【物理】量子力学から熱力学第二法則を導出することに成功 ～「時間の矢」の起源の解明へ大きな一歩～/東京大©2ch.net
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2017.09.06
量子力学から熱力学第二法則を導出することに成功 ～「時間の矢」の起源の解明へ大きな一歩～：物理工学専攻 伊與田英輝助教、金子和哉さん（D1)、沙川貴大准教授
東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の伊與田英輝助教、金子和哉大学院生、沙川貴大准教授は、マクロ（巨視的）な世界の基本法則で、不可逆な変化に関する熱力学第二法則を、ミクロな世界の基本法則である量子力学から、理論的に導出することに成功しました。
これは、極微の世界を支配する「量子力学」と、私達の日常を支配する「熱力学」という、二つの大きく隔たった体系を直接に結び付けるものです。
本研究では、量子多体系の理論に基づき、単一の波動関数（注４）で表される量子力学系において、熱力学第二法則を理論的に導きました。
従来の研究とは異なり、カノニカル分布などの統計力学の概念を使うことなく、多体系の量子力学に基づいて第二法則を導出したことが、本研究の大きな特徴です。
さらに、ゆらぎの定理と呼ばれる熱力学第二法則の一般化を、同様の設定で証明することにも成功しました。
本研究の成果は、量子力学だけに基づいて不可逆性の起源を理解する大きな一歩となるのみならず、冷却原子気体など高度に制御された量子多体系の非平衡ダイナミクスの理解にもつながると期待されます。
プレスリリース本文：/shared/press/data/setnws_201709061614152431248138_195100.pdf
Physical Review Letters：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.100601#fulltext
▽引用元：東京大学大学院工学系研究科 プレスリリース 2017.09.06
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/soe/press/setnws_201709061614152431248138.html
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/shared/press/images/setnws_201709061614152431248138_761028.jpg
＊ご依頼いただきました。 >>231
だから「相対論無しで正しいローレンツ力の解釈ができる」ということに、どんな意味が有るのか？と言う事だろ >>171
ノヴァいいよな
あのエピソードがあるからどんな非道行ってもお茶目に感じる >>230
是非やってくれ
どうせ捏造と改竄しか出来ない東大医学部は病院諸共更地にして、
その資金を真面目な分野へ回した方がよほど人の為だ ＞だから「相対論無しで正しいローレンツ力の解釈ができる」ということに、どんな意味が有るのか？と言う事だろ
いるよなあ。
自分では分からないから２ちゃんでは偉そうに書くヤツ 光電化は熱力学と関係あるのは分かるけれど
光電作用は発熱を伴うし、電子を動かして発光もさせるから
量子力学とも関係あるらしいのは分かるけど
時間の矢についてはどうも眉唾だね
https://www.youtube.com/watch?v=jwQY0vOAiOQ&;t=1289s ざっと軽く見ただけだから偉そうなことは何も言えないけど、
やっぱり数学的には結構簡単というか、平衡統計力学とあまり変わらないよね
多体系というからもっと泥臭い解析地獄かと思ったんだけど、モデルの選び方がいいのか あと時間の矢に関しては、本当に熱力学第二法則やエントロピーの話で十分なのか
個人的には疑問だね。自分なりのアイデアがあるからそれは書けないけど
はっきりしてきたのは、量子情報やヒルベルト空間の測度や熱力学のエントロピーが
基本的には同じような数学的対象として統合できるだろうということか >>235
いるよなあ。
