大栗先生の超弦理論入門 (ブルーバックス)

著者 :
  • 講談社
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  • Amazon.co.jp ・本 (288ページ)
  • / ISBN・EAN: 9784062578271

作品紹介・あらすじ

物質の基本は「点」ではなく「ひも」――これが「超弦理論」の考え方です(「超ひも理論」と同じですが研究者は超弦理論と呼んでいます)。しかし、なぜ「ひも」なのでしょうか? 超弦理論は物理学者の悲願「量子力学と重力理論の統合」を期待される最先端の理論ですが、それだけに難解です。
●なぜ「点」ではなく「ひも」なのか?
●なぜ「弦理論」ではなく「超弦理論」なのか?
●なぜ超弦理論は9次元あるいは10次元の理論といわれるのか?
●なぜ超弦理論では量子力学と重力が矛盾しないのか?
多くの人たちの理解を阻んできたこれらの「壁」に、『重力とは何か』『強い力と弱い力』(いずれも幻冬舎新書)がベストセラーとなった大栗先生が挑み、誰にでもわかる、しかしごまかしのない説明にチャレンジします。なかでも「次元の数」が決まる理由の謎解きは圧巻です。そこでは、あのオイラーが発見した、ある驚異的な公式が大活躍します。読んでいくうちに空間は9次元であると当たり前のように思えてくるでしょう。
そして最後には、とんでもない疑問に突き当たります。「私たちが存在しているこの空間は幻想ではないか?」というのです。空間は9次元だと思ったら、実は幻想だった! 世界の見方が根底から覆る衝撃を、ぜひ体験してください。
本書はブルーバックス創刊50周年にして初めて、表紙の書名を縦書きにしています。そこには、この難解な理論を「日本語の力」で説明してみせるという著者と編集部の思いが込められています。
※早刷版をご覧いただいた読者モニターの方からは、さっそく次のようなご感想をいただきました。
「何が問題で、どう解決したのか。私自身が謎解きをしているようでした」
「誰もが一度は考える物質や時空の成り立ちに、 こうも広大な知の営みがある。この世界や、生きていることの素晴らしさが実感できる、 いつまでも心に残る最高の一冊です!」
「一見浮き世離れしたような理論をこれほどまで読みやすくわかりやすい表現で明示
した労作は前代未聞。理系を毛嫌いするすべての老若男女に一読を勧めたい」
「現代の理論物理学が難解なのは、理論が進化してきた過程が見えなくなっているからだ。大栗先生は300頁に満たないこの本で『進化のはしご』を再現するという離れわざをやってのけた」

感想・レビュー・書評

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  • 私たちは習慣によって、
    重力があったり、
    次元があったり、
    空間があったりすると思うが、
    現実に存在するのは……
    (p.248)”

     『重力とは何か』、『強い力と弱い力』といった優れた啓蒙書を世に送り出してきたカリフォルニア工科大学カブリ冠教授 大栗博司。本書のテーマは、まさに彼の専門分野である「超弦理論」だ。

     超弦理論に関しては、「物体は極微のひもから出来ている」、「空間は三次元ではなく実は九次元」といった何ともワクワクさせられる煽り文句(?)が広く人口に膾炙していると思う。一方で、その内実、つまり「『なぜ』物体がひもから出来ていると考えるのか」、「九という数字は『どのように』導かれるのか」といったことはほとんど知られていないのではないだろうか(もちろん僕も知らなかった)。超弦理論は現代物理学の最前線にある理論で、当然かなりの難解さを誇るわけだが、本書は、専門家が理論のエッセンスを噛み砕いて一般向けに易しく、しかもなるべく誤魔化しを入れずに解説してくれている貴重な一冊だ。また、当時の研究の現場の活気溢れる様子を紹介できるのも、第一線で活躍してきた筆者ならではだろう。

     扱われているのは次のようなトピック。
    ・標準模型の限界
    ・なぜ点ではなくひもなのか
    ・超対称性とは何か
    ・空間の次元はどのようにして決まるのか
    ・双対性のウェブ
    ・AdS/CFT対応
    ・時空とは一体何なのか
     個人的には、九次元がコンパクト化されて三次元になる、六次元多様体「カラビ-ヤウ空間」のオイラー数から素粒子の世代数が決定されるというのが興味深かった。

     ただ、これだけ難解な理論を数式を用いず言葉だけで説明するというのにはやはりどうしても限界がある。「なるほど!」と腑に落ちたこともあったのだが、正直なところ、僕には理解が追いつかない箇所が多かった。特に、空間次元D=9を導く過程で、例の
    1+2+3+4+5+…=-1/12
    という式を使っているけれど大丈夫なのか?(Re s>1でしか成り立たないはずのζ(s)=Σ1/n^sという関係をs=-1に適用しているが…)
    多分問題ないのだろうとは思うが、モヤモヤが残る。

    1 なぜ「点」ではいけないのか
    2 もはや問題の先送りはできない
    3 「弦理論」から「超弦理論」へ
    4 なぜ九次元なのか
    5 力の統一原理
    6 第一次超弦理論革命
    7 トポロジカルな弦理論
    8 第二次超弦理論革命
    9 空間は幻想である
    10 時間は幻想か
    付録 オイラーの公式


  • 日本においてヒモ理論といえば大栗さんですが、私自身まだまだ理解が追いついていません。
    Newtonなどでは断片的に理解していましたが、本書ではなぜ次元を高次元にし、そして点ではなくヒモでなければ成立しないのか?がよく理解できます。
    一方で、これを完全に理解するためのトポロジカルな見識が私には不足していて、ところどころ不明な部分もあります。
    他の専門書と合わせてまた読み直したい1冊です。

