この本の全体 目次と読む順
- 第 0 部 入口 — この本の読み方
- 0-01 この本の読み方
- 0-02 一枚の絵
- 0-03 問題文を一語ずつ読む
- 0-04 数学の四次元と物理の四次元
- 第 1 部 数学の準備
- 1-01 ベクトル空間と線形写像
- 1-02 群とは何か
- 1-03 リー群とリー環
- 1-04 SU(2) と SU(3)
- 1-05 多様体と接空間
- 1-06 微分形式と外微分
- 1-07 ベクトル束と接続
- 1-08 確率と測度
- 1-09 無限次元の確率
- 1-10 ヒルベルト空間と自己共役作用素
- 1-11 フーリエ解析と分布
- 1-12 寄り道:四次元でだけ起きること
- 第 2 部 物理の準備
- 2-01 ラグランジアンと作用
- 2-02 場という考え
- 2-03 電磁気学はゲージ理論である
- 2-04 特殊相対論と時空
- 2-05 量子力学の骨
- 2-06 調和振動子と生成消滅
- 2-07 経路積分の考え方
- 2-08 統計力学と相転移
- 2-09 寄り道:イジング模型で見るギャップと相関長
- 2-10 緩和の時間と動的指数 z
- 第 3 部 ヤン–ミルズ理論(古典)
- 3-01 ゲージ原理
- 3-02 非可換ゲージ場
- 3-03 作用と方程式
- 3-04 幾何としてのゲージ理論
- 3-05 インスタントンと位相
- 3-06 寄り道:Donaldson とエキゾチック R⁴
- 3-07 標準模型の中のヤン–ミルズ
- 第 4 部 量子化
- 4-01 正準量子化とハミルトニアン
- 4-02 経路積分とユークリッド化
- 4-03 摂動論と Feynman ダイアグラム
- 4-04 発散と繰り込み
- 4-05 発散の代数
- 4-06 漸近自由
- 4-07 次元転移と Λ
- 4-08 ゲージ固定と Faddeev–Popov
- 4-09 場の量子論の公理
- 4-10 Osterwalder–Schrader の公理と再構成
- 4-11 質量ギャップの定義
- 4-12 寄り道:摂動級数は発散する
- 第 5 部 格子ゲージ理論
- 5-01 Wilson の格子
- 5-02 強結合展開
- 5-03 反射正値性と転送行列
- 5-04 無限体積極限とクラスター展開
- 5-05 弱結合と連続極限
- 5-06 U(1) と非可換の違い
- 5-07 モンテカルロ法
- 5-08 グルーボールと弦張力の測定
- 5-09 何を固定して極限を取るか
- 5-10 有限群の格子ゲージ理論
- 5-11 寄り道:Bakry–Émery と一リンク積分
- 第 6 部 構成的場の理論
- 6-01 構成的場の理論とは
- 6-02 二次元の可解性とヤン–ミルズ測度
- 6-03 スカラー場の構成
- 6-04 クラスター展開
- 6-05 繰り込み群の段の列
- 6-06 三次元ヤン–ミルズの紫外安定性
- 6-07 四次元
- 6-08 四次元の φ⁴ の自明性
- 6-09 確率量子化と正則性構造
- 6-10 四次元で止まる場所
- 6-11 発散以外の障害
- 6-12 寄り道:「1/0 に記号を与えれば」
- 第 7 部 物理の側から
- 7-01 物理はどう見ているか
- 7-02 閉じ込めの機構
- 7-03 弦の絵
- 7-04 大 N
- 7-05 ひも理論と余剰次元
- 7-06 余剰次元が見えなくなる仕組み
- 7-07 ゲージ場はどこから来るか
- 7-08 ホログラフィー
- 7-09 質量ギャップが幾何になる
- 7-10 四次元に戻す
- 7-11 超対称と Seiberg–Witten
- 7-12 等価原理に当たる一文
- 7-13 物理の掘り方が数学と離れる場所
- 第 8 部 二つの言葉の辞書 — 物理の視点と数学の視点
- 8-01 辞書の読み方
- 8-02 辞書 A
- 8-03 辞書 B
- 8-04 辞書 C
