2022年8月25日木曜日

Feynman's Messenger Lectures 1964

Feynman's Messenger Lectures
 
 
Massimo
⁦‪@Rainmaker1973‬⁩
In 2009, Bill Gates acquired the rights to make a series of lectures held by Richard Feynman available to the public. Gates saw the lectures when he was younger so he created Project Tuva to share 1964's The Character of Physical Law. Still available now: buff.ly/3qd2RcBpic.twitter.com/E3CoJ2PSo1
 
2022/08/24 23:00
 
 
https://twitter.com/rainmaker1973/status/1562439587183616000?s=21
https://www.feynmanlectures.caltech.edu/messenger.html


《and if you want a large number why not take the diameter of the Universe to the diameter of a proton – amazingly enough it also is a number with 42 digits. 》

The Character of Physical Law (Penguin Press Science) (English Edition) Kindle版 

英語版    Richard P. Feynman  (著), Paul Davies  (序論)   形式: Kindle版


物理法則はいかにして発見されたか (岩波現代文庫 学術 48) 文庫 – 2001/3/16 

R.P.ファインマン  (著), 江沢 洋  (翻訳)

《and if you want a large number why not take the diameter of the Universe to the diameter of a proton – amazingly enough it also is a number with 42 digits. 》

#1
The force goes inversely as the square of the distance, but the thing that is remarkable is the tremendous difference in the strength of the electrical and gravitational forces. People who want to make electricity and gravitation out of the same thing will find that electricity is so much more powerful than gravity, it is hard to believe they could both have the same origin. How can I say one thing is more powerful than another? It depends upon how much charge you have, and how much mass you have. You cannot talk about how strong gravity is by saying: ‘I take a lump of such a size’, because you chose the size. If we try to get something that Nature produces – her own pure number that has nothing to do with inches or years or anything to do with our own dimensions – we can do it this way. If we take a fundamental particle such as an electron – any different one will give a different number, but to give an idea say electrons – two electrons are two fundamental particles, and they repel each other inversely as the square of the distance due to electricity, and they attract each other inversely as the square of the distance due to gravitation. 

Question: What is the ratio of the gravitational force to the electrical force ? That is illustrated in figure 7. The ratio of the gravitational attraction to electrical repulsion is given by a number with 42 digits tailing off. Now therein lies a very deep mystery. Where could such a tremendous number come from? If you ever had a theory from which both of these things are to come, how could they come in such disproportion? 

What equation has a solution which has for two kinds of forces an attraction and repulsion with that fantastic ratio ? 

力は距離の二乗に反比例して進むが、注目すべきは、電気力と重力力の強さにとてつもない差があることである。電気と重力を同じものから作ろうとする人は、電気が重力よりはるかに強力であることに気づくだろう。両者が同じ起源を持つとは信じがたいことである。あるものが他のものより強力だと言えるのか？それは、電荷の大きさと質量の大きさによります。重力の強さを語るのに、「こんな大きさの塊を持っている」というのは無理があります。もし私たちが、自然が作り出すもの、つまりインチや年、あるいは私たち自身の次元とは何の関係もない自然自身の純粋な数を得ようとするならば、このようにすることができます。電子のような基本的な粒子を例にとると、どのようなものでも違う数字になりますが、例えば電子の場合、2つの電子は2つの基本粒子で、電気による距離の2乗に反比例して反発し合い、重力による距離の2乗に反して引き付け合います。

質問です。重力と電気力の比は？それは図7に示されています。重力と電気抵抗の比は、42桁の末尾の数字で与えられます。さて、ここに非常に深い謎がある。このような途方もない数字がどこから出てくるのだろうか。もし、この両者が由来する理論があったとしたら、どうしてこのように不釣り合いになるのだろうか？

2種類の力に対して、そのような素晴らしい比率の引力と斥力を持つ解を持つ方程式があるでしょうか？




Figure 7 


People have looked for such a large ratio in other places. They hope, for example, that there is another large number, 
and if you want a large number why not take the diameter of the Universe to the diameter of a proton – amazingly enough it also is a number with 42 digits. 
And so an interesting proposal is made that this ratio is the same as the ratio of the size of the Universe to the diameter of a proton. 
But the Universe is expanding with time and that means that the gravitational constant is changing with time, and although that is a possibility there is no evidence to indicate that it is a fact. There are several partial indications that the gravitational constant has not changed in that way. So this tremendous number remains a mystery. To finish about the theory of gravitation, I must say two more things. One is that Einstein had to modify the Laws of Gravitation in accordance with his principles of relativity. The first of the principles was that ‘x’ cannot occur instantaneously, while Newton’s theory said that the force was instantaneous. He had to modify Newton’s laws. They have very small effects, these modifications. One of them is that all masses fall, light has energy and energy is equivalent to mass. So light falls and it means that light going near the sun is deflected; it is. Also the force of gravitation is slightly modified in Einstein’s theory, so that the law has changed very very slightly, and it is just the right amount to account for the slight discrepancy that was found in the movement of Mercury. Finally, in connection with the laws of physics on a small scale, we have found that the behaviour of matter on a small scale obeys laws very different from things on a large scale. So the question is, how does gravity look on a small scale ? That is called the Quantum Theory of Gravity. There is no Quantum Theory of Gravity today. People have not succeeded completely in making a theory which is consistent with the uncertainty principles and the quantum mechanical principles. You will say to me, ‘Yes, you told us what happens, but what is gravity? Where does it come from? What is it? Do you mean to tell me that a planet looks at the sun, sees how far it is, calculates the inverse square of the distance and then decides to move in accordance with that law?’ In other words, although I have stated the mathematical law, I have given no clue about the mechanism. I will discuss the possibility of doing this in the next lecture, ‘The relation of mathematics to physics’. In this lecture I would like to emphasize, just at the end, some characteristics that gravity has in common with the other laws that we mentioned as we passed along. First, it is mathematical in its expression; the others are that way too. Second, it is not exact; Einstein had to modify it, and we know it is not quite right yet, because we have still to put the quantum theory in. That is the same with all our other laws – they are not exact. There is always an edge of mystery, always a place where we have some fiddling around to do yet. This may or may not be a property of Nature, but it certainly is common to all the laws as we know them today. It may be only a lack of knowledge. But the most impressive fact is that gravity is simple. It is simple to state the principles completely and not have left any vagueness for anybody to change the ideas of the law. It is simple, and therefore it is beautiful. It is simple in its pattern. I do not mean it is simple in its action – the motions of the various planets and the perturbations of one on the other can be quite complicated to work out, and to follow how all those stars in a globular cluster move is quite beyond our ability. It is complicated in its actions, but the basic pattern or the system beneath the whole thing is simple. This is common to all our laws; they all turn out to be simple things, although complex in their actual actions. Finally comes the universality of the gravitational law, and the fact that it extends over such enormous distances that Newton, in his mind, worrying about the solar system, was able to predict what would happen in an experiment of Cavendish, where Cavendish’s little model of the solar system, two balls attracting, has to be expanded ten million million times to become the solar system. Then ten million million times larger again we find galaxies attracting each other by exactly the same law. Nature uses only the longest threads to weave her patterns, so each small piece of her fabric reveals the organization of the entire tapestry.

