2017年3月2日木曜日

Albert Einstein’s Unique Approach to Thinking

Albert Einstein’s Unique Approach to Thinking

Written by Taylor Pipes on January 11, 2017. Originally published on the Evernote blog.
“I never came upon any of my discoveries through the process of rational thinking.” — Albert Einstein
In the arena of scientific achievement and the quest to discover genius, Albert Einstein stands alone. He remains a profoundly important figure who undertook extraordinary, groundbreaking work that not only shaped the pillars of modern physics but greatly influenced the philosophy of science.
Quite literally, Einstein changed the way we see and travel across the world and cosmos. He was responsible for the world’s most famous equation and for discovering the theory of relativity, considered to be mankind’s highest intellectual discovery.
Einstein went about his work in unique ways. From visualization to daydreaming and even a dash of musical inspiration, Einstein’s creative insights and philosophical vantage points help guide the work we tackle today.

The power of play

“A new idea comes suddenly and in a rather intuitive way. But intuition is nothing but the outcome of earlier intellectual experience.” — Albert Einstein
Einstein took breaks from his work to play the violin. Beethoven favored “long, vigorous walks” in which he carried a pencil and blank sheet music. Mahler, Satie, and Tchaikovsky all believed in the power of the regularly-scheduled mid-day walk.
For some, it’s walks and breaks in the day. For others, it’s applying time to deep interest in areas that are completely different from their professional work. From music to painting, the pursuit of creative endeavors has the ability to help us discover and connect what we know to what we aspire to know.
He viewed taking music breaks as an important part of his creative process. In addition to music, he was a proponent of ‘combinatory play’ — taking seemingly unrelated things outside the realms of science (art, ideas, music, thoughts), and blending them together to come up with new ideas. It’s how he came up with his most famous equation, E=mc2.
“Combinatory play seems to be the essential feature in productive thought,” Einstein wrote in a letter (italicized in part below) to Jacques S. Hadamard, who was studying the thought process of mathematicians.
“…Words or the language, as they are written or spoken, do not seem to play any role in my mechanism of thought. The psychical entities which seem to serve as elements in thought are certain signs and more or less clear images which can be “voluntarily” reproduced and combined…but taken from a psychological viewpoint, this combinatory play seems to be the essential feature in productive thought — before there is any connection with logical construction in words or other kinds of signs which can be communicated to others.” — Albert Einstein
Creativity can’t be taught, but it can be harnessed and embraced. Nothing stokes the fires of our creative wants more than the thought of instantaneous creative inspiration — the lightning bolt or apple falling from the sky. In reality, creativity blossoms when you feed it like a fire hungry for more logs. And, creativity reaches its maximum potential when it’s stoked in combination with knowledge, ideas, and skills you’ve acquired throughout life. It’s why filmmakers seek out inspiration in art museums and why composers find notes in the daily music of everyday life.

Ideas and interludes

As Maria Popova, author of Brainpickings writes, organic synthesis of ideas happens when we step back and examine the patterns. Don’t mistake these moments for the illustrious and oft-debated lightning bolt of inspiration, even though they can happen while we are walking, showering, or even meditating. Think of them as important moments that are part of a sequential creative process that happen while we work and play. Think of the work as peering through the lens of a microscope in a lab, and the creativity starts to percolate when you take a break from the lab, pick up an instrument, or go for a walk.These interludes helped Einstein connect the dots of his experiments at opportune moments when he picked up the violin. “I fell in love with Albert because he played Mozart so beautifully on the violin,” recalled his second wife, Elsa. “He also plays the piano. Music helps him when he is thinking about his theories. He goes to his study, comes back, strikes a few chords on the piano, jots something down, returns to his study.”

