相対性理論を学びたい人のために

まだ一度も相対性理論を勉強したことのない人は、何か一冊相対性理論の本を読みかじってみて、なぜこんなことが?という、疑問を持ってからこのブログに来てください。ブログの先頭に戻るには表題のロゴをクリックしてください

BBP公式に関して

 現在2020年3月10日18時35分である。

麻友「おっ、比較的早い時間から」

私「今日は、6時3分に起きた。前回の投稿でも出てきた、{\pi} についての BBP 公式というものを、チェックしている」

若菜「 BBP って、何ですか?」

私「 David Bailey(ベイリー),Peter Borwein(ボルウェイン),Simon Plouffe(プルフ)という3人の数学者の頭文字なんだ」

結弦「 {\pi} ということは、16進数だと、何桁先でも、各位の数字が、すぐ求められると言ってた、あれでしょ。お父さんが、これからの子供達は、今後16進数で、教えたらどうかと、いっとき思ってた理由のひとつ」

麻友「そうなの?」

私「そうなんだ。公式が、見つかったのは、1995年。麻友さんが生まれた後だし、私が大学中退した後だから、最近と言えば最近」

若菜「そんな凄いことが、お母さんの生まれた後に、発見されているなんて、科学は、確かに進んでいるのですね」

私「この同じ年、私が高校生だった頃には、フェルマー予想と言われていた、フェルマーの最終定理が、『フェルマーワイルズの定理となった』と、正式に発表されたのだから、科学の一番の基礎である数学だって、充分進歩している」

結弦「お父さん、大学時代、フェルマー予想を、証明したかった?」

私「フェルマー予想は、整数論の問題だったんだ。前から話しているように、私は整数論は不得意だった。だから、他の方面を研究してて、偶然解けるなんてことがあったらいいなあ、などという程度には、思っていた」

麻友「太郎さんらしいわね。それで、BBP 公式は、正しいの?」

私「図書館から、問題の本、

竹之内脩(たけのうち おさむ)/伊藤隆(いとう たかし)『{\pi}{\pi} の計算 アルキメデスから現代まで─』(共立出版

π―πの計算アルキメデスから現代まで

π―πの計算アルキメデスから現代まで


上野健爾(うえの けんじ)『円周率が歩んだ道』(岩波現代全書)

円周率が歩んだ道 (岩波現代全書)

円周率が歩んだ道 (岩波現代全書)

  • 作者:上野 健爾
  • 発売日: 2013/06/19
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

の2冊を借りてきたのは、1月5日のことなんだけど、すぐは証明を読む気になれなかった」

若菜「どうしてですか?」

私「この問題には、負のイメージが、あったんだ。小林りんさんに、速いコンピューターが、必要という話をツイートしたとき、次のように書いたんだ。


2017年6月24日の小林りんさんへのツイート。

小林りん様。Mathematica というソフトを、自分のパソコンにインストールする。(非常に高額ですが)パイの値にしても、何億桁でも計算できます。日本の誇るスーパーコンピューター“京”でも時間がかかりますが、Mathematica では一瞬(続く)


小林りん様。で、いきなり百兆桁目から5桁分、表示して、などということが、できます。
はっきり言って、理科年表の万有引力定数、これは、1994年平成6年では、
G=6.67259×10^{ー11}
でしたが、2002年平成14年では、
(続く)


小林りん様。
G=6.673×10^{-11}
そして、2012年平成24年では、
G=6.67428×{-11}
私の持っている最新の2016年平成28年では、
G=6.67408×{-11}
となっている。定数のはずなのに変化している。(続く)


小林りん様。この各年の変化する値も、Mathematica で、計算できるのです。
つまり、物理定数すべてを、理論的に計算できる。
この世界は、そういう世界です。
そんなに、この世界のことが分かっているのに、物理学者たちは、何をしているのか?


以上、6月24日のツイート。


 ところが、これに対し、戦友が、万有引力定数が、変化したのは、実験の精度が上がったからで、真の値は、定数のはずだ。といい、また、パイもそんなに、Mathematica で、計算できないと思うと言った。

 当然、私は、家に帰るなり、メビウスを立ち上げて、Mathematica Ver4.2 で、『 N[Pi,10^14] (パイを100兆桁表示せよという命令)』を実行」


若菜「どうだったんですか?」

私「『時間内にこの精度まで計算できません』と、エラーが出て、計算できなかったんだ」

結弦「お父さん、確かめてなかったの?」

私「こういうことになるから、妄想を持っていると、言われるのかも知れないけど、

『りんさんに、なんて言おう』

と思いながら、横浜そごうの本屋さんを歩いていて、上に挙げた本の2冊目の方を見つけた」

麻友「上野先生って、太郎さんの恩師よね」

私「そうだ。それで、16進数なら、大丈夫なんだと、安心して帰ってきて、図書館に本の手配をして、来た本に一応目を通して、8月13日(6月24日から、ほぼ50日経っている)に、小林りんさんへお詫びのツイートをした。


2017年8月13日の小林りんさんへのツイート。

小林りん様。新天地でお忙しいことと思います。私からお伝えした科学の中に現代の科学でまだ達成されていないことがあったのでお伝えします。りんさんに恥をかかせるわけにはいかないので。マセマティカという数学ソフトを使えば円周率パイを100兆桁目から(続く)

小林りん様。から10桁パッと持ってくるなどということもできます。と、書きました。これに関し、コンピューターなどの16進数では、確かにそういうことができるのです。いきなりパイの16進数での小数展開の100兆桁目の数字が何か分かるのです。(続く)

小林りん様。しかしながら我々が普段使っている10進数ではこういう公式はまだ見つかっていません。マセマティカがインターネットにつながっていればその時までに人類が100兆桁以上パイを計算していればパッと出てきますがそうでなければ時間がかかります。



そういう、負のイメージを持つ問題だったんだ」

若菜「でも、その2年半前のとき、証明をチェックしたのでは、なかったのですか?」

私「目を通すというのと、証明をチェックするというのでは、大きな違いがある。2017年のときは、証明を、チェックできなかった」

結弦「どういう理由で?」

私「簡単に言えば、気力がなかった」

麻友「太郎さんでも、そんなことを、いうの? 好きな数学で?」


私「気力がなかったなんてことは、いくらでもある。今日のこの投稿も、『相対論への招待(その25)』にするつもりだったけど、BBP 公式のこと、書きすぎた。このまま一瞬で、BBP 公式の証明を書いて、おしまいにしようかな」

結弦「その証明、見たい」

私「3人は、積分というものを知らないから、分からないところがあるのは、しょうが無いと、思って欲しい。始めるよ」


 定理 BBP公式

 次の式が成立する。

{\displaystyle \pi = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{1}{16^n} \biggl(\frac{4}{8n+1}-\frac{2}{8n+4}-\frac{1}{8n+5}-\frac{1}{8n+6} \biggr)}


私「証明は、明日にする。眠いから解散」

 現在2020年3月10日22時05分である。おしまい。