図7 


このような大きな比率は、他のところでも探されている。例えば、もう一つ大きな数字があるのではないかと期待されています。
大きな数字が欲しいなら、宇宙の直径と陽子の直径をとってみてはどうでしょうか。驚くべきことに、これも42桁の数字です。
そして、この比率は宇宙の大きさと陽子の直径の比率と同じであるという興味深い提案がなされています。しかし、宇宙が時間とともに膨張しているということは、重力定数が時間とともに変化しているということであり、その可能性はあるものの、それが事実であることを示す根拠はないのです。重力定数がそのように変化していないことを示す部分的な兆候はいくつかあります。だから、このとてつもない数字は謎のままなのである。最後に重力理論について、もう2つ言っておかなければならないことがあります。一つは、アインシュタインが相対性理論の原則に従って、「重力の法則」を修正しなければならなかったことである。その原則の第一は、ニュートンの理論では力は瞬間的に発生すると言っていたのに、「x」は瞬間的に発生することはありえないというものであった。彼はニュートンの法則を修正しなければならなかった。この修正には、非常に小さな効果がある。その1つは、すべての質量が落ちるということです。光はエネルギーを持っていて、エネルギーは質量と等価です。光はエネルギーを持っていて、エネルギーは質量と等価です。ですから、光は落下し、太陽の近くに行く光は偏向されることになります。また、アインシュタインの理論では、重力の力がわずかに修正され、法則がごくわずかに変化しています。これは、水星の運動に見られたわずかな不一致を説明するのにちょうどよい量です。最後に、小さなスケールの物理法則に関連して、小さなスケールの物質の振る舞いは、大きなスケールの物とは全く異なる法則に従うことが分かってきました。つまり、小さなスケールでは重力はどのように見えるのか ? それが「量子重力理論」です。現在、重力に関する量子論は存在しません。不確定性原理と量子力学の原理とが矛盾しないような理論を作ることに、人々はまだ完全に成功していないのです。あなたは私にこう言うでしょう、「そう、何が起こるかは教えてくれたけれど、重力とは何なのか？重力はどこから来るのか？それは何なのですか？惑星が太陽を見て、その距離を見て、その距離の逆二乗を計算し、その法則に従って動くことに決めたとでも言うのですか』と。つまり、数学的な法則は述べたものの、そのメカニズムについては何も手がかりを与えていないのである。その可能性については、次回の講義「数学と物理の関係」で述べたいと思います。この講義では、最後にだけ、重力が、通りすがりに述べた他の法則と共通するいくつかの特徴を強調したい。まず、表現が数学的であること、他の法則もそうです。第二に、厳密ではありません。アインシュタインはこれを修正しなければなりませんでしたし、量子論がまだ導入されていないため、まだ完全には正しいものではないことが分かっています。これは他の法則も同じで、厳密なものではありません。常に謎の端があり、まだ手を加えなければならない場所があるのです。これは自然の特性かもしれませんし、そうでないかもしれませんが、今日私たちが知っているすべての法則に共通するものであることは確かです。それは知識の不足に過ぎないのかもしれない。しかし、最も印象的な事実は、重力が単純であるということです。原理を完全に述べて、誰かがその法則の考え方を変えるような曖昧さを一切残さなかったのは単純なことである。単純であるがゆえに美しい。パターンが単純なのです。さまざまな惑星の運動や、惑星間の摂動は非常に複雑であり、球状星団のすべての星の動きを追うことは、私たちの能力をはるかに超えています。球状星団のすべての星がどのように動くかを追うことは、私たちの能力をはるかに超えています。その動きは複雑ですが、全体の根底にある基本的なパターンやシステムは単純です。これは我々の全ての法則に共通することで、実際の動作は複雑であるが、全て単純なものであることが分かる。最後に、重力の法則の普遍性と、それが非常に大きな距離に及ぶという事実があります。ニュートンは、心の中で太陽系について心配していましたが、キャベンディッシュの実験で何が起こるかを予測することができました。キャベンディッシュの太陽系の小さなモデル、二つの球が引き合って、太陽系になるには1000万倍に拡大しなければならないのです。そしてまた一千万倍に拡大すると、全く同じ法則で銀河が引き合うようになる。自然は長い糸だけで模様を織り上げるので、小さな布の一片一片がタペストリー全体の組織を示しているのである。

ファインマンズ・メッセンジャーの講義

 
 
最大
@レインメーカー1973
2009 年、ビル ゲイツはリチャード ファインマンの一連の講演を公開する権利を取得しました。ゲイツは若い頃に講義を見たので、1964 年の The Character of Physical Law を共有するために Project Tuva を作成しました。現在も利用可能：  buff.ly/3qd2RcB pic.twitter.com/E3CoJ2PSo1
 
2022/08/24 23:00
 
 
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ファインマンズ・メッセンジャーの講義

ファインマンズ・メッセンジャー・レクチャーズについて

1963 年、リチャード ファインマンは、コーネル大学で 1964 メッセンジャー講義を行うよう招待されました。これは、1924 年にハイラム メッセンジャーがコーネル大学に「道徳を高めるという特別な目的のために文明の進化に関する講義コースを提供するための資金」を贈って以来、毎年恒例となっています。私たちの政治、ビジネス、および社会生活の基準」、「最も有能な非居住講師または入手可能な講師によって提供される」.

ファインマンは 1945 年から 1950 年までコーネル大学の物理学教授であり、その間に彼は 1965 年にノーベル賞を受賞した研究を行っていました。独自のスタイル。彼は 1963 年にカリフォルニア工科大学にいて、41 番目のメッセンジャー講師1になるよう招待されました。その時までに、彼は最近出版された彼の著書、 The Feynman Lectures on Physics のVolume I を通じて、より多くの聴衆に知られるようになりました。2

コーネル大学のウェブサイトによると、「メッセンジャー講師は通常、1週間の訪問中に3回の講義/プレゼンテーションを行います.これらのうち少なくとも1回は、一般の聴衆に適した講義でなければなりません.」しかし、ファインマンは、すべて一般聴衆向けの一連の 6 つの講義を行うことを選択し、「物理法則の性格」と題しました。4彼は、最近修了した物理学の入門コース ( The Feynman Lectures on Physicsの基礎) から引き出すための資料をたくさん持っていました。この理由から、 『物理法則の性質』の講義と『物理法則の性質』のいくつかの講義には、多くの類似点、類似点、さらには同一の部分さえ見いだすことができます。物理学に関するファインマン講義。

Feynman's Messenger Lectures は BBC によってビデオに録画され、BBC は 1965 年にThe Character of Physical Law というタイトルで、編集された講義の写しのハードカバーの本を出版しました。1967 年に、ペーパーバックの権利は MIT Press にライセンスされ、MIT Press は今日も本を印刷し続けています。5ビデオテープはフィルムに変換され、1960 年代後半から 70 年代にかけて、フィルムのコピーが大学で広く配布されました。[ 6 ] しかし、残念なことに、ファインマンがその能力の頂点で講義を行っているこれらの素晴らしい映画は、1980 年代には配給が終了し、一般に入手できなくなりました。

2009 年、Microsoft Research がメディア リッチ Web アプリケーション用の Silverlight フレームワークを導入したとき、ビル ゲイツは BBC の Feynman's Messenger Lectures の映画をオンラインでストリーミングする権利をライセンスしました。他の人が教育コンテンツを無料で利用できるようにすることを期待して、彼はそれらを最初の Silverlight デモ「Project Tuva」で使用しました。7検索可能な同期スクロール トランスクリプト、関連するオンライン資料へのリンク、解説などの特別な機能を備えた、無料のオンライン視聴のための Feynman's Messenger Lectures の出版は、Feynman ファン、学生、物理学者の間ですぐにヒットしました。ただし、Silverlight フレームワークは広く採用されておらず、2016 年に Project Tuva は廃止されました。ビデオは、BBC ライセンスが期限切れになる 2021 年まで、Microsoft Research Web サイト (ただし、特別な機能はありません) で視聴できました。その後、ライセンスは Bill Gates によって惜しみなく更新され、ファインマン レクチャー ウェブサイトのユーザーにビデオを引き続きオンラインで表示できるようになりました。

ファインマン メッセンジャー レクチャー ビデオ ビューアー

上記のレクチャーのタイトルをクリックすると、ファインマン メッセンジャー レクチャー ビデオ ビューアーが開きます。これは、ファインマンのレクチャー シリーズThe Character of Physical Lawの映画を高解像度ビデオで表示するための Microsoft Azure Media Player に基づくアプリケーションです。 . ビューアを使用すると、ビデオ/トランスクリプト領域のサイズを変更でき (再生中でも)、シンプルなタブ付きのユーザー インターフェイスを備えています。ビューアーの使用方法の詳細については、上記のリンクからアプリケーションを開いた後、「ヘルプ」タブを参照してください。