- 8-05 私たちの仮定の物理側の対応
- 第 9 部 現在地と課題
- 9-01 世界はどこまで来ているか
- 9-02 二つの掘り方の切れ目
- 9-03 新しい概念の候補
- 9-04 課題の一覧
- 9-05 よくある誤解
- 第 10 部 質量ギャップの証明へ向けて — 階段の一段目を組む
- 10-00 入口 — 階段と、酔歩・物差し・時計
- 10-01 構成の筋と仮定 H
- 10-02 四次元格子で試した道と壁
- 10-03 階段の四段 — なぜ 0+1 次元から始めるか
- 10-04 二重井戸の経路の測度とキンク
- 10-05 一段目の言明 — 四条件と命題 4.5
- 10-06 (H1) 相の中の局所 Poincaré
- 10-07 (H2) の地図 — 七つの道筋と環の継ぎ目
- 10-08 計算機援用とは何か — 窓の中の鎖の条件
- 10-09 区画の枠組みと道筋 5 の三本の筋
- 10-10 迂回策の一覧 — 壊れ方の型
- 10-11 (H3)(H4) と芯の定数
- 10-12 統合表と依存グラフ
- 10-13 Lean の言明と機械検査の限界
- 10-14 突き合わせ — 記録の数と既知の数
- 10-15 残件と費用 — 定理までの距離
- 10-16 主張しないこと
- 10-17 ひらめきと小さな問い
- 第 11 部 今後の考察 — 仮定 H の先と、別の見方
- 11-00 今後の考察 — 入口
- 11-01 H を妨げる一つの形 — ほぼ保存される大域の量
- 11-02 物差しと座標を選び直す — 保存が壊れる長さ
- 11-03 区画の H と局所の H
- 11-04 片側の橋はどの H を要るか
- 11-05 時間を連続にする — Hamiltonian 格子と真空の測度
- 11-06 凸性の代わりに稀さで払う — 群の上の繰り込みと対数 Sobolev
- 11-07 四次元だからこそ — 無次元の結合と位相
- 11-08 問いと、主張しないこと
- 11-A1 第 11 部の記号の対応表
- 付録
- A-01 記号表
- A-02 用語集
- A-03 文献案内
- A-04 Lean と機械検査
- A-05 この本の作り方
- A-06 仮定の索引
主張しないこと — 示さない・強く読まない・偽とも言わない
この章で分かること — 第 10 部が主張しない事柄の一覧(十四項目)と、各項目を本文のどの章のどの文が支えるかの対応表。主張しないことと反対を主張することの違い。一段目の命題・Lean の定理・計算機援用・読みのそれぞれについて、条件を外すとどう読み違えるかの例。
前提となる章 — なし。どこから読んでもよい章です。語は 10-01 §05(仮定 H・H↑・H↓)、10-00 §01(五つの札)、10-05(命題 4.5 と条件 (H1)〜(H4))で定めています。
先に言うこと — 水準は〔二〕です。この本は、ヤン–ミルズの存在と質量ギャップの問題を解いていません。連続極限の構成も、質量ギャップの証明もありません。この章は、その事実を項目に割って書き出すだけで、新たな結果を足しません。この部は仮定 H を検討の軸に置いた部で、H を唯一の道とも正しい道とも主張しません。
- 三つの意味 — 示さない/強く読まない/偽とも言わない(表 1)/寄り道:量化子の否定
- 十四の項目と、それを支える本文の文 — 対応表(表 2)
- 本体について — 問題文の主張・脚注 2
- 一段目について — 命題 4.5 は四つの条件の上の代数(表 3)
- 届かなかったことは偽の証拠ではない — 迂回策の死・周期の箱の読み・H↓ と自由場(表 4)
- 条件は要約で落ちる — 本文の文と一行の要約(表 5)
- 類比と他の文書 — 判定しないこと・外へ出すときの約束
三つの意味 — 示さない・強く読まない・偽とも言わない