Beauty in the science

“This kind of mental play uses both unconscious and conscious thinking: scanning various stimuli and information, perceiving patterns and clear or hidden similarities between things or ideas, and playing with their interconnections, relationships, and links,” notes researcher Victoria Stevens, who explored the neuroscience of creativity in To Think Without Thinking.
Stevens notes that the link between problem solver and creative thinker is essential. “Combinatory play provides a fertile field for neuroaesthetic investigation into the direct link between play, imagination, creativity, and empathy,” she writes.
While this imaginative combinatory play was an essential part of Einstein’s productive thought, the same type of thinking and a playful nature are essential to all artistic creations.
“Personally, I experience the greatest degree of pleasure in having contact with works of art,” Einstein said. “They furnish me with happy feelings of intensity that I cannot derive from other sources.”
Einstein’s work was greatly influenced by art, and influenced artists, in turn.
Salvador Dali’s surrealist work has roots in the tiniest scientific elements of Einstein’s work. Dali had great interest in quantum mechanics and nuclear physics, and these atomic particles are the foundation of his painting The Persistence of Memory, thought by some to represent the flexing of time.
Daydreaming FTW
As a 15 year old, he dropped out of school. Einstein left school because his teachers didn’t approve of visual imagination for learning, skills which became fundamental to his way of thinking. “Imagination is more important than knowledge,” Einstein would say.
It’s no coincidence that around the same time, Einstein began to use thought experiments that would change the way he would think about his future experiments. His first, at age 16, saw him chasing after a light beam which would help launch his discovery of special relativity.
His innate ability to conceptualize complex scientific details became a hallmark of his research. His work on gravity was influenced by imagining riding a free-falling elevator. This flight of fancy eventually led him to understand that gravity and acceleration were essentially the same.
Using these simple thought experiments, Einstein was able to understand that time and space are both shaped by matter — the basis for the theory of general relativity. It’s astonishing that this thought experiment changed everything we thought we knew about the universe. Newton’s ideas of the universe were one-dimensional, but Einstein proposed that our universe was four dimensions, where stars, planets, and celestial bodies formed a “fabric” that were dynamically influenced by the bending and curving of gravitational pull.
Only recently has mankind been equipped to explore much of what his theory had proposed — supernovas, black holes, and the evolution of our solar system.

An enduring legacy

Nearly a century later, Einstein’s legacy remains strong as ever. His theories of gravity, space, and time continue to influence a new generation of scientists. As Einstein continued his work, he maintained a natural sense of understanding of the world and compassion and kindness about people around him.
It’s only fitting that he was very aware of the incredibly short time we have on this planet, while at the same time understanding that all the work he accomplished was directly related to those who came before him. It’s comforting to know that he realized his work would be instrumental for all those who had yet to arrive.
“How strange is the lot of us mortals! Each of us is here for a brief sojourn; for what purpose he knows not, though he sometimes thinks he senses it. But without deeper reflection one knows from daily life that one exists for other people…a hundred times every day I remind myself that my inner and outer life are based on the labors of other men, living and dead, and that I must exert myself in order to give in the same measure as I have received and am still receiving,” Einstein said.https://medium.com/taking-note/albert-einsteins-unique-approach-to-thinking-82d52ada10cc#.zeaodyqlp

とても興味深く読みました：

再生核研究所声明 277(2016.01.26)：アインシュタインの数学不信　―　数学の欠陥

（山田正人さん：散歩しながら、情念が湧きました：２０１６．１．１７．１０時ころ　散歩中）

西暦６２８年インドでゼロが記録され、四則演算が考えられて、１３００年余、ようやく四則演算の法則が確立された。ゼロで割れば、何時でもゼロになるという美しい関係が発見された。ゼロでは割れない、ゼロで割ることを考えてはいけないは　１０００年を超える世界史の常識であり、天才オイラーは　それは、1/0は無限であるとの論文を書き、無限遠点は　複素解析学における１００年を超える定説、確立した学問である。割り算を掛け算の逆と考えれば、ゼロ除算が不可能であることは　数学的に簡単に証明されてしまう。
しかしながら、ニュートンの万有引力の法則，アインシュタインの特殊相対性理論にゼロ除算は公式に現れていて、このような数学の常識が、物理的に解釈できないジレンマを深く内蔵してきた。そればかりではなく、アリストテレスの世界観、ゼロの概念、無とか、真空の概念での不可思議さゆえに２０００年を超えて、議論され、そのため、ゼロ除算は　神秘的な話題　を提供させてきた。実際、ゼロ除算の歴史は　ニュートンやアインシュタインを悩ましてきたと考えられる。
ニュートンの万有引力の法則においては　２つの質点が重なった場合の扱いであるが、アインシュタインの特殊相対性理論においては　ローレンツ因子　にゼロになる項があるからである。
特にこの点では、深刻な矛盾、問題を抱えていた。
特殊相対性理論では、光速の速さで運動しているものの質量はゼロであるが、光速に近い速さで運動するものの質量（エネルギー）が無限に発散しているのに、ニュートリノ素粒子などが、光速に極めて近い速度で運動しているにも拘わらず　小さな質量、エネルギーを有しているという矛盾である。
そこで、この矛盾、ゼロ除算の解釈による矛盾に　アインシュタインが深刻に悩んだものと思考される。実際　アインシュタインは　数学不信を公然と　述べている：

