を求められるので課題になる。

もう片方の、距離の-9から-12乗の大きさの斥力というのがあいまいだ。
これは、物質どうしが重ならないことの現れとしての力、排他原理、縮退圧の
数式表現だ。しかしなぜ指数がそんなにあいまいなんだろう。
もっと突き詰めることで物理と化学の現象解明に役立てるべきだろう。

原子力としても核の硬さがこの指数r^-nのnに関係していると思われる。
散乱実験として、微分散乱断面積をnの関数として書き表して、斥力指数nの
実験計測は出来るだろう。核分裂の工業利用としてnが関係することも
あるかもしれない。実際は吸収型モードになって粒子の反発のようなイメージ
でなくなるので、その指数あまり重要じゃないかもしれない。

しかし中性子星のような静的な現象には関係して星の臨界質量や半径にも影響を
及ぼすだろう。それなのに排他原理の数式の指数が未解明とは。
67そうですね。原子力トピと取り壊しトピと知識増やしていきましょう。

**名無電力１４００１** · 2022/09/04(日) 18:33:59.51

パウリの排他原理は、教科書にほとんど書いていないようだが、必要な調査課題では。
あれなんかパウリという言葉が入った。ネット検索して刷り込まれたな。
例えばあなたが何か固体物質をつついたとしよう。通り抜けることはまず無く
押し返す力を物質から感じる。

これの原因はなんだろう。
・エントロピーを増やさない方向へ力が働く
・電子同士が反発しているから
・パウリの排他原理
理由が常識的に3つもあるのにきちんと説明されてないと思う。
ファンデルワールス力の斥力項がなぜか今でもあいまいなことと同一トピだろう。

純心な非理系のみなさんはどの選択肢を取るだろうか。
やはりエントロピーだろう、という人はセンスがいい。
ぜひ数学としての場合の数からその説明を求める業務に従事してほしい。

率直に言うとどれが理由かは不確かである。書いてないようなんである。
だから私も答を持っていない。専門家はどう思っているんだろう。こんなわかりやすい疑問を。

力としてもそれぞれ起源が違う。
今、物質の硬さの原因を評価する話をしている（念のため、原子力にも関係）
白色矮星や中性子星の縮退圧の話題なので、宇宙のブラックホール数の評価にもなる。

排他原理の起源は、フェルミ粒子の同一粒子性のはずである。
これはラグランジアンのどこにも書かれていないのに発生する見かけの力である。
フェルミ粒子を空想実験として2粒子交換するときに、多粒子としての波動関数に-1倍だけが
掛かるという、スレーター行列式記述。
これを微分すると見かけの力としての排他原理が現れる。

とすると指数が未解明なのは変な気がする。原子力の教科書にきちんとした項目が立つように
話をまとめ、ついでに物事の基本力が同じような見かけ力にできないかの提案。

**名無電力１４００１** · 2022/09/04(日) 18:36:33.54

前回、ミューオン(対)のコンプトン波長が6fmと書いた。
素粒子物理の式で、hbar c = 200 [MeV・fm] というのがあった。
電子質量は0.5MeV、ミューオン質量は100MeV、200はミューオン対の質量。

一般に数式において2πがどう取ってもよい解釈になっていることが多い。
コンプトン波長は物質波の位相が2π変わる長さなのだから、2πで割って
ミューオン(対)の位相が1ラジアン変化する距離は1fm。
そして1fmは核子サイズ。

まさにhbar cの式からもミューオンで核子を直接見えると言われているようなもの。
この技術は作るべき。だが電子制御をフェムトメートルの空間に不安定粒子を
同時に送り込むようにする精密さ、なかなか大変だろう。
いずれ機械工学の観点からこのスレでもこの技術を考えていこう。
ロボットの精密制御の論理記述などと同じような話と思う。

では最初に書いた量子化学の散乱問題。
ミューオンの場合は原子が透明に見える。電子の場合は原子は不透明に見える。
電子顕微鏡による原子の写真は今の時代よく出回っている基本的画像である。
この時の現象を数式で書き記す問である。

それは電子顕微鏡のような人工の工学だけでなく、半導体や超電導の電気抵抗
これも人工の工学だが、他に化学のラジカル、水溶液中の自由電子、
高エネルギーベータ線が入射したときの反応現象、が同じ数式。

①ミューオン用の原型②電子顕微鏡③エレクトロニクス④水溶液ラジカル⑤放射線反応
使える方面が目白押しじゃないか。丁寧に把握する効用がある。

そのときに波動関数がどうとか言われるが、これは数週前に言った実在の半分だが
イメージとしては2乗すると確率になるようなしろものの波で、複素数値で
その共鳴固有値と位相(複素数としての方向)が、気を付けておくべき事柄。
共鳴で何が起きる、位相が引力で引き込まれる！？、球面型の基本関数系で展開表記。

**名無電力１４００１** · 2022/09/04(日) 22:24:33.20

電荷密度ρ(x)の中を電子ｅが通り抜ける時の現象いわゆる散乱を述べる。
視点をいくつか導入した後にまとめると結果になる。以下段落ごとに新視点。

非相対論では磁場を言及しないでよい。
まずρ(x)が単なる点電荷の場合。
ラザフォード散乱という結果になる。結果は双曲線である。
同符号の電荷なら反発し、異符号なら引き合う。

ρが広がりを持つ場合でも、多少の補正があるだけである。
しかしそれこそが形状因子となり、観測結果から標的の詳細を
教えてくれるものなのだ。

次に、シュレーディンガー方程式（以下シュレ式）は
[- hbar^2 /(2 m_e) △ ＋Ｖ(x)] ψ(x) ＝Ｅ ψ(x)

ρ(x)の情報はＶ(x) ＝ ∫ρ(x')/|x - x'| dx' かける係数
としてシュレ式に書き込まれる。
固定している標的ρ(x)は、位置に応じた電気ポテンシャル＝電位を
粒子に与えるだけ、の存在に実体から数理記号に抽象化される。
散乱問題ではそういう扱いでいい。

次に、シュレ式を球座標に直す。本来ｘ,ｙ,ｚだったのをｒ,θ,φにする。
△内の微分演算子を曲線座標に書き換えるのは少し複雑だが教科書にある。

するとｒの方程式とθ,φの方程式に完全に分離される。
またはそういう解にしか興味が無い。遠方にて反応結果が放射状に出たときに
角度情報と距離情報が関数として混成しているような場合を考える動機はないだろう。
ゼロでないρは原点近傍だけとの前提からもこの分離性は補強される。