数学の文章で「主張しない」と書くとき、意味は三つに分かれます。一つ目は示していない。問題の本体について、この部は何も示していません。二つ目は強く読まない。示したことには必ず条件や仮定が付いていて、条件を外した形で読むと、示していない文になります。三つ目は偽とも言わない。ある方法で届かなかったことは、その方法の性質であって、届かなかった命題が偽だという主張ではありません。
三つ目は論理の形で書くと区別がはっきりします。「 を主張する」を と書くと
です。左は「 の証明を持っていない」、右は「 の否定の証明を持っている」です。この章の「主張しない」は、いつも左の意味です。比喩で言えば、地図に道が描いていないことは、そこに道が無いことの証拠ではありません。
| 種類 | 何を主張しないか | 項目 |
|---|---|---|
| 示さない | の上の存在と質量ギャップ・連続極限の構成・一段目の冪の H | 1・2・3・10 |
| 強く読まない | 計算機援用・読み・Lean の定理・持ち上げ・H と質量ギャップの関係 | 4・5・6・7・11 |
| 偽とも言わない | 道具が届かなかった命題・周期の箱で破れると読める H↑ | 8・12・13 |
| 判定しない・数えない | 既知の再導出・他の文書の正否・閉じていない命題の外への公開 | 9・14 |
寄り道:量化子の否定
飛ばしてよい小節です。「すべての で 」の否定は「ある で 」です。記号で 。H↑ を偽と示すには反例の の列が一本あれば足り、H↓ を偽と示すには「すべての で比が 」を示す必要があります。後者は H↑ と同じ「すべて」の型の文で、試験関数を並べても出ません。いくつかの族が届かなかったことは、族を限った「すべて」()で、族を外した「すべて」ではありません。
十四の項目と、それを支える本文の文
表 2 は、この部が主張しないことを一行ずつ書き、その行を支える本文の場所を並べたものです。「支える」とは、その章の文が、条件・仮定・範囲をすでに書いていて、この行はそれを一行に写しただけ、という意味です。
| 項目 | 主張しないこと | 種類 | 支える本文の文(要旨) |
|---|---|---|---|
| 1 | ヤン–ミルズの存在と質量ギャップの問題の解決。連続極限の構成も、極限での質量ギャップの証明もここには無い | 示さない | 10-01 §08:四次元で手にあるのは (S2)(S7) の定理と小さい の (S1) だけ。H と橋がそろっても (S1)(S3)(S6)(S7)(S8) は従わない |
| 2 | 一段目(0+1 次元の二重井戸)でも、仮定 H(冪の H)は示していない。命題 4.5 は四つの条件の上の代数で、四つの条件はどれも仮定の行を残す | 示さない | 10-05 §08:四条件の現在地。10-12 §07:結論に要る仮定の行は 15 行か 20 行 |
| 3 | 四つの条件の全ての行が同時に成り立つ は、まだ一つも無い | 示さない | 10-12 §06:(H1) の節点と (H2) の範囲が交わらない。10-15 §05 |
| 4 | 計算機援用の結果は、計算した窓・節点の中の不等式で、窓の外と については何も言わない | 強く読まない | 10-08 §10:計算機援用が言わないこと(窓の外・・連続と格子の差) |
| 5 | 読み(浮動小数・Monte Carlo・当てはめ・族の下界)は、上界としても下界の証明としても使っていない | 強く読まない | 10-00 表 1:札「読」が保証しないこと。10-12 表 1:読の 19 行はどれも分類「読」のまま |
| 6 | Lean の定理は仮定から結論への代数を検査したもので、仮定の正しさと、実数を物理の量と読むことは検査していない | 強く読まない | 10-13 §05:四つの限界(仮定の正しさ・対象の符号化・結論を定義に置く・依存の円) |
| 7 | 一段目から二段目以後へは、文の形と道具の形が持ち上がる見込みを述べるだけで、含意の定理は無い | 強く読まない | 10-03 §06:持ち上がるもの・持ち上がらないもの(定数と の範囲は持ち上がらない) |