  1. Caltech の創設者 RA Millikan は、1925 年に 2 番目の Messenger Lecturer でした。Caltech の他の Messenger Lecturers には、TH Morgan (1930 年)、Theodore Van Karman (1952 年)、Linus Pauling (1959 年) が含まれます。 ↩
  2. 続いて 1964 年に第 2 巻、1965 年に第 3 巻が 発行される予定でした。 ↩
  3. https://theuniversityfaculty.cornell.edu/dean/messengeruniversity-lectures/  を参照してください。↩
  4. その後、彼は第 7 の講義「過去と未来の区別」を追加しました。  ↩
  5. The Feynman Messenger Lectures Video Viewerに表示される書き起こしは、字幕から派生したものであり、本に表示される書き起こしよりも文字通り (編集が少ない) です。  ↩
  6. ビル ゲイツはハーバード大学の幸運な学生の 1 人で、リチャード ファインマンの人生と遺産を祝う「ファインマン 100」のために 2018 年 5 月 11 日にカリフォルニア工科大学で発表されたファインマンのメッセンジャー レクチャーの映画を見ました。彼の100歳の誕生日の機会。  ↩
  7. Project Tuva に関する  ウィキペディアの記事を参照してください。↩
  8. サポートされている解像度には、180p、360p、540p、720p、1080p (フル HD) が含まれ、ビットレートは 400K から 6M bps の範囲です。  ↩


Feynman's Messenger Lectures

About Feynman's Messenger Lectures

In 1963 Richard Feynman was invited to give the 1964 Messenger Lectures at Cornell University, an annual tradition since 1924, when Hiram Messenger gifted Cornell with "a fund to provide a course of lectures on the Evolution of Civilization for the special purpose of raising the moral standard of our political, business, and social life", to be "delivered by the ablest non-resident lecturer or lecturers obtainable".

Feynman had been a physics professor at Cornell from 1945 to 1950, during which time he did the work for which he was awarded a Nobel Prize in 1965. While at Cornell Feynman became well-known in the physics community for his innovations in quantum electrodynamics and idosyncratic style. He was at Caltech in 1963, when he was invited to become the 41st Messenger Lecturer1, by which time he had become known to a much wider audience through his recently published book, Volume I of The Feynman Lectures on Physics.2

According to the Cornell Faculty Website, "A Messenger Lecturer typically gives three lectures/presentations over the course of a one-week visit. At least one of these must be a lecture that is suitable for a general audience."3 Feynman, however, chose to give a series of six lectures, all for a general audience, which he titled The Character of Physical Law.4 He had plenty of material to draw from his recently completed introductory physics course, the basis of The Feynman Lectures on Physics. For this reason one finds many similarities, parallels, and even identical parts in the lectures of The Character of Physical Law and several of the lectures in The Feynman Lectures on Physics.

Feynman's Messenger Lectures were videotaped by the BBC, who in 1965 published a hardbound book of edited lecture transcripts under the title, The Character of Physical Law. In 1967 the paperback rights were licensed to MIT Press who continues to print the book today.5 The videotapes were transferred to film, and in the late 1960s through the '70s copies of the films were in wide distribution at colleges and universities.6 Sadly, however, these wonderful films of Feynman lecturing at the peak of his prowess went out of distribution and became generally unavailable in the 1980s.

In 2009, when Microsoft Research introduced their Silverlight framework for media-rich web applications, Bill Gates licensed rights to stream the BBC's films of Feynman's Messenger Lectures online. Hoping to encourage others to make educational content available for free, he used them in the first Silverlight demo, "Project Tuva."7 The publication of Feynman's Messenger Lectures for free online viewing, with special features such as searchable synchronized scrolling transcripts, links to related online material, and commentary, was an instant hit with Feynman fans, students and physicists. The Silverlight framework, however, was not widely adopted, and in 2016 Project Tuva was retired. The videos were still available for viewing on the Microsoft Research Website (though without the special features) until 2021, when their BBC license expired. The license has since been generously renewed by Bill Gates so that the videos can continue to be shown online to users of The Feynman Lectures Website.

The Feynman Messenger Lectures Video Viewer

Clicking on a lecture title above will open The Feynman Messenger Lectures Video Viewer, an application based on the Microsoft Azure Media Player for displaying the films of Feynman's lecture series The Character of Physical Law in high definition video8 with a searchable interactive auto-scrolling transcript. The Viewer allows one to resize the video/transcript areas (even during play), and has a simple tabbed user interface. For detailed instructions on using the Viewer please refer to its "Help" tab after opening the application with the links above.

  1. Caltech founder R. A. Millikan was the 2nd Messenger Lecturer in 1925. Other Messenger Lecturers from Caltech include T.H. Morgan (1930), Theodore Van Karman (1952), and Linus Pauling (1959). ↩
  2. The second volume was to follow in 1964, and the third in 1965. ↩
  3. See https://theuniversityfaculty.cornell.edu/dean/messengeruniversity-lectures/. ↩
  4. Later he added a seventh lecture, "The Distinction of Past and Future." ↩
  5. The transcripts shown in The Feynman Messenger Lectures Video Viewer are derived from subtitles, and are more literal (less edited) than the transcripts that appear in the book. ↩
  6. Bill Gates was one of the lucky students at Harvard who saw the films of Feynman's Messenger Lectures, about which he reminisces in this video, presented at Caltech on May 11, 2018 for "Feynman 100," a celebration of Richard Feynman's life & legacy on the occasion of his 100th birthday. ↩
  7. See the Wikipedia Article about Project Tuva. ↩
  8. Resolutions supported include 180p, 360p, 540p, 720p, 1080p (Full HD), at bitrates ranging from 400K to 6M bps. ↩

#7

Richard Feynman on Scientific Method (1964)


