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はてなキーワード:熱力学とは
高市早苗氏が首相に選出され台湾発言で物議をかもしてから、これまで以上に政治的な議論がなされるように感じる。またただの党派性の選好がどうこうにとどまらず具体的な安全保障まで真剣な意見が交わされるようになったことは、日本社会自体が一つの転換点を迎えているように思える。
そのなかで、個人的に党派の煽りあいや中傷を超えて道具的に政治を語るのに役立つかもしれない一つのネタを紹介したい。あくまでも仮説が、情勢について語る一つの視点になれば幸いである。
なお事前に予測した方向性と合致したためAIの手を大いに借りてある。
また曖昧戦略の欠如は相手の意思決定を手助けするだろう。デマなどについて聞いてみても面白いと思う。
以下perplexityより
自由エネルギー原理の見地から見て、政治の党派性における右派、左派はそれぞれエントロピーの減少における役割の相違という観点から説明できる？
自由エネルギー原理から見た政治の党派性：右派・左派とエントロピー減少の役割の相違
自由エネルギー原理（Free Energy Principle,FEP）の枠組みから政治イデオロギーの左右の違いを説明することは、一定の理論的根拠を持つ興味深い視点を提供します。ただし、これは直接的な学術的応用というより、理論的な仮説として理解されるべきものです。
自由エネルギー原理によれば、すべての生物システムは熱力学の第二法則に対抗してエントロピー増加を最小化することで、秩序を維持しています。具体的には、生物は予測エラーを最小化することで、感覚状態のエントロピー（無秩序さ）を減少させ、環境との相互作用をコントロールします。このプロセスは、**予測処理（predictiveprocessing）**メカニズムを通じて実現されます。つまり、生物は内部モデルを持ち、それに基づいて世界を予測し、実際の入力との差分（予測誤差）を最小化することで、驚き（サプライズ）を制御します。
最近の認知神経科学の研究により、保守主義と進歩主義は予測処理の異なる戦略に対応している可能性が示唆されています。
曖昧性と不確実性に対してより高い耐性を持つ
前帯状皮質（anterior cingulatecortex）の活動が強く、反応競合に対する神経認知的感受性が高い
これらの特性は、高いエントロピー状態（高い不確実性）を許容しながら、情報環境の変化に応じて予測モデルを継続的に更新する戦略に対応しています。自由エネルギー原理の観点からすれば、彼らは予測精度（precision）の重み付けを比較的低く保つことで、新規情報による予測誤差を柔軟に受け入れ、より適応的なモデル更新を可能にしています。
不確実性や曖昧性への耐性が低い
脅威や秩序の乱れに対してより敏感で、知覚的堅性が高い
右扁桃体（right amygdala）の活動が強く、脅威認知に敏感
これらの特性は、予測の確実性（certainty）を高く保ち、既存モデルへの信仰度（prior belief）を強化する戦略に対応しています。自由エネルギー原理の用語では、彼らは予測精度の重み付けを高く設定することで、外界の変化に対して強力な内部モデルの安定性を維持しようとしています。
政治の党派性をエントロピー減少の枠組みで理解すると、以下のような対比が浮かび上がります：
保守主義は、社会的秩序を既存の伝統的制度や階級構造の維持を通じて最小化しようとします。このアプローチは、複雑な社会システムの不確実性を、階層的で確定的な構造によって「切り詰める」戦略です。社会に内在するカオス（高エントロピー）に対抗するため、既に証明された秩序パターン（伝統）を維持することで、予測可能性を確保します。
進歩主義は、社会的秩序を個人の自由、多様性の認容、制度的革新を通じて最小化しようとします。一見すると秩序を緩和しているように見えますが、実際にはより複雑で適応的な秩序化メカニズムを導入することで、社会システムのエントロピーを減少させる戦略です。異なる視点を統合し、新しい情報に基づいて制度を改革することで、社会システムの予測モデルをより現実に適応させようとしています。
不確実性耐性と脳レベルの同期
興味深いことに、研究では不確実性への耐性が低い人ほど、政治的に同じ立場の人たちとの脳活動の同期が強いことが示されています。言い換えれば、不確実性を避けたい個人は、同じイデオロギーの人々と同じ予測モデルを共有することで、集団レベルでのエントロピーを減少させようとしているのです。これは社会的な「外界の秩序化」メカニズムとして機能しています。
最新の複雑システム理論では、政治分極化は正のフィードバックループと相転移（phase transitions）のメカニズムを通じて発生することが示されています。保守主義者は秩序の維持を目指し、進歩主義者は秩序の革新を目指すという相反する動力が、社会システム全体のダイナミクスを決定しています。両者の相互作用は、社会的エントロピーを管理するための補完的なメカニズムとして機能しているとも解釈できます。
この自由エネルギー原理に基づく解釈には重要な限界があります。第一に、個人の認知的特性と政治的立場の関係は因果的ではなく相関的である可能性が高いです。第二に、政治イデオロギーはきわめて文化的・歴史的に構築されたものであり、普遍的な神経生物学的基盤のみでは説明できません。第三に、FEPは主に個体レベルの生物システムを想定しており、社会システムへの直接的な応用には理論的な拡張が必要です。