| 8 | ある道具で届かなかったことは、その道具の性質で、届かなかった命題が偽だという主張ではない | 偽とも言わない | 10-10 の範囲の表:迂回策の「死」は道具の性質。10-02 §08:四次元格子の道が止まった場所 |
| 9 | 既知の定理の再導出は成果に数えない。構成を主張する他の文書の正否は判定しない | 判定しない | 10-14 §03:引いた定理の支え。10-14 §07:外の文書からは型だけを取り、出典を挙げて判定はしない |
| 10 | 四次元格子の側の記録(仮定 H・三つの鎖・取りこぼしの和)も、仮定のまま | 示さない | 10-01 §05:三つの鎖はどれも仮定。10-02 §07:残ったのは代数と読み |
| 11 | H↑ は、片側の橋の仮定のもとで格子の物理単位の隙間の下界を含意するが、逆は一般には偽で、Wilson 測度の類では未決。H は質量ギャップそのものではない | 強く読まない | 10-01 §06 の (4)(片側の橋)と (5)(命題 C:円の上で かつ ) |
| 12 | 迂回策の「死」は、その組み立ての天井が要る値を越えないという意味で、残る一命題が偽だという意味ではない | 偽とも言わない | 10-10 §03:殺した一行は道具の不等式の行 |
| 13 | 周期の箱の四次元格子で H↑ が破れるという読みは、文献の数値と「HMC と Langevin は同じ普遍類」という予想の上の条件つきの読みで、H↑ が偽だという定理ではない | 偽とも言わない | 10-01 §05 の注(位相の区画と体積の順)・10-02 §05 |
| 14 | 仮定の行が残る命題を、結果として外へ出さない。外に出すのは、条件を全て閉じたものだけ | 数えない | 10-12 §08:統合表は地図で、進み具合の分数ではない |
項目 1〜10 は部の骨子で、11〜14 は各章の記述から足したものです。どの行も、本文の条件を一行に縮めたもので、本文を読めば条件の全体が分かるように書いてあります。
本体について — 問題文の主張には何も言わない
問題文(0-03)が求めるのは、コンパクトな単純ゲージ群ごとに の上の量子ヤン–ミルズ理論が存在し、公理(4-09・4-10)を満たし、質量ギャップを持つことです。
この部は (2) のどちらの部分についても何も示していません(項目 1)。問題文の脚注 2 は、弱い存在(コンパクト性)だけによる極限を解から除きます 典。部分列の極限がコンパクト性からただで出ることは、この水準の話で、そこから一意性も質量ギャップも出ません。
この部が扱う仮定 H は、(2) の (ユークリッドの時間の隙間)を、Langevin 力学の緩和の時間 に言い換えた文です。二つは別の量で、片側の橋が成り立つ場合に限って H↑ から の下界へ一方向に渡れます(項目 11、10-01 §06)。H を検討の軸に置いたのは、格子で計算でき、凸性と Poincaré 不等式の道具があり、機械検査が届く言葉だからで、この言い換えが問題を解く唯一の道だという主張ではありません。別の視点は 第 11 部 に置きます。
一段目について — 命題 4.5 は四つの条件の上の代数
一段目の中心の文は命題 4.5 です:「条件 (H1)〜(H4) の上で 、よって冪の H」(10-05 §04)。この文を「二重井戸で冪の H が示された」と読むのは強すぎます(項目 2)。四つの条件の下に、統合表の仮定の行が 15 行か 20 行(二つの道のどちらか)と、読みの行が 3 行あるからです(10-15 表 1)。
組み立ての代数は Lean で検査されていますが、定理名だけが要約に残ると条件が落ちます。表 3 は、この部の定理名のうち、仮定を落とすと強く読まれやすいものです(項目 6)。
| 定理名 | 仮定(要点) | 強く読まないこと |
