オンサーガーが降臨!:「オンサーガーの不可逆過程の熱力学」今日発売だった!

明日死ぬと思って生きよ。永遠に生きると思って学べ。−−マハトマガンジー


みなさん、こんにちは。

”4年ほど前からこう思って取り組んだオンサーガー博士の論文選集の出版までついにたどり着いた。例によって、独立系出版社の太陽書房からである。まだアマゾンにはない。”

といって、先月上旬に拙著「オンサーガーの不可逆過程の熱力学」を
「オンサーガーの不可逆過程の熱力学」完成!:今度は「オンサーガー」が降臨!
でメモしたが、今日無事発売日を迎えた。そこで、一応、またメモしておこう。以下のものである。
オンサーガーの不可逆過程の熱力学(太陽書房←アマゾン嫌いの人はこっちへ)
オンサーガーの不可逆過程の熱力学(アマゾン)
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ラルス・オンサーガー(Lars Onsager, 1903-1976)博士は偉大な理論物理・化学者であった。彼の研究分野は多岐にわたる。化学や生物学から液体理論や流体力学、物性物理学や固体物理学、そして統計力学や数理物理学に至るまで幅広く活躍した。そして、それぞれの分野で数多くの重要な古典的論文を残した。彼は旧ソ連のランダウやアメリカ合衆国のファインマンと並び称される万能型理論物理学者の最後の一人であった。中でも、1930年代のオンサーガーの相反定理と不可逆過程の熱力学。1940年代の2次元イジングモデルの厳密解。1950年代の液体ヘリウム理論や揺らぎの理論。こういったものがつとに有名である。それぞれの分野で金字塔になっている。どれもがノーベル賞に値する。実際、オンサーガーの相反定理の化学への有効性でノーベル化学賞を受賞した。

本書は、特に不可逆過程にまつわる彼の研究論文 ― 原子分子の不可逆過程の問題から究極の不可逆過程現象といえる生命現象に至るまでの原論文 ― を集めてある。私はそれらを2年ほどかけて日本語に翻訳した。これらには偉大なる理論化学者の問題提起の仕方、物理現象の捉え方、問題の考え方、計算方法、問題の解き方など、学ぶべき点が満載されている。これらを読み、学ぼう。そうすることからより深く物理化学を学ぶことができる。そして読者それぞれの持つ自分の問題へ応用する場合のヒントの数々を得ることができるに違いない。ぜひオンサーガーの考え方を一人でも多くの方々に学んで欲しいものである。読者に役立つことができれば、私の苦労も報われるだろう。

このオンサーガー理論の本質であるところの、「オンサーガー−マックラップ公式」をエレガントにまったく異なる方法で求めることに成功したのが、いまやスピリチュアルの「愛魂道」の達人となった、我らが保江邦夫先生である。
保江邦夫博士
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保江博士の論文がこれ。
A simple derivation of the Onsager–Machlup formula for one‐dimensional nonlinear diffusion process
The role of the Onsager–Machlup Lagrangian in the theory of stationary diffusion process

この夏はゆっくり時間をかけて、これらの保江博士の論文を全部「解読」することができた。本当に理論物理学者のひとりとして、こういう美しい理論を生み出したいものである。

ただし、まだそれはいわゆる「マルコフ過程」の枠組みからに過ぎず、「ベルンスタイン過程」や「マンデルブロー−レヴィー過程」にまでは至っていない。

この現実世界は、何がしかの「記憶を持っている」。だから、緩和過程や緩和現象といっても、単なる減衰現象だけですむということはない。多くの場合には、ロングテール(=長い尻尾)を持つ、べき法則が現れる。

オンサーガーは、「詳細釣り合いの原理」を基に、ノーベル賞に輝いた「オンサーガーの相反定理」を導いた。

この摩訶不思議で実に深い原理は、力学の言葉でいうと、「作用−反作用の原理」となるが、これはまた熱力学や化学反応の言葉でいうと、「反応−逆反応の原理」となる。前者は力学変数のことばであり、後者は状態変数のことばである。

化学平衡とは、進む化学反応(右反応)と戻る化学反応(左反応)の釣り合い=平衡のことである。力学平衡とは、力を加える作用(=押す力)とそれに対する反作用(=押し返す力)との間の釣り合い=平衡のことである。

これらは、時空間でいうと、過去から未来に進む時間方向と未来から過去へ進む時間方向に進む物理現象ということになる。

量子力学における、粒子密度(=存在確率)は、波動関数の絶対値の二乗であるが、それは波動関数とその複素共役との積である。この時、波動関数は過去から未来へ進む波動の時間方向を表すが、その複素関数は未来から過去へ進む波動の時間方向を表す。そして、それらの積=出会いが現実に現在に存在する粒子密度ということになる。

このアイデアは、最初エディントンが気付き、それに感銘を受けたシュレーディンガーが発展させた。そして、最後に数学者のベルンシュタインが完成した。そして、それを保江邦夫博士のネルソン−保江方程式の枠組みに載せたのが、保江博士の「たった2人の弟子」の一人、フランス人のジーン−クラウデ・ザンブローニであった。

過去から未来への過程と未来から過去への過程が出会う。それが現実だ。この思想は実に深い。

詳細釣り合いとは、その2つが現実で見事に釣り合っているということである。この時、未来と過去との入れ替えが効く。

これがベルンシュタイン過程というものである。

いまのところ、オンサーガー理論をこういった見方で再構築した人物はいないようである。

いや〜〜、物理学者でほんとに良かった。

失礼、だれにも分からね〜〜よナ。



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  by kikidoblog | 2014-09-10 19:52 | アイデア・雑多

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