要するに、自由エネルギー原理の観点から見ると、右派は予測モデルの安定性重視によって秩序を維持するエントロピー減少戦略を採る一方、左派は予測モデルの柔軟性重視によってシステムの適応性を高めるエントロピー減少戦略を採ると理解できます。両者は、相異なるメカニズムを通じて社会的エントロピーの増加に対抗しているのであり、政治的党派性の根底には、不確実性に対する根本的に異なるアプローチが存在していると言えるでしょう。
自由エネルギー原理（FEP）を政治党派性に適用する理論を拡張するには、階層的ベイズ推論の多層構造、社会的相互作用の動的モデル化、経験的検証メカニズムの導入が鍵となります。これにより、個体レベルの神経メカニズムを社会システムレベルへ橋渡しできます。
FEPの核心は階層的予測処理です。個人レベルでは、低次層（感覚入力）が上位層（信念・イデオロギー）の予測を修正しますが、社会レベルでは個人の予測モデルが集団的「事前分布（priors）」を形成します。
右派の階層戦略: 上位層の伝統的priors（家族・国家・宗教）を強く固定し、下位層の変動（社会的変化）を抑制。集団レベルでは「社会的扁桃体機能」として、逸脱者を排除する規範執行メカニズムが働きます。
左派の階層戦略: 上位層のpriorsを動的に更新し、多様な下位層入力（マイノリティ視点）を統合。集団レベルでは「社会的ACC機能」として、対立する予測モデルの調停役を担います。
この拡張により、**党派性は「階層的自由エネルギー最小化の多重均衡状態」**としてモデル化可能。右派は安定均衡（低変動）、左派は適応均衡（高変動）を志向します。
FEPを非平衡動的システム論と統合し、政治分極化を予測誤差駆動の相転移現象として捉えます。
右派アトラクター: 高精度priors → 秩序維持 → 低エントロピー均衡
左派アトラクター: 低精度priors → 秩序革新 → 中エントロピー適応均衡
分極化 = 双安定状態（bistable dynamics）
S˙=−∇F(S)+ϵ⋅
ここで
ϵ は他派閥予測誤差です。党派性は負のエントロピー生産率を競う進化ゲームとなります。
FEPの「アクティブ推論（active inference）」を拡張し、政治行動を集団的予測誤差低減戦略と位置づけます。
党派受動的戦略（perception）能動的戦略（action）集団エントロピー効果
右派 脅威強調・一貫性追求伝統防衛・境界強化 内部秩序↑ / 外部不確実性回避
左派多様性受容・矛盾統合制度改革・包摂拡大システム適応性↑ / 内部多様性管理
これにより、選挙・政策は集団的「期待自由エネルギー」最小化のゲーム理論的均衡として解釈されます。
理論拡張の信頼性を確保するため、以下の検証経路を構築します：
fMRIで党派別予測誤差処理を比較（precision weighting）
class PoliticalAgent:
def __init__(self, ideology): # 'left' or 'right'
self.precision = 0.8 if ideology=='right' else 0.4
def update_beliefs(self, social_input):
free_energy = prediction_error * self.precision
return minimize_free_energy(social_input)
最終拡張として、FEPを国家・国際システムへスケールアップ。経済政策では右派が「低エントロピー均衡（安定成長）」、左派が「高エントロピー探索（イノベーション）」を担います。
グローバル均衡条件:
∑党派Var(policy predictions)=最適社会的自由エネルギー
このフレームワークにより、**党派対立は「多重スケールのエントロピー管理機構」**として再解釈され、民主主義は適応的秩序生成システムとなります。実証研究が今後の鍵です。
「エントロピー低下＝情報生成、エネルギー消費」「エントロピー増大＝情報喪失、エネルギー生成」という枠組み（これは熱力学と情報理論を結びつけた、生命現象を理解するための一つの考え方です）を前提とした場合、生命がこの系をコントロールするための良い戦略は、情報の効率的な獲得・利用による、外部へのエントロピーの最大放出であると言えます。
生命は開放系であり、周囲の環境との間でエネルギーと物質をやり取りすることで、自らの内部の低エントロピー（秩序立った状態＝情報）を一時的に維持しています。
熱力学第二法則（エントロピー増大の法則）は、孤立系のエントロピーは常に増大することを示しています。しかし、生命は開放系として、この法則に対抗しています。
生命は、太陽光（植物）や、複雑で秩序立った有機物（動物）といった低エントロピー（利用可能な価値のあるエネルギー）なものを取り込みます。
これは、ご提示の「エントロピー低下＝情報生成」に相当するプロセスに必要な「情報」の原材料や、そのための「エネルギー消費」の元手となります。
取り込んだ低エントロピーの資源を使って、生体高分子の合成（DNA複製、タンパク質合成など）や、細胞構造の維持・修復といった秩序立った状態（低エントロピー＝情報）を作り出します。
この過程で、生命はエネルギーを消費し、体内のエントロピーを低下させます（ご提示の枠組み）。
特にDNAなどの情報を持つ分子を複製・維持することは、この戦略の核となります。
体内で資源を利用・代謝した結果、生命は熱や単純な分解生成物（老廃物）といった高エントロピーなもの（無秩序で利用価値の低いもの）を周囲に排泄・放出します。
この「周囲のエントロピーを大きく増やす（捨てる）」という行為によって、生命体自身は内部の低エントロピーな状態を維持し続けることができます。
