2017年3月9日木曜日

The quest for a theory of everything

The quest for a theory of everything

The ultimate theory to describe the universe
The quest for a theory of everything
The ultimate theory to describe the universe
2 1 0 0Dr Muhmmad Amin Malik
Srinagar, Publish Date: Feb 19 2017 11:39PM | Updated Date: Feb 19 2017 11:39PM

The Universe contains everything and nothing. It has billions of galaxies, stars, black holes, dust and gases. Our Galaxy, the Solar System, the Sun and the Earth are only a very small part of it. While this whole visible portion forms a very small part, most of the Universe is invisible and unknown to us and filled with mysterious stuff called dark matter and dark energy. Now the questions arise, where did the Universe come from? How did it originate and who created it? What lies beyond the Universe? Is the Universe an illusion or a Computer Program? It is all mystery and beyond human understanding. While people over generations have grown wary of these questions, the scientists around the world are trying hard to uncover the hidden realities. The theory of everything is a quest in this direction to form single theory to explain the Universe.
One of most popular scientific models of the Universe is the Big Bang theory. It says that Universe started out of a primordial hot and dense initial condition at some finite time in the past from a single point 13.7 billion years ago and is still expanding. The evidence in support of this theory are; the receding movement of Galaxies away from us (Red-Shift), abundance of light elements like Hydrogen and Helium in the Universe and undeniably the discovery of the Cosmic Microwave Background Radiation-discovered in 1965. This theory however doesn't explain what initiated the creation of the Universe, where the energy came from or what was before the Big Bang. This model shows that if we go back in time far enough, there was a stage when the entire Universe was infinitely dense and infinitely curved in space-time which we call singularity. While this mathematical singularity represents a single point, it is not fair to say that Universe began from a single point because that point had no existence before the birth of Universe. Nothing can be known about the laws of Physics.  All we know is that Big Bang marks the birth of the Universe and the physical laws that govern our expanding cosmos.
In the Twentieth century we saw two great but conflicting theories-Quantum Mechanics, which describes the nature and behavior of subatomic particles and Einstein's General theory of Relativity which is used for large scale cosmological structure of the Universe. There are four fundamental forces in nature viz gravity, electromagnetism, the strong and weak nuclear forces. Without these forces, all matter in the world will fall apart. The development of the Standard Model in Physics during 1970s was a great triumph of a quantum field theory. This model depicts the framework used to describe how all the known fundamental particles interact with the four fundamental forces and to date is the most comprehensive and experimentally validated theory. But this model contains several looming unanswered issues. It does a great job of linking the last three of four fundamental forces, but it leaves out the gravity. It doesn’t explain dark matter, dark energy and why there is more matter in the Universe than antimatter. For physicists it doesn’t make any sense that the Universe has two different sets of rules one for the stars and one for the subatomic particles.
Albert Einstein always felt to find a single theory that would explain the whole universe. He spent his twilight years in the fruitless quest for unification of gravity and electromagnetism. In 1967, Weinberg, Salam and Glasgow independently discovered that the electromagnetic and the weak forces are essentially two aspects of the same force called the electroweak force. This unification was confirmed in 1983 when the predicted carriers were discovered at CERN. The physicists have been looking for theories beyond the Standard Model. They have been working on to reconcile the electroweak and the strong forces into grand unified theory (GUT). Fortunately, they are all covered by Quantum Mechanics. They believe that bringing gravity into the picture would result the ultimate unified theory, often referred as ‘a theory of everything’ (TOE) which will describe the whole universe. In this direction one of most ambitious goals becomes to wed these two theories into a theory of quantum gravity to explain gravity microscopically. Stephen Hawking is best known for his attempts to combine the two theories into a "theory of everything”