O.K., that is the present situation. Now I am going to discuss how we would look for a new law. In general we look for a new law by the following process. First we guess it. Then we compute the consequences of the guess to see what would be implied if this law that we guessed is right. Then we compare the result of the computation to nature, with experiment or experience, compare it directly with observation, to see if it works. If it disagrees with experiment it is wrong. In that simple statement is the key to science. It does not make any difference how beautiful your guess is. It does not make any difference how smart you are, who made the guess, or what his name is – if it disagrees with experiment it is wrong. That is all there is to it. It is true that one has to check a little to make sure that it is wrong, because whoever did the experiment may have reported incorrectly, or there may have been some feature in the experiment that was not noticed, some dirt or something; or the man who computed the consequences, even though it may have been the one who made the guesses, could have made some mistake in the analysis. These are obvious remarks, so when I say if it disagrees with experiment it is wrong, I mean after the experiment has been checked, the calculations have been checked, and the thing has been rubbed back and forth a few times to make sure that the consequences are logical consequences from the guess, and that in fact it disagrees with a very carefully checked experiment. This will give you a somewhat wrong impression of science. It suggests that we keep on guessing possibilities and comparing them with experiment, and this is to put experiment into a rather weak position. In fact experimenters have a certain individual character. They like to do experiments even if nobody has guessed yet, and they very often do their experiments in a region in which people know the theorist has not made any guesses. For instance, we may know a great many laws, but do not know whether they really work at high energy, because it is just a good guess that they work at high energy. Experimenters have tried experiments at higher energy, and in fact every once in a while experiment produces trouble; that is, it produces a discovery that one of the things we thought right is wrong. In this way experiment can produce unexpected results, and that starts us guessing again. One instance of an unexpected result is the mu meson and its neutrino, which was not guessed by anybody at all before it was discovered, and even today nobody yet has any method of guessing by which this would be a natural result. You can see, of course, that with this method we can attempt to disprove any definite theory. If we have a definite theory, a real guess, from which we can conveniently compute consequences which can be compared with experiment, then in principle we can get rid of any theory. There is always the possibility of proving any definite theory wrong; but notice that we can never prove it right. Suppose that you invent a good guess, calculate the consequences, and discover every time that the consequences you have calculated agree with experiment. The theory is then right? No, it is simply not proved wrong. In the future you could compute a wider range of consequences, there could be a wider range of experiments, and you might then discover that the thing is wrong. That is why laws like Newton’s laws for the motion of planets last such a long time. He guessed the law of gravitation, calculated all kinds of consequences for the system and so on, compared them with experiment – and it took several hundred years before the slight error of the motion of Mercury was observed. During all that time the theory had not been proved wrong, and could be taken temporarily to be right. But it could never be proved right, because tomorrow’s experiment might succeed in proving wrong what you thought was right. We never are definitely right, we can only be sure we are wrong. However, it is rather remarkable how we can have some ideas which will last so long. One of the ways of stopping science would be only to do experiments in the region where you know the law. But experimenters search most diligently, and with the greatest effort, in exactly those places where it seems most likely that we can prove our theories wrong. In other words we are trying to prove ourselves wrong as quickly as possible, because only in that way can we find progress. For example, today among ordinary low energy phenomena we do not know where to look for trouble, we think everything is all right, and so there is no particular big programme looking for trouble in nuclear reactions, or in super-conductivity. In these lectures I am concentrating on discovering fundamental laws. The whole range of physics, which is interesting, includes also an understanding at another level of these phenomena like super-conductivity and nuclear reactions, in terms of the fundamental laws. But I am talking now about discovering trouble, something wrong with the fundamental laws, and since among low energy phenomena nobody knows where to look, all the experiments today in this field of finding out a new law, are of high energy. Another thing I must point out is that you cannot prove a vague theory wrong. If the guess that you make is poorly expressed and rather vague, and the method that you use for figuring out the consequences is a little vague – you are not sure, and you say, ‘I think everything’s right because it’s all due to so and so, and such and such do this and that more or less, and I can sort of explain how this works…’, then you see that this theory is good, because it cannot be proved wrong! Also if the process of computing the consequences is indefinite, then with a little skill any experimental results can be made to look like the expected consequences. You are probably familiar with that in other fields. ‘A’ hates his mother. The reason is, of course, because she did not caress him or love him enough when he was a child. But if you investigate you find out that as a matter of fact she did love him very much, and everything was all right. Well then, it was because she was over-indulgent when he was a child! By having a vague theory it is possible to get either result. The cure for this one is the following. If it were possible to state exactly, ahead of time, how much love is not enough, and how much love is over-indulgent, then there would be a perfectly legitimate theory against which you could make tests. It is usually said when this is pointed out, ‘When you are dealing with psychological matters things can’t be defined so precisely’. Yes, but then you cannot claim to know anything about it. You will be horrified to hear that we have examples in physics of exactly the same kind. We have these approximate symmetries, which work something like this. You have an approximate symmetry, so you calculate a set of consequences supposing it to be perfect. When compared with experiment, it does not agree. Of course – the symmetry you are supposed to expect is approximate, so if the agreement is pretty good you say, ‘Nice!’, while if the agreement is very poor you say, ‘Well, this particular thing must be especially sensitive to the failure of the symmetry’. Now you may laugh, but we have to make progress in that way. When a subject is first new, and these particles are new to us, this jockeying around, this ‘feeling’ way of guessing at the results, is the beginning of any science. The same thing is true of the symmetry proposition in physics as is true of psychology, so do not laugh too hard. It is necessary in the beginning to be very careful. It is easy to fall into the deep end by this kind of vague theory. It is hard to prove it wrong, and it takes a certain skill and experience not to walk off the plank in the game. In this process of guessing, computing consequences, and comparing with experiment, we can get stuck at various stages. We may get stuck in the guessing stage, when we have no ideas. Or we may get stuck in the computing stage. For example, Yukawa* guessed an idea for the nuclear forces in 1934, but nobody could compute the consequences because the mathematics was too difficult, and so they could not compare his idea with experiment. The theories remained for a long time, until we discovered all these extra particles which were not contemplated by Yukawa, and therefore it is undoubtedly not as simple as the way Yukawa did it. Another place where you can get stuck is at the experimental end. For example, the quantum theory of gravitation is going very slowly, if at all, because all the experiments that you can do never involve quantum mechanics and gravitation at the same time. The gravity force is too weak compared with the electrical force. Because I am a theoretical physicist, and more delighted with this end of the problem, I want now to concentrate on how you make the guesses. As I said before, it is not of any importance where the guess comes from; it is only important that it should agree with experiment, and that it should be as definite as possible. Then’, you say, ‘that is very simple. You set up a machine, a great computing machine, which has a random wheel in it that makes a succession of guesses, and each time it guesses a hypothesis about how nature should work it computes immediately the consequences, and makes a comparison with a list of experimental results it has at the other end’. In other words, guessing is a dumb man’s job. Actually it is quite the opposite, and I will try to explain why. The first problem is how to start. You say, ‘Well I’d start off with all the known principles’. But all the principles that are known are inconsistent with each other, so something has to be removed. We get a lot of letters from people insisting that we ought to makes holes in our guesses. You see, you make a hole, to make room for a new guess. Somebody says, ‘You know, you people always say that space is continuous. How do you know when you get to a small enough dimension that there really are enough points in between, that it isn’t just a lot of dots separated by little distances?’ Or they say, ‘You know those quantum mechanical amplitudes you told me about, they’re so complicated and absurd, what makes you think those are right? Maybe they aren’t right’. Such remarks are obvious and are perfectly clear to anybody who is working on this problem. It does not do any good to point this out. The problem is not only what might be wrong but what, precisely, might be substituted in place of it. In the case of the continuous space, suppose the precise proposition is that space really consists of a series of dots, and that the space between them does not mean anything, and that the dots are in a cubic array. Then we can prove immediately that this is wrong. It does not work. The problem is not just to say something might be wrong, but to replace it by something – and that is not so easy. As soon as any really definite idea is substituted it becomes almost immediately apparent that it does not work.