**名無電力１４００１** · 2022/09/04(日) 22:26:06.11

球座標表示になったシュレ式の解は、ｒだけの関数とθ,φだけの関数の積として
書かれる、が数行上の分離性からの結果である。結合は積と思われる。
またこの解は関数なのだから、例えばテーラー展開、例えば三角関数展開のように
十分豊富な関数セットで展開されることが出来る。
球面調和関数というのが単項式や三角関数と同じように使われて、
解波動関数はψ(x) = Σ{l,m} Ｒ(l,m,r) Ｙ(l,m,θ,φ) というように展開される。
lは全角運動量、mはｚ軸方向の角運動量で、l,mはどちらも整数。

こうすると、△内の微分作用素がＲ(l,m,r)の方の分離されたシュレ式に
遠心力の項をもたらす。- l (l + 1) / r^2 という形の遠心力ポテンシャルが
量子力学による効果も踏まえてｒ成分だけの式のポテンシャルになる。

Ｒ(l,m,r)だけのｒ成分のみに分離されたシュレ式の形が今や判明した。
これはポテンシャルＶを除くと球ベッセル関数の微分方程式と同じものになっていて、
すなわち遠方解は球ベッセル関数と書き表される。ゼロでないポテンシャルは
原点周辺にしか存在しないし、これで遠方での様子は知られた。その遠方解は
ｌに比例する位相の遅れを、数学的な解の中に持っている。力の働きの仕組みは
わからなくても、微分方程式の解が位相遅れを示していた。但しもう1つトピある。

遠方波としての位相の遅れには2種類が寄与する。前段落のはlに比例する遅れ。
もう一つρ(x)の実際に敏感なものがある。遠方での解の形状は球ベッセル関数と
わかっているのだが、球ベッセル関数にcos型類似とsin型類似があって、
その混合が三角関数の場合と同じように、或る角度の回転「δ」に対応する。

簡便に遠方での波動関数を f(θ) r^-1 e^(i k r) と書いてみる。そのｆの展開形が3行下。
e^(i k r) は複素数にした三角関数で単に波を表す。r^-1は減衰していく度合だけを
因子にしたもの。kは運動量、lは全角運動量、Pは球面調和関数。δは分離され表に出る。
f(θ) = k^-1 Σ{l=0,,∞} (2 l + 1) e^(i δ) sinδ P(l,cosθ)
|f(θ)|^2という確率にしてlについて和を取ると全確率＝Im f(0)という式も導かれ
その計算あたりでだいたいトピック全部である。↑これは光学定理。

**名無電力１４００１** · 2022/09/11(日) 17:16:37.10

ステロイドの有機合成（生合成ではない）を語ろう。
有機合成の基本語が多く登場するし、原発関係者を増強？するのに使えるかも
しれないし、重い病気用の薬をまだまだ取り出せる余地が絶対有る。
生化学物質の流用範囲は広いので、学ぶと思わぬ所で再登場するのが常である。
何々ホルモンでも遺伝子でも、一つの分子に機能ありすぎじゃ？というのがある。

決して部外者にとって多過ぎて手を付けない方がいいような不毛知識ではない。
応用されて予想よりは早く学び終わると期待していいものだと思う。
とは言っても当方はなんとか整理つけてらしく見せている立場である。
今後もっとすっきり理解されればいいが書き始める。

まずステロイドの大雑把な形を。そのくらいは素人なら画像検索した方がいい。
６６６５の四環構造をしている。１２０度の角度で曲がっているね。
ステロイドには数百種類あると言うのにみなこの６６６５員環がある。

ブドウ糖の４倍ぐらいは複雑なのかな。じゃあ特殊なのかというと
そうではなくあらゆる生物から発見されている物質群である。
少し官能基がついてバリエーションが付いているだけの同じ骨格の分子群である。

生体内ではこれは、ゲラニルゲラニルという分子の四量体が一斉に折りたたまれて
この構造になるとされる。人へ人へ、の形で人の右足部が二重結合という形状の分子が
ゲラニルゲラニル。以前述べたメバロン酸がつながって酸素が落ちてこれになる。

この作られ方は以前のトリプトファンによる多環形成とは質的に異なるものだから
語る価値があるのだけれど、ステロイドというのがかなり複雑な分子ながら
どんな生物にもあって、同じ６６６５員環になるのは不思議な気がするね。

ベンゼンと同じような計算してわかる安定性の理由があるんじゃないだろうか。
ステロイド分子自体には二重結合は原則１個。H原子が落ちて二重結合が増える
エストロゲンなどもあるが。なので芳香族ではない。

**名無電力１４００１** · 2022/09/11(日) 22:14:55.12

トリメチルシリル基、という保護基の考え方。
炭化水素に-OHが付いているとする。
この官能基は他の官能基と反応の強さの序列のようなものが
決まっていて、標準的にはその順序で反応が進んで行く。

しかしその順序を逆にしたいことがある。
-OHを保護したまま、より反応性の弱い方だけを反応させてしまいたい。
こんな時だけケイ素が登場する。
-Si(CH3)3

この基を導入して、-OHを -OSi(CH3)3に変形すると反応性が弱くなる。
他のしたい仕事を片付けた後、-OHに戻せばよいわけ。

R-OHに Si(CH3)3-Clと (CH3CH2)3-N
即ち、トリメチルシリル塩化物と、窒素にエチルが3つ付いた物、で保護し
戻す時はフッ化水素を使う。

自然界がこんな乱暴なことをしているはずはないが、
ケイ素やフッ素なんて生体内で使っているはずがないが、化学者は使うから
それが有機合成の醍醐味！

ステロイドの合成でもこの手法による-OHの保護を反応経路の中で
最低2回使っているようだ。
現代的なことはまた調べてみる。今言っているのは歴史的な記念反応。

**名無電力１４００１** · 2022/09/11(日) 22:17:31.66

アリル基、アリール基、アシル基
外部原子団を[R]で、基内炭化水素をR'で。

アリル(allyl)基、C=C-C-[R]
Cの手の数を4本にするようにHを付ける。左から2,1,2個だけど。
また、二重結合を中心に見て、RとをつなぐCの位置をアリル位と呼ぶ。

アリール(aryl)基、〇-[R]など
ベンゼンからHを1つ外すのがフェニル基だが、これとかトルエンからとか
CH3が2つのキシレンからとかの、総称をアリール基と言う。

