電子は宇宙にひとつだけ？ ホイーラーの奇説に海外掲示板で反響
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海外掲示板ハッカーニュースで、Wikipediaの「One-Electron Universe(電子ひとつだけの宇宙)」という項目が話題になっていた。これは物理学者ジョン・ホイーラーが1940年代にリチャード・ファインマンに語ったとされる仮説で、宇宙に存在するすべての電子と陽電子は、実は時間の中を行ったり来たりする1個の電子が観測されているだけだという考え方だ。スレッドでは、SFの名作との類似を指摘する声や、仏教・ヒンドゥー哲学と結びつける意見、CP対称性の破れを根拠にした反論まで、幅広い角度からの反応が寄せられていた。
電子ひとつだけの宇宙(One-Electron Universe)
出典: en.wikipedia.org / 元記事はこちら
並んで待つ時間があるなら、アンディ・ウィアーの短編『エッグ』を薦める。
>>2 名作だよね。アシモフの『最後の質問』も系統としては近いよ
>>2 (アニメーション版のリンクを貼っておく)
この理論をひねった『ワンオブザーバー宇宙論』というのもある。あらゆる観測者は実は、時間と空間のすべての地点を経験しているたった一人の観測者の現れにすぎない、という仮説だ。すべての世界線は、その一人の観測者が描く『巨大にもつれた結び目』のような一本の線の一部だという。
>>3 仏教の一部の宗派も同じような考えに行き着いてると思う
>>19 それはもともとヒンドゥー教由来だよ(現代的な解釈はアドヴァイタ、原典はウパニシャッドやギーター・ヴェーダを参照)
>>19 うん、この発想はかなり突き詰められる
これは量子場理論とどう整合するんだ?電子が単なる場の励起だとしたら、それを『1個』と数えること自体に意味がないのでは
>>4 そうだね、電子は『モノ』じゃない。海に波が1つしかないと言ってるようなものだ
CP対称性の破れがこの説を否定しているように見える。この理論が根拠にしているWikipedia本文は、消えた陽電子は陽子の中に隠れていると示唆しているけど、最近のLHCの実験はバリオンでのCP対称性の破れを主張している
これはモナド論の現代的な解釈のようにも思えて、ずっと好きだった。すべての粒子は実は時間に縛られない単一の存在で、我々の現実はその存在が持つ様々な可能性の行列を切り取った断面にすぎない、ということはあり得ないだろうか
認めざるを得ないけど、これは自分が一番好きなWikipedia記事かもしれない。物理学者じゃない自分から見ると、宇宙論や量子物理の話ってラリった10代の若者同士の会話みたいに読める記事が多いんだけど、これもまさにそう
時間と空間は幻想だ。だからある意味これも正しいのかもしれない…そもそも電子なんて存在しないんじゃないか…というか『1個』というのもかなり恣意的な数字だよね、なぜ2個じゃだめなんだ
>>9 じゃあ君がこのコメントを打ち込んだ機械はどこにあって、それはいつ打ち込まれたんだ?
この理論は単純化するどころか、複雑さを増やしているだけだ
>>11 オッカムの剃刀は確率的な指針であって、法則ではないことは言っておきたい
自分が理論物理を理解していないだけかもしれないけど、これは『間違ってすらいない(検証不能な主張)』ように思える。そもそもどうやって検証するんだ?
>>12 電子と陽電子のペアが生成されて、その後お互いを対消滅させ、1個の粒子がたどる単一の経路には属し得ない『閉じたループ』を作る様子を観測できれば、反証になるかもしれない
>>12 4次元空間上のスピノルネットワークのようなもので、一部のパラメータが他の部分と正反対になっている、というイメージだ。これを『粒子同士が相互作用している図』と見るか、『時間を織りなす一本の糸』と見るかは、好きな比喩を選べばいい
大事なのは、この考えを受け入れている物理学者はごくわずかだということ。『宇宙で起こることはすでにすべて起きていて、あとは時間軸全体をズームアウトして見ているだけ』という考え方(これは『不気味な遠隔作用』である量子もつれや量子消しゴムの説明に使われることもある)と同じくらいマイナーな部類だ。でもWikipediaがこの件でPBS Space Timeの動画までリンクしているのは好きだな
それなら『ワンフォトン(光子ひとつ)』と呼ぶべきじゃないか?自分もよく理解はしていないけど、質量を持つ粒子は実はトロイダル(円環状)の渦に捕まった光子で、それが外向きの電荷場を生み出してヒッグス場と相互作用できるようにしている、という話を聞いたことがある。対消滅というのは、その円環がほどける現象にすぎないらしい
>>14 電子は電子場に由来する基本粒子で、他の構成要素を持たない点状の存在のはずだよ
『電子は1個あれば誰にとっても十分だ』
>>15 それだけ言っても『反電子派』からマイナス評価を食らうには十分だけどね
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もう一つ面白いのはブラックホール電子説。電子を安定した(おそらく極限的な)極小ブラックホールとみなす考え方だ。まあ違うとは思うけど、数式の一部は実際に成立するらしい。すべての粒子を極小ブラックホールや、何らかの安定した量子スケールの重力的対象としてモデル化しようという試みもいくつかある
>>16 ブラックホールなのか、それとも特異点なのか?ブラックホールは事象の地平面を指す言葉で、特異点は回転していないブラックホールの中に存在するであろう点状の対象を指す言葉だよ
>>7 我々は今も時間を前向きに進んでいる。反粒子の集まりをその進行方向に沿って時間を遡って追いかければ、エントロピーが減少するように見えるはずだ。もっとも、それは通常の粒子を時間を遡って追いかけた場合も同じことだけど
>>21 マクスウェルの悪魔を紹介させてくれないか
>>34 そのリンクをクリックする気力すら今はない
>>24 でも、それを適用しているのは誰なんだ?
>>26 それをどうやって観測するんだ?
>>27 それはむしろ、どんなに精密に見てもすべての電子が完全に同一だという事実についての話なんだ。例えるなら、もう一つ地球を見つけたとして、それが『地球に似ている』とか『地球にとても近い』とかではなく、最も基礎的なレベルまで完全に同じ地球だった、というようなものだ
この話題の背景と論点
ワンエレクトロン理論は、すべての電子の質量や電荷が寸分違わず同じであることを説明するための思考実験として提案され、陽電子は電子が時間を逆向きに進んでいる姿だと解釈する。ただしck2が指摘する通り、これを支持する物理学者はごく少数で、量子場理論の立場では「電子」は場の励起にすぎずtomasphanやsaulpwが言うように「1個」という数え方自体が意味を持たないという反論もある。またchasilが挙げるCP対称性の破れの観測は、消えた陽電子が陽子内に隠れているとする説明と矛盾するとされ、理論の弱点として以前から知られている。krylonのコメントにもある通り、このWikipedia記事は物理学者以外にも「読み物として面白い」と評判で、真偽よりも思考の飛躍を楽しむ性質の強いトピックだと理解しておくとよい。
※本記事は5ch(Hacker News)スレッド「One-Electron Universe」より抜粋・要約して構成しています。
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