第１講ストリング（String）について

今回から数回にわたって私が高校のときから
研究しているストリングについて簡単に書いていきたいと
思います。
私の高校の頃はストリングなど研究している人は
世界的にも非常に少なかったのです。
しかも、その後の10年
2000年代になるまで見向きもされませんでした。
しかし、現在ではStringも随分確固たる地位を築きあげつつあります。
これは個人的に非常にうれしいことです。

Stringは日本語では一般に｢超弦理論」と呼ばれています。
「ひも理論」などと略されることもあります。
こう書くとあやとりでもやるような感じですが…
当然あやとりとは何の関係もありません。
超弦理論ですので英語ではsuperstring theoryと言いますが
専門家の中では略してStringと言います。
ですからこれからもStringと書くことにします。
因みに「超」とは超対称性という意味です。
（これについては勿論これから随時説明をしていきます。）

私がこの理論を勉強し始めたきっかけは
極めて単純なことです。
高校生になると万有引力の法則というのを習います。
その式を見ていて…
ふと疑問に思ったからです。
それはニュートンの万有引力の法則は距離が近づけば近づくほど
力が大きくなります。
これは一見当たり前のことで
多くの人が特に疑問を感じずに高校で問題を解くのに使っています。

しかし、ひねくれ者の私はどうもこの式を書くと違和感を感じたんです。
それは二つの物体の距離が0になるとその間に働く力は∞になってしまうことです。
果たしてそんなことがあるのでしょうか？
この式は間違っているのではないか？
そういう疑問をきっかけに自分で色々と勉強をするようになりました。
私には
Stringは人類が抱えてきた様々な難問を一気に解決できる可能性が
ある理論だと思えたのです。
（今でも勿論そう思っていますが）

相対性理論の講義のところでも触れましたが
重力を記述する一般相対性理論と
物質のミクロな振る舞いを記述する
量子力学は同時に考えると矛盾します。
巨視的には相対論、微視的には量子力学で対応すれば
問題は起きないのですが、ビッグバンの時には
その両方を同時に考えなければなりません。
ですから相対論と量子力学が矛盾していては困ります。
その折り合いをつけた理論（量子重力理論）の構築というのが
物理学者を悩ませていた大問題であったのですが
超弦理論はそれを解決します。
それ以外にもStringは物質の究極的な構造や宇宙の始まりなど
様々な問題に非常に興味深い結論をもたらしてくれます。
Stringによると最小の長さがあるので、先ほどの距離が0になるという
問題もなくなります。
また時空が実は4次元ではなくて10次元だとか
素粒子は無数の種類が存在することもわかります。

本当は細かい数学的な理論を書いて
しっかりと理論づけて説明したいのですが
おそらく多くの人が引いてしまうであろう数式が沢山でてきますし
このブログではそのような数式を沢山書くのは
かなり労力がいりますので省略させていただいて
大まかな内容を書いていきたいと思います。
このブログで興味をもたれた方は是非専門書などにあたってください。
最近では結構基本からしっかりした理論書、教科書が出ています。
やっとStringも市民権を得てきた感じがします。

私はあと数十年のうちにはStringが新しい定説となり
認められるようになると思いますが、
勿論この理論が完全に間違っている可能性もあるのです。
それは超弦理論の対象が非常に小さく
とても実験で確認できるほどの大きさの話ではないからです。
理論物理は実験で確認されて初めて
物理の世界で市民権を得ます。
ですから、なかなか実験によって確認できないStringが市民権を得るのは
非常に難しいのです。
これは、Stringに限らず最先端の理論物理学すべてに言える問題点なのです。
Stringは数学的に理論的に正しいのですが
それが現実をしっかりと記述しているか？
というのが大きな問題になります。
ただやがて人類はうまい実験の方法を考え出し
Stringが正しいか否かがわかる日がくると私は思っています。

ちょっと長く書きすぎましたので
今日はこの辺で終わりますが
次回以降、Stringについて数式は使わず
出来るだけ分かりやすく説明をしていきたいと思います。
それでは