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Michael: Classic音楽,リュート,宇宙

クラシック音楽とリュート、宇宙・科学 etc

負の数×負の数 【再掲】  

学校の教科で一番苦手だったのが数学だった、何か身の周りにある事を説明する必然性があって、こういう数式が成り立つ、みたいな憶え方なら面白いけど、ただ紙の上のパズルみたいなのは、ほんとに嫌いだった;

計算の答えの出し方だけは鵜呑みに憶えているが、例えば、負の数×負の数の答えがなぜ正の数なのかさえ、聞かれても説明できない;ちょっと調べてみると、

① (-3)×4=-12
② (-3)×(-4)=+12


①は(-3)を(+4)つ足し算するのと同じ、つまり負が増えて行く
(*普段は省略されている「+」を全て書く)
+(-3)+(-3)+(-3)+(-3)
括弧を外せば
-3-3-3-3
となって、答えは-12である

②は(-3)を(-4)つ足し算する
言い換えれば、 (-3)を(+4)つ引き算する
-(-3)-(-3)-(-3)-(-3)
括弧を外せば
+3+3+3+3
となって、答えは+12である
「-」には物事を反転させる意味がある、
(これは数式だけじゃなく、現実世界にも当てはまるかもしれない)

数学というのは、人間の頭に留め置けないほど複雑多岐な要素を一旦書き留め、明快に整理、簡潔化できることが多い。
一見複雑に見える"綾取り"も単純な紐の輪っかだった・・みたいな?
いかに変形、簡潔化しても誤りさえなければ、数学には"創造主"が作った自然界のカラクリと一致する不思議な力がある。
あの反物質を予言したポール・ディラックも彼の数式の中で、エネルギー(E)の答えが二乗根で求められるという形が現れ、+と-の二通りの答えが出てしまった、
仮に、Eの二乗=25だったとすると、Eの答えは+5と-5の二つとなり、マイナスのエネルギーもあることになる、エネルギー=物質で、もし反物質が存在すれば、この結果と一致することになる。
dirac_4.jpg
ポール・ディラック(1902-1984)
学者の間ではただの数式上の理屈で、反物質などあり得ないという意見もあった、
しかし、そのわずか4年後、宇宙から飛来した反粒子の1つである、陽電子(反電子)が霧箱で検出されて、ディラックの予言が正しいと証明された。

初めて陽電子を捉えたのは1932年、強い磁場をかけた霧箱だそうで、電子の軌跡カーブに対し、陽電子は逆向きのカーブを描く、
kiribako_201909250902248d8.jpg
霧箱の陽電子の軌跡、中央は鉛板
また反水素や反ヘリウムも陽子加速器で人工的に作られている。

*宇宙が誕生したあと、物質と反物質はほとんど対消滅し、わずかに量が多かった物質が今の宇宙を作っているとされる、物質と反物質がすべて鏡映対象の関係だろうとする考えを改め、対象じゃない反物質もわずかにあるとすれば、このペアは消滅しない。
00a.jpg
イメージ図
茨城県つくば市にある、高エネルギー加速器から岐阜県のスーパーカミオカンデに、ニュートリノと反ニュートリノを発射して、それぞれの変化(ニュートリノ振動)の観測がされているが、完全に鏡映対象を示すような傾向ではないらしい。

ご覧いただき、ありがとうございました。
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category: 科学・自然・雑学

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コメント

こんばんは。

いつも思うことですが,最新の科学で描き出される世界というのは,イメージするのが非常にむずかしいです。ひょっとしたら,数式から導き出される仮説というのは,科学者も十分なイメージを持っていないのかと思うくらいです。
反物質がいまだによくわかりません。
もっとも,負の数の計算さえもよくわかっていませんけど(笑)

リキ #mQop/nM. | URL
2019/09/25 21:07 | edit

リキさん こんばんは

我々が日常目にする事象から外れた様子は誰にもイメージできませんよね、ブラックホールの「重力で限りなく潰れた状態」っていうのも無理です;
最近ようやく、BHの存在が直に確認できましたし、反粒子も理論上のものだったけど、大規模な実験施設で存在が確認されています。この世界のイメージできないほどの謎に数式で迫れる面白さに人間は味をしめちゃったのかもしれません(笑)

michael #xNtCea2Y | URL
2019/09/25 22:12 | edit

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