完全に同じ環境さいころを振ると出目は同じ？

質問

完全な真空状態でまったく同じ機械でさいころをふると出る目は必ず同じなのでしょうか？

理由を含めてお答えねがいます。

あくまでも仮定の話なので世の中に完全は存在しないという回答はご遠慮願います。

私自身は同じ目が出ると思っています。

当方の理解力は
現在35歳
そこそこ有名な私立大学理工学部学士
現在は普通のサラリーマン

物理学（自然科学）では現在解明できないことを統計学が補っているという私の考えからでてきた質問です。

回答No.13

buturikyou · ベストアンサー

それこそがアインシュタインの言う《アプリオリ確率》(先験的確率)とよばれるものです。アインシュタインは量子力学の解釈問題に自ら“それ”を導入したせいで「自網自縛」の憂き目にあいました。と、いっても、そのこと自体はボーアが執拗に過ぎたのですが・・。

それにしても「神はサイコロを振り給わず」とは「それでも出目は初期条件で決定している」という意味だったと存じますが、まー、ニュートン力学の範囲ではそうですね・・。

もっと不思議な量子力学の世界に興味を持つといいですよ？

回答No.12

Toshi0230

No.8 monton氏へ：

> 完全な真空と仮定して「出る目」ってあるんでしょうか

「真空」ならありえますね。「無重力(無重量)」状態だと事情は違ってきますけど。

回答No.11

ha5050

素人ですが、普通に考えたら同じ目は出ないと思います。
低い位置から落とした場合同じ目が出る可能性は高くなり、高い位置から落とした場合は低くなるはずです。それは、動きのパターンが増えるからです。
でも、低い位置からでも同じ目になるのは難しいと思います。サイコロは角があるため少しずれただけで全く別の動きをするからです。
必ず同じ目が出ると言うのは極めて難しいと言うのが現実です。
最後はこの世に完全と言う物が存在するのかしないのかを信じるかにかかっています。

回答No.10

phobos

ご質問が数学の問題なのか物理の問題なのか工学上の問題なのかによって答えは変わってくると思います。
数学上の問題およびニュートン力学の範囲での物理の問題ならば、回答は「同じ目」でよろしいでしょう。
しかし量子力学も考慮した物理の問題としての質問ならば「同じ目にはならない」になると思います。
工学上の問題であるのなら、ニュートン力学の範囲で「同じ目」と見なせる範囲はどこまでか、と言う問題になります。

以下には工学的・技術的な面から考えて見ました。
つまり現状の技術で出来る限り外乱を遮断した環境を作り、その中で出来る限り同一条件でサイコロを振る装置を作ったとします。
考え方を簡単にするためにサイコロを「振る」のではなく単に「落とす」ものとして、サイコロを落とす高さＨを様々に変化させた時の出目のバラツキ度合いを記録する実験を行ったとします。
ここからが私の推論ですが、横軸にＨ、縦軸に特定の目が出る確率を取ってグラフを書けば、おそらく、Ｈがセロからある程度の高さまではほぼ１に近いまま推移して、ある高さを境に確率が下がり始め、やがて１／６に収束することでしょう。
その境目がどのあたりに来るかは装置の精度次第ということですね。

お礼

結局僕のした質問は思慮が浅かったのだと思います。

僕が思う答えは　磁場や空気の流れや、機械的装置を含め、そういった環境が作れるかどうか？っていう質問ですよね？そんなのことはむしろ機械装置を作る工場の技術者にきいたほうがいいかもしれませんよね？

実は僕がこれをおもったのは、自然とかそういうものを事前に人間がよそくできるものなか？っておもったことでの質問だったわけです・・・ご存知の震災から・・・・　ありがとうございまいした。

回答No.9

fxq11011

真空などの言葉を使うから話がややこしくなります。
完全に条件が同じなら、同じ出目になります。
参考　カジノのルーレットの出目はかなりコントロールできると聞きます【もちろん、それなりのプロの感とテクニックで】。