The second difficulty is that there is an infinite number of possibilities of these simple types. It is something like this. You are sitting working very hard, you have worked for a long time trying to open a safe. Then some Joe comes along who knows nothing about what you are doing, except that you are trying to open the safe. He says ‘Why don’t you try the combination 10:20:30?’ Because you are busy, you have tried a lot of things, maybe you have already tried 10:20:30. Maybe you know already that the middle number is 32 not 20. Maybe you know as a matter of fact that it is a five digit combination…. So please do not send me any letters trying to tell me how the thing is going to work. I read them – I always read them to make sure that I have not already thought of what is suggested – but it takes too long to answer them, because they are usually in the class ‘try 10:20:30’. As usual, nature’s imagination far surpasses our own, as we have seen from the other theories which are subtle and deep. To get such a subtle and deep guess is not so easy. One must be really clever to guess, and it is not possible to do it blindly by machine. I want to discuss now the art of guessing nature’s laws. It is an art. How is it done? One way you might suggest is to look at history to see how the other guys did it. So we look at history. We must start with Newton. He had a situation where he had incomplete knowledge, and he was able to guess the laws by putting together ideas which were all relatively close to experiment; there was not a great distance between the observations and the tests. That was the first way, but today it does not work so well. The next guy who did something great was Maxwell, who obtained the laws of electricity and magnetism. What he did was this. He put together all the laws of electricity, due to Faraday and other people who came before him, and he looked at them and realized that they were mathematically inconsistent. In order to straighten it out he had to add one term to an equation. He did this by inventing for himself a model of idler wheels and gears and so on in space. He found what the new law was – but nobody paid much attention because they did not believe in the idler wheels. We do not believe in the idler wheels today, but the equations that he obtained were correct. So the logic may be wrong but the answer right. In the case of relativity the discovery was completely different. There was an accumulation of paradoxes; the known laws gave inconsistent results. This was a new kind of thinking, a thinking in terms of discussing the possible symmetries of laws. It was especially difficult, because for the first time it was realized how long something like Newton’s laws could seem right, and still ultimately be wrong. Also it was difficult to accept that ordinary ideas of time and space, which seemed so instinctive, could be wrong. Quantum mechanics was discovered in two independent ways – which is a lesson. There again, and even more so, an enormous number of paradoxes were discovered experimentally, things that absolutely could not be explained in any way by what was known. It was not that the knowledge was incomplete, but that the knowledge was too complete. Your prediction was that this should happen – it did not. The two different routes were one by Schrödinger,* who guessed the equation, the other by Heisenberg, who argued that you must analyse what is measurable. These two different philosophical methods led to the same discovery in the end. More recently, the discovery of the laws of the weak decay I spoke of, when a neutron disintegrates into a proton, an electron and an anti-neutrino – which are still only partly known – add up to a somewhat different situation. This time it was a case of incomplete knowledge, and only the equation was guessed. The special difficulty this time was that the experiments were all wrong. How can you guess the right answer if, when you calculate the result, it disagrees with experiment? You need courage to say the experiments must be wrong. I will explain where that courage comes from later. Today we have no paradoxes – maybe. We have this infinity that comes in when we put all the laws together, but the people sweeping the dirt under the rug are so clever that one sometimes thinks this is not a serious paradox. Again, the fact that we have found all these particles does not tell us anything except that our knowledge is incomplete. I am sure that history does not repeat itself in physics, as you can tell from looking at the examples I have given. The reason is this. Any schemes – such as ‘think of symmetry laws’, or ‘put the information in mathematical form’, or ‘guess equations’ – are known to everybody now, and they are all tried all the time. When you are stuck, the answer cannot be one of these, because you will have tried these right away. There must be another way next time. Each time we get into this log-jam of too much trouble, too many problems, it is because the methods that we are using are just like the ones we have used before. The next scheme, the new discovery, is going to be made in a completely different way. So history does not help us much. I should like to say a little about Heisenberg’s idea that you should not talk about what you cannot measure, because many people talk about this idea without really understanding it. You can interpret this in the sense that the constructs or inventions that you make must be of such a kind that the consequences that you compute are comparable with experiment – that is, that you do not compute a consequence like ‘a moo must be three goos’, when nobody knows what a moo or a goo is. Obviously that is no good. But if the consequences can be compared to experiment, then that is all that is necessary. It does not matter that moos and goos cannot appear in the guess. You can have as much junk in the guess as you like, provided that the consequences can be compared with experiment. This is not always fully appreciated. People often complain of the unwarranted extension of the ideas of particles and paths, etc., into the atomic realm. Not so at all; there is nothing unwarranted about the extension. We must, and we should, and we always do, extend as far as we can beyond what we already know, beyond those ideas that we have already obtained. Dangerous? Yes. Uncertain? Yes. But it is the only way to make progress. Although it is uncertain, it is necessary to make science useful. Science is only useful if it tells you about some experiment that has not been done; it is no good if it only tells you what just went on. It is necessary to extend the ideas beyond where they have been tested. For example, in the law of gravitation, which was developed to understand the motion of planets, it would have been no use if Newton had simply said, ‘I now understand the planets’, and had not felt able to try to compare it with the earth’s pull on the moon, and for later men to say ‘Maybe what holds the galaxies together is gravitation’. We must try that. You could say, ‘When you get to the size of the galaxies, since you know nothing about it, anything can happen’. I know, but there is no science in accepting this type of limitation. There is no ultimate understanding of the galaxies. On the other hand, if you assume that the entire behaviour is due only to known laws, this assumption is very limited and definite and easily broken by experiment. What we are looking for is just such hypotheses, very definite and easy to compare with experiment. The fact is that the way the galaxies behave so far does not seem to be against the proposition. I can give you another example, even more interesting and important. Probably the most powerful single assumption that contributes most to the progress of biology is the assumption that everything animals do the atoms can do, that the things that are seen in the biological world are the results of the behaviour of physical and chemical phenomena, with no ‘extra something’. You could always say, ‘When you come to living things, anything can happen’. If you accept that you will never understand living things. It is very hard to believe that the wiggling of the tentacle of the octopus is nothing but some fooling around of atoms according to the known physical laws. But when it is investigated with this hypothesis one is able to make guesses quite accurately about how it works. In this way one makes great progress in understanding. So far the tentacle has not been cut off – it has not been found that this idea is wrong. It is not unscientific to make a guess, although many people who are not in science think it is. Some years ago I had a conversation with a layman about flying saucers – because I am scientific I know all about flying saucers! I said ‘I don’t think there are flying saucers’. So my antagonist said, ‘Is it impossible that there are flying saucers? Can you prove that it’s impossible?’ ‘No’, I said, ‘I can’t prove it’s impossible. It’s just very unlikely’. At that he said, ‘You are very unscientific. If you can’t prove it impossible then how can you say that it’s unlikely?’ But that is the way that is scientific. It is scientific only to say what is more likely and what less likely, and not to be proving all the time the possible and impossible. To define what I mean, I might have said to him, ‘Listen, I mean that from my knowledge of the world that I see around me, I think that it is much more likely that the reports of flying saucers are the results of the known irrational characteristics of terrestrial intelligence than of the unknown rational efforts of extra-terrestrial intelligence’. It is just more likely, that is all. It is a good guess. And we always try to guess the most likely explanation, keeping in the back of the mind the fact that if it does not work we must discuss the other possibilities. How can we guess what to keep and what to throw away? We have all these nice principles and known facts, but we are in some kind of trouble: either we get the infinities, or we do not get enough of a description – we are missing some parts. Sometimes that means that we have to throw away some idea; at least in the past it has always turned out that some deeply held idea had to be thrown away. The question is, what to throw away and what to keep. If you throw it all away that is going a little far, and then you have not much to work with. After all, the conservation of energy looks good, and it is nice, and I do not want to throw it away. To guess what to keep and what to throw away takes considerable skill. Actually it is probably merely a matter of luck, but it looks as if it takes considerable skill. Probability amplitudes are very strange, and the first thing you think is that the strange new ideas are clearly cock-eyed. Yet everything that can be deduced from the ideas of the existence of quantum mechanical probability amplitudes, strange though they are, do work, throughout the long list of strange particles, one hundred per cent. Therefore I do not believe that when we find out the inner guts of the composition of the world we shall find these ideas are wrong. I think this part is right, but I am only guessing: I am telling you how I guess. On the other hand, I believe that the theory that space is continuous is wrong, because we get these infinities and other difficulties, and we are left with questions on what determines the size of all the particles. I rather suspect that the simple ideas of geometry, extended down into infinitely small space, are wrong. Here, of course, I am only making a hole, and not telling you what to substitute. If I did, I should finish this lecture with a new law. Some people have used the inconsistency of all the principles to say that there is only one possible consistent world, that if we put all the principles together, and calculate very exactly, we shall not only be able to deduce the principles, but we shall also discover that these are the only principles that could possibly exist if the thing is still to remain consistent. That seems to me a big order. I believe that sounds like wagging the dog by the tail. I believe that it has to be given that certain things exist – not all the 50-odd particles, but a few little things like electrons, etc. – and then with all the principles the great complexities that come out are probably a definite consequence. I do not think that you can get the whole thing from arguments about consistencies. Another problem we have is the meaning of the partial symmetries. These symmetries, like the statement that neutrons and protons are nearly the same but are not the same for electricity, or the fact that the law of reflection symmetry is perfect except for one kind of reaction, are very annoying. The thing is almost symmetrical but not completely. Now two schools of thought exist. One will say that it is really simple, that they are really symmetrical but that there is a little complication which knocks it a bit cock-eyed. Then there is another school of thought, which has only one representative, myself, which says no, the thing may be complicated and become simple only through the complications. The Greeks believed that the orbits of the planets were circles. Actually they are ellipses. They are not quite symmetrical, but they are very close to circles. The question is, why are they very close to circles? Why are they nearly symmetrical? Because of a long complicated effect of tidal friction – a very complicated idea. It is possible that nature in her heart is completely unsymmetrical in these things, but in the complexities of reality it gets to look approximately as if it is symmetrical, and the ellipses look almost like circles. That is another possibility; but nobody knows, it is just guesswork. Suppose you have two theories, A and B, which look completely different psychologically, with different ideas in them and so on, but that all the consequences that are computed from each are exactly the same, and both agree with experiment. The two theories, although they sound different at the beginning, have all consequences the same, which is usually easy to prove mathematically by showing that the logic from A and B will always give corresponding consequences. Suppose we have two such theories, how are we going to decide which one is right? There is no way by science, because they both agree with experiment to the same extent. So two theories, although they may have deeply different ideas behind them, may be mathematically identical, and then there is no scientific way to distinguish them.