自分では分かったつもりになって、２ちゃんでは偉そうに書くヤツ 240名無しのひみつ＠無断転載は禁止2017/09/09(土) 20:33:38.22ID:60XvHgGl
>>235
いるよなあ。
自分では分かったつもりになって、２ちゃんでは偉そうに書くヤツ >>241
ローレンツ力のパラドックスを相対論無しで解釈することがどれだけ意味深い事なのかを説明してあげれば良いのでは? 第二法則って熱いものと冷たいものを混ぜると中間の温度になるって奴だっけ
経験的にも直感的にも当たり前の事を第一原理から証明出来るってそんな凄い事なの
学問的には体系化しやすくなるから良いだろうけど >>244
熱力学と量子力学は完全には理解出来なかったからバカなのはそうなんだけど、どう凄いのか教えて >>243
そういう経験や直感だけだと扇風機を思いつくことはできるが
冷蔵庫やエアコンを思いつくことはできないのでは >>245
熱力学や量子力学なんて関係ない。
経験則が定理として証明されることの意義が分からないなんて、学問向いてない。
数学の証明の意義も分からんのだろ？ >>247
横レスだが
数学での証明の意義と物理学での証明の意義とは全く異なるぞ
本質的に演繹的な学問である数学では、証明がない主張は予想や仮説あるいは場合によっては単なる願望に過ぎない
主張は証明されて初めて数学という学問体系の中で確固たる存在となる
もちろん予想や仮説が極めて興味あるものであったりそれが正しい場合には豊かな数学の発展が見込める場合、
予想や仮説が多くの優れた数学者の関心を惹き数学の発展に大きく寄与し貢献できることはフェルマー大予想や
リーマン仮説などで観察された通りだが、たとえそうであっても証明されていない予想や仮説では数学の中で
確固たる存在を持つことはできない
それに対して物理学は本質的に経験的で帰納的な学問であるのでそこで本質的に重要なのは
主張が演繹的に証明されることではなく、経験的につまり実験によって帰納的に実証されることだ
物理学で演繹的には…つまり数学の立場では…全く文句の付けようのない形で証明された主張（つまり数学での定理）に
なったが実験で反証されて棄却された主張なんてものは掃いて捨てるほどある
今回の証明が…直前の２つのパラグラフにもかかわらず…物理学において重要なのは、現象論の典型である
熱力学の基本法則がより根本的と看做されている量子力学より導出されるということは、物理学者が常に追い求めて来た
還元主義が熱力学に対しても成功したことになるからだ
アトミズム的発想に基づく統計力学から熱力学のエントロピーを導くのは昔からなされているが
その導出には様々な仮定があり決して自明に正しいと認められるものではなかったという憾みがずっとあった ある意味、数学的にも単純に量子力学だけに帰着しないであろう量子重力理論が
かなり厄介ということでもある
量子重力理論次第では多体量子系の計算体系が大幅に変わってくる可能性が高いしね エルゴード仮説使わないで統計力学から熱力学って証明できないって話だったけど
そこは進展はまだないのかな？ >>4
つまり、マクロの世界では神様がデッカイさいころを振っちゃうんだよっ！ってことか！ >>251
量子力学からエルゴード性を出すのはまだだが、同じような路線だからな
数学者がランダム行列理論を引っ提げて本格参入したらかなり進むだろうな >>46
20世紀まで科学がなかった国だけどな
というかそもそも｢科学｣や｢技術｣という言葉すらなかった 能書きはいいからサイエンス・ゼロでCG交えて30分で煙に巻け >>255
同じ言葉は無かっただけだ
違う言葉を日本における概念で使っていたわけでね
まさか今と同じ熟語が無かったらといって技術が無かったとか考えてないだろうな？ >>254
確かに似たようなもんだ
全体としてエントロピー増大するなら、無限の時間を取ればエルゴード的になるし
ただ少し違うし、エルゴード仮説が絶対的なものかどうかは微妙 ちょっと違うな
技術的な素養が有ったから明治の近代化が急速に進んだんだ
蒸気機関車のコピーをゼロから数年で作れるようなレベルでは有った 正準形式だと逆立ちしてでも時間の不可逆性を導き出すのは無理だが、経路積分ならなんとかなりそうだと思って頑張ってみた遠い過去の記憶 論文読んでもいないから、あてにはならないが、