アシル(acyl)基、R'-C(=O)-[R]
CH3-C(=O)-OH が酢酸だった。また -C(=O)-はカルボニル基と言うのだった。
R'-C(=O)- というアルキル基を1つ残している形、こういう物の総称がアシル基。

ホルミル基、ベンゾイル基、ベンジル基、ビニル基

ホルミル(formyl)基、H-C(=O)-[R]
アシル基の1つである。ホルムアルデヒド(ホルマリン)のHを外した形の基。
英語のつづりが、そうなんだと思うと思うので指摘。

ベンゾイル(benzoyl)基、〇-C(=O)-[R]
アシル基の1つである。安息香酸からOHを外した形。

ベンジル(benzyl)基、〇-CH2-[R]
トルエンからHを外した形。〇-CH2-[R] においてCの位置をベンジル位とも呼ぶ。
15行上のアリル位と全く同じもの、というのは、〇が二重結合の意味を持つ。

ビニル(vinyl)基、C=C-[R] または CH2=CH-[R]
アリル基よりアリル位C分だけ少ない。
軟質プラスチックのビニール(vinyl)と同じ語。ビニールはこれ関係のポリ重合物。

**名無電力１４００１** · 2022/09/11(日) 23:10:51.03

アレン(allene)、>C=C=C<
このようなC=C二重結合が連続した分子の総称。
人工的な分子だが、中心Cの電子密度が薄いため、電子密度の高い分子から
求核攻撃を受けて合体、有機合成の材料となる。C=C=Cはプロパジエンでもある。

ビニル基にH2を付加するとエチル基になる。
アリル基にH2を付加するとプロピル基になる。
アジ化ナトリウム、Na+ (N-)=(N+)=(N-)
アレンに似ている窒素版。こんな分子あるんだって多少の驚き。イオン手の数のパズル。

エーテル、エステル、ペプチド、ラクタム

エーテルは知っていると思う。R1-O-R2 こういう形状の分子の総称。
飽和炭化水素は反応性が弱く、分子には極性が無い。
どこにも反応点が無いので反応性に乏しく、分子間力も弱く沸点が低い。
しかし所詮炭化水素なので見かけの物。いったん反応を始めたら普通に激しい。

エステルはケトンの片方にOが入ったもの。R-C(=O)-O-R
酢酸 CH3-COOHの左CH3と右Hを一般化したもの。
エステティックに響きが似ているが美容とはあまり関係が無いんだろうな。
もっと正確に、エステルは CH3-C(=O)-[OH]と [H]-O-CH2CH3
酸とアルコールが脱水縮合したもの、と一般化定義される。

ペプチド、R-C(=O)-NH-R
エステルに入って行った-O-が-NH-に代わっているもの。
タンパク質のつながりなどで登場。
ペプチド結合またはアミド結合もエステルの場合と同じ。
CH3-C(=O)-[OH]と [H]-NH-CH2CH3 が脱水縮合すると言える。しかしアミノ酸
同士が多いので、NH2-R-C(=O)-[OH] と [H]-NH-R-COOHと例にする方が適切。

ラクタムはペプチドであって両端が閉環している分子の総称。

**名無電力１４００１** · 2022/09/11(日) 23:22:54.82

ステロイド合成は有機合成としては不斉合成の初級レベルなのでその話をする。
不斉とは鏡像対称性を持たない分子と言う意味で高分子は普通そう。
不斉合成が自由に扱えるようになったのは1980年代からのことで意外と新しいと言う。

或る分子の片側を出っ張らせておけば、それに応じて左手系、右手系の生産量が
以後の系列でも偏って来るので不斉を導入できる、などのこんな初等的な話じゃなく
種々の方法がある。近いうちに整理しよう。

炭素が四面体の手を持っていることを起源として、３次元空間の中では重ならない
ような鏡像異性体という概念が現れるのだが、その性質の炭素を不斉中心という。
分子内の炭素は不斉中心かそうでないかで二分される。

見ている炭素に対して、四本の手に付いた枝が全部違えばそれは不斉中心になる。
局所的な比較ではなく、分子はせいぜい数百個までの原子で出来ているのだから
その炭素から分子の端までの全部の全枝が比べる対象。

鏡像対称性などは、想像されるように少し複雑な分子になればすぐ失われる。
アミノ酸の大半とグルコースも既に光学活性を持つ。こういう言い方をする。

光学活性とはどういう測定量なのか。実験にナトリウムＤ線オレンジ色の光を使う。
上記の意味の鏡像異性体の片方だけを集めて、試料管に入れる。
形は気体だっていいんだろうけれど溶液にする。

光を偏光プリズムを通して一方向だけの偏光にする。
試料管を通すと、その中に光学異性体の片方だけしか入っていないのなら
渦を巻くように偏光の方向が回転をしていく。このこと。

管が長いとそのままずっと回転していくし濃度が濃ければそれだけ変化するから
試料管長さと試料濃度で割って物性定数にする。温度も決めておく。
乳酸はその規格化で±3.82度。

**名無電力１４００１** · 2022/09/18(日) 17:13:31.19

速度論的と熱力学的とは。
分子が立体構造を持っている様子を適当に思い浮かべてもらいたい。
隣りに官能基があって立体的なアプローチの入り口をかなり占拠
されているとする。すると反応時、他の分子はそこには行きにくい。

がら空きの炭素と隣りが狭い炭素に対しては、がら空きの炭素が多く
反応生成物につながることになる。これは速度論的現象。

ところが狭い方から行った方が生成物のエネルギーが低くなるとする。
すると速度論的に出来た物は準安定でしかないとも言えることになる。
分子化合物としてはもう出来てしまったので普通はそのままだろう。

しかし加熱すると熱振動による効果で、構造異性体である熱力学的
安定分子へと遷移状態をトンネル効果で超えて移って行く。
この効果も合成の過程に出てくる。

ステロイドは６６６５だが、左下から右上にＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ環であると
名前がついている。

また炭素原子に対しては番号が1から19まで割り振られている。
ステロイド分子として画像検索してもらえばいい。
それはＡ環の上から始まって、反時計にＡ,Ｂを回って戻る1-10。

次にＣ環で9の上から時計回りにＤ環との境界を降りてＤ環を反時計に
戻る11-17。相似記号というのはＳを横向きにしたもの。その上下逆版。
さらにＣＤの中間から上に18、ＡＢの中間から上に19。
Ｄ環の右上の方に20以降の炭素番号が続く化学種が多い。

