物理学を支える CAD – WorldCAD Access

意見

私たちは現実を当然のこととして受け入れています。しかし、哲学者は現実とは一体何なのか疑問に思います。映画 の マトリックス デカルトは、「私が経験する現実は実際に現実なのか？」という疑問を巧みに表現しました。この疑問はデカルトに問題を検討させ、解決策を見つけた後に「我思う、ゆえに我あり」と叫んだことで有名です。冗談好きの人の中には、「我思う、ゆえに我あり――私は考える」と付け加えた人もいます。

物理学は現実の本質に関係しており、それはニュートンの業績に倣って、単純なものに見えました。ニュートンは、リンゴが木から落ちる、銃から弾丸が発射される、惑星が太陽の周りを回るなど、あらゆる種類の動きを予測するために使用できる一連の優れた公式を考案しました。さらに、その公式は素晴らしく単純で、時間が一貫して信頼できることを前提としていましたが、それは私たち全員が知っていたことです。

その後、アインシュタインが現れ、すべてを台無しにしました。彼は、時間は特定の条件下では相対的であり、速度を変えることができると発表しました。重力も同様です。実際のところ、重力がどのように機能するか、あるいは時間がどのように機能するかをまだ誰も解明していないにもかかわらずです。

現実性に関する疑問は、私たちの世界には目に見える以上のものがあるのではないかと考えたギリシャ哲学者の時代にまで遡ります。私たちが感知できるもの (現実) があるなら、感知できないもの (形而上学) も必ずあるはずだと彼らは推測しました。私たちが感知する現実には限界があることに気づいた後、彼らはこの点に到達しました。白内障の手術を受ける前は、私が見るものはすべて黄色がかった色調でした。手術後は、脳が新しい色彩体系に慣れるまで、最初はすべてが青みがかった色調に見えました。どちらの色調が正確だったのでしょうか。おそらくどちらでもないのでしょう。

同じようなことは、私たちの感覚すべてで行うことができます。私が味わったり嗅いだりするものは、あなたとは異なります。私が指で感じたものは、あごで感じたときとは違います。私たちの聴覚は、鼓膜、有毛細胞、神経の損傷の程度によって影響を受けます。哲学者は、私たちの感覚が不正確であるという真実に飛びつき、何かを証明しようとします。それでも、私たちは人生を生き抜いていきます。

不正確な感覚を超えて、さらに一歩進んでみましょう。現実のすべての特性を取り除いてみましょう。質感、色、音、味、香りはすべて取り除きます。私たちに何が残るでしょうか?

数学的構造の中で生きる

物理学者の中には、数学こそが私たちの生活の基盤であると考える人もいます。CAD (コンピュータ支援設計) の世界では、この概念は完全に馴染み深いものです。2D 図面や 3D モデルは数学によって定義されます。以下は、CAD プログラムで使用される数式の 1 つです。これは球体を定義します (画像ソース: Get Calc)。

球を描くための公式

球体の CAD 図面を開くと、プログラムは球体の中心点と半径を定義するデータを読み取り、その式のイメージをコンピュータの画面に再現します。体積式は、表示される球体のサイズを指定します。これは、球体の半径によって決まります。表面積式は、CAD システムにとって重要です。CAD システムでは、3D オブジェクトの表面のみが表示され、内部は表示されないためです。

通常、球体には、色、表面のテクスチャ、材質、レンダリング モードなどのプロパティを割り当てます。これにより、この球体を地球のように見せるために使用する材質やレンダリング モードなど、3D オブジェクトがコンピューターの画面上でリアルに見えます (画像ソース: z0b’s Realm)。

地球を模した球体

球体の特性を取り除くと、その公式に戻ります。

では、現実が CAD のような方法で数学によって定義されるのであれば、数学の根底にあるものは何でしょうか? わかりません。

それは情報だよ、そうだろ？

物理学者の小グループは、現実は情報によって定義されると信じています。彼らがどのようにしてこの理論にたどり着いたかについては、ここでは触れません。なぜなら、この理論は量子コンピューティングの同時状態とブラックホールの表面に関するもので、私にはほとんど理解できないからです。「現実とは、実は宇宙の境界に保存されている情報なのです」と、ジム・バゴットは『Farewell to Reality』の中で要約しています。

彼はホログラムという類似物、つまりレーザーでコード化されたプラスチックのシートを使います。プラスチックを通して明るい光を投影すると、3D イメージが私たちに見えます。これはプラトンの洞窟の逆です。つまり、洞窟の壁の影が現実で、外を歩き回っている 3D の人間が幻想なのです。

CAD でも同じことが起こります。建物に関するすべての既知の情報をデータベースまたはスプレッドシートに保存すると、2D の現実になります。その情報を CAD プログラムにインポートすると、壁、バルコニー、窓を示す 3D 画像が表示されます。これは現実の錯覚です。(画像提供: Snaptrude)

スプレッドシートをCADプログラムにインポートする

では、現実が CAD のような方法で情報によって定義される場合、情報の基盤となるものは何でしょうか? わかりません。