量子力学が時間反転で対称だというのは、
境界条件が適切であって系全体のハミルトニアンが
エルミートになっている時に限るはず。
境界条件が不適切だと、たとえばエネルギーの高い状態
の波束は無限遠方に逃げていって、観測対象としている
有界な領域から散逸していってしまい、遠方に逃げられない
固有状態の成分だけが残ってしまう。無限遠方に逃げた
波束を、時間反転で呼び戻すのには、無限遠方での境界条件
を非常に作為的に設定してやらなければ無理がある。 これ時間の矢どうこうは重要ではなくて
量子論から直接に等重率を導いた点が凄いのだと思う
これで一般相対論以外はすべて量子論の一部になったと言える >>258
バカすぎる。無い技術は学んだ
だからといって技術が無かったわけでは無いし、技術の概念が無かったわけでもない
なんでこんなにバカが湧いてんだ？
江戸期以前は、技術のことは、げふ と呼んでいた。漢字だと、業だな。あるいは、わざ。漢字だと、技 この国はある意味では北朝鮮以上の国民を騙す国家だと思う 北朝鮮以上に国民を騙し詐欺師の様に搾取する
★★★★政治家・マスゴミ・が隠す日本の真実！★★★★
https://www.youtube.com/watch?v=pX9COqRfCSU
↓ ↓ ↓
https://www.youtube.com/watch?v=A-cKT-sKly4&;;;list=PLTEQ4LklraVRq1fq3xbolEhHFm4lhBYVM&index=1
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 数学を使うあなたの意識もこの世界を創造した意識の一部なんです。
0次元⇒意識：意識とは数学の＝（イコール）
1次元⇒時間：時間の概念とは0基点に反転させても実方向になる。
2次元⇒線：線とは例えばA点からB点までの距離の概念で時間の概念との2時間数が速度になる。
3次元⇒面：面とは波にあたり時間軸により面を基点にN⇔Sや右スピン⇔左スピンとなる。
4次元⇒立体：立体＝空間となり時間軸を合わせ時空となる。
5次元⇒8個の立体：ベクトルの追加により2次3次４次元の実と虚により８個の時空に分離。
６次元⇒
７次元⇒
８次元⇒
９次元⇒ >>234
ほとんど賛成なんだが、なんでどこの国も医学部に英傑を集らせるのだろう？ww
資源と人材ロスだよねww >>269
まあわかってると思うが、医者が一番低リスクで金になるから
集めたくなくても集まってしまう
他の業界で医者以上に稼ごうと思ったら起業して一発当てるしかない >>269
独創性と偏差値は別だから
今回の研究は田崎が考えた問題+量子熱力学のフォロー+ちょっとしたアイデアで
出てきている。著者以外の独創性が必要だった
はっきり言って、医学に関心があれば統計力学に興味があるのは当たり前だが
大半の医学者はそこまでの感性や探究心はないってことだ
田崎(東大だけど)みたいな哲学的タイプは偏差値だけの話ではない それに、大体宇宙とか世界の謎に興味ある人間は理学部を選ぶから全く問題ないんだよね
沙川さんも多分湯川の伝統とか多少は意識して京大でしょ
哲学的なセンスといえば茂木健一郎もあるけど
茂木の場合数学の才能が無さすぎた
もう少し数学ができれば学者として成功したと思う >>269
東大医学部の門脇孝先生、小室一成先生、
そして山内敏正教授らの人智を超えた偉大な業績を知れば、
東京大学医学部こそ我が国が誇る最高の教育研究機関である事が自明なのに
東大を陥れる陰謀が正しい評価をしようとしない、極めて遺憾だ！ >>276
まぁ取りあえず何年かは評価待ち、ぐらいで エントロピーの増大で量子も消滅する
物質も宇宙もその影響を受けて膨張し消滅していく 空間の体積が有限ではなくて、多体の粒子の運動に解析的な積分が無いとき、
軌道が散逸的となり、観測している空間範囲において不可逆性が生じる
のだろうかな？ 高校物理で止まってるド素人が一言
むしろすべての物理現象が一つの理論大系で説明できないとすれば、理論が間違ってるってことじゃね？ 理論が間違ってるんじゃない。未完成なんだ。
各理論の扱う中心では正しいけど、極値になると怪しくなるだけだ。 多元宇宙論やホログラフィック宇宙論の存在を考えると、単なる極値の問題ではないな >>284
