タグ別アーカイブ: 質量

エネルギーの象形

エネルギーが世界 自然世界はすべてエネルギーから構成されている。そこにはエネルギーの姿容が表象されている。エネルギーは見えないが、その表れる象形は自然世界として眼前に広がる。

エネルギー像 

実在

不可視の物理量

それが エネルギー

質量

それはエネルギーの

艶姿

エネルギーはどんなものも見えない。しかし世界はその実在によってこそ存在し得る。質量はエネルギーが現れた姿である。エネルギーと質量の等価則が意味することがそのことである。質量はエネルギーになって見えなくもなるし、エネルギーが局所化して質量として眼の前に表れもする。光は光である限りそのエネルギーを見ることはできない。しかし吸収されればその空間で変換されて姿容を現し、見える質量になる。

 

水の妖精七変化(エネルギー)

水は産業革命の力を象徴して科学の世界を広げた。蒸気機関車が今もその威力を見せてくれる。水を加熱すると水とは思えない魔法の力を生み出す。燃料電池はエネルギーを生み出す。水を介したエネルギーと力の関係は日常生活の湯沸かしから巨大科学技術機関の発電所まで広い。酸素分子O2と水分子H2Oに悩むの記事を読んで、また自分の頭の知識貯蔵庫に違和感を覚えた。蒸気機関の熱サイクルで、水蒸気の乾き度と湿り度と言う用語がある。乾き度100%は高温・高圧の水蒸気状態である。水蒸気は酸素と水素の混合状態に簡単に変化する。乾き度100%の水蒸気は完全に酸素と水素のガス混合体と考えて良かろう。高温高圧のガスである。酸素と水素と水とエネルギーの間は、日常生活の中で、いつもそこに潜む妖精が支配している世界のように感じる。酸素と水素と水の間柄には、お伽の世界が現実に現れたようにさえ思える不思議を感じる。湯沸かしの沸騰で幾らかが酸素と水素に分解するのもあろう。と言っても湯の中を上昇する内に水蒸気に戻ってしまうだろうが。

水の電気分解 水の電気分解と言う化学反応は良く知られた現象である。水に電気エネルギーを加えることで酸素と水素に分離される。水の電気分解は酸素と水素の原子が結合したものを『電子』と言う素粒子(?)の電気回路を通した供給で元の原子に分解する現象と解説されている。『電子』と言う『電荷と質量の集合粒子』が水の原子結合をどのように分離するのかの詳細な解釈を知らない。理科の大切な実験例として取り上げられ、観察する機会も多かろう。ただ解説によれば、水酸化ナトリュウム等の電解質分子成分が必要らしい。水は電流を流さないからと説明がある。電流と言う電子電荷(質量不要)の逆流は一つの解釈方便でしかないので、『エネルギー』の関係で解釈する以外ないのだ。イオンの『電荷』を否定すれば、酸素と水素の結合・分離は『エネルギー』で解釈するより他になくなる。水酸化ナトリュウム等の電解質イオン水の電気分解で、得られたガス成分の検証を火に因る燃焼音などの現象で確認しているが、それだけで水が電気分解で発生した分離酸素と水素だと言い切れるのだろうか。また、そのガス内に炭などを電極にして発電作用(燃料電池)の確認が出来るかも興味がある。また『エネルギー』で、電気エネルギーと熱エネルギーにどんな違いがあるかと考えるてもその差が分からない。電気エネルギーには二本の導線の間で流れる方向が決まっているから、負の電極(水素)側からエネルギーが供給されるだろう。正の電極(酸素)側のエネルギーはどのよう考えるか。水酸化ナトリュウムは電極と水との間の触媒としての働きを成しているのだろう。原子、分子あるいはイオンの媒体環境でのエネルギーレベルの差がイオン化傾向として理解されている事に関係しているのだろう。ナトリュウムがその鍵を握っているかも知れない。