回答No.8

monton

質問に疑問で返して申し訳ありませんが、完全な真空と仮定して「出る目」ってあるんでしょうか。

回答No.7

noname#134583

男性です。

私は、何も解りませんが。

完全な真空状態でまったく同じ機械でさいころをふると出る目は必ず同じなのでしょうか？
ということは、１回振ればいいのではないですか。よって、同じ目以外ありません。

同じ条件ということは、現実にはありえないので、そうするには、自分の頭の中で時間を戻せば、一瞬にして同じ条件になるので１回振ればいい。何回時間を戻しても同じです。

たぶん、質問者さんは、量子力学のような観測による、統計から答えを導きだしたかったのでしょうから。答えになっていないでしょう。
素人で、すいません。

回答No.6

isa-98

サイコロの持つエネルギーEは、抵抗係数と運動量だけでなく
慣性モーメントの計算が必要だと思います。

滑り台で同じ衝撃を与えて測定し続ければ、
ヒストグラムのような結果が得られると私は予想します。

結果を重視するだけでなく、ばらつく理由の究明や、誤差の出方、出目確率、運動量、回転数などの
細かいデーター収集は、

それが失敗であったとしても後輩育成の為には多大に有意義だと心得ます。

回答No.5

Executione

昔、私も同じことを考えてました。
しかし、頭が悪すぎて結論が出ませんでしたが、たぶんダメだろうと思いました。
そのダメな理由が、いくら理想的な状態を考えても、どこかで妥協が入ってしまうので、結局、現実では同じ状況が作られないからだと思ったからです。
質問者さんも、「世の中に完全は存在しない」というところで、条件を緩めておられます。
でも、ここが一番問題だと思うのです。
いろんなハードルを妥協していかないといけなくなり、そうすると、現実をかなりかけ離れた想像の世界になってしまいます。

例えば、同じサイコロを用意するというところでは、原子の配列までも同じになるくらいサイコロの表面の状態や質量を同じにしておかなければなりません。一つのサイコロで実験してしまうと、一度落としてしまうと、微妙に表面が変形してしまうから、二回目は、違うサイコロということになってしまいます。

で、ここで、一度妥協して、同じサイコロを用意できたことにします。
サイコロを転がす場合はある程度のスピード、落下させるためには、ある程度の高さが必要になります。
機械にやらせるにしても、まったく同一の面をつかみ、あるいは同じ位置、速度で転がさなければなりません。ここも妥協して、条件をクリアしたとします。

床面にサイコロが転がったとします。
すると、必ず角が床面に接するはずです。ここが一番厄介で、私の能力も限界なんですが、サイコロの角角が床面に接して転がる、という状況は、とても不安定な運動になっていると思われます。特にスピードが落ちたときは。
少なくともこの瞬間は、妥協が出来ない非線形力学の運動となっていると思われます。
この不安定な状態がカオス的な軌道の分岐を起こさせ、予測不能な結果をもたらすと考えました。

途中で、いくつも妥協し理想化しましたが、現実的には、この初期値のわずかな違いが、いわゆるバタフライ効果を作り出しているため、サイコロは同じ目を出さないのではないかと、思いました。

回答No.4

s_hyama

決定論の話ですね。
まず、すべてを同じ条件にできない。
相対的にみていろいろなものが変化しているから、それを同じ条件にできません。
全く同じにするなら、時を逆転するとできるでしょうが、それも出来ません。
ひゃまの時の変化力より

回答No.3

naznaz1111

おもしろそうな内容ですね。

まずは、古典物理学の視点から。
運動というのは、はじめの状態と、加えられた力によって決定すると考えます。

加えられた力というのは、機械の操作と周りの影響ですね。
質問内容には「同じ機械」と「完全な真空」とありますが、これに相当します。
ただ、この2つの仮定だけでは、不十分ですね。
例えば、重力や電磁気力の影響は真空でも起きますから、そこも同一であると仮定しないといけません。
同じ機械というは、加える力が同じと言うことだと思いますので、ま、こっちはOKでしょう。

あと、はじめの状態ですが、大まかに言えば、さいころがどのような状態から振られるのかってことです。
ここも厳密に同一としておかないと、結果が変わるでしょう。

ここまで同一であると仮定すれば、古典物理学的には同一の目が出ると言えますね。
おそらく、さいころ程度なら、もっと緩い条件で、かなり同じ目が出せる気がしますけどね。
自由に目を出せる人も居るらしいですから。

次に、素粒子レベルの物理学で考えます。
素粒子レベルになると、不確定性の原理を考えないといけません。
位置を確定しようとするとエネルギーが、エネルギーを確定しようとすると位置が、
それぞれ確率的にしか求めることが出来ないという原理です。
天気予報みたいに、この場所にいるのは確率30％みたいにしか求められないのです。
ですから、素粒子レベルのさいころだと、どれだけ同じ条件でさいころを振っても、
同じ結果が出ないかもしれません。
これを普通のさいころに拡張するとどうか・・・
これと似た思考実験がありますね。有名なシュレディンガーの猫です。
説明は、長くなるので、検索していただくのがよろしいかと。