What does Einstein mean when he says, "I don't believe in math"?
アインシュタインの数学不信の主因は　アインシュタインが　難解で抽象的な数学の理論に嫌気が差したものの　ゼロ除算の間違った数学のためである　と考えられる。（次のような記事が見られるが、アインシュタインが　逆に間違いをおかしたのかは　大いに気になる：Sunday, 20 May 2012
Einstein's Only Mistake: Division by Zero）

簡単なゼロ除算について　１３００年を超える過ちは、数学界の歴史的な汚点であり、物理学や世界の文化の発展を遅らせ、それで、人類は　猿以下の争いを未だに続けていると考えられる。
数学界は　この汚名を速やかに晴らして、数学の欠陥部分を修正、補充すべきである。　そして、今こそ、アインシュタインの数学不信を晴らすべきときである。数学とは本来、完全に美しく、永遠不滅の、絶対的な存在である。―　実際、数学の論理の本質は　人類が存在して以来　どんな変化も認められない。数学は宇宙の運動のように人間を離れた存在である。
再生核研究所声明で述べてきたように、ゼロ除算は、数学、物理学ばかりではなく、広く人生観、世界観、空間論を大きく変え、人類の夜明けを切り拓く指導原理になるものと思考される。
以　上

Impact of ‘Division by Zero’ in Einstein’s Static Universe and Newton’s Equations in Classical Mechanics. Ajay Sharma physicsajay@yahoo.com Community Science Centre. Post Box 107 Directorate of Education Shimla 171001 India


再生核研究所声明 278(2016.01.27)： 面白いゼロ除算の混乱と話題

Googleサイトなどを参照すると　ゼロ除算の話題は　膨大であり、世にも珍しい現象と言える(division by zero: 約298 000 000結果（0.51秒）
検索結果
https://en.wikipedia.org/wiki/ Division_by_zero
数学では、ゼロ除算は、除数（分母）がゼロである部門です。このような部門が正式に配当である/ 0をエスプレッソすることができます(2016.1.19.13:45)).

問題の由来は、西暦６２８年インドでゼロが記録され、四則演算が考えられて、１３００年余、ゼロでは割れない、ゼロで割ることを考えてはいけないは　１０００年を超える世界史の常識であり、天才オイラーは　それは、1/0は無限であるとの論文を書き、無限遠点は　複素解析学における１００年を超える定説、確立した学問である。割り算を掛け算の逆と考えれば、ゼロ除算が不可能であることは　数学的に簡単に証明されてしまう。しかしながら、アリストテレスの世界観、ゼロの概念、無とか、真空の概念での不可思議さゆえに２０００年を超えて、議論され、そのため、ゼロ除算は　神秘的な話題　を提供させてきた。
確定した数学に対していろいろな存念が湧き、話題が絶えないことは　誠に奇妙なことと考えられる。ゼロ除算には　何か問題があるのだろうか。
先ず、多くの人の素朴な疑問は、加減乗除において、ただひとつの例外、ゼロで割ってはいけないが、奇妙に見えることではないだろうか。例外に気を惹くは　何でもそうであると言える。しかしながら、より広範に湧く疑問は、物理の基本法則である、ニュートンの万有引力の法則，アインシュタインの特殊相対性理論に　ゼロ除算が公式に現れていて、このような数学の常識が、物理的に解釈できないジレンマを深く内蔵してきた。実際、ゼロ除算の歴史は　ニュートンやアインシュタインを悩ましてきたと考えられる。
ニュートンの万有引力の法則においては　２つの質点が重なった場合の扱いであるが、アインシュタインの特殊相対性理論においては　ローレンツ因子　にゼロになる項があるからである。
特にこの点では、深刻な矛盾、問題を抱えていた。
特殊相対性理論では、光速の速さで運動しているものの質量はゼロであるが、光速に近い速さで運動するものの質量（エネルギー）が無限に発散しているのに、ニュートリノ素粒子などが、光速に極めて近い速度で運動しているにも拘わらず　小さな質量、エネルギーを有しているという矛盾である。それゆえにブラックホール等の議論とともに話題を賑わしてきている。最近でも特殊相対性理論とゼロ除算、計算機科学や論理の観点でゼロ除算が学術的に議論されている。次のような極めて重要な言葉が残されている：
George Gamow (1904-1968) Russian-born American　nuclear physicist and cosmologist remarked that "it is well known to students of high school algebra" that division　by zero is not valid; and Einstein admitted it as the biggest blunder of his life [1]：
1. Gamow, G., My World Line (Viking, New York). p 44, 1970