何故酸素か 南極上空のオゾン層が増減したとニュースになる。物は酸素と結合して燃焼現象を呈する。燃焼は熱・光エネルギーを放射する。その訳を説き明かすのは物理学だ。何故酸素原子が他の元素と違って、結合でエネルギーを放射するのか。そのエネルギーは何がエネルギーに変換したものか。燃料電池は酸素と水素の結合でエネルギーを作り出す電池だ。水に電気のエネルギーを加えると酸素と水素に分解できる。酸素と水素と水の間の変換を取持つのがエネルギーである。酸素と水素の化学結合と言う現象が元の酸素と水素原子に変化が全く無くてエネルギーが創りだせる訳は無い。エネルギーに何が変換されたのかが物理的解釈の要点であろう。決して『無』からエネルギーは生まれない。エネルギー(光や電気)に何かが変換するのである。その何故かが説かれなければ、エネルギーの意味が分かりはしなかろう。いつまでも同じ事(戯言と言われそうだが)を言って申し訳ない。燃える『酸素』の力とは?(2013/11/07)、   『水素』に思う (2013/09/29)など。以上理解力の弱い頭で科学常識について行けない迷い事を述べた。理論無しの、自然の真理はただ純粋の一つに因って解釈すべきだろうと創造力・妄想力を働かして描いた。それが次の絵図である。水とエネルギー流 酸素は2価、水素は1価と考えている。酸素1原子に水素2原子で丁度分子構造が安定した水H2Oになると。酸素、水素の単独では2個が対の分子を成すと。エネルギーの吸収か放出かで水と酸素、水素の関係が決定されるようだ。その辺を『エネルギー』一つで関係付けたらと考えたのが上の絵図である。『電荷』無しの『エネルギー』での解釈である。マグネットじゃないけれども、空間に粒子性のエネルギーと言えば、エネルギー円還流しか思いつかないので、結局磁石と同じような軸極性を持った物になってしまう。序でにもし『電子』と言う科学概念の解釈粒子を考えるならそれも最小のエネルギー円環流になるだろうと考える。水素は最小の原子として少し中心にエネルギー流の塊(質量化)があるのだろう。こんな研究を細々続けられるところが大学の自主体制に必要なのだと思うけれども。経済的利潤・価値を求めた競争研究だけでは、研究の幅が狭まり、延いては大学の独立性・教育力が危ぶまれる。役立たずの夢の絵図かもしれない。

楡ケヤキに自然を観る

40年程傍に置く楡(ニレ)ケヤキの盆栽が有る。元気がないので、植え替える事にした。起した根に驚いた。生きる生命の強烈な姿が現れた。

楡ケヤキ楡ケヤキ

姿作りの技がないため、曲がりながら背が伸びて仕舞った。

根張り根張り

鉢の中に隙間なく張り巡らせた根の姿。こんな盆栽の手入れの日常作業に、自然世界の本質が見える。物理学理論で捉えられない自然の奥底の真理が見える。『エネルギー』が自然世界の本質であると。太陽の光の『エネルギー』が生命を育てる。この土の中の根は何が根の『質量』に変換したかと考える。殆ど土は消えて、全部楡ケヤキの生命の中に消えてしまった。楡ケヤキの成長した幹や根は何がその『質量』に変換したのか。殆ど栄養も与えず、ヒモジイ思いの中で、限られた盆の中の土を栄養に変換して、生命を育ててきたのだ。欅は落葉樹だから、冬前には青葉が枯れて土に落ちる。限られた世界で、太陽光線を源にした生命の営みである。

世界の根源 すべて『エネルギー』一つが創り上げたものだ。宇宙の広大な広がりも、基は『エネルギー』という物理量が創り上げている。決して17個の素粒子が創り上げているのではない。『光』-『熱』-『質量』は『エネルギー』の諸相である。この図案化したものが世界を描くである。今年の年賀状にも。

