科学・技術
現実は驚くほど詳細である
Reality has a surprising amount of detail (johnsalvatier.org)
要約
この記事は、私たちが直面する現実世界の複雑さと、その詳細がいかに容易に見落とされるかを論じています。階段の設置や水の沸騰といった身近な例を通して、一見単純に見える物事にも多くのニュアンスや予期せぬ困難が潜んでいることを示しています。この「詳細の多さ」は、学習や問題解決において、私たちが個人的な失敗だと誤解しやすい原因となることを指摘しています。
全文翻訳
ジョン・サルバティエ
現実は驚くほど詳細である
2017年5月13日
I.
私の父は18歳でより良い生活を求めてコロンビアから北米に移住しました。兄と私にとって、それは多くの時間を寒い外で過ごすことを意味しました。父が生活を改善する主な方法は土地を開発することであり、兄と私は私たちが所有する建物の建設を手伝うために「自発的に」徴用されました。そうして、私は10代の大部分をフェンスの交換、溝掘り、床や小屋の建設に費やすことになりました。そして、これらすべての建設作業から私が学んだことがあるとすれば、それは現実には驚くほど多くの詳細があるということです。これは、人々がなぜ知的に行き詰まりやすいのかを説明するのに役立ちます。たとえ彼らがその分野で文字通り世界最高であってもです。
一時的に地下室の階段を造ることを考えてみてください。階段は最初はかなりシンプルに見えますし、大まかにはシンプルです。ただ、2インチ x 12インチ x 16フィートの長い平行な板2枚、階段用の数枚の板、そして各段を支えるための側面の角度ブラケットがあれば良いだけです。しかし、実際に造り始めると、驚くほどのニュアンスがあることに気づくでしょう。最初に気づくのは、実際にはかなりの数のサブタスクがあるということです。大まかに言っても、2x12材の両端を正しい角度でカットする必要があります。次に、階段を所定の位置に固定するために、メインフロアにU字型ブラケットをねじ込みます。次に、2x12材をU字型ブラケットにねじ込みます。次に、階段用の角度ブラケットを取り付けます。次に、階段をねじ込みます。あの忌々しい階段です。
次に、上記の各ステップがいくつかのステップに分解され、そのうちいくつかは材料やタスクの特性、そして自分自身やツールの限界のために、扱いにくい詳細があることに気づくでしょう。最初に遭遇する問題は、2x12材を正しい角度でカットするのが少し複雑であることです。なぜなら、正しい角度をトレースする明白な方法がないからです。創造的になる(トレースする方法はあります)か、三角法の教科書を取り出して、角度を計算する方法とカットの位置を理解する必要があります。おそらく、階段の適切な角度についても調べる必要があるでしょう。カットするときに合理的だと思えるものと、安全だと感じるものは異なる場合があります。また、2x12材の角度カットを行う際に、丸鋸のガイドを取り付けることをお勧めします。なぜなら、カットはかなりまっすぐである必要があるからです。
準備ができたら、階段板をすべて同じ角度にするのが簡単ではないことにすぐに気づくでしょう。メインボードに対して非常に一貫した角度を与えることができるものが必要です。それが手に入り、線を引いたら、まっすぐに見えた板がそれほどまっすぐではないことに気づいてがっかりするかもしれません。木材は、新しく湿っていたときにカットされ、その後乾燥したため、製造後に反ります。そのため、完全にまっすぐな木材はありません。木材店に戻って、よりまっすぐな2x12材を入手し、線を再描画したら、ブラケットのねじ込みを開始できます。今度は、引いた線に合わせて始めたにもかかわらず、ねじがまっすぐに入らなかったため、角度ブラケットがまっすぐではなくなり、ブラケットを間違った角度でしっかりと固定してしまうことを学ぶでしょう。これは、最初にガイド穴をドリルすることで修正できます。また、同じ穴にねじを最初とは異なる方法で入れることはほぼ不可能なので、それらを1インチかそこら移動させる必要があります。これで、階段板をねじ込む準備ができました。ねじが2インチより長い場合、それらはボードの上部から突き出て足に刺さる可能性があるため、別のものが必要になります。