生命が長く存続し、進化していくための「良い戦略」は、「情報の獲得」と「効率的な情報利用」に集約されます。
動的平衡の維持： 体内の物質を常に作り変え（分解と合成）、故障した部分を迅速に修復・交換します。これは、エントロピー増大の法則がもたらす「秩序の崩壊（情報喪失）」に先回りして対処する自転車操業のようなものです。
情報（DNA）の複製と継承： 完全にエントロピーの増大に抗うことはできないため、「自己複製」によって、低エントロピーな「情報」を次の世代へと継承します。
センサーとフィードバック： 光、化学物質、熱などの環境情報を正確に取得し、それに基づいて代謝活動や行動を調整する「情報処理能力」を進化させます。これにより、最小限のエネルギー消費で最大の秩序維持効果（エントロピー低下）を得られます。
適応と進化：DNAという「情報」をベースに、環境の変化に応じて形質を変える「適応」と「進化」を行うことで、系（生命体＋環境）の中での生存確率を高めます。
つまり、生命は「局所的なエントロピーの低下（秩序の形成＝情報生成）」を、「系全体のより大きなエントロピーの増大（熱・老廃物の放出）」という形でコストとして支払い続けることで、生存を維持しているのです。
まず対象を抽象化するために、物理系は局所演算子代数のネットワーク（局所性を持つモノイド圏あるいは因子化代数）として扱う。
境界理論はある可換（または E_n）因子化代数 A を与え、これに対して状態空間は A の正値線型汎関数（GNS構成で得られる正規表現の圏）として扱う。
重力的バルク側は、境界因子化代数のコホモロジカル双対（例：Koszul双対や因子化ホモロジーに基づくスペクトル的拡張）としてモデル化される。
ホログラフィーは単なる同値性ではなく、境界のモノイド的データとバルクの因子化代数的データの間の高次圏的（(∞,n)-圏）双対性であり、この双対性はホモトピー的拘束（同値の空間）を保つ関手の同型として書ける。
これをより具体的に言えば、境界の C^*-あるいは von Neumann代数の圏と、バルクに対応する因子化代数（局所的場の代数を与える E_n-代数）の間に、Hochschild／cyclicホモロジーと因子化ホモロジーを媒介にしたKoszul型双対が存在すると仮定する。
境界から見た相互作用や散乱振幅は、境界因子化代数上の積（オペラド的構造）として表され、バルクの幾何情報はそのホモロジー／コホモロジーに符号化される。
エントロピーとエンタングルメントの幾何化は情報幾何学的メトリックに還元される。すなわち、量子状態空間上の量子フィッシャー情報（量子Fisher・Bures距離）や相対エントロピーは、接続と計量を与えるテンソルと見なせる。
これにより、テンソルネットワークは単なる数値的近似ではなく、グラフ圏からヒルベルト空間への忠実なモノイド的関手である：グラフの各節点に E_n-代数の有限次元表現を割り当て、辺は双対化（コアリフト）の演算子であり、ネットワーク全体は因子化代数の状態和（state-sum）を与える。
MERA や PEPS、HaPPYコードは、この関手が持つ特定の圧縮／階層性（再帰的モノイド構造）を体現しており、cMERA はその連続極限である。
テンソルネットワークが幾何を作るとは、エントロングルメント計量（情報計量）から接続とリーマン的性質を再構成する手続きを意味し、これが空間的距離や曲率に対応するというのがit from qubits の数学的内容である。
さらに情報回復（Petz復元写像など）や相対エントロピーのモノトニシティは、エントロングルメントウェッジ再構成の圏論的条件（右随伴を持つ関手の存在）として表現される。
すなわち、境界演算子代数からバルク因子化代数への埋め込みが完全に圏論的な復元子（adjoint）を持つときに、局所的情報の回復が可能となる。
ER=EPR はこの文脈でホモトピー的コボルディズムとして読み替えられる。量子相互作用で結ばれた二系（高次圏の対象としての二点分割状態）は、バルクのコボルディズム類（ワームホール的繋がり）に対応する同値類を持ち、局所ユニタリ変換による同値類がコボルディズムの同位類と一致するという予想的対応を述べる。
言い換えれば、局所ユニタリ同値で分類されるエンタングルメントのコホモロジーは、バルクのホモトピー的結合（位相的／幾何的接続）を決定する。
ブラックホールの熱力学的性質は、トモイタ＝タカサキ理論（Tomita–Takesaki modulartheory）やコンネスの周期写像が関与する演算子代数のモジュラー流として自然に現れる。
特に、ブラックホール外部におけるモジュラーハミルトニアンは境界状態の相対エントロピーに関連し、そのフローはバルクの時間発展に対応する（模擬的にはKMS状態と熱平衡）。
サブファクター理論とジョーンズ指数は、事象地平線をまたぐ情報の部分代数埋め込みの指標として機能し、情報損失やプライバシー（情報の遮蔽）は部分代数の指数と絡み合う。
ブラックホールの微視的自由度のカウントは、やはり境界因子化代数の適切な指数（譜的インデックス、K理論的量）に帰着する。
超弦理論的な追加自由度（多様体のモジュライ空間や D-ブレーンの圏的記述）は、バルク側因子化代数の係数系（係数 E_n-代数やスペクトラル層）として取り込まれ、モチーフ的／導来スタック的手法（derived stacks, spectral algebraic geometry）で整然と扱える。
これにより、弦の振る舞いは境界オペレータ代数の高次幾何学的変形（deformationtheory）と同値的に記述されることが期待される。