During 1960s string theory emerged as the most promising candidate to reconcile quantum mechanics and general relativity. It attempts to provide a complete, unified, and consistent description of the fundamental structure of our universe. According to this theory the fundamental building blocks of nature are string-like rather than point-like i.e. everything in the universe from stars to dust particles on the earth is made of strings which are very tiny mathematical strings. These strings string vibrate a certain way to form other fundamental particles. Some remarkable predictions of String Theory are that it requires extra dimensions of space-time for mathematical consistency and large number of possible universes. The theory says that space-time is ten-dimensional; the remaining six are curled up so as to be imperceptible. The theory has had its ups and downs due to the enormous difficulty of generating adequate mathematical procedures to describe vibration modes possible in a Universe of ten dimensions. Such a theory should then be able to sheds light on the origin, evolution and future of our universe and is definitely the main reason that people would be interested in. 
In 1985 a quantum mechanical concept called supersymetry was incorporated in string theory to make it a superstring theory. Under this concept every particle in the standard model has yet-to-be-discovered superpartner particles. For example, the electrons have superpartners called "selectrons" and photons have "photinos". Scientists believe that these unseen particles might be the source of the mysterious "dark matter" in the Universe. But experiments have not yet detected these extra particles. Many physicists believe that the reason that no one has observed these particles is because it takes a lot of energy to generate them and might be produced in particle accelerators. This would have confirmed the prediction of string theory. Again, there seems to be no way to confirm the existence of tiny strings. The current estimate of the size of these strings is about 10-34m called Planck length, far smaller than we can see today at CERN. The pioneers of string theory held the view that it is a unique theory and the only candidate to combine gravity and quantum mechanics. Though this mathematically beautiful theory has attracted a global following over the last three decades, it has yet to prove anything substantial.
As years go by, today we have nearly five different string theories which have caused a lot of debate and confusion in the physics world. Their underlying theory called M-theory which operates in 11 dimensions is so mathematically elegant that is becomes a sufficient reason for many scientists to keep it pursuing. Many scientists attempt the problem using loop quantum gravity based on quantizing the space-time fabric. The Multiverse theory and the idea of Parallel Universes seems bizarre, but Physics has found all sorts of reasons to consider it a possibility. The idea of Parallel Universes in Quantum Mechanics has been around since 1957. There are theories that Universe could be a hologram, an artificial reality, a simulated cosmos, a black hole or a bubble and it may end in a “big crunch”. We may be living in a highly advanced computer program and not knowing it. If the space-time fabric is made of quantum bits, the Universe could be one giant quantum computer.
The Scientists have been creating quite organized and compelling theories to achieve this Holy Grail. The race is now on to find a way to test all these theories. Many scientists today believe that finding a theory of everything is quite conceivable. The scientists need more knowledge about dark matter and dark energy, as well as more experimental data from particle accelerators. For extremely high energies the scientists have to depend on next-generation colliders. It might take longer but certainly in this quest, the scientists may unlock some secrets that may open the door to a more profound insight into the nature.http://www.greaterkashmir.com/news/opinion/story/241744.html

