物理定数はなぜ

質問

物理定数はなぜその値なのでしょうか。
人間原理以外の人はどの様に考えているのでしょうか。

回答No.6

stomachman · ベストアンサー

ロバート・フォワードのSF「竜の卵」は、中性子星の表面に住んでいる、核子でできた知的生物の話です。なにしろヒトよりクロックが６桁ぐらい早いので、あっという間に歴史が進む－－この連中の考えるだろう人間原理を想像してみると、人間原理も結構相対的かもしれない、という気がしてきます。
　互いに没交渉だけれど、いろんな宇宙があって、そのうちのほんの一部に於いてであっても、（少々物理定数が違ってたって、）似ても似つかないけれどそれなりに知的な系が勝手にできちゃって、それぞれがてんでに人間原理の議論をやってたりしても、おかしくないような気がしてます。
　なお、マクロな時空の次元が１つ２つ違うだけで、エライことになりそう。たとえば、２次元だと大抵の作用が1/r則になってしまって、遠くでは発散！　4次元だと近距離しか相互作用がないんじゃないかな。物理定数ドコロではないかもしれませんね。
ちなみに、昔のNatureにeとπと光速cと電子の質量(だっけか？）を使って、簡単な等式が成り立つけど、まぐれでしょうか？という短いノートが掲載されたとか。

お礼

次元についてもそうなんですよね。やっぱり人間の意識が空間を３次元たらしめているとしか考えられない。

eとπと光速cの話ももう少し詳しく聞きたい気がしますが、偶然でしょう。昔、惑星が５つしかないのは正多面体の数と関係があるといったのは有名な科学者(誰かは忘れた)だったような。

回答No.5

Astroia

これはもう、運がよかったとしか言いようが無いと思います。
人間原理の立場をとらない限り、こう答えざるを得ないと思います。

例えば重力定数の値が
0.00000000000000000000000000000000000001
でも現在の値と違えば、安定した恒星は存在しなかっただろうといわれているくらいですから。

まさに偶然の偶然・・・。

人間原理については私は感覚的には納得しかねますが（特に強い人間原理の立場をとる場合に）、確かにこんな偶然は考えられないかもしれません。

お礼

遅くなりましたが、回答ありがとうございます。
人間原理を納得できない人は結構多いのですが、私はそれ以上に偶然の偶然が納得できないのです。

回答No.4

atsuota

例えば、電子質量に対するミュー粒子質量の比率なども物理定数になってくるわけですが、こういったものは＃１、＃２で言われているような便宜的なものでなく、自然によって独立に決まっているものです。
（比率でなく、質量そのものを議論する場合は、もちろん人間が便宜的に決めたものです。）
素粒子の標準理論によれば（実際はもっと複雑ですが）、上記と同様な定数として１２個の定数があります。
で、これが何故その値になっているかというのは、理論からは全く導かれません。本来、理論からみればそれらは変数なのです。
ということは、何者かの手によって、宇宙がそのように創造されたとしか言い様がありません。

ところでnanashisanさん、逆質問が許されるなら人間原理をちょっと教えていただけませんか。（他の方でももちろん結構です。）

お礼

物理定数がいろいろな値をとれたとして、そういう世界では生命が誕生したり、惑星が形成されたり、宇宙自体さえ維持できたりしない可能性のほうが遙かに高いので、人間のように宇宙を認知できる生命が誕生するためには、宇宙の物理定数がこのようになっているしかないと考え、人間(宇宙を認知できる生命)がいるから宇宙はこのように成り立っているのだとするのが、人間原理です。
ただこれは、実証も反証もできないから非科学的だと批判の声が多いようです。

回答No.3

tullio

何度か書いてますが，ブランス・ディッキー型の理論は完全に否定はされておりませんので，物理定数が今たまたまその値なだけで，変化する可能性はあります．
最近はすばるやハッブル宇宙望遠鏡など天文学の進歩が著しいですから，
宇宙項の精密化→スカラー場の結合定数の精密化→物理定数の精密化
というふうに分かってくると思います．
面白い時代に生まれたものですね．

お礼

回答ありがとうございます。
そういう理論もあるんですか。
空気の密度が変わると音速が変わるように、宇宙の膨張などに伴い場のコンディションが変わると光速も変化するのかもしれませんね。

回答No.2

tukitosan

Durandal さんの言うように、物理量は独立して存在しているのではありません。

また、補足説明になりますが、今までの、単位で表現出来た事との関係があれば、それらの単位量とで表すことができるように付けられているのです。そのため、定数が単位の選びかたによって変わってくることがあります。

例えば、気体の状態方程式です次のようになります。
　　　ｐｖ＝ｎＲＴ　　
このときの気体定数Ｒの数値は、8.31です。いえ、0.082です。
数値だけをみれば、混乱しそうですが、「8.31」を使うときは、ｐは「N/m2」、ｖは「m3」、ｎは「mol」、Ｔは「K」の単位での量を使います。
ところが、「0.082」を使う時は、ｐは「リットル」、ｖは「atm」と変わります。（他の単位は同じです）

このように、単位の取り方によっても定数の値は、変化してくるのです。

助言にでもなれば、幸いです。
tukitosan でした。

お礼

Durandalさん、tukitosanさん、ありがとうございます。
質問の仕方が悪かったでしょうか。
単位の取り方で数値は変わるでしょうけど、その物理的意味のある大きさ(変な言い方ですけど)は変わらないはずです。
例えば、光速はなぜ30万km/秒であって、10万km/秒でないのか。重力定数、真空の誘電率その他はなぜその値であって違う値ではないのかという疑問です。

回答No.1

Durandal

物理で扱う定数は一般化に都合の良いように決められます。
他の現象と完璧に独立した場での話なら定数など不要です。

お礼

同上