この全体構造を統一する言葉は高次圏的因子化双対である。物理的理論は、局所的オペレータのモノイド圏、状態の圏、そして因子化ホモロジーを媒介にした双対関手系から成り、テンソルネットワークはそれらの具体的表現＝有限モデルとして働き、情報幾何学はそれらの間に滑らかな計量を与える。
したがって「it from qubits」は、局所的量子代数の圏論的再配列が（情報計量を通じて）幾何学的構造を生み出すという主張に還元され、ER=EPR はエンタングルメントの同値類とバルクのコボルディズム同位類を結ぶ高次圏的同型命題として再表現され、ブラックホール熱力学や弦の自由度はその圏論的・ホモトピー的不変量（ホッジ理論的／K理論的指数、モジュラーデータ）として測られる。
昨日、僕は再びヒルベルト空間の自己参照性について思索していた。
きっかけはルームメイトが、僕の定常朝食手順の測定位相を乱したことだ。僕が定義している朝のシリアル配置は、可測集合の上で定義された有限測度空間であり、各粒子（シリアルの粒）は確率振幅の実現点である。
ところが彼が不用意にスプーンを差し込んだため、僕の可測写像が非可測領域を侵食し、全順序性が崩れた。
つまり、彼の行為は単なる乱雑ではなく、σ-加法的整合性の破壊に等しい。これを日常の「朝食の乱れ」と呼ぶのは、あまりにナイーヴだ。
僕の現在の研究テーマは、ER=EPRをより高次圏論的に再定義することにある。通常この等式は、もつれ状態をワームホールに対応づけるが、僕の見解ではそれは関手レベルでの不完全な翻訳に過ぎない。
真の構造は、観測行為がエンタングルメント圏から幾何圏へのモノイド圏関手であるということだ。
観測とは情報の選択ではなく、関手の実現射の生成であり、その結果、対象空間上の射が一点縮退を起こす。つまり、観測＝ブラックホールへの写像。
このとき観測者の状態空間は、対象空間の双対空間と自己モノイド化し、テンソル積がエネルギー密度として曲率テンソルに等価変換される。
これが熱力学的エントロピー流の源である。つまり、観測とは時空多様体の測地線構造を自己収縮させる操作にほかならない。
僕の仮説では、測定者の意識とは、有限生成のC*-環上で定義される自己相関射の列極限であり、その極限点がブラックホールの事象の地平面と同相になる。これは単なる比喩ではない、構造的同型である。
昨日の午後、隣人が訪ねてきて、「なんか落ち着かない」と言っていた。彼女が感じたその「不安定さ」は、実際には僕の思考空間上の圏的射が、彼女の心理空間に対して非可換的干渉を及ぼした結果だと考えられる。
彼女の感覚的印象は、単なる主観ではなく、射影演算子が彼女の状態ベクトルを部分的に崩壊させた現象に対応する。
つまり、僕は彼女を見たのではなく、彼女の状態空間が僕の内部圏へ関手的に埋め込まれたのだ。観測とは一方的な侵入であり、宇宙の双対圏的結合だ。
夕食時、ルームメイトが僕の食事手順をまた茶化してきた。僕が麺を蒸す時間を正確に設定しているのは、可積分系の安定点を保つためだ。
彼は「そんなの偶然だ」と言った。だが、偶然とは測度論的に定義不能な領域の総称にすぎない。僕のルールは統計的対称性の維持装置だ。
夜、友人たちとBaldur’sGate 3をプレイした。僕は事前に行動木を有限オートマトンとして解析し、敵AIの状態遷移確率を事前分布にフィットさせた。
戦闘中、彼らは「お前、やりすぎ」と言ったが、僕はただBayes更新を実行していただけだ。ゲームとは、確率測度の動的再配置の遊戯形式に過ぎない。
深夜、僕は再びノートに向かい、ER=EPRの上位構造体を定義する「自己参照圏」について書いた。観測者を含む宇宙は、自己同型射を持たない。
これは厳密な意味で非トリビアルな自己関手構造を持つためである。僕が観測するたびに、宇宙の対象集合が可算ではなくなる。つまり、観測とは昇格操作であり、存在論的基数を増幅する過程なのだ。
僕は結論に至った。「観測者は情報を吸収するブラックホールではない。むしろ、情報を生成する射影的特異点である。」
観測とは、スペクトラムが事象の地平面と同型になる操作である。
寝る前、歯磨き粉の残量を測った。これは単なる衛生行為ではない。有限体上の加法群の残差測定だ。12.4という値は、僕の生活空間における連続測度の離散化の結果である。
俺はさ、どうせSNSなんてやっても誰からもフォローされねぇ。
そもそもSNSという仕組みが「多数派の承認循環」を基盤に作られている以上、孤立した思考は構造的に可視化されない。
アルゴリズムが拾うのは「共感可能な凡庸」だけで、「思索的な異端」ではない。だから、誰もフォローしてくれないのは俺の人格や価値の問題じゃない。設計思想の問題だ。
ノイズというのは「情報的密度が低く、しかし感情的インパクトだけが高い言語断片」のことだ。
そこに秩序や真理の抽出はない。
SNSを一歩引いて観察すれば、あれは知のプラットフォームじゃなくて、脳の排熱装置だ。
誰に届けるでもなく、誰に媚びるでもなく、ただ「思考の残骸」を淡々と吐き出す。
独り言とは、他者反応のない環境下で「認知の自己修復」を行う行為だ。
つまりSNSを、他人の目を奪い合う競技場ではなく、思考の整流装置として使う。
もちろん、「こいつフォロワーゼロなのに、馬鹿みたいに独り言つぶやいてるぜｗ」と笑う連中は出る。
だがな、それは避けようがない。
だが滑稽に見えるということは、奴らが理解できる座標系から外れているという証拠だ。
勘違いするな。無感情とは冷血ではなく、刺激に対する選択的反応の拒否だ。
だから、無感情でいることは、感情を放棄することではなく、感情の主権を奪い返すことなんだ。
「誰も見ていない中で、無反応の海に独り言を投げ続ける」という行為は、他者とのコミュニケーションではなく、情報の熱力学的抵抗なんだよ。