また注意することとしてＡ環の左下に=Oか-OHが出ていること。
これは合成の仕方に本質的に関係する。次に述べる。

**名無電力１４００１** · 2022/09/18(日) 21:11:58.96

エノン、エノール、エノラート、エナミン。
アルドール反応。アルドール縮合反応。

まず語源を押さえよう。エノールはフェノールである。
ベンゼン環に１つＯＨが付いているのがフェノール。

これをもじって一般に二重結合と一重結合の間の炭素に
ＯＨが付いているのがエノール。
ＯＨからＨ+が外れてそこにＯ-が残った形になっているのがエノラート。

エノンは少し違う。フェノールケト型で検索して。
ベンゼン環の二重結合が２つになっていて、かわりに
=Ｏと-H2 が隣接しているような、フェノールの共鳴異型が見つかる。

この図で一つ遠いところまで押しやられた二重結合まで含める。
C=C-C(=O)-CH2
一般にこの形をエノンと呼ぶ。
左側はビニル、右側はメチレンになっている。

エナミンはフェノールの代わりにアニリンを見るようなもの。
一般に二重結合と一重結合の間の炭素にＮが付いて、その先の手２つに
Ｈかアルキル。なものをエナミンと言う。

**名無電力１４００１** · 2022/09/18(日) 22:31:59.69

アルドールはアルデヒド＋アルコール。

他の要素は省略して
-CH + C=O → -C-C-OH
これが基本。アルドール反応と呼ぶ。
Cの不確定にしてある残りの手には適当なアルキルを付ければよい。

起きていることは C(+)=O(-) の荷電傾向に
H(+)-C(-) が C(-)→C(+)の求核攻撃。
求核攻撃とは、つながりましょうという要求のことである。
Hの所属場所が動いて一つの分子となる。

H-CではHが陽イオンになる傾向を持つので
炭化水素のCはマイナス性を帯びていることは正しい。

-CH2 + C=O → -C=C + H2O
やはり他の要素は省略して、同じような反応で
H2Oが取れるものをアルドール縮合反応と呼ぶ。

**名無電力１４００１** · 2022/09/18(日) 22:33:16.97

分子種としてのアルドールは、Cを1つ挟んで①C-OHと②C=Oが
どちらもある物質だが、画像検索だけしてイメージを。
元々の①がC=Oの形をしている所へ、十分な二重結合を持つ（エノールの形の）
②の二重結合の遠い方（ビニル位）のCが①Cを求核攻撃し、
①はC-OHに、②は二重結合がOの所に動いてC=Oとなって、合体して出来る分子。

向山アルドール反応とは、前段落の元々はエノールの形の②が
-OHではなく-O-TMSとなっているもので他は（触媒に関する有機電子論
の考察が入ること以外は）同じである。
但しトリメチルシラン-TMS = -Si(CH3)3。

生成物は同じく-OHと=Oの形をとるが、触媒は途中段階で、両方のOの
電子を引き付けるようにつなぎ、反応を促進するとされる。

交差アルドール反応とは、元々エノール⇔ケトンの共鳴があるので
（前前レスでフェノールにもあると言った）、片方がOH役、片方が=O役で
=O役のCを、OH役のCの隣のC（ビニル位のC）が求核する反応。

**名無電力１４００１** · 2022/09/18(日) 23:46:28.97

ステロイドの有機合成、今日は全貌届かないな。
そこで無水酢酸、アセタールと、Ａ環の左下にあった=Oは
ロビンソン環化反応のとっかかりという話でしめよう。

今日書いたことは有機合成の初等的な話題ばかりだから
できればまるっと理解するといいと思う。
今は化学だから化学。来年ぐらいになったらITやる。

さて、Ac = CH3COとしよう。酢酸からOHを外したもの。
酢酸はAc-OH。
無水酢酸はその二量体からH2Oが外れたもので、Ac-O-Ac。またはAc2O。

H2Oが外れているのだから水を求める。特に分子の中のOに
絡んでいって反応を起こすのがAc2Oの役割。
ステロイド合成の中でも何回もこの仕掛けを使っているようである。

アセタールはＤ環が５員環になる自然さを与える。
アセタールとは、炭素Cを中心において、その4本の手が
C(-O-R1)(-O-R2)(-R3)(-R4)
2本分はOを挟んでアルキルにつながっているような分子である。

｜というＣ環の右端または６員プレＤ環の右端の辺に対し
その上端と下端それぞれから、Oがつながり、アセタール中心Cへ
その右にR3とR4相当の少々の基がついている構造を考えよう。
形を見るだけで｜と-O-C-O- の5角形になっている。
即ち５員の起源はアセタールだろう。

**名無電力１４００１** · 2022/09/18(日) 23:48:57.97

ロビンソン環化も画像検索をしてもらえれば
メチルビニルケトン C-(C=O)-C=C が、
シクロヘキサンに=O（と-CH3）が出ている所に
くっついて新しい環を作る絵柄が見れる。

炭素の数を勘定すると、６員環を新しく作るには、辺は１つ
既にあったものを使うのだから、４つ炭素が増える。
メチルビニルケトンの４炭素は数が合っている。

もしつながり先にCH3がある場合は、それは炭素の数的に余って
ステロイドの19番炭素を与えるのもよい。

結局、=Oはケトン性のものでステロイドの作られ方の痕跡で
あるということ。

化学はミクロの世界なので、環化の方法にも数えるほどの
種類のやり方しかない。
ステロイドの左下に残る=Oや-OHは、それが自然に出来る方法というと
人工でも天然でもロビンソン環化を意味しているということ
になるのである。

その細かい部分では付加と縮合があるらしいが細かすぎて
文章言葉に起こすのは適切ではないだろうが、計算結果が
付加縮合という環化のミクロメカニズムを正しく表示しているという
結果は示してみたいものである。

**名無電力１４００１** · 2022/09/25(日) 17:13:23.17

向山-アルドール反応というのは、アルドールさんとの共同研究か
同時-関連研究かなと見えるけれど、実はアルデヒドアルコールさんなんだよな。
２人のように見えて実体は１人の面白い錯覚例。

ちなみに睡眠で寝合わせが悪いときは若干のアルデヒド中毒だろう適当。信じるな。
全く証拠がないわけではないけれど。
アル中みたいなガンガンする症状のケースあるよね。

