wakaru_all

wakaru_all ── 「わかる」シリーズ全集

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物理好きの高校生・大学生のための読み物シリーズ「わかる」の正本(オリジナル)。 今後はこのリポジトリで各シリーズを管理していきます。各話は自己完結の HTML(明朝+MathJax+動く canvas 図+印刷/PDF対応、外部依存は MathJax の CDN のみ)。

🌐 公開サイト(ブラウザで読む)

➡ https://yomei-o.github.io/wakaru_all/

GitHub のページ(github.com/…)では HTML がソース表示になります。実際に読む・動く図で遊ぶには、上の公開サイト(GitHub Pages)を開いてください。下の表の各リンクも、公開サイト(表示用)を指しています。

シリーズ一覧

シリーズ 内容 読む(公開サイト)
わかる共形変換〔※「わかる宇宙論」続編〕 物差しを場所ごとに取り替える操作で、宇宙を書き換え続ける。ワイル1918とアインシュタインの反論(gauge は物差しだった)・膨張は原子が縮んでいるだけかも・「光が遅くなる」の正体(c·t=一定 を Weyl 変換すると、同じ計量を宇宙時間で読んだものだと分かる)・重力はスカラー1個になる(ディラトン)・状態方程式はポテンシャルだった(V∝φ^(1−3w)、c·t=一定 はちょうど質量項)・特異点は座標のせいか(答えは半分だけ)・光は共形不変で質量はそうでない(ペンローズCCC)・共形対称性は量子で壊れる(トレースアノマリー=結合の running。あなたの体重の99%)・共形因子はゴーストだった・どのフレームが本物か。前シリーズの合言葉「次元付きは帳簿、無次元だけが物理」が判定手続きになる(全10話・完結+番外1「額面で走らせると、どうなるか=元素合成の判決」) 開く
量子重力自由研究〔※「わかる共形変換」続編・進行中〕 解説ではなく自由研究。仮説を選んで自分で計算し、間違いも罠もそのまま載せる。第1回:重力の経路積分は作用が下に非有界だから定義できない ── と40年言われてきたが、いちばん簡単な宇宙を離散にして数え直すと、三角形1個あたりのエントロピーはちょうど ln 2、存在条件は無次元比 λ/ln2 > 1 ひとつ。そして素の作用に運動項が一行も無いのに、数え上げから正符号の運動項が生える(図では数え上げの重みを負に倒して、経路積分を自分の手で壊せる)。第2回:厳密に解けて ⟨l(t)⟩ = t+1「1ティックに1セル」── だが疑ったら傾きの1は測り方の値だった。第3回:「因果的」が if 一行に落ちる(空間的な辺をフリップしてはいけない、それだけ)。その一行を切り替えると d_H が 2→4、物質の臨界指数も変わる。ところがスペクトル次元だけは動かない ── 量子重力で最も横断的に引用される量が、いちばん弁別力が低い量だった。第4回:仮説を横に並べ、判定に使える唯一の数字(BHエントロピーの対数補正、+77/45 vs −2 で符号が逆)。第5回:c=1 の壁を自分で叩く ── 体積が変わる CDT を書いて4つの罠を踏み、DT は壁で折れて CDT は c=8 まで動かないことを確認(進行中) 開く
わかる c·t=一定〔※「わかる共形変換」続編・完結 c·t=一定 は、それ自体では何も言わない ── どんな宇宙でも実現できてしまう。だからこそあらゆる式に代入できる。宇宙論をいちばん短く書くための記法として扱い、その「短さ」を情報理論の言葉で測った全50話・6部構成(完結)第 I 部(記法をつくる):メモリ÷演算=状態方程式 → 対数クロック 140 と 73 を割ると膨張則 → 消せるものを全部消すと質量ひとつしか残らない → 短さの値段(BIC 5.37 bit、当てはまりの損 154 bit)。第 II 部(方程式に片っ端から入れる):重力・量子力学・原子・熱と情報・光・真空・流体・相転移・化学と生物 ── 触れるのは「大きさ」だけ、「かたち」には手が届かない第 III 部(情報として測る):地平線問題を分散合意として(9600ノード、20KB)・ホログラフィを番地として(1ビット↔1.96 fm)・驚きをビットで分類(恒等式0/偶然4〜7/本物)・C·t=N はハッブル時間あたりメモリ1周の恒等式・総括で 24 の数字が 12 の入力に圧縮される。第 IV 部(同じ手術を他の理論に):インフレーション・VSL・MOND・定数の測定・CCC・コスモン・ミルン・共形重力・漸近安全性の九つ。(A)記法と(B)観測にかかる主張を区別できていなかったのは VSL ただ一つで、予言は例外なく無次元量に置かれていた。そして「偶然の帯」(4〜7ビットに6件、選択効果)。第 V 部(道具が壊れる場所):量子アノマリー(破れは雑音の上28.7ビット)・共形因子問題(ゴーストは消えず、置き場所が移るだけ)・カー解((\chi\le1) は触れられない列)・重力エントロピー(三つの10¹²²は同じ数)・ワイル曲率仮説(時間の矢は道具が触れない半分に書かれている)・BH内部(事象の地平面はウェイト0、見かけは違う)・プランクスケール(最小長は仮定からして共形不変と両立しない)・離散化(要求は「無いこと」ではなく「残らないこと」)・総括(触れるのは曲率のちょうど半分)。第 VI 部(手続きを検査する・最終部):(a\propto t) の 12 の言い方は 3 個の入力・2019年の SI が「次元付きは帳簿」を公式に宣言していた(c は決められて α は決められない)・美しさは三つ目の通貨ではなく事前分布の選択だった・開いたままの扉は 16 個で四種類(4割はデータでは閉じない)・最終回:動くのは、一つだけだった(50回 → 6つの道具 → 2つの考え → 1つ)。数値はすべて検証スクリプト 53 本で計算・実行済み 開く