すべてのステップとすべてのレベルで、材料に影響を与える詳細が豊富にあります。これを「だから何?」と考えて、これらの詳細を付随的なもの、または階段の大工仕事に特有のものとして却下したくなるかもしれません。そして、それらは階段の大工仕事に特有のものです。それが詳細である理由です。しかし、驚くほど多くの意味のある詳細が存在することは、階段に限定されません。驚くべき詳細は、現実に身近になり、個人的に関わることのほぼ普遍的な特性です。
注意して見れば、どこにでもこれを見ることができます。たとえば、初めて何かをするとき、例えば野菜を育てたり、初めてHaskellパッケージを使ったりして、多くの厄介な障害にイライラした経験があるかもしれません。その後、練習を重ね、自分に「いやあ、あれは本当に簡単だった、なぜあんなに苦労したのかわからない」と言ったとします。私たちは宇宙の根本的な特性に遭遇し、それを個人的な欠点と間違えます。あなたがプログラマーなら、プログラミングの面倒くささがプログラミングの特別な機能だと思うかもしれませんが、実際にはすべてが面倒くさいのです。しかし、あなたは新しいときだけ面倒くささに気づき、プログラミングではより多くの新しいことをします。あなたは、物事の面倒くさい詳細さは人間中心の領域に限定され、物理学自体はシンプルでエレガントだと思うかもしれません。それはある意味では真実です。物理法則自体はかなりシンプルになる傾向がありますが、それらの法則の現れはしばしば複雑で直感に反します。
II.
watched pot を沸かす
水の沸騰を考えてみましょう。それは簡単ですよね。水は100℃で沸騰します。階段もシンプルに見えたので、もう一度確認してみましょう。
1800年代初頭の、粗末で目盛りのない水銀温度計しか持たない人が、温度の物理学を理解しようとしている状況を想像してみてください。コンロに行き、鍋に水を入れ、加熱を開始し、温度が上がるのを注意深く観察します。(実際にやってみることをお勧めします)
最初に気づくのは、鍋の表面にたくさんの小さな泡が集まっていることでしょう。これは沸騰ですか?水はまだそれほど熱くありません。指を入れられるほどです。次に、泡が速くなり、上昇し始めますが、どういうわけか「沸騰していない」ように見えます。次に、小さな泡の嵐がいくつかの場所に現れ始め、シューという音が聞こえ始めます。これは沸騰ですか?まあ、そうですね?沸騰しているようには見えません。泡の嵐は大きくなり、より大きな泡を放出し始めます。最終的に泡が大きくなり、泡が表面に到達し始めると、水面が乱れます。ついに本当の沸騰に達したようです。これが沸点でしょうか?それは少し奇妙に思えます。それ以前に起こったことは何だったのでしょうか、沸騰でなければ。
さらに悪いことに、金属製の鍋ではなくガラス製の鍋を使った場合、水はより高い温度で沸騰します。ガラス容器を硫酸で洗浄して残留物を取り除くと、沸騰する前に水を大幅に加熱でき、沸騰するときは小さな爆発のように沸騰し、温度が不安定に変動することがわかります。さらに悪いことに、2つの他の液体の間に水の滴を閉じ込めて加熱すると、何も起こらずに少なくとも300℃まで温度を上げることができます。「水は100℃で沸騰する」という声明は、そのような状況では嘲笑に等しくなります。
「沸騰」という言葉は、あなたが思っていたよりもはるかに複雑であることがわかります。この驚くべき詳細は、「人間的」または「複雑な」領域に限定されるものではありません。宇宙旅行から裁縫、そして自分自身の心の内部体験に至るまで、ほぼすべてのものに共通する特性です。
III.
不可視の詳細と透明な詳細、そして再び知的に行き詰まる
繰り返しますが、「だから何?物事が複雑であることはわかったが、問題にぶつかったときに詳細に気づくだければよい。特にこれについて考える必要はない」と思うかもしれません。そして、比較的単純なこと、人類が長い間行ってきたことを行っている場合、これはしばしば真実です。しかし、困難なこと、まだ可能であることが知られていないことをしようとしている場合、それは真実ではありません。
あなたの使命が困難であればあるほど、成功のために理解する必要がある重要な詳細が多くなります。これらの驚くべき詳細があなたの使命に関連しないことを願うかもしれませんが、そうではありません。それらのいくつかは鍵となるでしょう。木材が反る傾向があるということは、それがあまり...