#7

科学的方法に関するリチャード・ファインマン (1964)


よし、それが現状だ。次に、新しい法律をどのように検討するかについて説明します。一般的には、次のようなプロセスで新しい法律を探します。まず推測します。次に、推測の結果を計算して、推測したこの法則が正しい場合に何が暗示されるかを確認します。次に、計算の結果を実験や経験で自然と比較し、観察と直接比較して、それが機能するかどうかを確認します。実験と一致しない場合、それは間違っています。その簡単なステートメントの中に科学への鍵があります。あなたの推測がどれほど美しいかは何の違いもありません。あなたがどれほど賢いか、誰が推測したか、または彼の名前が何であるかは何の違いもありません - もしそれが実験と一致しないなら、それは間違っています. それだけです。確かに少し調べて間違いがないか確認する必要はありますが、実験を行った人が間違って報告した可能性があるため、または実験に気付かなかった機能、汚れまたは何かがあった可能性があるためです。または、結果を計算した人は、推測をした人であったとしても、分析で何らかの間違いを犯した可能性があります. これらは明白な発言なので、実験と一致しない場合は間違っていると言うときは、実験がチェックされ、計算がチェックされ、物が数回前後にこすられて、結果は推測からの論理的な結果であり、実際には非常に注意深くチェックされた実験と一致しません。これは、科学に対していくぶん間違った印象を与えます。可能性を推測し、実験と比較し続けることを示唆しています。これは、実験をかなり弱い立場に置くことです。実際、実験者には特定の個性があります。彼らはまだ誰も推測していなくても実験をするのが好きで、理論家が推測していないことを人々が知っている地域で実験を行うことがよくあります。たとえば、私たちは非常に多くの法則を知っているかもしれませんが、それらが本当に高エネルギーで機能するかどうかはわかりません。実験者はより高いエネルギーで実験を試みましたが、実際、実験では時々問題が発生します。つまり、正しいと思っていたことの 1 つが間違っているという発見をもたらします。このように、実験は予想外の結果を生み出す可能性があり、それが再び推測を開始します。予期しない結果の 1 つの例は、ミュー中間子とそのニュートリノです。それが発見される前は、誰もまったく推測していなかったし、今日でさえ、これが自然な結果であると推測する方法を誰もまだ持っていない. もちろん、この方法を使用すると、明確な理論を反証しようとすることができます。明確な理論、実際の推測があり、そこから実験と比較できる結果を便利に計算できる場合、原則として、理論を取り除くことができます。明確な理論が間違っていることを証明する可能性は常にあります。しかし、それが正しいことを証明することは決してできないことに注意してください。適切な推測を発明し、結果を計算し、計算した結果が実験と一致することを毎回発見するとします。理論は正しいですか？いいえ、それが間違っていると証明されたわけではありません。将来的には、より広い範囲の結果を計算できるようになります。より広い範囲の実験が行われる可能性があり、それが間違っていることに気付くかもしれません。そのため、惑星の運動に関するニュートンの法則のような法則が非常に長く続くのです。彼は万有引力の法則を推測し、系に対するあらゆる種類の結果を計算し、それらを実験と比較しました。そして、水星の運動のわずかな誤差が観察されるまでに数百年かかりました。その間ずっと、理論が間違っていることが証明されておらず、一時的に正しいと見なすことができました. 明日の実験で、あなたが正しいと思っていたことが間違っていることを証明することに成功するかもしれないからです。私たちは絶対に正しいということはありません。私たちが間違っていると確信することしかできません。しかし、これほど長く続くアイデアをどのようにして持つことができるかは、かなり驚くべきことです。科学を止める方法の 1 つは、法律を知っている地域でのみ実験を行うことです。しかし、実験者は、自分たちの理論が間違っていることを証明できる可能性が最も高いと思われる場所を、最も熱心に、そして最大の努力で探します。言い換えれば、私たちはできるだけ早く自分が間違っていることを証明しようとしています。たとえば、今日の通常の低エネルギー現象では、どこに問題があるのか​​ わからないため、すべてが大丈夫だと思っているため、核反応や超伝導の問題を探している特別な大きなプログラムはありません. これらの講義では、基本法則の発見に集中しています。興味深い物理学の全範囲、基本法則の観点から、超伝導や核反応などのこれらの現象の別のレベルでの理解も含まれます。しかし、私は今、根本的な法則に何か問題があることを発見することについて話しています.低エネルギー現象の中で誰もどこを見ればよいか分からないので、新しい法則を発見するこの分野での今日のすべての実験は高エネルギーのものです. 私が指摘しなければならないもう 1 つのことは、あいまいな理論が間違っていることを証明することはできないということです。あなたが下した推測がうまく表現されておらず、かなり曖昧であり、結果を理解するために使用する方法が少し曖昧である場合、あなたは確信が持てず、「私はすべてが正しいと思う.それで、あれこれが多かれ少なかれこれを行い、これがどのように機能するかを説明することができます…」、そして、この理論が良いことがわかります 間違っていると証明できないからです！また、結果を計算するプロセスが不定である場合、少しのスキルで、実験結果を期待される結果のように見せることができます。あなたはおそらく他の分野でそれをよく知っています. 「A」は母親が嫌いです。その理由はもちろん、彼が子供の頃、彼女が彼を十分に愛撫したり、愛したりしなかったからです。しかし、調べてみると、実際のところ、彼女は彼をとても愛していて、すべてが順調だったことがわかります. じゃあ、子供の頃は甘やかしすぎたからね！漠然とした理論を持つことで、どちらの結果も得ることができます。これの治療法は次のとおりです。どれだけの愛が十分でなく、どれだけの愛が甘やかされすぎているかを事前に正確に述べることができれば、そうすれば、テストを行うことができる完全に正当な理論が存在することになります。これが指摘されると、通常、「心理的な問題を扱っている場合、物事をそれほど正確に定義することはできません」と言われます。はい、しかし、それについて何も知っていると主張することはできません。まったく同じ種類の物理学の例があると聞いて、ぞっとするでしょう。これらのおおよその対称性があり、次のように機能します。おおよその対称性があるため、完全であると仮定して一連の結果を計算します。実験と比較すると一致しない。もちろん、予想される対称性は近似値であるため、一致がかなり良好な場合は「いいね!」と言い、一致が非常に悪い場合は「まあ、この特定のものは特に影響を受けやすいに違いない」と言うでしょう。対称性の破綻」。今は笑われるかもしれませんが、私たちはそのように進歩しなければなりません。対象が初めてで、これらの粒子が私たちにとって初めての場合、この冗談を言い合い、結果を推測するこの「感覚」の方法が、あらゆる科学の始まりです。心理学と同じことが物理学の対称性命題にも当てはまるので、あまり笑わないでください。最初は細心の注意が必要です。このような漠然とした理論では、簡単にどん底に落ちてしまいます。それが間違っていることを証明するのは難しく、ゲームで板から離れないようにするためには、一定のスキルと経験が必要です。この推測、結果の計算、および実験との比較のプロセスでは、さまざまな段階で行き詰まる可能性があります。アイデアがないとき、私たちは推測の段階で立ち往生するかもしれません。あるいは、計算段階で行き詰まるかもしれません。例えば、湯川* は 1934 年に核力のアイデアを推測しましたが、数学が難しすぎて結果を計算できず、実験と彼のアイデアを比較できませんでした。湯川が考えていなかったこれらの余分な粒子をすべて発見するまで、理論は長い間残っていました。したがって、湯川が行った方法ほど単純ではないことは間違いありません. 行き詰まる可能性があるもう 1 つの場所は、実験の最後です。たとえば、万有引力の量子論は、仮にできたとしても非常にゆっくりと進んでいます。なぜなら、実行できるすべての実験には、量子力学と引力が同時に関与することは決してないからです。電気の力に比べて重力は弱すぎる。私は理論物理学者であり、この問題の結末にもっと満足しているので、ここでは皆さんがどのように推測するかに集中したいと思います。前に言ったように、推測がどこから来るかは重要ではありません。それが実験と一致し、可能な限り明確であることだけが重要です。それなら、あなたは言う、「それはとても単純なことだ。一連の推測を行うランダムホイールを備えたマシン、優れたコンピューティングマシンをセットアップし、自然がどのように機能するかについての仮説を推測するたびに、即座に結果を計算し、リストと比較します.もう一方の端にある実験結果の。言い換えれば、推測は愚か者の仕事です。実際はまったく逆で、その理由を説明しようと思います。最初の問題は、どのように開始するかです。あなたは、「まあ、すべての既知の原則から始めます」と言います。しかし、知られているすべての原則は互いに矛盾しているため、何かを削除する必要があります。私たちは、推測に穴を開けるべきだと主張する人々から多くの手紙を受け取ります. ほら、穴を開けて、新しい推測のための余地を作ります。誰かが言う、「あなた方はいつも、空間は連続的だとおっしゃいます。わずかな距離で区切られたたくさんのドットではなく、実際に十分な点がその間に存在するほど十分に小さい次元に到達したとき、どうすればわかりますか?」あるいは、「あなたが私に話してくれた量子力学的な振幅を知っていますか? それらは非常に複雑でばかげています。なぜそれらが正しいと思われるのですか? 多分彼らは正しくない」. このような発言は明白であり、この問題に取り組んでいる人には完全に明らかです。これを指摘しても何の得にもなりません。問題は、何が間違っているかということだけではなく、正確には何がその代わりに置き換えられるかということです。連続空間の場合、正確な命題は、空間は実際には一連の点で構成されており、それらの間の空間は何の意味も持たず、点は立方体配列になっているということです。そうすれば、これが間違っていることをすぐに証明できます。それは動作しません。問題は、何かが間違っている可能性があると言うだけでなく、それを何かに置き換えることです – そしてそれはそれほど簡単ではありません. 本当に明確なアイデアが代用されるとすぐに、それが機能しないことがほとんどすぐに明らかになります.