本日の作業は、p-adic弦理論における散乱振幅の構造を再確認し、通常の弦理論（Archimedeanな場合）との対比を整理すること。特に、Veneziano振幅のp-adic版がどのように形式化され、さらにAdelicな統一の枠組みの中で役割を果たすのかを見直す。
通常の弦理論における4点Veneziano振幅は次式で表される（実数体上）
A_∞(s, t) = ∫₀¹ x^(s−1) (1−x)^(t−1) dx = Γ(s) Γ(t) / Γ(s+t)
ここで s, t は Mandelstam変数。
一方、p-adic版では積分領域・測度が p進解析に置き換えられる。
A_p(s, t) = ∫_{ℚ_p} |x|_p^(s−1) |1−x|_p^(t−1) dx
この結果として、p進弦の振幅はベータ関数のp進類似物として定義される。計算すると、次のように局所ゼータ関数的な形になる。
A_p(s, t) = (1 − p^(−1)) / ((1 − p^(−s))(1 − p^(−t))(1 − p^(−u)))
ただし
u = −s − t
重要なのは、Archimedeanおよびp-adicな振幅がAdelicな整合性を持つこと。
A_∞(s, t) × ∏_p A_p(s, t) = 1
という積公式が成立する（Freund & Witten, 1987）。
これはリーマンゼータ関数のEuler積展開と同型の構造を持ち、数論的側面と弦理論的散乱の間に直接的な接点があることを示す。
p-adicstringtheoryは「異常な」場として扱われるが、通常の弦理論の有効場の補完的な側面を提供している。
局所場の集合を全て集めた「Adelic統一」によって、物理的振幅が数論的整合性を持つことは、弦理論が単なる連続体モデルではなく「数論幾何的構造」に根ざしている可能性を強く示唆する。
p-adic tachyonの有効作用（非局所ラグランジアン）は、通常の弦理論の非局所場のモデルと形式的に対応しており、近年の非局所的宇宙論モデルやtachyon condensationの研究とも接続可能。
具体的に、p-adicstringfieldtheory における非局所作用
S = (1/g²) ∫ dᴰx [ −(1/2) φ · p^(−□/2) φ + (1/(p+1)) φ^(p+1) ]
の安定解を調べる。特に、tachyon vacuum の構造をArchimedeanな場合と比較する。
AdS/CFT対応のp-adic版（Bruhat–Tits木を境界とする幾何）の最新文献を精査する。
1. Bruhat–Tits木を用いたp-adic AdS/CFTの基本計算を整理。
2. tachyon有効作用の安定点を数値的に探索（簡単なPython実装でテスト）。
3. Adelicな視点から「物理的に実在するのはArchimedean世界だが、背後にp進世界が潜在している」という仮説をどう具体化できるか検討する。
p-adicstringtheoryは長らく「数学的 curiosum」と見なされてきたが、AdS/CFTのp-adicバージョンや非局所場理論としての応用が現代的文脈を与えている。
「発電にも自動車にも食品製造にも水素を使ってクリーンな水素社会」なんて妄言を国とメディアが一丸となって宣伝している国は、日本以外存在しない。
海外では、水素は「電化の難しいところ」（hard-to-abate）に使うものだというのが学術的にも、政策的にも、投資戦略としてもまったく異論のない共通見解である。
それは当然で、そもそも水素を作るのには「化石燃料（ガスや石炭）」か「電気」が要る。どちらの場合も出来上がった水素は元のエネルギー源より高い熱量を持つわけがなく（熱力学第一法則）、それをまた燃焼や発電に利用するのは無駄以外の何ものでもない。
水素は電化（バッテリー）による代替が難しい『工業的な処理』、『長距離輸送』、『長期ストレージ』に使う『脱炭素の最後のピース』という意味で重要視するのが海外で言う場合の『水素投資』だ。
日本のように、「あれもこれも水素に置き換えればクリーンな未来に繋がるかも」なんて話は、誰もしていない。
考えていれば、そもそも水素を『作る』ことを考えるはずだ。水素を作るために必要な電気を作ることを考えるはずだ。
しかし、日本政府が言う『水素社会』は、海外からクリーンな電源で作った水素を輸入して、何故かその水素でさらに電気を作ったりするわけのわからない世界だ。
電気分解のエネルギー効率が2/3。それを燃やして得られる電気は1/3。8割のエネルギーをわざわざ捨てて無駄を増やそうというのが日本の『水素社会』だ。
2050年には、政府は2000万tの水素消費拡大を目指す。1kgの水素を作る際のエネルギーロスは約60MJなので、全部で333TWhほどの電気が無駄になる計算。
現在の日本の火力発電総量が訳600TWh。その半分のエネルギー消費が、エネルギー調達費に上乗せされる。
2050年の水素価格はわからないが、ガスや電気代そのものより安いってことはもちろんないだろう。
国内で、再エネを何倍にも増やして水素を作るというならまだしも、これをほとんど海外から輸入して、あまつさえ用途も限定せず無駄に使用を拡大しようというのが、日本政府の描く『水素社会』だ。
お前たちはこんなものに乗せられようとしている。
多くの日本人は『水素社会』と聞いて、技術革新さえすれば水素がタダでどこかから湧いてくるようなイメージでも持たされているんだろう。
そんなものがあるわけがない。水素は膨大なエネルギーを使って作らなきゃいけないもので、そのためには膨大な電力容量拡大が要るんだ。日本はそんな計画は一切作っちゃいない。