スマートフォン等で、具体的な数字をゼロで割れば、答えがまちまち、いろいろなジョーク入りの答えが出てくるのも興味深い。しかし、計算機がゼロ除算にあって、実際的な障害が起きた：

ヨークタウン (ミサイル巡洋艦)ヨークタウン(USS Yorktown, DDG-48/CG-48)は、アメリカ海軍のミサイル巡洋艦。タイコンデロガ級ミサイル巡洋艦の2番艦。艦名はアメリカ独立戦争のヨークタウンの戦いにちなみ、その名を持つ艦としては5隻目。
艦歴[編集]
1997年9月21日バージニア州ケープ・チャールズ沿岸を航行中に、乗組員がデータベースフィールドに0を入力したために艦に搭載されていたRemote Data Base Managerでゼロ除算エラーが発生し、ネットワーク上の全てのマシンのダウンを引き起こし2時間30分にわたって航行不能に陥った。 これは搭載されていたWindows NT 4.0そのものではなくアプリケーションによって引き起こされたものだったが、オペレーティングシステムの選択への批判が続いた。[1]
2004年12月3日に退役した。
出典・脚注[編集]
1.     ^ Slabodkin, Gregory (1998年7月13日). “Software glitches leave Navy Smart Ship dead in the water”. Government Computer News. 2009年6月18日閲覧。
　これはゼロ除算が不可能であるから、計算機がゼロ除算にあうと、ゼロ除算の誤差動で重大な事故につながりかねないことを実証している。それでゼロ除算回避の数学を考えている研究者もいる。論理や計算機構造を追求して、代数構造を検討したり、新しい数を導入して、新しい数体系を提案している。

確立している数学について話題が尽きないのは、思えば、ゼロ除算について、何か本質的な問題があるのだろうかと考えられる。　火のないところに煙は立たないという諺がある。　ゼロ除算は不可能であると　考えるか、無限遠点の概念、無限か　と考えるのが　数百年間を超える数学の定説であると言える。
ところがその定説が、　思いがけない形で、完全に覆り、ゼロ除算は何時でも可能で、ゼロで割れば何時でもゼロになるという美しい結果が　２０１４．２．２ 発見された。　結果は３篇の論文に既に出版され、日本数会でも発表され、大きな２つの国際会議でも報告されている。　ゼロ除算の詳しい解説も次で行っている：
○ 堪らなく楽しい数学-ゼロで割ることを考える(18)
数学基礎学力研究会のホームページ
URLは

また、再生核研究所声明の中でもいろいろ解説している。


以　上



再生核研究所声明280(2016.01.29)  ゼロ除算の公認、認知を求める

ゼロで割ること、すなわち、ゼロ除算は、西暦６２８年インドでゼロが記録されて以来の懸案の問題で、神秘的な話題を提供してきた。最新の状況については声明279を参照。ゼロ除算は　数学として完全な扱いができたばかりか、結果が世の普遍的な現象を表現していることが実証された。それらは３篇の論文に公刊され、第４論文も出版が決まり、さらに４篇の論文原稿があり、討論されている。２つの招待された国際会議で報告され、日本数学会でも２件発表された。また、ゼロ除算の解説（2015.1.14;14ページ）を1000部印刷配布、広く議論している。さらに, インターネット上でも公開で解説している：
○ 堪らなく楽しい数学-ゼロで割ることを考える(18)
数学基礎学力研究会のホームページ
最近、3つの研究グループに遭遇した：