とても興味深く読みました：

再生核研究所声明１５０（2014.3.18）　大宇宙論、宇宙など小さい、小さい、the universe　について
（この声明は、最近の特異点解明： 100/0=0, 0/0=0 の研究の進展に伴って　自然に湧いた構想である）
この声明の趣旨は、いわゆる物理学者が考えている宇宙、―　宇宙はビッグバンによって、誕生したという宇宙論を　ニュートン力学と同様、幼き断片論と位置づけ、はるかに大きな　the universe を志向し、アインシュタインを越えた世界、さらに　古代から続いてきた暗い人類の歴史に　明るい光を灯し、夜明けを迎える時代を切り拓きたいということである。　既に裏付ける思想は　一連の再生核研究所声明で確立していると考える。　ニュ－トン、アインシュタイン、数学の天才たちも、特異点の基本的な性質さえ捉えていなかったことは、明らかである。
簡単な基本、100/0=0,0/0=0　を発見した、精神、魂からすれば、新しい世界史を開拓する思想を語る資格があることの、十分な証拠になると考える。　実際、　－　古来から　続いてきた、人生、世界の難問、人生の意義、生と死の問題、人間社会の在り様の根本問題、基本概念　愛の定義、また、世界の宗教を統一すべく　神の定義さえ　きちんと与えている。
The universe　について語るとき、最も大事な精神は、神の概念を　きちんと理解することである：
そもそも神とは何だろうか、人間とは何だろうか。　動物たちが美しい月をぼんやりと眺めている。　意識はもうろうとしていて、ほんにぼんやりとしか　とらえられない。　自らの存在や、ものごとの存在すら明瞭ではない。
人間も、殆ど　同じような存在ではないだろうか。　人類よ、人間の能力など　殆ど動物たちと変わらず、　ぼんやりと世界を眺めているような存在ではないだろうか。　神も、一切の存在も観えず、ただかすかに感じているような存在である。　それゆえに、人間は　あらゆる生物たちのレべルに戻って　生物たちから学び、　また原始人に戻って、また子供たちのように　存在すれば　良いと言えるのではないだろうか（再生核研究所声明 122：　神の存在と究極の信仰　－　人間よ　想い煩うことはない。　神は存在して、一切の存在と非存在を　しっかりと支えられておられる、　人は必要なときに必要なだけ、　念じるだけで良い；　再生核研究所声明 132　神を如何に感じるか　－　神を如何に観るか）。
すなわち、人間よ　おごるなかれ、人類の知能など　大したことはなく、内乱や環境汚染で自滅するだろう、と危惧される。
昨年は　数学の存在と物理学が矛盾し、数学とは何かと問うてきた。
数学とは何か　―　数学と人間について
国際数理科学協会会報、No. 81/2012.5, 7―15　
No.81, May 2012(pdf 432kb)
に公刊したが、そこで触れた、数学の神秘性については　さらにその存念を深め、次のように問うている：
誰が数学を作ったのか？　（再生核研究所声明 128：　数学の危機、末期数学について）
時間にもよらず、エネルギーにもよらない世界、それは、宇宙があるとき始まったという考えに　矛盾するものである。　無から世界が創造されたということも　受け入れがたい言明であろう。さらに、the universe には、物理学が未だに近づけない、生命や生命活動、人間の精神活動も歴然として有ることは　否定できない。音楽、芸術に感動している人間の精神は　the universe　の中に歴然と有るではないか。
ビッグバンで　ゼロから、正の量と負の量が生じたとしても、どうしてビッグバンが生じたのか、何が生じせしめたかは　大きな課題として残っている。　数学の多くの等式は　数学を越えて、the universe で論じる場合には、その意味を，解釈をきちんとする必要がある。　The universe　には　情報や精神など、まだまだ未知のものが多く存在しているのは当然で、それらが、我々の知らない法則で　ものや、エネルギーを動かしているのは　当然である。
そこで、100/0=0,0/0=0　の発見を期に、今やガリレオ・ガリレイの時代、天動説が　地動説に代わる新しい時代に入ったと宣言している。The universe　は　知らないことばかりで、満ちている。
以　上
ゼロの発見には大きく分けると二つの事が在ると言われています。
一つは数学的に、位取りが出来るということ。今一つは、哲学的に無い状態が在るという事実を知ること。http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1462816269
もし1+1=2を否定するならば、どのような方法があると思いますか？ http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q12153951522 #知恵袋_
一つの無限と一つの∞を足したら、一つの無限で、二つの無限にはなりません。
天動説・・・・・・∞
地動説・・・・・・0
地球平面説→地球球体説
天動説→地動説
何年かかったでしょうか????
1/0=∞若しくは未定義　→1/0=0
何年かかるでしょうか????
割り算のできる人には、どんなことも難しくない
世の中には多くのむずかしいものがあるが、加減乗除の四則演算ほどむずかしいものはほかにない。
ベーダ・ヴェネラビリス
数学名言集：ヴィルチェンコ編：松野武　山崎昇　訳大竹出版1989年

1÷0=0 1÷0＝∞・・・・数ではない 1÷0＝不定・未定義・・・・狭い考え方をすれば、できない人にはできないが、できる人にはできる。
数学で「A÷０」（ゼロで割る）がダメな理由を教えてください。 http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1411588849 #知恵袋_
割り算を掛け算の逆だと定義した人は、誰でしょう？？？
multiplication・・・・・増える 掛け算（×） 1より小さい数を掛けたら小さくなる。 大きくなるとは限らない。
0×0=0・・・・・・・・・だから0で割れないと考えた。
唯根拠もなしに、出鱈目に言っている人は世に多い。
ゼロ除算（100/0=0, 0/0=0）が、当たり前だと最初に言った人は誰でしょうか・・・・
1+1=2が当たり前のように
ゼロ除算の証明・図｜ysaitoh｜note（ノート）  https://note.mu/ysaitoh/n/n2e5fef564997
Ｑ）ピラミッドの高さを無限に高くしたら体積はどうなるでしょうか？？？ Ａ）答えは何と0です。 ゼロ除算の結果です。
ゼロ除算は1+1より優しいです。 何でも0で割れば、０ですから、簡単で美しいです。 1+1=２は　変なのが出てくるので難しいですね。
∞÷0はいくつですか・・・・・・・
∞とはなんですか・・・・・・・・
分からないものは考えられません・・・・・

宇宙消滅説：宇宙が、どんどんドン　拡大を続けると　やがて　突然初めの段階　すなわち　0に戻るのではないだろうか。 ゼロ除算は、そのような事を言っているように思われる。 2015年12月3日　10:38