2 番目の問題は、これらの単純型の可能性が無限にあることです。こんな感じです。あなたは非常に懸命に座って働いています。金庫を開けようとして長い間働いてきました。次に、金庫を開けようとしていることを除いて、あなたが何をしているのかを知らないジョーがやって来ます。彼は、「10:20:30 の組み合わせを試してみませんか?」と言います。あなたは忙しいので、たくさんのことを試しました。おそらく、すでに 10:20:30 を試しています。真ん中の数字が 20 ではなく 32 であることはすでにご存じかもしれません。ですから、物事がどのように機能するかを教えようとする手紙を送らないでください. 私はそれらを読みました - 私は常にそれらを読んで、提案されていることをまだ考えていないことを確認します - しかし、それらに答えるには時間がかかりすぎます. 彼らは通常、「10:20:30 を試す」というクラスに属しているためです。いつものように、自然の想像力は私たちの想像力をはるかに超えています。そのような微妙で深い推測を得るのはそれほど簡単ではありません。推測するには本当に賢くなければならず、機械でやみくもに推測することはできません。ここで、自然の法則を推測する技術について説明したいと思います。それは芸術です。それはどのように行われますか？あなたが提案するかもしれない1つの方法は、歴史を見て、他の人がどのようにそれをしたかを見ることです. だから私たちは歴史を見ます。ニュートンから始めなければなりません。彼には不完全な知識しかない状況があり、比較的実験に近いアイデアを組み合わせて法則を推測することができました。観察とテストの間に大きな隔たりはありませんでした。それが最初の方法でしたが、今日ではうまくいきません。次に偉大なことを成し遂げたのは、電気と磁気の法則を手に入れたマクスウェルでした。彼がしたことはこれでした。彼は、ファラデーと彼の前に来た他の人々のために、すべての電気の法則をまとめました。彼はそれらを見て、それらが数学的に矛盾していることに気付きました。それを正すために、彼は方程式に 1 つの項を追加しなければなりませんでした。彼は、アイドラー ホイールや歯車などのモデルを宇宙で発明することによって、これを実現しました。彼は新しい法律が何であるかを発見しましたが、アイドラーホイールを信じていなかったので、誰もあまり注意を払いませんでした. 今日、私たちはアイドラーホイールを信じていませんが、彼が得た方程式は正しかった. したがって、論理は間違っているかもしれませんが、答えは正しいです。相対性理論の場合、発見は完全に異なっていました。パラドックスの蓄積がありました。既知の法則は一貫性のない結果をもたらしました。これは新しい種類の考え方であり、可能な法則の対称性を議論するという観点からの考え方でした。ニュートンの法則のようなものがどれだけ長く正しいように見えても、最終的には間違っている可能性があることに初めて気付いたので、それは特に困難でした. また、本能的な時間と空間の通常の考えが間違っている可能性があることを受け入れることは困難でした. 量子力学は 2 つの独立した方法で発見されました。これは教訓です。そこでもまた、それ以上に、膨大な数のパラドックスが実験的に発見されました。それらは、知られていることではまったく説明できませんでした. 知識が不完全だったのではなく、知識が完全すぎたのです。あなたの予測では、これが起こるはずでしたが、そうではありませんでした。2 つの異なるルートは、方程式を推測した Schrödinger* によるものと、測定可能なものを分析しなければならないと主張した Heisenberg によるものでした。これらの 2 つの異なる哲学的方法は、最終的に同じ発見につながりました。最近では、中性子が陽子、電子、および反ニュートリノに崩壊するときに、私が話した弱い崩壊の法則が発見されましたが、これらはまだ部分的にしか知られていません。今回は不完全な知識の場合で、方程式だけを推測しました。今回の特別な難しさは、実験がすべて間違っていたことです。結果を計算したときに実験と一致しない場合、どのようにして正しい答えを推測できますか? 実験が間違っているに違いないと言うには勇気が必要です。その勇気がどこから来るのかは後で説明します。今日、パラドックスはありません。すべての法則をまとめると無限大になりますが、じゅうたんの下の汚れを一掃する人々は非常に賢いので、これは深刻なパラドックスではないと考える人もいます。繰り返しますが、これらすべての粒子を発見したという事実は、私たちの知識が不完全であることを除いて何も教えてくれません. 私が挙げた例を見ればわかるように、歴史は物理学では繰り返されないと確信しています。その理由はこれです。「対称性の法則を考える」、「情報を数学的形式に変換する」、「方程式を推測する」などのスキームは、今や誰もが知っており、常に試みられています。行き詰まったとき、答えはこれらのいずれかではありません。次回は別の方法があるはずです。あまりにも多くのトラブル、あまりにも多くの問題のこのログジャムに陥るたびに、それは私たちが使用している方法が以前に使用したものとまったく同じだからです. 次のスキームである新発見は、まったく別の方法で行われる予定です。したがって、歴史はあまり役に立ちません。ハイゼンベルグの考えについて、測定できないものについて話すべきではないということについて少しお話ししたいと思います。これは、あなたが作る構造物や発明は、計算した結果が実験と比較できるようなものでなければならないという意味で解釈できます。 '、モーまたはグーが何であるかを誰も知らないとき。明らかにそれは良くありません。しかし、その結果を実験と比較することができれば、必要なのはそれだけです。ゲスにモグモグが出なくても構いません。結果を実験と比較できるのであれば、推測に好きなだけジャンクを含めることができます。これは常に十分に評価されているわけではありません。人々はしばしば、粒子や経路などのアイデアが原子の領域に不当に拡張されていることに不満を漏らします。まったくそうではありません。延長について不当なことは何もありません。私たちは、すでに知っていること、すでに得たアイデアを超えて、できる限り拡張する必要があります。危険？はい。不確かですか？はい。しかし、それが進歩する唯一の方法です。不確実ではありますが、科学を役に立つものにする必要があります。科学は、まだ行われていない実験について教えてくれる場合にのみ役立ちます。何が起こったのかを伝えるだけではダメです。テストされた場所を超えてアイデアを拡張する必要があります。例えば、惑星の運動を理解するために開発された万有引力の法則において、ニュートンが単に「私は今、惑星を理解している」と言って、それを他の惑星と比較しようとすることができないと感じていたら、何の役にも立たなかっただろう.地球が月を引っ張る力であり、後に人々は「銀河を結びつけているのは引力であるかもしれない」と言った. 私たちはそれを試さなければなりません。「銀河の大きさに到達すると、それについて何も知らないので、何でも起こり得る」と言うことができます. 私は知っていますが、この種の制限を受け入れる科学はありません. 銀河の究極の理解はありません。一方、すべての動作が既知の法則のみによるものであると仮定すると、この仮定は非常に限定的かつ明確であり、実験によって簡単に破られます。私たちが探しているのは、まさにそのような仮説であり、非常に明確で実験との比較が容易です。実際のところ、これまでの銀河の振る舞いは、この命題に反しているようには見えません。さらに興味深い重要な別の例を挙げましょう。おそらく、生物学の進歩に最も貢献する最も強力な単一の仮定は、動物が行うすべてのことは原子が行うことができるという仮定であり、生物学的世界で見られるものは物理的および化学的現象の振る舞いの結果であり、原子は存在しないという仮定です。 「余分なもの」。「生き物のことになると、何でも起こり得る」といつも言えます。それを受け入れると、生き物を理解することはできません。タコの触手の小刻みな動きが、既知の物理法則に従った原子の遊びに他ならないということは、非常に信じがたいことです。