|---|---|---|
H3_H4_compose | 箱の積の不等式・箱の隙間の不等式・・・ | 「命題 4.5 が示された」ではない。条件 (H1)(H2) は箱の隙間の仮定の中に入っている |
power_H_of_kink_ratio | ・・ | 「冪の H が示された」ではない。 が命題 4.5 の結論そのもの |
H1_assembly | 名前つきの七つ(分解・細かい側・Helffer の判定・余白・・(T4)・率の条件) | 六つの節点の命題で、 に一様な (H1) ではない |
cloc_term_vanishes | (ΔS_core)・ の読み・ | 局所の項が消えるのは (ΔS_core) を仮定したとき。作用の障壁の値は の読み |
path5_conditional | 剰余の不等式・代理の比・稀さ・算術の余裕(名前つき) | 窓の下の端の命題 P5 で、残る一命題への含意の辺は無い |
win_qfree_window_le_of_interval_table | 区間演算の出力の表 | 窓の中の不等式(項目 4)。統合表で結論への道の上に無い |
hup_is_gap_positivity_of_lower | ・・ | 片側の橋は仮定として入る。Wilson 測度で橋が成り立つことは示していない(項目 11) |
drainExp_eq_zero_iff | ・ | 四次元格子の側の指数の代数。物理の量への当てはめは仮定の上(項目 10) |
例。power_H_of_kink_ratio は「比 が と の間にあり、 が 以上なら、」という代数です。仮定の を外して「Lean で冪の H」と書けば、示していない文になります。正しい要約は「冪の H は命題 4.5 の結論から代数で従う(Lean)」です。
届かなかったことは偽の証拠ではない
迂回策の死(項目 8・12)。道筋 5 の残る一命題に向けた迂回策のうち 13 本は「死」と判定しました(10-10 §03)。死とは、その組み立てで得られる上界の天井が、要る値を越えないということです。残る一命題 [026] が偽だという意味ではなく、別の組み立てで閉じる可能性について何も言いません。
周期の箱の読み(項目 13)。四次元格子では、周期境界の箱で位相電荷の自己相関時間が より速く伸びると報告されていて、 と合わせると H↑ は周期の箱で破れると読めます(10-01 §05 の注)。この読みは、文献の数値 読 と、HMC と Langevin が同じ普遍類だという予想 仮 の上に立っています。だからこの部は「四次元格子で H↑ は偽」とも主張しません。主張するのは、H の言明をどう直すかが問いとして残る、ということだけです。
H↓ は非自明性ではない。H↓ が避けるのは物理の質量が無限大に潰れることだけで、相互作用の有無は問いません。相互作用の無い理論で H を計算すれば確かめられます。格子の質量 の自由場では、経路の測度の Poincaré 定数は共分散の最大固有値で、
| 1 | 0.920674 | 0.916667 |
| 2 | 0.979425 | 0.979167 |
| 8 | 0.998699 | 0.998698 |
| 64 | 0.999980 | 0.999980 |
比は で 1 に近づくので、H の上下の両方が成り立ちます。H も H↓ も相互作用の無い理論で成り立つ文で、H から非自明性 (S8) は出ません(10-01 §06)。
条件は要約で落ちる — 本文の文と一行の要約
主張を強く読む誤りは、多くの場合、本文の文を一行に縮める段で起きます。表 5 は、本文の条件つきの文と、条件を落としきった一行を並べたものです。右の列の文はどれも、この部が示していない文です。
| 話題 | 本文の文 | 条件の落ちた一行 |
|---|---|---|
| 窓の外の鎖 | の窓 の全体で 機(IEEE の正しい丸めを前提・外向きの幅) | (H2) の鎖の条件が閉じた |
