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「因果」を考える (26)
初等物理の気まぐれ考究,物理教育放談
/
2010-08-10 04:47:20
本稿は以下の続きである。
・
07-12-05「因果」を考える
・
07-12-31「因果」を考える (2)
・
08-01-19「因果」を考える (3)
・
08-03-11「因果」を考える (4)
・
08-04-10「因果」を考える (5)
・
08-04-30「因果」を考える (6)
・
08-05-09「因果」を考える (7)
・
08-05-27「因果」を考える (8)
・
08-06-29「因果」を考える (9)
・
08-08-28「因果」を考える (10)
・
08-09-07「因果」を考える (11)
・
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・
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・
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・
08-11-10「因果」を考える (14)
・
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・
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・
09-05-12「因果」を考える (19-b)
・
09-06-20「因果」を考える (20)
・
09-07-31「因果」を考える (21)
・
09-09-25「因果」を考える (22-a)
・
09-11-06「因果」を考える (22-b)
・
09-12-29「因果」を考える (23)
・
10-04-26「因果」を考える (24)
・
10-06-07「因果」を考える (25)
-----
「因果の逆」の問題に関連する考察を進めながら最後の視点に移っていきたい。次に考えるべき状況は、因果の仲立ちをする機構自体が本質的に時間反転禁止型になっている場合、つまり、[原因系]-[因果をつなぐ系]-[結果系] の中の、「因果をつなぐ系」の部分が、自然的な時間進行の上にしか成り立たない場合である。このようなことは、[因果をつなぐ系]を基礎づける法則が、熱学・統計力学的な手続きに立脚するときに多々生じてくるのだが、ここでは、誰にもイメージし易い、もっと素朴なモデルを使って考え進めたいと思う。
以前に扱った”水漏れ水路モデル”をヒントにして、次のような状況設定をしてみよう。
細長い水槽に水を張る。長さは、水泳プールと同じぐらいだと思ってほしい。
水槽の左端には、(水中に)砂利を投入する機械が備えられている。
ここで、次のような因果認識を考える。
[原因系]:
砂利投入機を作動させて、この水槽に、総体積Vの砂利を入れることによって
[結果系]:
水槽の水位が、V/(水槽の面積) だけ上昇する結果が生じる.
さて、この場合の[因果をつなぐ系]は何だろうか。
とりあえず宿題としてみよう。
----------
この答えを求め思索をめぐらすに至って、必然的に、本シリーズ稿の早期の段階から(おぼろげながら)意識の片隅にあった問題:「自然事象の進行と論理事象の進行」の違いと関係が明確になってくるのである。
まず、この水槽に砂利を投入した後に起こる出来事の時間的な推移を考えてみよう。砂利を成す石粒の一つ一つが落下して、水面から水中に入る度に、パルス的な水面波が立ち、はじめはそれが同心円状に広がっていくだろう。この波が水槽端の壁面に達すると反射されることになるが、投入位置が水槽の左端に寄っているので、大まかに見れば、左から右へ進行する不規則なパルス波の集合のように振舞うようになることだろう。さらに言えば、この波は、左右対称のパルス波でなく、通過後の平衡位置が高くなるような、言わば津波型の性格を帯びていることだろう。
さて、この波列が、右端に達すると、そこで反射して、今度は左向きの波列になり、以降、左右での反射を繰り返す。ただし、水面波は、(内部摩擦、分散、空気運動が絡む不規則成分等のために)比較的速やかに減衰する。間もなく、砂利を投入したことに因る波立ちは消失し、砂利を入れる前と同様の静かな水面が実現する。この時点で「水位」という量が意味を持つようになる。そして、砂利投入後に静まった水路の水位は、投入前の水位よりも、V/(水槽の面積) だけ上昇している、、という事実が、実際に観測されることとなる。
以上のプロセスは、多数の要素的事象から、より粗視化された平均量で指定できる状況へ向けて移行する自然的な操作になっていて、その時間的な逆順が絶対に起こり得ない典型的な例になっている。
ただしこれは、因果をつないでいる物理機構に特段に焦点を当てた認識の仕方である。因果関係の主役は、あくまで「原因」と「結果」の出来事であり、「因果をつなぐ系」のところは、細に入らないように扱うこともできるのだ。
<ing>
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