キログラムの定義改定とアボガドロ定数

科学理論の信憑性を問う。お願いしたい事がある。筆者がこれ程までに、自然科学の基礎理論に疑念を抱く様な世界標準の話にしないで欲しい。どうか筆者が抱く疑念を的確に誤りと論断して欲しい。誰もが知らない事として無視しているとしか思えない。只通り過ぎるを待つ世界のように思える。
日本物理学会誌 解説 キログラムの定義改定に向けた質量標準の開発動向 (Vol.69, No.9, 2014 p.604-p.612) を興味深く読み進んだ。数式が少なく、何とか読めるので期待した。専門的用語も始めてみて勉強になった。-Keyword-ワットバランス法やX線結晶密度法の意味する内容が何かも分かった。納得できた訳ではないが。読みながら、最初に壁に突き当たった事は、図3として説明されている意味である。その図の描き写しが下図である。シリコン結晶の単位胞

何しろ、干渉計にも触れた事が無く、X線回折法の原理も中々理解できない。そんな素人が上の図3を見て、シリコン結晶の単位胞を一辺aの立方体と読み取る。図の中のシリコン原子の数はとても8個には見えない。ワザワザこの図で説明するのに、どういう意味を込めたのかが分からない。全てのシリコンの結合手は4価とすれば、2価しか描かれていないものもあり、その辺も分かりにくい。何故8個のシリコンと成るのか。アボガドロ定数算定の基準数である8個の意味で壁に当たってしまった。(アボガドロ定数N=8M/(ρa^3^) の8である。)X線結晶密度法を検索した。産総研で測定したアボガドロ定数、物理定数を決定する国際機関で採用 にその意義が示されてある。この産総研の記事で質量標準の改定の意味も示されていよう。

学会誌の解説記事を読んで思う事 キログラムの再定義方法とワットバランス法およびX線結晶密度法のそれぞれの意味が解説されている。具体的な質量原器に代わる標準原子質量の改定の手法の比較で示されている。しかし、その中で、基準とする定数がとても多いと感じた。最初の疑問は、質量とエネルギーの関係で、E=mc^2=hνの周波数νで光子のエネルギーを認識する解釈が、エネルギーを光子の数量(無限数でもエネルギーは同じとの解釈?)に無関係で論じる論理について行けない。質量mが幾らでも良いと同じ意味になろう。1万個の光子も1個の光子も同じエネルギー量という量子論は技術感覚からは納得できない。次の疑問。質量定義には、アボガドロ定数とプランク定数のどちらかを不確かさの無い定数として定義してしまえば、・・という解説。プランク定数の空間的概念を捉える解釈を、光とは何か?-光量子像ーに示した。元もと、プランクが測定した実験の測定値の物理的意味が曖昧である。エネルギーの何を測定したかが不明である。計測法の基礎概念を明確に示さなければ、質量原器の算定も定義に危うさを残す。光そのものの振動数の意味をどのように解釈するかも問われる筈だ。光は振動等していない。エネルギーの縦波である。質量算定基準に、電子のモル質量、微細構造定数、リュードベリ定数などが必要という。更にアンペア、ケルビン及びモルの定義にも、電荷素量e、ボルツマン定数k、アボガドロ定数Nから算定されるように読めるが、そんな存在もしない電荷などで定義するとは信じ難い。現在も、アンペアの定義を平行導線間に働く力の計測で解釈している。導線内に電流等流れていない、電流は流れず

キログラムの新しい定義がもたらすものという解説 キログラム、アンペア、ケルビン、モルの基準がそれぞれプランク定数h、電荷素量e、ボルツマン定数k、アボガドロ定数N_Aに移行するとの事。ここで、電荷素量やアンペアの定義が平行導線間の力測定によると言う点で、全く未来性がない。物理定数でなく、専門業界定数としか見えない。アボガドロ定数とは何か にも疑問を呈したが、今回国際機関で採用された定数値は気体の高分子にも適用できるアボガドロ定数なのだろうか。電流の測定値の桁数との誤差論はどう修正するのだろうか?厳密性という意味が理解できない。