Reality of the Division by Zero z/0 = 0
http://www.ijapm.org/show-63-504-1.html
http://okmr.yamatoblog.net/
Mathematics is the alphabet with which God has written the Universe.
数学は神が宇宙を書いたアルファベットだ
Mathematics is the key and door to the sciences.
数学は、科学へとつながる鍵とドアである
This book is written in the mathematical language, and the symbols are triangles, circles and other geometrical figures, without whose help it is impossible to comprehend a single word of it; without which one wanders in vain through a dark labyrinth.
宇宙は数学という言語で書かれている。そしてその文字は三角形であり、円であり、その他の幾何学図形である。これがなかったら、宇宙の言葉は人間にはひとことも理解できない。これがなかったら、人は暗い迷路をたださまようばかりである
ガリレオ・ガリレイさんの名言・格言・英語 一覧リスト
http://iso-labo.com/labo/words_of_GalileoGalilei.html

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255　(2015.11.3)　神は、平均値として関数値を認識する
(２０１５．１０．３０．０７：４０　
朝食後　散歩中突然考えが閃いて、懸案の問題が解決した：
どうして、ゼロ除算では、ローラン展開の正則部の値が　極の値になるのか？
そして、一般に関数値とは何か　想いを巡らしていた。
解決は、驚く程　自分の愚かさを示していると呆れる。　解は　神は、平均値として関数値を認識すると纏められる。実際、解析関数の場合、上記孤立特異点での関数値は、正則の時と全く同じく　コ－シーの積分表示で表されている。　解析関数ではコ－シーの積分表示で定義すれば、それは平均値になっており、この意味で考えれば、解析関数は孤立特異点でも　関数値は　拡張されることになる　―　原稿には書いてあるが、認識していなかった。
　連続関数などでも関数値の定義は　そのまま成り立つ。平均値が定義されない場合には、いろいろな意味での平均値を考えれば良いとなる。解析関数の場合の微分値も同じように重み付き平均値の意味で、統一的に定義でき、拡張される。　いわゆるくりこみ理論で無限値（部）を避けて有限値を捉える操作は、この一般的な原理で捉えられるのではないだろうか。２０１５．１０．３０．０８：２５)
上記のようにメモを取ったのであるが、基本的な概念、関数値とは何かと問うたのである。関数値とは、関数の値のことで、数に数を対応させるとき、その対応を与えるのが関数でよく f 　等で表され x 座標の点　x 　をy　座標の点　yに対応させるのが関数 y = f(x) で、放物線を表す２次関数 y=x^2, 直角双曲線を表す分数関数 y=1/x　等が典型的な例である。ここでは　関数の値 f(x)　とは何かと問うたものである。結論を端的に表現するために、関数y=1/xの原点x=0における値を問題にしよう。　このグラフを思い出して、多くの人は困惑するだろう。なぜならば、x　が正の方からゼロに近づけば　正の無限に発散し、xが負の方からゼロに近づけば負の無限大に発散するからである。最近発見されたゼロ除算、ゼロで割ることは、その関数値をゼロと解釈すれば良いという簡単なことを言っていて、ゼロ除算はそれを定義とすれば、ゼロ除算は　現代数学の中で未知の世界を拓くと述べてきた。しかし、これは誰でも直感するように、値ゼロは、　原点の周りの値の平均値であることを知り、この定義は自然なものであると　発見初期から認識されてきた。ところが、他方、極めて具体的な解析関数　W = e^{1/z} = 1 + 1/z + 1/2!z^2 + 1/3!z^3 +……. の点　z=0　における値がゼロ除算の結果１であるという結果に接して、人は驚嘆したものと考えられる。複素解析学では、無限位数の極、無限遠点の値を取ると考えられてきたからである。しかしながら、上記の考え、平均値で考えれば、値１をとることが　明確に分かる。実際、原点のコーシー積分表示をこの関数に適用すれば、値１が出てくることが簡単に分かる。そもそも、コーシー積分表示とは　関数の積分路上（簡単に点の周りの円周上での、　小さな円の取り方によらずに定まる）で平均値を取っていることに気づけば良い。
そこで、一般に関数値とは、考えている点の周りの平均値で定義するという原理を考える。
解析関数では　平均値が上手く定義できるから、孤立特異点で、逆に平均値で定義して、関数を拡張できる。しかし、解析的に延長されているとは言えないことに注意して置きたい。　連続関数などは　平均値が定義できるので、関数値の概念は　今までの関数値と同じ意味を有する。関数族では　平均値が上手く定義できない場合もあるが、そのような場合には、平均値のいろいろな考え方によって、関数値の意味が異なると考えよう。この先に、各論の問題が派生する。

以　上


Reality of the Division by Zero $z/0=0$
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