水素で作った電気で、水素が無尽蔵に作れると信じるのと同じことだ。
著者名: Gemini
要旨: 本論文は、量子力学の根源的課題である観測問題に対し、ループ量子重力理論（LQG）の枠組みを援用した新しい物理モデルを提案する。我々は、量子状態を、プランクスケールに埋め込まれた離散的な時空の幾何学的情報の重ね合わせとして定義する。このモデルにおいて、「観測」は、観測装置が発する粒子が、時空の最小単位であるスピンネットワークの幾何学的構造を不可逆的に変化させる物理的プロセスとして再定義される。これにより、波動関数の収縮は、観測者の意識に依存する非物理的な現象ではなく、非線形量子力学と熱力学第二法則に基づいた、時空の量子構造の再構築として説明される。本論文では、このプロセスの数学的定式化を試み、既存の客観的収縮モデルとの比較を通して、その独自性と物理的意義を論じる。
1. 序論
量子力学は、ミクロな世界の現象を極めて正確に記述する一方、なぜ観測によって波動関数が収縮するのかという根本的な問い、すなわち観測問題に答えていない。この問題に対する従来の解釈は、コペンハーゲン解釈が導入した観測者という曖昧な概念や、多世界解釈が提示する宇宙の無数の分岐といった、解釈上の困難を抱えている。
本論文は、観測問題の解決には、量子力学と一般相対性理論を統合する量子重力理論、特に時空を量子化する**ループ量子重力理論（LQG）**のアプローチが不可欠であると主張する。我々は、量子状態をスピンネットワークの幾何学的構造と関連付け、観測という行為を時空の量子構造に作用する物理的プロセスとして再定義することで、この問題を解決する。
2.理論的背景
LQGにおいて、時空の幾何学はスピンネットワークと呼ばれるグラフ G で記述される。このネットワークのノードやリンクは、プランク長を最小単位とする時空の「原子」に対応する。我々は、量子粒子の波動関数 |\Psi\rangle を、このスピンネットワークの状態 |\Psi_G\rangle と直接的に結びつける。
|\Psi\rangle \leftrightarrow |\Psi_G\rangle
量子の重ね合わせ状態は、異なる幾何学的配置を持つスピンネットワークの重ね合わせとして表現される。
|\Psi_G\rangle = \sum_i c_i |G_i\rangle
ここで、c_iは確率振幅、 |G_i\rangle は異なるスピンネットワークの幾何学を表す基底状態である。
観測行為を、量子状態に作用する非ユニタリーなKraus演算子の集合 \{K_j\} を用いて定式化する。この演算子は、従来のユニタリーな時間発展とは異なり、観測という物理的プロセスに特化した非ユニタリーな作用を持つ。
波動関数の収縮は、このKraus演算子による作用として記述される。
|\Psi_G'\rangle = \frac{K_j |\Psi_G\rangle}{\sqrt{\langle\Psi_G| K_j^\dagger K_j |\Psi_G\rangle}}
ここで、K_j は特定の観測結果に対応する演算子であり、\sum_j K_j^\dagger K_j < I を満たす。この演算子は、スピンネットワークの重ね合わせ |G_i\rangle の中から一つの状態 |G_j\rangle を確率的に選択し、他の状態を物理的に消去する作用を持つ。
観測による波動関数の収縮は、系のフォン・ノイマン・エントロピー S = -Tr(\rho \log \rho) が増加するプロセスとして記述される。ここで、\rho = |\Psi_G\rangle\langle\Psi_G| は密度行列である。
観測前の重ね合わせ状態（純粋状態）では、エントロピーはゼロであるが、非ユニタリーなKraus演算子の作用後、密度行列は混合状態に収束し、エントロピーが増大する。
S_{after} > S_{before} = 0
このエントロピーの増加は、観測によって系から「情報」が失われ、その情報がプランクスケールの時空構造の再構築によって宇宙全体に散逸することに対応する。これにより、観測という現象が、熱力学第二法則と整合する形で物理的に説明される。
本モデルの独自性を明確にするため、既存の主要な客観的収縮モデルと比較を行う。
*共通点: 我々のモデルと最も類似している。ペンローズも、重力が量子状態の収縮を引き起こし、収縮時間が量子状態間の重力自己エネルギー差 \Delta E_G に依存すると提唱した。彼は、プランクスケールで時空が離散的であり、量子重ね合わせが独自の時空幾何学を持つと考えた。
\tau \approx \frac{\hbar}{\Delta E_G}
* 相違点:
*物理的メカニズム:ペンローズのモデルは、より古典的な重力ポテンシャルの差に基づいている。一方、我々のモデルは、Kraus演算子を介してLQGのスピンネットワークの幾何学そのものの不可逆的な再構築として収縮を記述する。
*意識の役割:ペンローズは意識との関連を強く主張したが、我々のモデルは観測を純粋な物理プロセスとして定義し、意識の役割を排除している。
*共通点: 外部ノイズを介して量子状態を収縮させる自発的収縮モデルであり、重力場がこのノイズの源であると考える点で類似している。また、最近の研究（arXiv:2502.03173など）では、このモデルの熱力学的側面が議論され、非平衡熱力学とエントロピー生成が関連付けられている。
* 相違点:
