予測することの難しさ(1)

果たして、未来はどこまで正確に予測できるのでしょうか？

今日はそんなお話です。

高校で物理を勉強した方は、ニュートンの運動方程式というのを習ったと思います。式を書くと　F=ma　というやつです。

知らない方のために式の意味を簡単に説明すると、

・Fは力の大きさ

・mはその物体の質量（よく分からない方は「重さ」のことだと思っておいてください。本当は全然違いますが）

・aは加速度（速度がどれだけ急に変化するか）

としたときに、この３つの間にはつねに　F=ma　という関係が成り立ちますよ、ということです。

まあ、細かいことは今はどうでもいいんです。この方程式から言えるとても重要なことは、「その物体の質量とはたらく力さえ正確に分かれば、その物体の動きを完璧に予測できる」ということです。

例えば、今目の前に静止している質量1kgのボールがあるとします。

そのボールを、最初の5秒間は10N（←ニュートン。力の大きさの単位）の力で北へ、それ以降は20Nの力で西へ引っ張り続けるとします。（それ以外の力は一切かからないとします）

これだけの情報があれば、そのボールが何秒後にどの位置にあるかが正確に計算できてしまうのです。

・・・と、いうことは。

この宇宙にある全ての物質について、運動方程式を立てて、それを解いてあげれば、未来が予測できる！ということになります。

果たして、運動方程式で未来は予測できるのでしょうか？

残念ながらそんなことは難しそうです。

１つ目の理由は、とてもじゃないけどこの宇宙の全ての物質の運動方程式なんて考えきれないからです。例えば粉砂糖ぐらいのサイズの空間の中にも、酸素分子は100000000000000000000000000000000個ぐらい詰まっています。未来を完璧に予測したければ、それらの分子ひとつひとつの運動方程式を立てて解かないといけないわけですが、そんなの正気の沙汰ではありませんね。

これだけでも理由としてはもう十分そうですね。

しかし！

百歩譲ってもしこの問題が解決したとしても、まだまだ私たちの前には様々な壁が立ちふさがっているのです。

続きはまた明日。

このブログについて

初めまして。

このブログでは、科学について私が知っていること・考えたことをつらつらと書いていきます。そんなに硬い話をするつもりはありません。長文を書く元気もありません。そんな感じなので、読者の皆様も肩肘張らずに気楽に読んで頂けると助かります。

一口に科学と言っても様々な分野があります。宇宙の構造を解き明かす天文学、原子や分子よりも更に小さな世界のことを考える素粒子物理学、STAP細胞で脚光を浴びた生命科学、インターネットの発展でますます重要性を増しつつある情報科学などなど、挙げていったらキリがありません。このブログでは、特にテーマは絞らずに書きたいことを書いていくつもりですが、私自身の興味関心上、物理学や情報科学にまつわる話が多くなると思われます。

扱うテーマはできるだけ、私たちの生活に密接に関わっているものや、多くの人が疑問に思っている事にするつもりです。場合によっては、小学校や中学校で既に習った話も出てくるかもしれません。ただ、そのような場合でも教科書の内容そのままではなく、「子供の頃はそこまで考えなかったけどそういう解釈もできるのか！」というような、何か新しい発見を読者の皆様に提供できればと思っています。