正しいように見えてるのも実は近似値に過ぎないわけじゃないの？ そんなにすっきりした理論体系を作れるほどまだ人類は賢くないのですよ
部分部分でジグソーパズルのピースを探してる状態 近似なしで正しい理論なんて大した意味はないよ
近似が測定誤差の範囲だったらその理論はそのスケールで正確だと言えるので
例えば日常的に相対論的効果を考えるのは大変だしそんなことする意味もないでしょ つまり量子力学こそがすべてを支配する根源ってことでおけ？ >>291
今回の理論は、その道筋にもならないか？ 不安定状態から完全な安定状態に向かうまでの過渡現象を物理や宇宙と考えたら時間なんてないはず >>4
> 何気に凄くないか？
> マクロの世界も量子力学で説明できちゃうかも知れないんだろ？ >>4
> 何気に凄くないか？
> マクロの世界も量子力学で説明できちゃうかも知れないんだろ？ そもそも物質波にエントロピーが定義できるのか
これと第二法則の粒子エントロピーが等しいのか 万物の理論が余剰次元使いまくりとか
100年たったら、エ～テル扱いw ダークマターが無くても結びつける力を量子と考えたら
エントロピーの増大で結び付きがほどけて宇宙が膨張してく 独自のホログラフィック原理を元に展開したエントロピック重力理論でも
自由度Nとして設定した
{(4πc^3)/エイチバー}X＝Gとなる際の
変数Xの計算値が0.2078……×10^70であることを示すから
2月の物理学会誌で「エベレットの多世界解釈に収斂するかもしれないが……」
と述べていたのと同様に、多世界解釈が重要な意味を為すのは間違いない
ホログラフィック原理を適用した慣性系における電子のスピンの挙動が
対消滅を引き起こして、それが虚数空間に及び
すべての虚数空間(多世界)からの対消滅の慣性力が重力であるって考え方も出来る
ただし、この場合において時間の定義そのものも揺らぐ事が想定される
つうか誰か基底状態の2種類の電子のスピンの4次元(xyzi)ベクトルでの書き方教えて よくこんな地味なことこつこつやつたな
いや、これ実は凄いと思う
頑張れよ 時間＝エントロピー増大
だからマクロ系だけに時間が有る
量子レベルでは時間は無い
粒子の区別もない なんで時間の矢は日常の現実世界では前(未来)方向にしか進まないの？
ボルツマン方程式のS=klogｗで、すべての物事は秩序から混沌へと向かうからなの？
ビッグバン以来宇宙のエントロピーは増大し続けているのと関係があるの？
縮小方向には行かない(だから時間の矢は後ろには行かない)という事なの？ もしかしたら時々逆行してるかもしれないけど、そしたら自分たちの意識も
何もかも逆行してるから絶対に逆行してることはわからない テーブルに熱いコーヒーを置いたら徐々に放熱して冷めていく。
テーブルに冷たいコーヒーを置いたら徐々に周りから熱を吸収して熱くなることは絶対起きない。
これが時間 いや熱は吸収してるから
熱いコーヒーが80℃ぐらいだとして、冷たいコーヒーを10℃くらいだとしても、気温が約25℃程度なんだから単純な熱量的に熱いコーヒーの方がエネルギーが高いだけ >>307
いや、おきるよ。机の上に置いた氷融けるじゃん。 >>5
> 良く解んないけど、凄そうだから、おめでとうございます 時間なんてどーでもいいし
話もな～～んも、通じない世界に、時間なんて考えてもしょうがないと思うけどな・・・ おい｡すごいぞ｡
あいつらすげえよ｡あいつら北朝鮮が証明して見せたぞ。
E=mcｽｸｴｱ×10
かっこええよすご・・ピタゴラスイッチ♪ 【物理】究極の大規模光量子コンピュータ実現法を発明 1つの量子テレポーテーション回路を繰り返し利用/東京大©2ch.net
ttp://egg.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1506184729/
2chのデイトレヲタが科学＋に大量に来て「儲からない研究してるんじゃねーよさっさと俺の資産増やすような成果出せクズ」とか喚いてるｗ
そして量子力学の基礎研究や>>1みたいな理論物理より、量子コンピュータでもさっさと作ってくれとほざいてるｗｗｗ
時間とはリヤプノフ数が大きくなる方向である、なんて話があったかなあ ペアになっている宇宙は互いに時間の矢が逆向きだが