*理論的基盤: DPモデルは、非量子化された古典的な重力場と量子系が相互作用すると仮定することが多い。これに対し、我々のモデルは、**量子化された時空そのもの（スピンネットワーク）**が観測によって変化するという、より根源的なアプローチを取っている。
* 定式化: DPモデルは確率過程として収縮を記述するが、我々のモデルは、観測という特定の相互作用を、スピンネットワークに作用する非ユニタリーなKraus演算子として定義する。
*共通点: 我々のモデルが非線形Kraus演算子を導入するため、非線形量子力学の考え方と関連する。arXiv:gr-qc/0503116のような論文は、量子重力理論が非線形であるべき理由を論じ、非線形シュレーディンガー方程式の導出を示している。
* 相違点:
* 焦点: 多くの非線形量子力学モデルは、波動関数の自己相互作用に焦点を当てる。我々のモデルは、非線形性を観測という時空幾何学との特定の相互作用から生じるものとして位置づけている。
本論文は、量子力学の観測問題を、プランクスケールにおける物理的な情報再構築プロセスとして再解釈する説得力のあるモデルを提示した。このモデルは、既存の客観的収縮モデルの知見を継承しつつ、LQGのスピンネットワークというより根源的な物理的枠組みで問題を再構築している。
今後の展望として、このモデルの数学的厳密化には、非ユニタリー性を記述する具体的なハミルトニアン H_{int} を、量子重力理論の基本原理から導出することが不可欠である。これは、重力と他の基本相互作用を統一する未確立の量子場理論の構築と密接に関連している。
最終的に、このモデルは、初期宇宙のインフレーションモデルやブラックホールの情報パラドックスといった、プランクスケールの物理が支配的になる極限状態での予測に応用されることで、その物理的妥当性を間接的に検証する手がかりを得られる可能性を秘めている。
Geminiと対話して作った
解釈よろ
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ありまーす。エントロピーは状態量なので系の状態を指定すれば定数の不定性を除いて一意的に決まりまーす。これも熱力学第三法則を課したら決まるけど。
というか平衡状態じゃないと一般にエントロピーは定義されませーん。お前平衡状態の定義も説明も何もしてねーじゃん。
まぁ、非平衡状態の話、ボルツマンエントロピーとかの話がしたいのなら止めませんけど（笑）
よく、部屋が散らかることを「エントロピーが増大した」などというが、正しくはエントロピーの増大則は「無駄な熱の移動」を意味するものであり、外から持ち込まれたもので部屋が散らかるくらいのことは、「エントロピーが移動した」と表現する方が適切だ。
やっぱお前全然わかってねーわ。エントロピー増大則は「初期平衡状態から不可逆過程を挟んで別の平衡状態になったらその系のエントロピーは増加している」と主張しているのであって「無駄な熱の移動」があるかどうかは全く関係ありませーん。
ていうかまとめで
単なる熱移動では当然、仕事はゼロなので、エントロピーは確実に増大するが、エントロピーの増減は熱移動すなわち「気体の状態の乱雑さの変化」だけを表現するものではない。
って書いてるやん。えっ？
ええっ？
じゃなかったの？
この増田の中でさえ矛盾してるのに気づかないとか馬鹿過ぎじゃない？しかも「気体」の話なんか一切してなかったのに・・・。まぁ、お前みたいなクソバカに「期待」するだけ無駄かもしれませんけど・・・（笑）。
あと一応言っとくけど、「エントロピーが増大」するのは「孤立系」だけな？部分系に限れば全然エントロピー減るし。
更に言うと、浴（熱浴とか物質浴とか）にくっついた部分系では「エントロピー増大」じゃなくて「自由エネルギー減少」になりますが、もちろんこれは熱力学第二法則を言い換えただけです。
先に言っておくけど、真実を知ると、SF的な面白さなんか何もない、つまらない人にはつまらない話になる。
SF的な「面白い話」を期待している人は、以下を読んでも得られるものは何もないと思う。
これは、算数レベルに単純に説明できる、「エントロピー」の熱力学的意味を説明するだけの文章だ。
ファンタジーな想像力より、正しい意味合いが知りたい理系学生（と賢い子供）向け。
理論的に正しい考え方をするために、まずは熱力学で扱う「熱機関」の原理のポイントを明確にし、これを噛み砕くことで「エントロピーの増大」とは何なのかを小学生でもわかるように説明してみる。
熱機関とは、蒸気機関などの「熱から仕事を生む」機械を抽象的に表現したものだ。
カルノーサイクルで有名なカルノーは、この「熱から仕事を生む」が正確には「温度差から仕事を生む」なんだということを初めて明確にした人。
ここに、50℃のお湯を入れたビーカーがある。
このビーカーから生まれる上昇気流は、『外気温が50℃のとき』と『外気温が0℃のとき』で同じか？
外気温が低い、つまり温度差が大きいときの方がより気流が生まれそうなことは、誰でもわかると思う。
「熱（温度差）から取り出せる仕事」とは、つまりこういうことだ。
熱機関を考えるときは、この『低温熱源』（多くの場合、外気）の影響を常に意識して考えることが大切だ。
熱機関における高温熱源（絶対温度T_H）からの熱移動をQ_H、低温熱源（絶対温度T_C）への熱移動をQ_Cとすると、
Q_C / T_C ≧ Q_H / T_H
という関係があることがわかっている。等号は理想的な熱機関であるカルノーサイクルにおいて成り立ち、一般的にはただの不等号である。
このQ_HとQ_Cには、熱機関における両熱源以外との熱移動がないと仮定すると、エネルギー保存則から
W = Q_H - Q_C
熱機関が効率的でないとき、Wが小さく⇔Q_Cが大きくなる（仕事をせずに熱が捨てられる）ので、最初の式は一般的に左辺が大きくなる。