先週出したエノールなどがあってエナンチオマー(意味は鏡像異性体)という似た
言葉もあるんだが、語源が全く違い↑はギリシャ語。

ステロイドの有機合成・生合成は文献によって違うやり方が種々書かれていて
少なくとも６方法は記載を見つけている。
技術水準はこのスレで前２回分ぐらいの内容で言葉としては届くものであり
結構適当でいいんだなと言うことは言い切れる。

有機化学は今日までにして来週からは違う分野にしようと思う。
配位子場、機械材料、超伝導、農学、特殊関数、圏論、水化学、火力発電。
この辺がこれから。おおよそ１つ１回か。
無限次元量子リー群、材料力学、炉物理、電気法。
建築とPID制御と通信方式と数論。題材には全然困らない。

来週は配位子場理論(ligand field theory)。
溶液の中で共有結合よりは弱い化学結合が作る構造体のこと。
特に狭い意味では、配位の影響でｄ軌道のエネルギー分裂があり、
６配位と４配位ではエネルギーの上下への向かい方が逆になるという結果が基本。

中性子星の中で重核子の周りにα粒子を始めとする配位があって
同じことが実現していると思われる。極端な状況でしか原子核物質は表に
出て来ないから平行例はこんなのしか無さそうである。
それでもクォークの軌道を言語化したり有限多体の原子力に戻して使えることもある。

**名無電力１４００１** · 2022/09/25(日) 21:21:57.64

酸acid、塩基base、基group。
結合bond、共有covalent、配位coordination、
配置configuration、配座conformation。

酸化oxidation、還元reduction、中和neutralization。
触媒catalyst。試薬reagent、開裂breakage。
化合物copound、錯体complex、環形成annulation。

鎖strand、ひずみstrain
経路pathway、重合polymerization、縮合condensation。
誘導体derivative、分解degradation。

脂質lipid、解離dissociation、原子価valence。
反応reaction、求核置換nucleophilic substitution。
転位rearrangement、脱離elimination、付加addtition。

左旋性levorotatory、右旋性dextrorotatory。
ニュートリノにも使える。
何語か分からない。古代語でもイタリア語、スラブ語でもないようだ。
スペイン語のnosotrosとか近い気がしたんだがな。
同/逆-旋的con/dis-rotatory。

無水物anhydride、脱水dehydration、芳香族aromatic。
官能・機能functional、酵素enzyme、補因子cofactor。
仮説postulate。溶媒solvent、溶質solute。

**名無電力１４００１** · 2022/09/25(日) 21:59:56.36

イオンでアニオンとカチオンがある。
真空管でアノードとカソードがある。

語源はどう見ても同じものである。真空管の場合、内部視点で
見るのと外部視点で見るのでは、どこから電子が出るなどが
部位でも極性でも全く違ってしまうので、混乱したら調べる態度で。

ところが真空管だけでなく電池と電解液でも同じ言葉を使い
この３つの系では言葉の定め方が一致している。

ではイオンと真空管電池電解液との対応は？
これは後者を外部から見ているときの解釈が良い。
そう述べた上で、カチオン＝＋、アニオン＝－と言う。

すなわち電池に対して、＋極に電子が入って行き－極から出て来る。
電解液も同じ。内部では＋極から－極へ電子が動く。

真空管ではカソードから電子が発し、アノードが受け取る。
アノードはプレートとも言い、途中にグリッドを置くと
グリッドの電圧変化が増幅して、到達する電子数が変化する。

アンの反のニュアンスが－を表していて、それは系の外部視点。
内部回路として逆に考え直さなければいけないこともあるという話。
内部ではアンは電子の受け取り側。
一応これで整理出来たことにする。

**名無電力１４００１** · 2022/09/25(日) 22:45:32.05

有機化学の合成について、３通り考えてみる。
これが薬学への道だという学習効用の話は今更いいよね。

・地道な方法。
ステロイドサイズの分子なら２０数段階の反応経路reaction pathwayを設計して
各段階で質量分析、NMR分析を用いて正しく出来ている物を精製して
精密に作って行く。

この方法なら反応率の悪い分岐経路も捨てる分が多くなるだけで
最終結果に辿り着くことは出来る。もちろん効率は研究対象。

・生物の中でおそらく行われていると思われる方法①カチオン支配
・生物の中でおそらく行われていると思われる方法②ラジカル支配

カチオンは電子が薄くなっている正極だった。
完全なイオンのこともあれば、分子の中で相対的に薄くなっているδ＋のこともある。
そこは他の電子が求核攻撃（求核付加か求核置換）を起こす標的である。

前ステロイド分子を鎖strand状で作り、求核反応による環形成が
連続的に起こり、最後に転移で官能基の位置を整理されるようにする。
転移も妙な機構で、これは実際にはどうやって多種の分子に自然生成されているのだろうか。

**名無電力１４００１** · 2022/09/25(日) 22:47:19.78

ステロイドの合成、実際の生合成はどんなんだと思う？
生物の中で反応各段階でスペクトル分析・抽出・精製のような大儀なことをしているはずがない。
自然に大量に作られる分子なのだから、必ずや連続的に起きる仕組みを持っている。

或る箇所で自然な求核反応が為されると、その次の段階では電子密度の薄い
新たなるカチオン場所が標的として電気的に自己アピールし、そこに分子内で次の求核攻撃が、
として出来るものでなければならないと思う。

このすっきりした最も自然な生成が証明されていない。
まだ化学の課題として残っているということを言っておく。

さてカチオンのほかにラジカルという言葉まで出て来た。
これは電子吸引力が強い他の分子を使って、分子の共有結合を引きちぎった活性分子種である。
メタンCH4やヨウ化メチルCH3Iからは、CH3･という不対電子が1つ浮いているものが作られる。

放射線関係では活性酸素ラジカルが何種類もあるという話。
ラジカルが化学結合を誘導する力が強いのは、その不対電子から容易に想像される。

前ステロイド分子にラジカルを一つ与えると、環形成や官能基転移が次々起きて
ステロイドが仕上がる、というシナリオも考えられる。

これがカチオン支配とは違う機構というのはわかるよね。
個人的にはこのラジカル支配による設計機構を持っているのではと思う。
もちろん現代化学はこちらのシナリオもいまだ完全な解決をしていない。

**名無電力１４００１** · 2022/09/25(日) 22:48:55.96

生成法の自然さを示し、証明し、完全な解決をするには何をすればいいだろうか。
その提案をしておく。ステロイドは作りたい分子の単なる一つの例であり
多くのアルカロイドや、抗菌物質や生化学物質を我々は作って役立てたい。
その生化学力をもって原子力問題を側面から支援するのである。