時間が逆に進んでいるわけではない
時間は逆行しないから時間の矢だけが逆向きになる
量子力学的に言えばそう映るのである
ペアの宇宙では死から生が始まったりはしないのだ
観測される時間が逆?に見えるだけなのだ
量子世界独特の観測結果になるということなのだ 量子力学なんてかっての天文学だ
証明できないから言ったもの勝ち 実験したら10桁くらい一致する理論を
証明できないと言うなら、何なら証明できるんだ >>318
科学にとって実験や計算の精度は重要だけど、それだけでは否定も肯定もできないぞ。
天動説の周転円＋従円＋従々円＋……の理論なんか、ケプラーの理論より１桁以上精度が高かったんだぜ。
それどころか海王星が見つかっても、まだニュートン力学よりも精度が高いんだ。
相対性理論が水星の近日点移動を説明して、ようやく精度が下回ったんだぜ。信じられるか？
ビッグバン宇宙論だって背景放射の温度、定常宇宙論の予測より１桁以上外れてたんだぜ。
それでも今は定常宇宙論よりビッグバン宇宙論の方が信じられてる。
科学の証明は精度じゃない。最後は信じる学者の多さでしかないんだ。 Ｅ2´＝Ｅ2´´
Ｅ2 = (ｍｃ2)2 + (ｍｃ2)2 サカイ引越センター
社員ボコボコのパワハラ動画
動画撮影者を脅すも#週刊新潮にスクープされる。
トレードマークのパンダを強調した東証1部上場の業界大手
動画 ↓
https://twitter.com/ayarin14/status/913193299460026368 >>319
正確さの上に実用性（適用対象の広さ）が重要なんだよね
現実に正確であり応用が効いてるから量子力学は使われてるんだよ >>319
宗教などが上位の権威を持っていた時代とは違う。
今は下剋上のツッコミがあらゆる角度から試みられる。
量的な違いも程度が巨大になると質的に違う意味を持つ。
有効数字の多さにも当てはまる エントロピーが変化する事＝時間が進んでる じゃね？
エントロピーが変化しないなら、その系では時間が止まってるとか。 >>325
時間とは何か？
ってところに話が行ってしまうね。 >>318
>>324
>>319
単に実験器具をスゲー精度で作れますって言ってるだけに見える… E´＝E´´
E＝謎＋謎
上の式について､
①´≠´´
②謎＝これから探しに行こう｡
なんかもう謎まみれだね｡ E´＝E´´
E＝謎＋謎
上の式について､
①´≠´´
②謎＝これから探しに行こう｡
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いきさつ：
2017年9月30日土曜日の朝､爆発について考えていた。
youtubeでニュークリアボム爆発やフレアの映像を見ていた。
その現象は爆発というイメージではあるが例えば１００人が脱走して逃げたが逃げるのを
止めたのか突然後ろを向いて戻っていったような感じ､つまり出ていったが戻っていった
という現象だった｡
次にニュークリアボムの爆発映像について､このありふれた世界に40kmも吹っ飛ばす
ような現象がある｡
これは誰もがエネルギーをイマジンするような衝撃的な現象である｡つまりエネルギーを
考えるには格好の題材であるといえる｡
このセンセーショナルな爆発を起こすにはどのようなものを使っていただろう｡
この爆発で起こることは物質が別の役割を持つ物質へと変化することである｡
ではここで爆発の瞬間を静止画にして思い描いてみる。
いま爆発した｡その瞬間が静止画となる｡
爆発の静止画の脱走して逃げ出した部分､つまり別の役割を持つ物質へと変化しようと
するものだけを箱に入れたかのような画像で切り取る｡
わかりやすく家の入り口くらいまでのサイズに切り取って画像を見る。
この箱の中の画像にはいまから変化しようとするその物質の様子が写っている｡そして
その後40kmが吹っ飛ぶエネルギーがyoutubeの実際のニュークリアボムの爆発映像で
目の前にあらわれる｡
箱の中から飛びだして旅に出ていき40kmに影響を残していったのである｡
そして同時に飛びだして旅に出ていった彼ら変化する物質に影響を与えたものもそこで
影響をおよぼしていたのである｡ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