しかし、この仮説で調査すると、それがどのように機能するかについて非常に正確に推測することができます. このようにして、人は理解において大きな進歩を遂げます。これまでのところ、触手は切断されていません。この考えが間違っていることはわかっていません。推測することは非科学的ではありませんが、科学に詳しくない多くの人はそう考えています。数年前、私は空飛ぶ円盤について素人と話しました。私は科学者なので、空飛ぶ円盤についてすべて知っています。私は「空飛ぶ円盤はないと思う」と言った。そこで私の敵対者は、「空飛ぶ円盤が存在することは不可能ですか? それが不可能であることを証明できますか？「いいえ」と私は言いました。それは非常にありそうにない」. それに対して彼は言った、「あなたは非常に非科学的です。それが不可能だと証明できないなら、どうしてありそうにないと言えるのですか?」しかし、それは科学的な方法です。何が可能性が高く、何が可能性が低いかを言うことだけが科学的であり、常に可能性と不可能性を証明しているわけではありません. 私が言いたいことを定義するために、私は彼にこう言ったかもしれません。地球外知性の既知の不合理な特徴よりも、地球外知性の未知の合理的な努力の特徴の方が重要である。」可能性が高い、それだけです。それは良い推測です。そして、私たちは常に最も可能性の高い説明を推測しようとします。それがうまくいかない場合は、他の可能性について話し合う必要があるという事実を心の奥底に保ちます. 何を残し、何を捨てるか、どうやって推測できるのでしょうか? 私たちはこれらすべての優れた原則と既知の事実を持っていますが、ある種の問題に直面しています: 無限大を取得するか、十分な説明が得られないかのどちらかです。いくつかの部分が欠けています. 時にはそれは、アイデアを捨てなければならないことを意味します。少なくとも過去には、深く保持されていたアイデアを捨てなければならないことが常に判明していました。問題は、何を捨て、何を残すかです。それをすべて捨ててしまうと、それは少し先のことであり、あなたが取り組むべきことはあまりありません。やはりエネルギー保存は良さそうで、いいですね、捨てたくないですね。何を残し、何を捨てるかを推測するには、かなりのスキルが必要です。実は運なのかもしれませんが、かなりの熟練が必要なようです。確率の振幅は非常に奇妙で、最初に考えるのは、奇妙な新しいアイデアが明らかにおかしなことだということです。それでも、量子力学的確率振幅の存在のアイデアから推測できるすべてのことは、奇妙ではありますが、奇妙な粒子の長いリスト全体で 100% 機能します。したがって、世界の構成の内臓を発見したときに、これらの考えが間違っていることがわかるとは思いません。この部分は正しいと思いますが、私は推測しているだけです。一方で、空間が連続しているという理論は間違っていると私は信じています。そして、すべての粒子のサイズを決定するものについて疑問が残ります。私はむしろ、無限に小さな空間にまで拡張された幾何学の単純な考えが間違っているのではないかと疑っています. もちろん、ここでは穴を開けているだけで、何を代用すればよいかは教えていません。もしそうなら、私はこの講義を新しい法律で終わらせるべきです. 一部の人々は、すべての原則の不一致を利用して、可能性のある一貫した世界は 1 つだけであり、すべての原則をまとめて非常に正確に計算すれば、原則を導き出すことができるだけでなく、物事がまだ一貫性を保っている場合、これらが存在する可能性のある唯一の原則であることを発見してください。それは私には大きな注文のようです。犬の尻尾を振っているような音だと思います。50 個の奇数粒子すべてではなく、電子などのいくつかの小さなものなど、特定のものが存在することを考慮しなければならないと私は信じています。そして、すべての原理とともに、出てくる大きな複雑さはおそらく明確な結果です。一貫性に関する議論からすべてを得ることができるとは思いません。もう 1 つの問題は、部分対称性の意味です。これらの対称性、たとえば中性子と陽子はほぼ同じだが電気については同じではない、または反射対称性の法則は 1 種類の反応を除いて完全であるという事実など、非常に厄介です。ほぼ左右対称ですが、完全ではありません。現在、2 つの学派が存在します。それは本当に単純で、本当に対称的であると言う人もいるでしょう。それから別の学派があり、代表者は私一人だけで、ノーと言います。物事は複雑かもしれませんが、合併症によってのみ単純になるかもしれません。ギリシア人は、惑星の軌道は円であると信じていました。実際、それらは楕円です。それらは完全に対称ではありませんが、円に非常に近いです。問題は、なぜそれらが円に非常に近いのかということです。なぜそれらはほぼ対称なのですか？潮汐摩擦の長い複雑な効果のため、非常に複雑な考えです。彼女の心の中の自然はこれらの点で完全に非対称である可能性がありますが、現実の複雑さの中でほぼ対称であるかのように見え、楕円はほとんど円のように見えます. それは別の可能性です。しかし、誰も知りません。それは単なる当て推量です。A と B の 2 つの理論があるとします。心理的には完全に異なって見えますが、それぞれに異なるアイデアが含まれていますが、それぞれから計算されるすべての結果はまったく同じであり、両方とも実験と一致しています。2 つの理論は、最初は異なるように聞こえますが、結果はすべて同じです。A と B の論理が常に対応する結果をもたらすことを示すことで、通常、数学的に簡単に証明できます。そのような理論が 2 つあるとします。どちらが正しいかをどのように判断しますか? どちらも同じ程度に実験に同意するため、科学的にはありません。そのため、2 つの理論は、その背後にある考え方が大きく異なっていても、数学的には同一である可能性があり、それらを区別する科学的な方法はありません。しかし、それぞれから計算されるすべての結果はまったく同じであり、両方とも実験と一致します。2 つの理論は、最初は異なるように聞こえますが、結果はすべて同じです。A と B の論理が常に対応する結果をもたらすことを示すことで、通常は数学的に簡単に証明できます。そのような理論が 2 つあるとします。どちらが正しいかをどのように判断しますか? どちらも同じ程度に実験に同意するため、科学的にはありません。そのため、2 つの理論は、その背後にある考え方が大きく異なっていても、数学的には同一である可能性があり、それらを区別する科学的な方法はありません。しかし、それぞれから計算されるすべての結果はまったく同じであり、両方とも実験と一致します。2 つの理論は、最初は異なるように聞こえますが、結果はすべて同じです。A と B の論理が常に対応する結果をもたらすことを示すことで、通常は数学的に簡単に証明できます。そのような理論が 2 つあるとします。どちらが正しいかをどのように判断しますか? どちらも同じ程度に実験に同意するため、科学的にはありません。そのため、2 つの理論は、その背後にある考え方が大きく異なっていても、数学的には同一である可能性があり、それらを区別する科学的な方法はありません。これは通常、A と B の論理が常に対応する結果をもたらすことを示すことで、数学的に簡単に証明できます。そのような理論が 2 つあるとします。どちらが正しいかをどのように判断しますか? どちらも同じ程度に実験に同意するため、科学的にはありません。そのため、2 つの理論は、その背後にある考え方が大きく異なっていても、数学的には同一である可能性があり、それらを区別する科学的な方法はありません。これは通常、A と B の論理が常に対応する結果をもたらすことを示すことで、数学的に簡単に証明できます。そのような理論が 2 つあるとします。どちらが正しいかをどのように判断しますか? どちらも同じ程度に実験に同意するため、科学的にはありません。そのため、2 つの理論は、その背後にある考え方が大きく異なっていても、数学的には同一である可能性があり、それらを区別する科学的な方法はありません。


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