planetscope blog

  • 2010-12-29

師走


   
もうすぐ2010年が終わるそうです。

正直なところ、気分も実態も、年末とかお正月とか無関係な生活をしています。


言われるまで気がつかなかったのですが、

東京工業大学に合格、入学したのは今年のことだったのですね。

昨年の今頃はまだ高校や駿台に行って受験勉強してたなんて、今ではとても思えません。

もう何年も昔のことのように思えます。

というよりも、ずっと前から私は東工大にいたに違いない、というような、そんな錯覚が最近あります。

やはり東工大は不思議なところなのですね。



今年といえば、

鉱物採集に結構たくさん行けたことと、あとは3アマの免許取ったので電波が出せるようになったのと、

それくらいしか思い浮かばない。。。

あとはひたすら東工大の大岡山キャンパスでのトロ~リまろやか苦味増量な生活しか……(^^;)




とまぁ書きましたが、ともかく皆様、良いお年を!



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  • 2010-12-07

『情報をエネルギーに変換することに成功! 』だと???


  2010年11月11日、中央大学は東京大学と共同で、世界で初めて情報をエネルギーに変換することに成功したと発表したそうです。

http://www.chuo-u.ac.jp/chuo-u/pressrelease_files/kouho_926d762ef5d729c7544d1276739468c5_1289788403.pdf

『  発表概要
微細加工技術とサブミクロンスケールのリアルタイム制御システムを組み合わせること
で、“マックスウェルの悪魔”と呼ばれる科学史上の重要な概念を実験で初めて実現し、
情報をエネルギーに変換することに成功した。情報を媒介して駆動する新規ナノデバ
イスの実現の可能性を示した。』



…だそうです。


「今、少し頭が混乱しています!誰か詳しい方がいらっしゃいましたらおたすけください!!!」

と、予防線を貼った上で自分の感想を垂れ流そうかな。



さて、確かにこの実験はマックスウェルの悪魔が具現化したもので情報がエネルギーに変換された、ということを認めたとしても、それが則熱力学第二法則に反しているということになるのでしょうか?

熱力学第二法則はのことエントロピー増大則(断熱系において不可逆変化が生じた場合、その系のエントロピーは増大する)ですが、その他の表現方法としては、クラウジウスの法則、トムソンの法則(これは過去にこんな記事も書いたなぁ)、ほかにもオストヴァルトの原理(唯一の熱源から正の熱を受け取って働き続ける熱機関=第二種永久機関は実現不可能)やクラウジウスの不等式などがあります。

この熱力学第二法則は、マクロな熱力学的に見れば経験から帰納して得られた「原理」であり、統計力学的にはミクロにニュートン力学や量子力学によって粒子の挙動を考察し、それらが結局は大数の法則によって粒子数が十分に大きいことから不可逆性が生まれる、とされています。要するに、熱力学と統計力学のどちらにしても熱力学第2法則が成り立つのはマクロな、粒子数の十分に大きな世界であるということです。

それに対して、今回の実験はミクロな世界における話で、粒子数も2つしかありません。これでは熱力学や統計力学の前提としている「十分に大きな粒子数」という過程が崩れてしまうので別の物理が必要になって然るべき、ということではないでしょうか。

では、粒子数のもっと多い系でこのような実験が達成されたら?と思いますが、粒子数が増えると、粒子同士の相互作用もありますから、それらの持つ情報を処理するのに必要なエネルギーは粒子数に対して比例関係ではなく指数関数的に増大すると思われます。よって、マクロな世界にまでマックスウェルの悪魔の魔力が及ぶことはないでしょう。十分に大きな粒子数の系に関しては大数の法則により統計力学が成り立つはずです。

今回の発見はマックスウェルの悪魔の魔力が熱力学第二法則を打ち破るものではなく、「ミクロな世界の量子力学」と「マクロな世界の統計力学」との中間の世界における発見であると考えられます。情報でエネルギーを生み出せるからエネルギー資源問題も解決して人類の未来はバラ色だヒャッホ~イ、といったものでは決してありません。

また、ミクロとマクロの中間の世界の物理は生命活動の化学反応などを支配しているものであると考えられ、今後の新たな理論の展開に期待したいところです。



「あれ、でも情報の次元とエネルギーの次元の違いはどうやって対応するの?」

なんか適当な比例定数をつける? たしかそんな話聞いたことある気が…



……だめだ、やっぱり誰かお助けを~ Y(>_<、)Y



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Author:てるてる
沢田 輝
(@Hikaru_Sawada @IWKRterter)
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(館長のブログ)

東京大学広域科学専攻D2(駒場キャンパス)
博士課程より、東京工業大学地球惑星科学専攻から移籍しました。
地球惑星科学のなかでも、大陸地殻の成長と進化などといったテーマの地質学・地球化学あたりの研究をしてます。

中学から鉱物コレクションをはじめて早くも15年くらい、鉱物学から地球科学全体へ興味が広がっていって今こうなってしまったという感じの院生です。
石の話や、大学の話、学問とか関係ない雑記も適当に書いていきます。

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