万物の理論

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万物の理論(ばんぶつのりろん、TOE;Theory of Everything)とは、自然界に存在する4つの力、すなわち電磁気力電磁力とも言う)・弱い力強い力重力を統一的に記述する理論(統一場理論)の試みである。

このうち、電磁気力と弱い力はワインバーグ・サラム理論(電弱理論)によって電弱力という形に統一されている。電弱力と強い力を統一的に記述する理論は大統一理論(GUT:Great Unification Therory)と呼ばれ、現在研究が進められている。最終的には重力も含めた全ての力を統一的に記述する理論が考えられ、これを万物の理論または超大統一理論(SUT; Super Unification Therory)という。

万物の理論の候補:超弦理論[編集]

現在、全ての力を統一した理論、すなわち「万物の理論」となりうる可能性を秘めている理論として超弦理論がある。具体的な超弦理論として、5種類のモデルが数学的に可能であることが知られている。そして5つのモデルを11次元時空の理論である「M理論」なるもので統一しようという試みが、プリンストン高等研究所で研究中のエドワード・ウィッテンを初めとする、世界中の理論物理学者たちでなされている。M理論の場合、素粒子はひもではなく二次元の膜として扱われる。

この理論が完成すれば、素粒子のあらゆる性質が説明できるばかりか、宇宙(=時間と空間)が誕生し、消滅する様子さえも理解できる、究極の物理理論になると期待されている。

もっとも、微小な素粒子の理論を巨大な時空スケールでのみ確立されている一般相対論、特に検証困難な(初期)宇宙論にそのまま外挿して適用することの論理的是非はあまり真剣に議論されていないようである。実験的には、結合定数が一つになる必然性はない。素粒子の標準模型が非常に高い精度で確立されていて、この有効理論ニュートリノ振動以外ほぼ全ての(加速器)実験の結果を説明できる。

関連項目[編集]

参考文献[編集]

  • 二間瀬敏史『図解雑学 素粒子』、ナツメ社
  • 戸塚洋二『素粒子物理』、岩波書店
  • 九後汰一郎『ゲージ場の量子論1、2』、培風館
  • 藤川和男『ゲージ場の理論』、岩波書店
  • S. Weinberg著、青山秀明、 有末宏明共訳『場の量子論1-4』、吉岡書店
  • デイヴィッド・チャーマーズ『意識する心』166頁、白揚社 ISBN 4-8269-0106-2