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なぜ、いま、「量子論」を学ぶのか?

なぜ、いま、「量子論」を学ぶのかを考えてみました。 ひとつ目の理由は、私たちが自然と物質を理解する上で、それが、もっとも基本的な枠組みをあたえてくれるからです。 それは、自然と物質に対する、私たちの日常的な「常識」を変えると思います。 もっとも、量子論を学んだからといって、世界は少しも変化しないかもしれません。ただ、現象の世界から、その世界の奥にあるものに関心が向くのはいいことだと思います。 ふたつ目の理由は、近年の量子論が、情報理論との急速な接近を果たしていて、大きな変化が進行中だからです。 「量子情報理論」は、物理学の長い間の課題だった量子論と相対論の統一の舞台になりそうですし、遠くない未来の、ITだけでなく、ほとんど全てのテクノロジーの基礎理論になっていくと思います。 また、その応用は、新しい量子デバイス、量子暗号、量子通信、量子コンピューティング、常温超電導等の新素材の開発等を通じて、私たちの近未来の生活を大きく変える可能性を持っています。 みっつ目の理由は、量子論の基礎で利用されている「数学」は、比較的単純なものだからです。それは、高校数学の、ほんの少し先にあるものです。 量子コンピューティングの基礎である量子ゲートの働きの理解について言えば(もちろん、それだけでいいわけではありませんが、それについては別の機会に述べます)、それは、ベクトルと、2 x 2 あるいは、たかだか 4 x 4 の行列の掛け算として、大抵の量子ゲートの働きは理解できます。 それは、物理学のもう一つの重要な分野である、「一般相対論」の数学の枠組みの「難しさ」とは、好対照をなすものです。物理の数学が、全て、難しいわけではないのです。 いま、「量子論」を自分で学ぶべき、最後の理由は、そうした重要性と理解のしやすさにもかかわらず、それをキチンと学ぶ機会がほとんどの人に与えられていないからです。 高校の生物の教科書は、この50年で大きく変わりましたが、高校の物理の教科書は、この50年、ほとんど変わっていません。そこでは、「量子論」は、ほとんど触れられていません。それは、とても残念なことです。 学ぶ機会がないのなら、自分で学ぶしかありません。 「紙と鉛筆で学ぶ量子情報理論基礎演習 I」は、物理好きの人だけでなく、高校生、大学生を含む、老若男女の多くの人に参加していただけたらと思っています。 …

「紙と鉛筆で学ぶ量子情報理論基礎演習 I」を再開します。

量子コンピュータの基礎理論を、紙と鉛筆を使って実際の計算で学ぶ、6時間コースの「紙と鉛筆で学ぶ量子情報理論基礎演習 I」を、角川さんで再演します。申し込みページできました。 https://lab-kadokawa61.peatix.com/ 基本的には、高校数学の延長として「線形代数」の基礎の演習を含んでいますので、線形代数やっていない人にもわかるようにできればいいと考えています。 今回は、学生さんは半額にしました。学生さんの参加をお待ちしています。 いつもの角川さんの会場とは、今回は違う会場になっていますので、ご注意ください。今回は飯田橋ではなく、市ヶ谷のKADOKAWAセミナールームが会場となります。

洪水の予測

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大雨でたくさんの方が命を失った。痛ましいことだ。 気象庁と国土交通省のサイトを見ているのだが、国土交通省のサイトの「災害・渇水情報」のページは、アクセスが多いのか繋がらなくなっている。 河川の氾濫の予想についていくつか気が付いたことがある。 土砂崩れとかの予想とは別に、河川の氾濫については、現在の観測技術で、ある程度の予測はできると思っている。 川があふれるということは、川には、容量があって、それには限界があると言うこと。 単純に言うと、川に流れ込んだ水量から、川から流れ出る水量を引いたものが、川の容量を超えた時、一番弱いところから川はあふれる。 ある川に流れ込む水量は、アメダス等の観測データから予測できる。 気象庁の「雨量」の単位は、一つの地点の時間当たりの雨の量を「長さ mm」で表したもの。ただ、雨は、一つの「点」に降るわけではなく、広がりを持って、「面」状に降る。今回のようなケースでは、巨大な「体積」の水の塊が、地上に落ちてくるというイメージの方がいいのかもしれない。 洪水予報で重要なのは、各地点の「雨量」ではなく、ある河川にどれだけの水が流れ込むのかと言うこと。ただ、ある地点に降った雨は、必ず一つのある河川に流れ込むはずだから、アメダス等の観測データから、ある河川に流れ込む水の総量は、予想できるはず。(時間当たりの「長さ」が単位の「雨量」ではなく、時間あたりの水の「体積」だ) 一方、川から流れ出る水量についても、予測可能である。大まかに言って、川の「水位」と「流速」で概算できるはずだ。 国土交通省のページ参照できなかったので、確認できていないのだが、確か「水位」しか測ってないような気がする。ただ、「水位」だけだと、ある河川から流れ出る水の時間当たりの総量は、計算できない。 今回のケースのような場合、気象庁が各地の雨量を観測し、国土交通省が各河川の水位を観測しているだけでは、不十分なのだ。気象庁が、各河川への総流入量を、国土交通省が各河川からの総流出量を観測するのが、洪水予想の基本だと思う。その先にも、色々あるのだが。 電気回路のように単純なモデルなので、あるいは、もうできているのかもしれない。僕の杞憂であることを願う。

矢野 哲治気象庁は、恐らく、レーダー雨量から出しています。水位計がない、水位計では警告が間に合わない中小河川により有効だと思います。
洪水警…