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2025-11-02

私を救ったのは、誰も理解しない『ホモロジー』だった

全ては「次元の多さ」から始まった

私は、昔から宇宙の真理とかに中二病的に憧れるタイプオタクだった。当然、物理学の究極の理論である超弦理論」に手を出したわけだ。

しかし、すぐに気づいた。これは物理学のフリをした、超絶ハードコア数学だということに。

超弦理論が語る世界10次元とか11次元とか言われる。我々が知る3次元空間(+時間)以外に、極小に丸まった余剰次元存在するらしい。この「余剰次元の形」が、この世界物理法則電子質量とか、力の種類とか)を決めている、と。

「その丸まった形って、一体どんな形なんだ?」

この素朴な疑問に答えるために、私は抽象数学の沼に両足から突っ込むことになった。

世界を決定する「ありえない空間の形」

この余剰次元候補の一つに、有名な「カラビ・ヤウ多様体」がある。 こんな、SF映画に出てきそうな、美しくて複雑怪奇な図形が、実は電子の動きを決めているというのだ。

この「形」を数学的に扱うには、通常の微積分なんて全然役に立たない。必要になるのは、

*多様体論:空間自体を「なめらかさ」で定義する数学

*代数幾何学: 複雑な図形を方程式の解として扱う数学

* そして、位相幾何学トポロジー)。

トポロジーは、空間を伸び縮みさせても変わらない性質(穴の数とか)で分類する。「コーヒーカップドーナツは同じ形!」という、あの有名な学問だ。

超弦理論では、この余剰次元の「穴の数」や「ねじれ具合」といったトポロジー的な性質が、物理学重要な定数に対応することがわかっている。

純粋な「形」が、現実世界の「法則」を決めている。これ以上の恐怖と感動があるだろうか。

ホモロジーという「無意味な美」

私が最も戦慄したのは、このトポロジーで使われる概念の一つ、「ホモロジー群 (HomologyGroup)」だ。

これは簡単に言えば、空間の「n次元の穴」を数えるための、めちゃくちゃ抽象的な代数的な道具だ。

例えば、ドーナツには「ぐるっと一周する穴」が一つある。ホモロジー群は、この穴を代数的に(群という構造を使って)記述してしまう。

この概念は、元々、誰がどう考えても「何の役にも立たない」純粋な遊びとして生まれた。ひたすら抽象的で、自己目的的な美しさしか持っていなかった。

しかし、超弦理論研究者は気づいた。

「このホモロジー群こそが、余剰次元空間存在する『ひも』の巻き付き方を完全に記述している…!」

純粋数学創作物が、数十年後、この宇宙の最も深い設計図キーコードとして機能している。

これを目の当たりにしたとき、背筋が凍ったね。

結論世界数学の「後書き」ではないのか

抽象数学は、人間世界記述するために作り出した「道具」ではない。

そうではなく、抽象数学こそが、この世界が構築される「ルールブック」であり「設計図」だったのではないか

そして、我々人類は、その設計図を、何の目的もない純粋思考実験数学)を通して、たまたま発見してしまっただけなのではないか

超弦理論の沼にハマって得たのは、物理的な知見ではない。「この世界は、あまりにも美しく、冷徹数学必然性によって成り立っている」という、人生観を揺るがす確信だった。

最後に一つ。

ホモロジー」、ちょっとググってみてくれ。理解できなくて全然いい。その概念が持つ、純粋絶対的な美しさに、少しでも触れてみよう。そうすれば、世界が少しだけ違って見えるはずだ。

Permalink |記事への反応(1) | 16:13

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記事への反応 -
  • でも超弦理論のAモデルのオブザーバブルはドラームコホモロジー類すね ハイ論破

    • チョウゲンリロンに言及する奴こんな短時間に増田に二人といるわけないからセルフツッコミかな dorawiiより

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