*読書と物理と時々車

対称性の破れ

十分に注意してやってください

　「対称性の破れ」と言うのは物理においては非常に重要な考え方で、相転移等で出てくることがあります。磁石の性質でもこれが出てきます。

　自然は大まかに言えば対称に出来ています。私たちの体は左右対称ですし、どんな生き物でも何らかの対称性を持っています。

　ところが、この対称性はあくまでも「大まか」でしかありません。たとえば、あなたの心臓は左にあるはずです。胃は右側に出口を出していますし、肝臓も右にあります。これは受精卵から発生してきた人間が、胎児の間のどこかの時点で心臓は左側に置くようにプログラムされているからです。どんな機構によってそれが行なわれているのかは分かりません。でも、自ら左右を区別し対称性を破って左に心臓を置く何者かが存在しているはずです。一見対称であるように見える自然の一部である我々でも、対称性を破るという性質が備わっているということになります。

　実は、エネルギーの低い方に自然は流れていくのですが、対称性と系の持っているエネルギーの両方で相転移は決まってきます。対称な状態が必ずしも自然にとって楽なエネルギーの低い状態ではないということになります。

注意！この実験は、捻挫などの怪我をする恐れがありますので、十分に注意して行なってください

　３５０mlのアルミ缶（空缶）とボールペンや鉛筆などの棒を用意してください。アルミ缶は、なるべくヘコミのないものを選んでください。実験は二人で行なうのが望ましいです。

　まず、ひとりがアルミ缶に片足を乗せてください。この時アルミ缶のところにもうひとりはしゃがんでいてください。アルミ缶に乗る人は、しゃがんでいる人に手をついて支えて貰いながら、片足でアルミ缶に乗ってください。うまくやると、しゃがんでいる人に支えて貰わなくても、完全にアルミ缶一つに乗ることが出来ます。

　しゃがんでいる人は、乗る人が完全にアルミ缶に乗ってから、ボールペンや鉛筆で軽く缶の真ん中辺を叩いてみてください。すると、いままでちゃんと人を支えていたアルミ缶が、一気に潰れていきます。（この時上の人は、捻挫などに気をつけてください）

　対称性云々はさておき、これ、けっこう気持ちいいくらいにグシャッと缶が潰れます。何かの話のネタにでも、やってみてください。あ、くれぐれも、捻挫などしませんように。

鏡の国のアリスは写るか？

まあ、やってみればすぐに分かるのだけれど……。

　このブログのタイトルには物理と入っているのだけれど、今までちっとも物理のことを書いていませんでした。看板に偽りあり。あまり書庫を増やすのはどうかと思うのだけれど、物理のことを書く書庫を作りました。

　今回、皆さんに考えて欲しいのはこんなことです。

コピー機で、鏡を複写したらどうなるでしょうか？

もちろん、コピー機と鏡があれば、すぐに確かめることができるのですが、ここはあえてやりたい気持ちをグッと堪えて、実際に確かめる前にいったいどうなるか考えて欲しいのです。考えて考えて、わたしはこうなると思うという確信を持ってからやっていただくのが一番楽しめる方法です。

　これを子供に聞いてみると、いろいろな答が返ってきます。
白く写る。
コピー機の中の機械が写る。
死んだおばあちゃんが写る。
コピー機が、鏡の中に吸い込まれて消滅する。
その他いろいろ。

　答えを書いてしまうのは簡単ですが、書かないで置きます。コメントをもしいただけるなら、答えは書かないで、考えてやってみてどう思ったかなどなどを書いていただけるとありがたいです。皆様の親切に頼るしかありません。

　もしアリスが写ったら、誰にも言わないで黙っていた方がいいですよ、きっと。