物理を簡単にする〔※「わかる c·t=一定」から生まれた・完結 「もっと単純な法則の組み合わせにできないか」を実行できる形にする全15話+最終回・5部構成(全16話・完結)第 I 部(「簡単」を測る):「簡単」は記述長・計算量・前提概念の三つで、(F=ma)→標準模型で 33 倍・13 倍・(10^{19}) 倍と倍率が違うので独立。電子の (g-2) で為替レートを測ると計算 1 ビットで精度 2.03 ビット(パラメータは 5.37 ビット払って 1 個)。Parke–Taylor はグルーオン 10 本の 1052 万枚を 1 項にする。第 II 部(強い力で実演):四つの層に切ると――指数関数 1 個で65 ビットを 6.0 で、割り算だけで全部 (\Lambda) の 0.42〜5.04 倍、スピンの足し算だけで8 個のバリオンが 1 % 以内。そして持ち込んだ 12 個の定数を三つのふるいにかけると12 個 → 0 個(本物の入力はクォーク質量比 6 個だけ)。第 III 部(厳密とは何か):近似には三種類あり、厳密値を全部集めると例外なく整数・小さい有理数・(\pi) の有理数倍。そして QCD が解けないのはコールマン–マンデュラの定理の帰結(未解決問題ではなく既解決問題)。厳密なのは値ではなく関係で、ブートストラップは模型ゼロ・近似ゼロで 7 桁。第 IV 部(整数比の探し方):勝った 10 例は例外なく「閉じた道に何個入るか」(つまり長さと長さの比)。塩素 35.45 は同位体の混合だった――汚い比はまず混合を疑う。13 個のハドロンの全ペアを偽ハドロン 4000 組と比べると 1.23σ で区別がつかないが、同じ表の中のレッジ軌道 (J) は完全な整数。境目は一本――群論・位相なら整数か有理数、動力学なら生の実数((\beta) 関数係数は (b_0=9)、(b_1=64))。第 V 部(まとめ):1973 年を底にパラメータは 19→30 と増え続けているが、圧縮率は 1:1 → 186:1。候補を採点すると生き残るのは小出の関係だけ。道は三本で、C(前提概念を減らす)だけが空いている。数値はすべて検証スクリプト 7 本で計算・実行済み 開く
わかる場 なぜ力は光速で伝わるのか。場を「無次元の比」で読み解く(全8話・完結) 開く
わかる相対論 すべてを c で割る。β・γ・時空間隔・E=mc²・同時・重力=曲率・可変c≡曲率(全7話・完結) 開く
わかる量子 ℏ の物語。S/ℏ で古典と量子を分ける。粒と波・波動関数・経路和・シュレディンガー・不確定性・測定(全6話・完結+番外) 開く
わかるブラックホール 立方体の対角線(c・ℏ・G)を、情報とビットで。地平面・エントロピー=ビット・ホーキング温度・最速計算機・ホログラフィ・情報パラドックス(全6話・完結+番外「1/4を手で出す」「宇宙は計算機か」) 開く
わかる繰り込み 世界はなぜ〈捨てても〉成り立つのか。粗視化・位相と崩壊・デコヒーレンス・普遍性と繰り込み群・破れる場所・階層問題・解像度という次元(全7話・完結+番外5「なぜ低エントロピーから始まったのか」「観測者とは粗視化装置である」「中心極限定理は繰り込み群だった」「捨ててよい量を定理で決める」「学習とは粗視化に賭けること」「三本の背骨は同じ一本だった=姉妹編との連結回」) 開く
わかる温度 温度は物質の性質ではない。k_B は両替レート。エネルギーの配り方・熱と追跡・ゆらぎの定理・負の温度・虚時間の周期・ウンルー効果(全7話・完結+番外1「地平面までの光の飛行時間が、温度」) 開く
わかるすり抜け 越えられない壁を、越えずに向こう側へ。虚時間の中を歩く・太陽が燃える理由・熱かすり抜けか・ジョセフソン効果・超伝導は違う・摂動論に見えないもの・真空崩壊(全7話・完結+番外6「常温核融合は起きるのか」「ミュオン触媒」「原子1個が見える理由」「トンネル時間」「量子生物学の仕分け」「室温超伝導の30年」「すり抜けるものが時空に広がるとき」) 開く
わかる屈折 屈折で光が遅くなるのに、なぜ光速不変は破れないのか。遅いのは波・光の円錐が二つある・位相速度は c を超える・反射は食い違いから・屈折と吸収は同じ関数・光を止める・屈折率の地図(全7話・完結) 開く
つくる格子〔※作る側〕 唯一「わかる」ではなくつくるシリーズ。空白に道具を作って走らせる。無次元量を16万本総当たりして偶然しか出ないことを測る(p=0.67)→ 時空を格子にすると18桁のファインチューニング → 舞台は平坦でよい(等価原理が結論として出る)→ 重力波の記憶効果と BMS → 境界は3次元だった(光速ゼロの Carroll 幾何)→ ソフト定理の塔が w(1+∞) をなす → 地平面も Carroll → 何が無いのかを仕様として詰める → 3次元では、もう証明されている → BMS₄ に中心電荷は無い(dim H²=0 を自分で計算)→ 面積則はただで出る → 自由度は数えなくてよかった → 壁は第1回の定理だった → 平坦な格子で水星が回る(42.9807″/世紀、GR比 1.0000)→ 決着は光子1個(112 PeV)→ こっちのほうが計算が楽だ。閉まった扉4枚・通った計算1つ・反証可能な数字1つ・新しい物理0(全19話+番外4話・完結) 開く
わかる宇宙論 光速・微細構造定数・ゲージから宇宙を読む 開く
わかる力 「力」の正体を、場・幾何・対称性まで剥がす 開く
わかる質量 質量とは何か 開く
宇宙は計算機 宇宙を計算の視点で読む 開く
わかる学習論 進化・学習・意識を、ひとつの勾配で読む 開く
わかるUNIXの歴史 UNIX の歴史 開く