| 環の外の鎖 | 窓の全体で 機(ピン の条件つき。境の段は 1.004〜1.045 の読み) | 環の継ぎ目が閉じた |
| 箱の間の混ざり | (、縮約した模型の値) 読 | (MIX_alt) が成り立つ |
| (H1) | 六つの節点で余白 (端 ) 機、定数 (節点の命題) | (H1) は示された |
| 命題 4.5 | 条件 (H1)〜(H4) の上の代数(Lean は箱の合成の代数) | 二重井戸で冪の H が示された |
| 筋 3 | の下からの読み (閾の 0.54 倍、) 読、紙の上界は閾の約 1000 倍 | 筋 3 の仮定は閾の内に収まる |
| 周期の箱 | 文献の数値と予想の上で、H↑ は周期の箱では偽と読める | 四次元で H↑ は偽 |
表 5 の誤りの型は二つです。一つは範囲(窓・節点・模型の値)が落ちる型、もう一つは分類(読・機・仮)が落ちる型です。どちらも、要約の一行に条件の語を残せば防げます。
類比と他の文書 — 判定しないこと・外へ出すときの約束
物理の側の言葉を借りた箇所は、借りた先の水準を引き継ぎます。ホログラフィーは予想で、それを使った対応表は辞書であって証明された同値ではありません。完全な族が で在ることの「4」は格子の組合せの数で、物理の時空の次元とは関係のない一致です(10-02 §02)。一段目と四次元格子の対応( と )も類比で、対応の定理ではありません(10-03 §06)。
構成を主張する他の文書について、この部は正否を判定しません(項目 9)。外の文書から取り入れたのは、依存グラフの読み方の型(結論を定義に置く閉じ方・依存の円)だけで、それも出典を伏せた型として書きました(10-13 §05・10-14 §07)。
最後に、外へ出すときの約束です(項目 14)。この部の命題は、仮定の行が一つでも残る限り、結果として外へ出しません。外へ出すのは、全ての条件を閉じ、機械検査と書誌の確かめを通したものだけです。それまでの記述は、どの行が閉じていてどの行が閉じていないかの地図として置きます。
この章が言えている範囲
| 言えている | 言えていない |
|---|---|
| この部が問題文 (2) について何も示していないこと。主張しないことの十四項目と、それを支える本文の場所(表 2) | (2) の真偽。連続極限の存在。体積に一様な隙間 |
| 表 3 の定理名の仮定(各章の言明の写し) | 仮定の行の正しさ |
| 初 格子の自由場で と H が成り立つこと(閉じた式) | 相互作用のある四次元の測度で と を比べる定理(どちらの向きにも無い) |
| 周期の箱で H↑ が破れるという読みの条件(文献の数値と予想) | 四次元格子で H↑ が偽であること・真であること |
出典と再現
| もの | 種別 | 出典・道具 |
|---|---|---|
| 問題文・脚注 2 | 典 | A. Jaffe, E. Witten, Quantum Yang–Mills Theory, Clay Mathematics Institute (2000)(0-03 の出典表) |
| 表 2 の各行 | 本書 | 表の右の列の章と節 |
| 表 3 の定理名と仮定 | Lean | 言明は 10-13 §03 と各章の分類表 |
| (3)・表 4 | 初 | 閉じた式。 の展開 |
| 表 5 の本文の文 | 本書 | 10-07 §03・10-08 §05・10-11 §02・10-06 §04・10-09 §05・10-01 §05 |
この章で使った語 — 示さない・強く読まない・偽とも言わない・量化子の否定・片側の橋・迂回策の死・要約で落ちる条件。意味は A-02 用語集 にあります。
次に読む章:10-17 ひらめきと小さな問い — 一段目の検討で繰り返し役に立った見方と、卒業研究の大きさで決着のつく問い。
← 10-15 残件と費用 — 定理までの距離目次10-17 ひらめきと小さな問い →