エネルギーの質、私たちの質

理系文系問わず、学生から時々聞かれる質問に、「エネルギーは保存されるのに、なぜエネルギー問題の解決は難しいのでしょうか。」というのがある。エネルギー問題の難しさは経験的には実感できるものの、たしかにエネルギー保存則だけに照らすと理解できない。

しかしエネルギーは質を変えてしまう。しかもその時、一部がかならず質の低い熱エネルギーに変わってしまう。質の低いエネルギーになるほど、質の高いエネルギーは得にくくなり、永久機関は存在できない。これを熱力学第二法則と呼ぶ。

エネルギーを質の順で並べると、最も質の高いものが電気(電磁)エネルギー、次に力学的エネルギー、光子エネルギー、化学的エネルギー、そしてもっとも質の低いものが熱エネルギー。熱力学第二法則は別名「エントロピー増大の法則」とも呼ばれ、エネルギーの質の低下をエントロピー汚染と呼ぶ。

この話でよく盛り上がる。理系文系問わず。

それはこの話に、理系文系を問わないあらゆるセンスが詰まっているからだと思う。そもそも理系離れとは、この話に込められているような文学を感じるセンスを失っているからで、理系のセンスを失っているからではないような気もする。

たとえば、この話を突き詰めると、結末が不安になる。なぜならエネルギーの一部が延々と熱エネルギーに変換されつづけ、エントロピー汚染が続くのがこの宇宙の摂理だとすれば、いずれ迎えるのは死ではないか。実際これを「宇宙の熱的死」と呼ぶ。

しかし一部の物理学者は、膨張論で対抗する。実際にハッブル望遠鏡が捉えている通り、宇宙は膨張し続け、あたらしい天体が生まれ続けている。宇宙全体のエントロピーが増大しても、体積が膨張すれば、エントロピーは低下し、永遠に熱的死を迎えることはない。ここに、文学的な感動を覚える人は多い。

なぜならこの話はまるで我々自身だからだ。私たち一個の個体を見ると、生まれた時に持っていた多様な感覚、センス、感受性、可能性は、年を経るごとに減り続ける。舌の味蕾は実際に減り続けるし、感受性も鈍感になり、インスピレーションは生まれにくくなる。努力しなければ、体の多様性は失われ、エントロピーは増大し続け、その先に待つものは死である。

ところが、宇宙と同じく、やはり待っているのは死ではない。私たち一個の個体では死が待っているように見えるかもしれないが、私たちは宇宙と同じく拡がり続けるからである。子孫が拡がり続け、多様性を維持する努力を続ければ、エネルギーの質の低下は防ぐことができるし、生き残る可能性を維持することができる。








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