エネルギーで観る世界ー序論ー

世界を『エネルギー』で観るか『電荷』で観るか。こんな見方に科学論への根源的変革を迫る意味が含まれているように思はれる。『世界を見る』の世界とは科学的あるいは技術的な視点から、日常の生活上で思考に上る自然現象の解釈に関わる観方の対象世界と言う意味である。専門領域が複雑になり、余りにも市民社会からの乖離が大きく、その共通理解が出来ない独善的な社会的不適応状態に陥っていると思う。その複雑怪奇な現代の『科学技術の状況』を誰もが、基本的な部分で大よその理解が出来ることが必要不可欠な時を迎えたと考える。それは、「科学」とか『技術』とか言う事の意味をおおざっぱに捉えなければならない事でもある。そこに『科学の基礎概念』の明確さが何よりも必要となる。『基礎』が共通に理解し合えなければ、どんな高度な科学技術や科学研究もその応用過程で、様々な困難な問題に直面する事になるであろう。

「科学」とか『技術』とか、あるいは『文明』と言う言葉は、それぞれが密接に関連した内容であるが、必ずしも同じ意味ではない。それらの言葉の意味を辞典から抜き出してみよう。「科学」世界の一部分を対象領域とする経験的に議論できる系統的な合理的認識(広辞苑第二版)。『技術』科学を実地に応用して、自然の事物を改変・加工し、人間の生活に利用するわざ(広辞苑第二版)。『文明』人知が進んで開けた世の中。特に、生産手段の発達によって生活水準が上がり、人権尊重と機会均等などの原則が認められているような社会、即ち近代社会の状態(大辞林)。等とある。これらの言葉の意味を改めて現代社会に当てはめて見ると、「科学」や『文明』が『技術』の意味に比べて、その通りに的確な解釈かと疑わざるを得ないように思える。余りにも『技術』が突出して人間の生活、とりわけ物質的な進展とそれに対する精神的な不整合が様々な社会的不安定性を醸し出す結果になってしまった。それが、今回の『東日本大震災』と言う自然現象の脅威と人間の生活形態の利便性との大きな隔たりを目の当たりにする事になったと思う。今回の記事を書こうと思った直接の引き金は、『エネルギー』と言うものの物理的威力を『津波現象』に自然が示した脅威に突き動かされたからである。しかも『物理学理論と教育』と言う視点で観た時、『エネルギー』の実在性への認識がそこには全く無いと思える。教育は『高尚な学理を伝える専門能力に基づいてなされなければならない』と言う何処かの閉鎖的保守意識で覆われているから、中々新しい『エネルギー』認識にはたどり着けないのが現実であろう。物理学理論の『エネルギー』は必ず『質量』を必要としているように見える。ただ『光』だけは意味不明の「振動数」と言う概念に頼っているが、「運動エネルギー」と『位置エネルギー』あるいは『気体分子運動エネルギー』等にある通りであろう。『質量に依拠しないエネルギー』あるいは『媒体に対すつエネルギーの主体性』に拠って様々な物理学理論の方程式や数学的概念を解剖し、その現象の根底に含まれる本質や矛盾、間違いを摘出できないかと考えている。例えば、シュレーディンガーの波動方程式の意味、衝撃波状津波波形の解釈、原子構造の軌道電子論の矛盾あるいは電磁現象等。その解釈で、基本物理量に『エネルギー』一つを掲げての解剖に挑戦してみようと考えている。殆ど今までの教科書的解釈とは異なる側面からの考え方であるから、入学試験を受けようとする学生さんには全く参考に成らない内容であろう。入学試験の問題の解決法とは逆の論議あるいは不効率の学習内容に成るので、ご理解願います。記憶する学識とは相反する思考法の論述に成る事が多い。