★ 全集の見取り図:物理の立方体 ── c・ℏ・G の3軸で全シリーズを一望(そして4本目の軸 k_B =「わかる温度」)。

(フォルダ名:ryoushi-juryoku/wakaru-ct/butsuri-kantan/wakaru-kyokei/(英語版 wakaru-kyokei-en/)・wakaru-ba/wakaru-soutai/wakaru-ryoushi/wakaru-blackhole/wakaru-kurikomi/wakaru-ondo/wakaru-surinuke/wakaru-kussetsu/butsuri-tsukuru/wakaru/wakaru-chikara/wakaru_shitsuryo/wakaru-uchu-keisanki/wakaru_learn/wakaru-unix/

🔧 「つくる格子」だけは、立場が逆

上の表で1本だけ「わかる」ではなくつくるなのが「つくる格子」です。「わかる」が既知の物理を解説するのに対し、こちらは空白に対して道具を作り、走らせ、出た結果をそのまま読む。作る道具が格子です ── 時空を格子にすると何が壊れるのか、そして平坦な格子のままなら何がそっくり回るのか。うまくいかなかった回も、自分が間違えた回も、そのまま載せます。主役は結論ではなく、作業のほうです。

背骨は一文 ── 物理を作るとは、予想することではなく、予想が死ぬ条件を先に作ることである。

各話に動く図つき。検算コードは純 C++/純 Python・依存なし(kuuhaku_cpp)。

負の結果は負のまま、訂正は隠さず載せています ── 訂正バナー+台帳を各話に付けています。方針は「良くなったから開いてよかった」ではなく「向きが読めないから開く」です。

🌐 English editions(英語版)

英語版を各シリーズごとに *-en/ フォルダで公開しています。An English translation of every series is available.

Series Read (published site)
Conformal Transformations That Click(わかる共形変換) open
Cosmology That Clicks(わかる宇宙論) open
Relativity That Clicks(わかる相対論) open
Quantum That Clicks(わかる量子) open
Fields That Click(わかる場) open
Black Holes That Click(わかるブラックホール) open
Renormalization That Clicks(わかる繰り込み) open
Temperature That Clicks(わかる温度) open
Tunneling That Clicks(わかるすり抜け) open
Refraction That Clicks(わかる屈折) open
The Lattice We Build(つくる格子) open
Force That Clicks(わかる力) open
Mass That Clicks(わかる質量) open
The Universe Is a Computer(宇宙は計算機) open
Learning That Clicks(わかる学習論) open
A History of UNIX That Clicks(わかるUNIXの歴史) open

★ The Physics Cube (capstone) — open

読み方

上の公開サイトの目次ページから各話へ。個々の HTML はブラウザで開くだけで動きます(外部依存は MathJax の CDN のみ)。印刷は各ページの「印刷 → PDF に保存」から。

構成メモ