論理、計算機科学、代数的な体の構造の問題（J. A. Bergstra, Y. Hirshfeld and J. V. Tucker）、
特殊相対性の理論とゼロ除算の関係（J. P. Barukcic and I. Barukcic）、
計算器がゼロ除算に会うと実害が起きることから、ゼロ除算回避の視点から、ゼロ除算の研究（T. S. Reis and James A.D.W. Anderson）。

これらの理論は、いずれも不完全、人為的で我々が確定せしめたゼロ除算が、確定的な数学であると考える。世では、未だゼロ除算について不可思議な議論が続いているが、数学的には既に確定していると考える。
ゼロ除算について、不可能であるとの認識、議論は、簡単なゼロ除算について　１３００年を超える過ちであり、数学界の歴史的な汚点である。そのために数学を始め、物理学や世界の文化の発展を遅らせ、それで、人類は　猿以下の争いを未だ続けていると考えられる。
数学界は　この汚名を速やかに晴らして、数学の欠陥部分を修正、補充すべきである。　そして、今こそ、アインシュタインの数学不信を晴らすべきときである。数学とは本来、完全に美しく、永遠不滅の、絶対的な存在である。―　実際、数学の論理の本質は　人類が存在して以来　どんな変化も認められない。数学は宇宙の運動のように人間を離れた存在である。
再生核研究所声明で述べてきたように、ゼロ除算は、数学、物理学ばかりではなく、広く人生観、世界観、空間論を大きく変え、人類の夜明けを切り拓く指導原理になるものと考える。
そこで、発見から、２年目を迎えるのを期に、世の影響力のある方々に　ゼロ除算の結果の公認、社会的に　広い認知が得られるように　協力を要請したい。

文献：

１）　J. P. Barukcic and I. Barukcic, Anti Aristotle - The Division Of Zero By Zero,
ViXra.org (Friday, June 5, 2015)
© Ilija Barukčić, Jever, Germany. All rights reserved. Friday, June 5, 2015 20:44:59.

２）　J. A. Bergstra, Y. Hirshfeld and J. V. Tucker,
Meadows and the equational specification of division (arXiv:0901.0823v1[math.RA] 7 Jan 2009).

３）　M. Kuroda, H. Michiwaki, S. Saitoh, and M. Yamane,
New meanings of the division by zero and interpretations on $100/0=0$ and on $0/0=0$,　Int. J. Appl. Math. {\bf 27} (2014), no 2, pp. 191-198,　DOI:10.12732/ijam.v27i2.9.　

４）　H. Michiwaki, S. Saitoh, and M.Yamada,
Reality of the division by zero $z/0=0$. IJAPM (International J. of Applied Physics and Math. 6(2015), 1--8.　 http://www.ijapm.org/show-63-504-1.html

５）　T. S. Reis and James A.D.W. Anderson,
Transdifferential and Transintegral Calculus, Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science 2014 Vol I WCECS 2014, 22-24 October, 2014, San Francisco, USA

６）　T. S. Reis and James A.D.W. Anderson,
Transreal Calculus, IAENG International J. of Applied Math., 45: IJAM_45_1_06.

７）　S. Saitoh, Generalized inversions of Hadamard and tensor products for matrices, Advances in Linear Algebra \& Matrix Theory. {\bf 4} (2014), no. 2, 87--95. http://www.scirp.org/journal/ALAMT/

７）　S.-E. Takahasi, M. Tsukada and Y. Kobayashi, Classification of continuous fractional binary operations on the real and complex fields, Tokyo Journal of Mathematics, {\bf 38}(2015), no.2. 369-380.

８)  Saitoh, S., A reproducing kernel theory with some general applications　（31pages）ISAAC (2015) Plenary speakers 13名　による本が　スプリンガーから出版される。

以　上
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