ステロイドや前ステロイドをプログラミング言語のオブジェクトとして表す。
どんなデータメンバが必要だろうか。
ステロイドや前ステロイドにも現代では何百種類もある。

まず分子のつながりをデータメンバとして持っているだろう。
そこに有機化学の言語から発想の収集が為されたあらゆることが、
オブジェクトのデータメンバとして入るようにする。

すると自然な求核標的となる部位も、現代有機化学の言葉にあるのであり
データメンバに入っている。
オブジェクトの自己発展が、前ステロイドからステロイドに行き着くはずである。

それは概念が書かれきってあれば、もはや論理的な数学証明として
自己発展がそうなると示される。生物体内で起きることならば、この水準の
自己発展として生成問題が解決するほどの自然さを持っていなければならないだろう。

カチオン反応の場合、ラジカル反応の場合、どちらも扱えて、
数値計算が必要ならば、オブジェクトがサブルーチンを作り出して計算結果を取り出す
この形式で現実を模して証明が完成したら、問題が解決したと呼べるだろう。

段階的有機合成でなく自然的生合成に近い方法で高分子を作る方法を開発
するときの考え方になると思う。

**名無電力１４００１** · 2022/10/02(日) 17:13:34.48

化学において化合物とべつに錯体という概念がある。
おもに溶液の中で存在して共有結合ではない形で相互作用している
分子団である。

分子を共有結合の狭義に限定するとき、錯体はより弱い結合で
つながる分子団だが、物を溶かすのには十分な程度の、独自の物質系を
作る能力を持っている。

具体的には配位結合、水素結合、イオン結合、どれも電子対が片方分子
に寄って＋と－の電荷の吸引力で系が出来る。

このような物質系を、銀河団と超銀河団の関係を真似て超分子とも言う。
錯体はその中の一つだが、中でも幾何学的対称性の強い物質系を指す。
超分子はまだ新語で十年もすれば廃れてしまうかもしれないが
錯体は無作為抽出の中学生でも知っているかもしれない基本概念ではあろう。

体内に入ったセシウムやプルトニウムをエチレンジアミン四酢酸という
大き目の分子を用い、６座配位の有機錯体にして排出するのは
物を溶かす能力を利用した方法である。

ヘモグロビンのヘムは鉄に対する４座配位の有機錯体である。
生物体で鉄を運んでいる。鉄は骨格の中心だが目的のメインではなく、
酸素運搬が目的。O2はFe2+の５座目の分子として錯体配位する。

化合物≒分子とはべつに錯体を学ぶ必要がある。

それにより原子力屋が化学者の示した試薬のみを用いるのではなく
独自の有機分子を設計して、原子力周辺技術を作ることが出来るように
なるだろう。

**名無電力１４００１** · 2022/10/02(日) 22:29:29.63

3レスやや無駄に使い数学的なパズルを提示。

炭素原子は4価または4本の手を持っているのは有名。
窒素の手は3本、酸素は2本、アンモニアや水は平面や直線形でない
というのも知られている。酸素の下の硫化水素やセレン化水素も
水に似た形で角度は90度により近い。

ところで炭素を挟んで窒素と反対側のホウ素。
BH3は正三角形をしている。アンモニアのような非平面ではない。

これらの事情に全部、直感的な説明が付く。
但し、第二周期原子はsp混成軌道を作りやすいという命題を
前提とする。

窒素のNH3は非共有電子対を持つ。ホウ素のBH3は持っていない。
NH3は非共有電子対からの電気的反発を受けて、3つのHが
それとは逆側の方に勢ぞろいして寄る。

酸素のH2Oも非共有電子対を2つ持つ。窒素Nも酸素Oも
結合の手と非共有電子対の双方を考慮に入れれば、正四面体型
の電子構造をしている。これはsp混成軌道の4つのでっぱりである。
水においてもNH3と同じような反発力によりHのつながり方が折れ曲がる。

一方、ホウ素のBH3ではBの一番外側の電子は6つである。
するとこれはsp混成軌道としても正三角形になり、その形を取る。

硫化水素とセレン化水素も水と近いはずである。しかし
sp混成軌道は第二周期にだけ起きやすいのである。
第三周期以降では(心持ちだけしか)混成していなく、p軌道に
Hがつながるので、その向きとして水よりずっと90度近い分子形となる。

**名無電力１４００１** · 2022/10/02(日) 22:32:26.38

そもそもsp混成軌道とは何なのか、どんな力学の産物なのかと
いう疑問がわくだろう。それはまた別の機会にしてパズルの話を続けよう。
核子内クォークや原子核内核子に混成軌道を導入できないかの狙いも。
純粋固有関数なのか必然的に混合性の関数なのかの、純粋混合差別の有無も、
今後の問題。

リンは5本の手を持つ。
硫黄は6本の手を持つ。
ヨウ素は7本の手を持つ。
オスミウムは8本の手を持つ。
レニウムは9本の手を持つ。

原子価のオクテット則というのはsp混成軌道の総電子数が8だから
というもので第三周期以降では厳密に守られるべき規則ではなくなる。

手を全部水素Hで埋めよう。どんな形をしているだろうか。
PH5やIH7。実は水素よりフッ素がパワフル元素で、PF5やIF7のように
して最大原子価の分子が達成される。ついでにキセノンも6価。XeF6

この形が数学的なパズル。
硫黄のSF6はxyz軸の両側っぽいだろう。SF6とUF6は実際にもそうである。
6フッ化ウランの形はこれである。
ウラン化合物で最も沸点が低い摂氏60度ほどで気体になるという
都合の良い分子なので気体化しての処理に使われる。

PF5はどうだろう。言われると小中学生じゃなければ6なんかより5や7が
どんな配位になるかの疑問の方が興味深いなとなるのが大人の感覚。

これは正三角形と円柱の上下方向につながる5配位となる。
しかし頂点1つと正方形の四角錘の5配位にもなり、揺らぎ続ける。

**名無電力１４００１** · 2022/10/02(日) 22:35:14.16

・SF6やUF6の電子軌道をどう読むべきか。
・PF5などの形の揺らぎをどう読むべきか。
・分子と錯体との共通点は。

SF6とUF6が同じ分子形を持っているのなら説明を付けねばなるまい。
電子軌道はspd混成軌道なのだろう。オクテット則はあまり関係がなく
Sの第三周期の6個の電子がみな一線に出ている…。
果たしてそれでいいだろうか？駄目である。Sの電子はsとpだけとされている。
解釈するにはSの電子がdに移ってから混成するとしなければいけない。