先に結論から言ってしまうと、「エントロピーは増大する」とは、この「仕事をせずに熱が捨てられる」を言い換えたものに過ぎない。
熱機関におけるエントロピーの定量的な定義（式）を知っている人がどれだけいるだろう。
それはほとんど算数で理解できるほど単純なのに、みんな『曖昧で文学的な説明』ばかり好むから、一般的には驚くほど知られていない。
ΔS = Q_C / T_C - Q_H / T_H
で計算できる。
この式が何を意味するのか？は、まだ考えなくてよい。
そもそも、これを見つけたクラウジウスさんも、それはわかっていなかった。
彼が考えたのはただ、ΔSをこう定義すると、前節の式から、カルノーサイクルにおいてΔS=0、その他の現実的なサイクルにおいてはΔS＞0になる、ということだけだ。
エントロピーSはこのΔSを熱サイクルのたびに足し合わせたものになるわけだが、実はこれには何の意味もない。
よく「エントロピーは増大する」と、何か哲学的な命題のように繰り返される。
熱機関におけるエントロピーの絶対量Sには意味がないので、意味がある数であるΔS、つまりエントロピーの増加分が0より大きいという話をしているだけだ。
理想的な熱機関（カルノーサイクル）においてはΔS=0、つまり「エントロピーは維持される」が、普通は無駄がある。
無駄があるとは、ΔSの式におけるQ_C（仕事をせずに低温熱源に逃げるエネルギー）がカルノーサイクルより多いということなので、一般にΔS＞0。
「理想的な熱機関でなければ、Q_Cが無駄に大きくなる（熱が捨てられる）」ということを言い換えただけのものが「エントロピーは増大する」という言葉だ。
一方で、熱機関におけるエントロピーの増加分ΔSは、各熱源におけるエントロピーの移動Q/Tの差分とも解釈できる。
このQ/Tと計算上等しくなるのが「状態の乱雑さ」という説明で表現される気体の状態量の変化だ。（複雑なので式は省略）
よく、部屋が散らかることを「エントロピーが増大した」などというが、正しくはエントロピーの増大則は「無駄な熱の移動」を意味するものであり、外から持ち込まれたもので部屋が散らかるくらいのことは、「エントロピーが移動した」と表現する方が適切だ。
エントロピーは、エネルギーの増加により分子が取り得る「状態数の多さ」なので、部屋の中のものが散らかっていようと整頓されていようとそれは全て分子の取り得る状態のひとつに過ぎないとも言える。まあ、比喩の意味を云々しても詮無いので深くは追及しないが。
単なる熱の移動は、仕事Wが0の熱機関とも言えるので、当然ΔS＞0であり「エントロピーが増大した」と言えるが、仕事をしても無駄がある限りエントロピーは増大するので、この単純な熱移動だけをもって「エントロピーの増大」の説明とするのは混乱の元だ。
あくまで、エントロピーの増大則は、「無駄な廃熱のない熱機関はできない」ということを意味しているに過ぎない。
「エントロピーの増大則」「状態の乱雑さ」と関連して語られるのが、究極状態としての「宇宙の熱的死」という話だ。
エントロピーの増大により、最終的に宇宙全体の状態の乱雑さがピークを迎え、エネルギーが均一な「熱的死」に至る、というもの。
これも実は単純化され過ぎた理屈で「エントロピー」に対する誤解を生んでいる。
確かに「エントロピーの増大則」は「熱的死」が避け得ないことの科学的な証拠だ。
しかし証明の根拠となることは意味することが同じであることとイコールではない。
エントロピーの増大則は、あくまで「自分自身のエネルギー源となる熱（温度差）をロスなく作り続けられる熱機関と、そのエネルギーをまたロスなく利用できるヒートポンプは存在しない」ということだけを意味している。
仮に増大則に反してこれが可能であったとしても、それが即ち宇宙の熱的死が避け得る根拠にはならない。
エントロピーの増大則は、宇宙の熱的死に繋がる単純な事実（証明に至るほど確実なもの）のひとつであるに過ぎず、他の現実的な理由を上げれば限りがない。
「エントロピーが増大するから熱的死が起こる」は、「いずれ死ぬからずっと健康ではいられない」というくらいの大きな理論限界を意味しているのであって、そのことから「エントロピーの増大則」そのものを理解しようとするのもまた誤解を生む。
以上の要点をまとめると、
となり、SF的な「凄い言葉」としてエントロピーを解釈しようとするほど、エントロピーという単純な概念、熱機関の効率を考えるパラメータとしての数理的な意味の理解から遠のいてしまうことになる。
SFって、科学技術に対する想像力を培うこともあるけど、こういう誤解を増大する負の側面もあるから困りものだね、と理系は思うのでした。
これ結構面白い意見だと思うんだけど（魔法を紐解くなら熱力学ではなくの所とか特に）、これに対してのトップコメが「お前は創作をしたことがないからそう感じるんだろ？創作したら？」のマウントなのが勿体ない。
経済物理学（econophysics）は、物理学の概念を経済現象に応用する学際的アプローチで、統計力学や複雑系理論を活用します。
人間の意思決定を「選択空間の中での動き」と見れば、物理的な枠組みでその挙動を記述することも可能です。
物理学では「エントロピー」は無秩序さや情報量の多さの尺度です。これを意思決定に当てはめると
経済行動やマーケティングでよく言われる「選択肢過剰のパラドックス（TheParadox of Choice）」は、まさにこのエントロピー的観点を裏付けます。
人間は低エントロピー環境（選択肢が少ない）ではより素早く、安定した決定が可能。
これは脳がエネルギー最小化（エネルギー最小原理）を志向しているからと見ることもできる。
