２、素粒子・・・観測の限界
宇宙が冷えるに従い、エネルギーは素粒子を形作った。素粒子にはたくさんの種類があるが、電子（ニュートリノとあわせてレプトンと呼ぶ）とクオークが基本粒子であり、ほかの粒子は６種類のクオークがいろいろな組み合わせで強い相互作用により合体したものである。さらに宇宙が冷えるとより安定な陽子、中性子が形成された。やがて、陽子と中性子の間に強い相互作用が働く温度まで下がると原子核が形成され、電子と原子核がお互いに拘束しあうまで温度が下がると原子が誕生した。
粒子の誕生とともに力(相互作用)も誕生したと考えられている。まず、出現したのは重力である。ほかの相互作用が光子やグルーオンなどの素粒子の交換で伝達されることから重力を伝達する粒子はグラビトンと呼ばれている。次に現れたのは電弱相互作用(弱い相互作用と電磁気力）と呼ばれる力で、現在では弱い相互作用は消えている。その後、グルーオンにより媒介される強い相互作用が現れ、クオークをまとめ始める。クオークはいろんな中間粒子を経て、陽子、中性子と陽子と中性子の結合した原子核を形成した。宇宙の初期では陽子が2個、中性子が2個のヘリウム原子核までができた。強い力は原子核の中に封じ込められた。電磁気力により原子核の周りに電子が捕らえられ、原子が形成された。
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宇宙創生のときに物質と同時に相互作用が出現し、基本粒子や相互作用が温度が下がると消える（見えなくなる）くだりは、古事記の書き出しを思い起こさせます。
天地初めて発れし時に、高天原に成りし神の名は、天之御中主神、次に高御産巣日神、次に神産巣日神、此の三柱の神は、並に独神と成り坐して、身を隠しき。
次に、国稚く浮ける脂の如くして、くらげなすただよへる時に、葦牙の如く萌え騰れる物に因りて成りし神の名は、宇摩志阿斯訶備比古遅神、次に天之常立神。此の二柱の神も亦、並に独神と成り坐して、身を隠しき。上の件の五柱の神は、別天津神ぞ。
日本人の想像力は誇るべきものがあると思うのは身びいきでしょうか。
ところで、繰り返し出てきた「温度」とは素粒子の持つエネルギーです。電子と原子核が分離するような温度は測定できません。なぜなら、温度計が使えないからです。高エネルギー粒子は運動エネルギーを温度に換算します。そして、粒子の運動エネルギー（エネルギー準位とも言う）が変化するとき発生する光の色から運動エネルギー、すなわち、粒子の集合体の温度を推定します。
温度が低く、物質の温度が原子や分子の運動エネルギーで測定できる場合。このレベルになると、物質は光を発生しませんので、閉鎖した物体の物理量に換算して温度を測定します。たとえば、赤く着色したアルコールの体積などがよく使われます。温度が高いとアルコールの体積は増え（アルコールの分子運動が高まるためと説明されます）、温度が低いとアルコールの体積が減ります。細い均一な太さの管に入ったアルコールはその長さで体積を、すなわち温度を測定できます。
また、半導体が持つ温度によって電気伝導度が変化する性質を利用しても温度を測定でき、最近ではこちらのほうがデジタル技術と相性がよいので普及しています。
温度を測定するには、その物体に温度計を差し込まなければなりません。差し込む温度計の温度より温度が高い物体の場合、温度計を入れることで温度が少し下がります。逆に、温度が低い場合は温度が少し上がります。これでは厳密な意味で正確な温度が測定できないではないか。温度を測る行為そのものが対象の温度を変えてしまうのでは意味がないのではないでしょうか。
測定することで、対象の状態を大きく変化させるようでは測定とはいえません。測定による対象の変化がごく小さく、例えば９９％以上（この量も測定するという行為の目的による）は正確であるという予想の元で測定行為は計画され、解釈しなければなりません。
何も温度や物理学的な測定に限りません。世論調査をするときはアンケートを行います。アンケート自体は温度計とみなすことができます。アンケートの規模により、アンケート自体の影響でることがあります。また、質問内容とその順番により、回答者の考えが変わるかもしれないことを想定する必要があります。アンケートを計画するときはこれらの点について注意する必要があるし、測定結果（アンケート結果）を解釈するときも同様です。
素粒子は波であり、かつ粒です。粒には大きさがありますが、波にはありません。波にはかなり広がったイメージがあります。素粒子の運動を記述する波動方程式を解くと素粒子の存在確率は無限遠まで広がります。体を構成する分子を構成する原子を構成する素粒子は無限遠まで広がっているとすると、私の体も実際には宇宙の果てまで広がっているのでしょうか。
高い温度には限界がありません。しいて言えば、（宇宙全体の質量−１個の素粒子）を運動エネルギーに変換して、残した１個の素粒子に与えたときの温度でしょう。一方、低い温度には限界があります。温度は素粒子の運動ですから素粒子が静止しているとき、温度がゼロです。この温度を絶対零度といいます。絶対零度を基準とした温度を絶対温度といい、Ｋであらわします。水の状態変化で決めた0℃と100℃はそれぞれ絶対温度でそれぞれ273Kと373Kです。
つづく
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