このように単純ではない。そしてSとUは周期律表における縦の位置が
まるで違う。計算機シミュもして電子殻の構造に論理と計算での
しかるべき説明をしておく課題が発生する。

PF5は三角両錘が四角錘に擬回転をし続ける、と化学では呼称する。
リンなど手が5本の原子ではこの現象が一般的に見られる。
中心原子は四角錘の内側に入るのが普通だが、そもそも四角錘自体が
どんな混成軌道なんだと言いたくなる不自然なものであり、
中心原子を底面の外に出すような完全に一方に寄る配位も在ると言う。

計算機において、球面に5つの点を配置して、その間に反発力を設定する。
すると問題の状況や対称性の変化を作って見ることが出来る。
もっと多くの手についても同じことが出来る。4本や6本手なんかより
もっと微妙な、変化の敷居エネルギーが低いような状況が見られよう。

ウランは手が最大6本だが、近隣で5本や7本のがあればフッ化物は
その形になる。優れて原子力の問題である。

分子を作った後で、残った電荷の影響を使い溶液中で配位するのが錯体で
その手は2-12本ぐらいとして、形状は分子の時と同じ数学の結果になる。
4や18の半分の9も超えることがあるのは電荷の影響が飽和しないから。

**名無電力１４００１** · 2022/10/02(日) 23:40:00.28

このように第3周期以降の原子では原子価が5以上になることに
よる効果が様々に見られ、その解釈自体もsp混成はしないが
spd混成はするというものだった。

有機化学では第3周期以降の原子は限定した形でしか使わず
これまでに形成して解決した問題意識も限定したものだったと言える。
分野全体としてもっと底上げする方が良さそう。

特に5価の原子が出現して一般性の状況が見えたため、しっかりした
一般論を作らなきゃなという感じは読者も持ったのではないかと思う。

ところでもう一つの違う5があるのである。
電子殻がs、p、d、fとなりその定員数が2、6、10、14というのは
知っているだろう。

sとpの電子殻の形は簡単である。sは球形で、pは鉄アレイ型。
pは座標軸のx、y、zそれぞれの方向に向くとしている。
このような形の雲の中に上スピン、下スピンと電子が2個ずつ入る。

しかしdはどうなんだ？fはどうなんだ？。5と7が出て来た(5*2と7*2)
先のは手の数、こちらのは固有関数の個数、正式にも全然違う。
だが5と7である。そしてそれを球面に対称性をもって配置することは
出来ないという、先の結論があり、こちらのにもそれが有効である。

実際、s軌道は1で、p軌道はz、x、yで
d軌道はz^2、xz、yz、xy、x^2-y^2で
f軌道はz^3、xz^2、yz^2、xyz、z(x^2-y^2)、x(x^2-3y^2)、y(3x^2-y^2)で
書かれる。これは球面調和関数の三角関数をxyzで書き直すと得る。
一つ前のにzを掛けて末尾に2つ増やすという漸化的な構成でもある。

**名無電力１４００１** · 2022/10/02(日) 23:53:59.57

s軌道とp軌道は座標軸の方向を向いていて平等性があった。そのために
一般形に気がついていなかった。d軌道になり初めて一般性の状況が現れた。
もはや対称的には方向を付けることは出来ず関数同士が平等でもない。

分子や錯体で中心原子につながる子供の個数も5以上になり
中心原子もd軌道を有する少し重めの原子。
このような配置が一般的な問題設定になった。

このように一気に二重に一般化し二つの5が出て来た。
軌道としてはさらにf軌道の7もある、
つながる枝の方は2-12個にもなる。

（なおつながる数の主要な決定因子は電荷に続いてサイズ効果である。
原子やイオンは他の原子やイオンが近づこうともサイズはほぼ変わらず
微妙にしか変化しない。しかし分子軌道などを作り始めると大きく変化する。
錯体は分子軌道を作らないので変化なしで、原子やイオンの球としての充填が
電荷の次にほぼ形態を決定する。）

この二重に一般化した状況に対し、d軌道やf軌道の波動関数は
球面調和関数の理論から慣習的な形を使う。また
分子や錯体としては、有り得る形は十数種類しかない。分類して、数値積分して
結果として提示できる。これをしたものが配位子場理論である。

それは局所的な状況の分類なので、水や液体中の分子の局所的な状況を
分類してのエネルギー計算則を与えていて、数学的には特異点のリー群の
ような発想。それよりは簡単な分類と積分だけで今となっては古典。

錯体は触媒としても使われる。錯体触媒は分子よりも優しく物を扱える。
ハーバーボッシュのアンモニア製造法。窒素固定は植物では生物触媒を使う。
この方向について来週もまた触れたい。工業にも原子力にも何かと使える。

**名無電力１４００１** · 2022/10/09(日) 17:13:31.45

化学分野には部首の位置を全部逆に書く漢字遊びがある。
触媒＝虫角某女、固体＝古口本人、軌道＝九車之首。
漢字をゲシュタルト的に解体して色々と考えてみよう。

混成軌道と分子軌道の概念を紹介する。
それと第一原理計算との隙間に研究課題が存在していて、
高温超伝導と直結していることを述べる。

ボトムアップを単一軌道からの組み上げ構成。
トップダウンを高温超伝導の説明、としてみよう。
この中間がまだつながりきっていない。
つながっていれば説明されているはずであるからね。

最初に高温超伝導の概説。少し後で先週からの第三周期以後の化学。
シームレスにつなぐことで両者を行き来させ双方に役立てる。
超伝導は電力の機材を作ったり節約することに役立つ。
第三周期以後の化学はUF6やU3O8（この形わかる？）など。

おもに金属を使うのが非高温超伝導で、
酸素、ホウ素、炭素、硫黄↓なども使うのが高温超伝導で物質として異なる。
非高温超伝導はBCS理論1957年で解決したが高温超伝導は解決していない。

理論の進展がずっと止まっているのが高温超伝導。
なぜだろう？現象の発見は35年前1986年である。
現在までの期間に何も理論が作られていないのである。

**名無電力１４００１** · 2022/10/09(日) 21:38:01.70

問題意識のようなものを説明させてもらいたいと思うんだけど、
・理論化学は意外と単純仮定をしている
・物性理論は元素の個性を見ようとしていない
・計算機シミュレーションもあまり洗練されていない

