世界は粒子でできているか？

質問

世界は粒子でできているとします。
そのとき、粒子が体積をもたないのならば、粒子で構成される世界は体積がなくなってしまいます。世界は体積がありますから矛盾します。
そこで、粒子に体積があるとすると粒子には形があることになります。例えば球形をしているとします。
しかし、球形が集まっていると粒子と粒子の間に隙間ができます。隙間は粒子ではないので粒子からできているという説明が成り立ちません。
そこで、粒子を立方体にします。そうすると、隙間がなくなるからです。
しかし、それでも困るのです。立方体が上下左右どこにも動けなくなってしまうからです。われわれはいろいろな方向に動けるということと矛盾してしまうからです。
私はここで世界は粒子だけでできているわけではないと結論してしまいそうなのですが、本当のところはどうなのでしょうか？

回答No.6

cliomaxi · ベストアンサー

＞粒子は体積が変わらなくて隙間の体積が変わっているということでしょうか？

若干違います。
言葉の表現上の問題でも有りますが何も無い「隙間」を体積とは云いません。
粒子間の間隔が狭まるのです。

先程の回答の恒星と惑星、惑星と衛星の関係をもう少し補足すると、恒星(惑星)が原子核で惑星(衛星)が電子に喩えられるのです。
1つの原子でさえこれだけの間隔があるのですから隣の原子なんて遥か向こうと云った感じです。

もっと日常的な喩えで云うとコーヒーフィルター等でも実感出来ると思います。
コーヒーフィルターを見ても隙間なく見えますし破らない限り髪の毛すら通りませんよね。
でも実際にコーヒーを淹れるとお湯(水分子)はコーヒーフィルターを通過するでしょ。
隙間があるからです。

余談ですが、恐らくNo.5の方は混乱される事を考慮され敢えて書かれていないのだと思いますが、真空＝無ではないのです。
「真空エネルギー」と云うものも有ります。(但し専門家によってそのエネルギー数値は全く違ったもので、微々たるものと云う人もいれば莫大なものと云う人もいる。)

お礼

アドバイスありがとうございます。

回答No.5

mazeran

物理の世界では何も無い空間を「真空」と言っています。
これは、その「粒子」を入れる「容器」と考えてください。
で、実際この「真空」は存在しており、仮に「原子核」の大きさを１０円玉の大きさとすると、原子核の周りを回る「電子」の軌道を含めた大きさは、だいたい学校のグランド程度の大きさになります。（だいたいです。）
「原子核」と「電子」までの間だの空間にはまったく何の物質もなく、「真空」と呼ばれています。
このように物質は本来、非常に“スカスカ”状態なので、密度は非常に小さいものなのです。

「原子核」も「陽子」と「中性子」と言う「粒子」からできており、この「陽子」「中性子」はさらに小さい粒子である「クォーク」と呼ばれるものでできています。
従って物質（世界）は、「粒子」でできていることはほぼ間違いない事実です。

corpusさんの認識違いの点は、この「粒子」を存在させるための「空間」にまで「粒子」を詰め込んでしまったところにあるようです。

「容器」の役目をする「真空」と言う空間が存在することを理解してください。

簡単に理解していただくためには、以上のような認識でも問題はないと思います。

お礼

回答ありがとうございます。
空間が粒子でできていないというのはわかりました。

回答No.4

cliomaxi

物質は粒子と粒子がびっしりと隙間なく並んでいるのでは有りません。
スカスカです。

一番体感出来るのは気体でしょう。
ポンプなどで圧縮すれば体積は小さくなるでしょ？

ブラックホールも巨大な恒星がどんどん小さくなり角砂糖1つで1トンなんて密度の縮退物質なんてものが出来るのです。

恒星と惑星、惑星と衛星の関係でも解る筈です。
これらの間には何も有りませんが(正確には違いますが無視出来る範囲なので。)ほぼ一定の間隔を保っているでしょ？

お礼

アドバイスありがとうございます。
粒子は体積が変わらなくて隙間の体積が変わっているということでしょうか？
もし隙間がない世界が考えられたとしたら、居心地が悪そうですものね。

回答No.3

musokunin

物理學では物理學的手法で認識出來る「物質」で、我々の世界が出來てゐると考へます。その物質の最小單位は、素粒子などと言はれます。體積を持たない粒子の集積は、必ず體積を持たないとの前提は、誤りです。原子核と言ふ粒子の塊の周りに、電子といふ粒子が取り巻いて、原子が出來てゐるとされますが、原子核と電子の間には一定の間隔が認められ、原子の大きさは、原子核と電子の雙方の體積の和ではなく、核と電子分布域を含めた體積を持つものと考へられます。
　　また、素粒子は、物理學的に都合の良いときは粒子として、別の都合が良いときは波動として振る舞ふとされますが、この考へは、我らの日常世界の常識とは矛盾するものです。從つて、素粒子が波動の性格を持つといふ立場から考へれば、球體の粒子を積み重ねても、隙間は出來ずに、互ひにしみ込んだ、あるいは、重なり合ふ形で、積み重なることになります。
　　物理學的には、世界は粒子と真空で成り立つとした場合、真空の空間も、重力場でありうるし、電界、磁界の性質を持ちます。これは、「真空が歪む」あるいは、「真空の空間でも、位置により何らかの異なる性質が生じる」ことであり、我々が現在の物理學的手法で認識できない何らかの原因が存在するとも考へられます。真空空間に存在する何らかの原因が掴めれば、真空を更に物理的に分解して觀測できることになり、その時は、世界は、粒子、真空および、何かから出來てゐるとも言へるでせう。

お礼

アドバイスありがとうございます。

確かに原子の大きさは、原子核の大きさ＋電子の大きさではないですね。
波動として考えると隙間はできなくなるのはなんとなくわかった気になっています。
真空というものは性質があるようですが、なかなかつかみどろのないものですね。

回答No.2

Scull

ですから、あなたが前提としている「世界は体積のある粒子が隙間無く詰まる事で構成されている」という世界モデルが誤っているという結論になる訳です。

世界は粒子とその隙間を作る「場(電磁場、重力場など)」でできております。

お礼

回答ありがとうございます。確かに私のモデルは間違っていると感じました。
粒子と隙間からできているというのはわかりましたが、隙間は形を変えていくというイメージを私は抱いています。それに比べて粒子は形をそれほど変えていかないというイメージを持っています。それでは、粒子を隙間に、隙間を粒子に変えてしまったら、宇宙像は変わってしまうでしょうか？っていうか、ただ名前を変えただけにすぎないですね。

回答No.1

kiyocchi50

その仮説の中で「粒子のみ」で出来ている、と言うのであれば、確かにおかしいですが、粒子で構成されているという場合に、真空は除外されないのでは？

お礼

回答ありがとうございます。
真空は粒子ではないが、粒子を考えるうえで必要なものであるというふうに読み取れました。