  • 超弦理論を判りやすく説明していて流石です。難しい数式もほとんど使わず、図解を駆使して概念を説明しているので、ちょっと物理や数学は苦手…という人も手に取りやすい&理解しやすいかと。
    研究の当時の熱気含めて書かれてるので、そういう現場の雰囲気含めて堪能しました。
    (ちょっと古い本になりますが、はじめての〈超ひも理論〉 (講談社現代新書)を併せて読むと、ブルーバックスの方ではサラッと「知ってますよね」前提で書かれてる辺りを補完しながら、宇宙論との関係など理解してさらに読み込めるかと)

  • 一般相対性理論(重力の振る舞い)と量子力学(素粒子の振る舞い)とを統合できるかもしれない、「究極の理論」の候補のひとつである超弦理論の概説書。難しかったけど興奮した。そもそも、次元が9つあるということに慣れるまでに時間がかかったとはいえ、大栗氏のおかげでいくらか理解した気にはなれた。(そして、哲学にも造詣の深い氏が超弦理論を研究していることになんだか納得。)

    本書で特筆すべきは、というかもっとも驚いたのは、「重力のホログラフィー原理」だ。ブラックホールの事象の地平線の内部は、光も吸収してしまうから観測しようがない。でもなんと、ブラックホールの表面に張りついた弦の振る舞いを見るだけで説明できてしまうという!

    まだ観測などによってあまり証明されてはいず、まるであまりにも精緻なパズルを解いているようなおもむきのある、ある意味思弁的でもある研究分野だが、しかしそれによって重力も素粒子も説明できてしまうというのが面白い。

  •  文系が頑張って読んだ。ひも理論。超弦理論だ。
     いや、読み流した。
     というより、50%以降はフィーリングだ。。。
     すっごいわかりやすい、フェルミオンとボゾンのイラストでの説明。「…で?」と思ってしまうが、まあ、頑張って読み進むのだ。
     ハイライト、56人が引いているところ。
    「超対称性とは、この回転対称性の概念を超空間にまで拡張したものです。超空間の座標は、普通の数とグラスマン数の両方からできています」
    「…お、おう…。」
     もうほんと全部パスタで説明して欲しい…。徹頭徹尾パスタでいって欲しい。
     9次元、25次元、読んでるときは必死で考えているけど、こう、後でまとめるとかはできん。できんけども、こういう世界があることはうっすらわかった。
     わたしたちの三次元の+時間経過の四次元の一瞬のことについて書いてもある。ここは参考になる。
     そしてさらに突き詰めて、
     「わたしたちは習慣によって、
      重力があったり、
      次元があったり、 
      空間があったりすると思うが、
      現実に存在するのは…」
     この「・・・・」に当てはめるべき言葉を知らないという。重力や次元や空間は幻想であることが確かである!!!!でも本当のこと、根源的な理解に達していない…。
     なんかどこかで聞いたことのあるような話。
     人間ってなにやっていても、こういうところに行き着くのだろうか。
     それにしても数式で様々なことを解き明かしていくというのはすごく不思議で痛快でもある。数式見てもまったくわからんけど。
     仏教的時間空間の話を理解するために読んだのだけど、まあ、このくらいで勘弁しておいてやるという心持ちである。
     でもわからんなりに読み通せたので、この大栗先生のお話は面白い。YouTubeも見た。そんな気なくて読んではまる人もいるかもしれない。という感じの本。

  • 最新の理論を、空間は幻想だというとろこまで、分かりやすく説明してくれる。読み物としても、面白い。

  • 同じ著者の「重力とは何か」が面白かったので、それに続いての読書です。
    やはり後半の内容は難しかったですが、様々な例えを使って、自分が研究していることを素人にもわかってもらおうという、著者の情熱を強く感じました。
    また、「あとがき」で納税者への感謝が述べられていたりして、著者は研究者として優れているだけでなく、人格も素晴らしいと思いました。

  • 「なぜ、点ではいけないのか。点とは部分を持たないものである。」で始まる、物質の最小単位・サイズ・形状をめぐる超弦理論が展開する挑戦の物語。夏休みから秋にかけてのお薦めの一冊。

  • 最新の物理学はとんでもないことまで進んでいる事がわかった。
    ただ、あまりにも人間の感覚と離れた世界なので、「分かる」というのがいったいどういうことなのかが分からなくなる。

  • ポイントは3つ。超弦理論は数学的矛盾の解消を根拠とし、実験や観測で証明されてないながらも物理学の統一理論として最有力候補であること。二つ、超弦理論へと至る素粒子論はこれまで湯川・朝永から南部・小林・益川とノーベル物理学賞を受賞してきた日本人がその研究をリードしてきたが、そのバトンを現在は大栗先生が継承していること。そして三つ、超重力理論と超弦理論を交差させることで9次元と10次元の壁は定数の変化で乗り越えられるものであり、これを突き詰めればいつか2次元と3次元の壁を超える理論も夢ではないってこと。イエィ。

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著者プロフィール

カリフォルニア工科大学フレッド・カブリ冠教授/ウォルター・バーク理論物理学研究所所長
東京大学カブリIPMU主任研究員
米国アスペン物理学センター所長

「2018年 『素粒子論のランドスケープ2』 で使われていた紹介文から引用しています。」

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