これが高温超伝導。やりようはありそうという感じ。
化学の方は疎かな仮定のそのままなので問題が解けない。
スレーター行列式とLCAO（原子軌道の線形結合）というのは
近似が行き過ぎていて微妙な次段階現象がこぼれ落ちる。

物理の方は化学者の見る物質観を見ないので問題が解けない。
BCS理論は場の演算子の線形結合の方法というのを使うのだけれど
そこに元素の個性が入っていない。個性を見ないで一般論にして
解けない解けないと言っているように思う。

計算機シミュは密度汎関数法のコーンシャム方程式というのが
化学の分子解析でよく使われる。しかしこれは多粒子系の
シュレーディンガー方程式で、波動関数構成を密度構成に変えて
スピンも欠落させたものである。

普通の人が思うほど解析の道具が高度なものにはなっていない
と思った。いわばロボット業界が同じことばかりやっていて
あまり進歩していないな、宣伝だけが過多だなと見られているのと同じ。

そのように批判的に見た上で、では攻略戦略をと。
それは化学、物理、計算機、それぞれの中に入っている道具を
もっと増やすことだろう。一般人が思うほどの緻密さをまず。

３方面から攻略して中原を押さえれば、（高温）超伝導は自然に
物質が示す現象の中に包含されて入っているのでは？

**名無電力１４００１** · 2022/10/09(日) 21:38:59.97

物理の場の演算子の方法というのは無力かもしれない。
固体は束縛系で必然的に非線形だからである。
場の演算子というのは振動が世界を表し、振動同士が相互作用
するような効果も入れることで体系全体を記述しようとする
方法論のことなので限界がある。
よって非高温超伝導で有効だったBCS理論が使えないのは仕方ないだろう。

高温超伝導は化学者の出るべき幕である。
我々も化学の問題として捉えたい。

化学の方法も足りない。２通りあって単純仮定のことと
重元素の性質をまだ組み尽くせていないこと。

前者は次レスぐらいで混成軌道と分子軌道概説として書く。
後者は本質的にまだ何か足りていないのだろう。このスレでひそかな
狙いとして言っていることとして、有機化合物を模した世界を
炭素Ｃに依存しない重元素だけで作ることというのがある。

重元素に多い金属はつまらない化合物しか作れないのだろうか。
小分子の金属結合は共有結合と区別されるだろうか。指向性、飽和性。
手が５本のリンの三角両錘を優雅に使いこなす方法もあるのでは。

コバルトとリンが錯体に多く登場しているのはどういうことで
それがニッケルや鉄やヒ素や硫黄とは何によって化学として区別されるのか。

Ｃ中心の有機分子の特徴はそれが「言語」を担っていること。
一つの分子があたかも一つの単語かのように、連携して情報システムを作れる。
重元素でもうまく特徴をつかんで言語の担体として構成すれば
見たことのない分子の新世界を作れるのでは、みたいな。

こんなのが重元素の性質をまだ組み尽くせていないの内容。

**名無電力１４００１** · 2022/10/09(日) 23:10:14.25

混成軌道と分子軌道の問題とは。
手法として名前ほど大した、或いは完璧なものじゃないという点。

まず水素原子はシュレーディンガー方程式の解として解ける。
相対性理論が入ると超幾何関数になるが非相対論的量子力学では
半径方向にラゲール関数
回転方向に球面調和関数
の積の形の解を持つ。
1s、2pなどはこの解に付けられた記号。

水素の代わりに原子核を重くしたり電荷を増やしたりして
電子が１つだけの系も数理的には係数以外全く同じ式なので解ける。
それ以上の粒子を持つ系は、現時点で何々関数という形には書けない。

spなどの混成軌道はどうするか。単純に2sと2p_xなどを
係数と±1を掛けて足す。すると面白いことに、その和関数は
元々解は波動関数として分布の平方根を表していたのだが
同じく分布の平方根ながら、例えば四面体方向に平等に広がるような
波動関数らしいものになる。
これを大して根拠もなく使っているのが混成軌道である。

さらに別の原子に属する元々の軌道か混成軌道かを
やはり係数と±1を掛けて足す。するとこれも面白いことに、
その和関数は、分子を構成する複数原子核を包むような、同じく
分布の平方根の波動関数らしいものになる。LCAO。

そこに電子同士の反交換性を表すスレーター行列式としての構成を
投入すると、分子形状の成立に伴い、軌道エネルギーの行列式固有値が
高低2つに分かれ、それが分子の結合エネルギーを実際に表している。
大学の無機化学、物理化学の教科書でもこれ以上の根拠づけは述べてない。
Q何が問題か。A物理の言う量子電磁力学としての分子の多粒子方程式はもっと複雑。

**名無電力１４００１** · 2022/10/09(日) 23:12:38.32

線形結合と反対称化という化学の標準的な方法だけでは
とうていクーパー対のような現象が自然には入っていない。
混成軌道と分子軌道はもっと根拠を持ち、高級な方程式からの近似として演繹
しなければならない。現在までの結果がいいのでわりと近い関数形なのだろうが。
これが理論化学で進歩させるべきこと。
逆にその精密化を入れれば超伝導はその次段階近似で自然に入る。

次に計算機シミュレーション。
解析的に解けない水素分子イオン以上の複雑系はコーンシャム方程式の数値計算をする。
しかしこれがまた近似が行き過ぎている。
コーンシャムの計算が良い結果を出しているのは、芳香環やステロイドなどの
有機大型分子の、電子密度などの数値である。
これにより求核性やオルトメタパラ選好などは計算される。

しかし高温超伝導の精密な様子を化学として算出するのは少し方向性が違う。
やはり量子電磁力学の式から始めて、易しい系で、許される近似法自体を
確認していかなければいけないだろう。コーンシャム法はその許される近似の
方向に、超伝導が書けないのだからおそらくは入っていない。
最初からやり直して、計算機シミュレーション自体を作り直す。

高温超伝導はペロブスカイト結晶という、特定種類の結晶の中で起きる。
数個の原子、電子まで入れても数百粒子。
法則は既知の系の、周期的環境の現象。

ということは厳密な量子電磁力学から始めたら、ずばり転位温度まで含めて
予言されて求まらなければならない。しかしそれなのに
計算機シミュで超伝導体の転位温度を出せるようになりました
という報告は聞いたことがない。
やり忘れてるのでは？と思う。意外とそういうことってある。
今日も3分野の3方面攻略でという言い方をして、ぴったりそれをしてなかったみたいな。