現在2022年1月24日19時17分である。(この投稿は、ほぼ2523文字)
麻友「昨日、変分原理の威力は、見せてもらったけど、自然な運動以外のときに、作用が大きくなるというのを、計算してみせてくれるはずじゃ、なかった?」
私「これは、いい加減に最後で纏めるのは、大変だったので、今日へ伸ばした。計算は、してあったんだけどね」
結弦「計算ばっかりで、イメージがつかめないから、ノートをスキャンしてよ」
私「流石に、これは、図で説明しなければ、分からないだろうからと、スキャンしてあった」
若菜「重力が、ない場合ですか?」
私「そう。その場合、秒間、真っ直ぐ右へ向かうというのが、慣性の法則だよね」
麻友「これにも、そう書いてあった。摩擦や、空気抵抗がなければ、同じ速さで、同じ方向に進むと」
AKB48中学理科
結弦「そのとき、作用は、昨日の計算で、
で、 のときの、 だ」
若菜「お父さんは、そうでない場合で、あらかじめ、Bader 先生が言ったように、はじめのところと、終わりの地点を同じにして、かかった時間も同じになるようにするために、最初 秒間、度、下向きに、 方向の速さ、, 方向の速さも、 として、計算した」
結弦「ノートの計算を辿ると、
として、
だから、ラグランジアンは、前半、
だ」
若菜「そして後半、
だけど、 方向の高さが、 となるのは、秒後から、 度、右上に、 秒上がったとき、元の高さに戻るように、太郎さんが、方程式を解いたのよね」
私「方程式というほどでもないが」
若菜「ラグランジアンは、 だったのが、 に、なるだけで、他は、同じ。そして、 としか、現れないから、符号が逆でも、ラグランジアンには、影響しない。結局、
と、そのまま」
麻友「じゃあ、作用を計算。
になった」
若菜「自然の場合だと、等速直線運動で、 でしたから、確かに、他の道を辿ると、大きくなってます」
結弦「慣性の法則を、示しているってことか?」
私「これだけでは、証拠不十分だが、こういうことが、変分原理なんだよ。本当は、ファインマンに従って、変分学というものを、説明するつもりだったが、微分積分すらおぼつかない人の前で、それをやるのは、無理だと判断した。でも、大江さんのカッコに入れるというのと、ファインマンの原子仮説と、ランダウの変分原理があれば、ほとんど無敵というのが、ちょっと分かってもらえたんではないかと思う」
若菜「少し分かった気はします。でも、数学には、あまり役立たないのでは、ないですか?」
私「数学は、自然現象を解明するのだけが、目的ではないからね。数学の場合、論理学、集合論、(そして圏論?)が、基本的な武器になるのだろう。だが、その武器を揃えただけで、全部分かるわけではない。人類が、3000年近くかけて、開発してきたものの、集大成だからね」
結弦「ガロアのブログで、変分原理を説明してもらって、一応一段落した。このブログを凍結して、『『細胞の分子生物学(第6版)』を読もう』のブログを進めてよ。新型コロナウイルス、なんとかしてよ」
私「分子生物学でも、最近は、数学や物理学を、使うんだ。甘く見るなよ」
麻友「じゃあ、これで、今日は、終わりにしましょう。お休みなさい」
若菜・結弦「おやすみなさーい」
私「おやすみ」
現在2022年1月24日22時35分である。おしまい。