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世界でもっとも美しい10の物理方程式

世界でもっとも美しい10の物理方程式

いやあ、「もしドラ」とは違って読むのに時間がかかった。
 ピタゴラスの定理、ニュートンの運動の第二法則、ニュートンの万有引力の法則、オイラーの等式、熱力学第二法則、マクスウェルの方程式、アインシュタインの方程式、アインシュタインの一般相対性理論の方程式、シュレーディンガーの方程式、ハイゼンベルクの不確定性原理。この10の物理方程式をめぐる話である。

 文科系人間は下記のレベルで読みました。

 概ね、この順番に難しくなる。
 ピタゴラスの定理はピタゴラスが発見したわけではなく、古代中国やインドなど古代文明がそれなりに育った地域では経験的に知られていた。このあたりの話はなかなか楽しい読み物レベル。で、いきなりニュートンの運動第2法則、万有引力の法則まで飛ぶ。これはもちろん高校物理で習った範囲だが、これを発見するまでの話も大雑把には知っていたのでまあそれなりに読める。興味深かったのが10の法則のうち2つがニュートンのことと、このふたつの間の物理学的な距離、あるいは意義の違い。

 オイラーの等式は映画にもなった「博士の愛した数式」で素人にもちょっと有名。方程式そのものよりも「エントロピー」という用語が先行した感がある熱力学第2法則。
 マクスウェルの方程式も漠然と聞いたことはあるが、これは式のものから難しかった。
 アインシュタインの方程式はいわゆる特殊相対性理論であり、世の中で最も有名な方程式といわれるE=mc2であり「方程式のセレブ」と名づけられている。これと一般相対性理論はやはりその経緯が興味深い。「エーテル」なんて出てくるのだ。エーテルとは宇宙空間(だけじゃないけど)などで光を伝播するための媒体として考えられたもの。要するに宇宙空間にはこういうものがあり、真空ではないと・・・。
 特殊相対性理論の発表は1905年、日露戦争の頃、やっと20世紀が板についたころの話なのだ。そしてこれに続くシュレディンガーもハイゼルベルグも1920年代の話なのだ。
 E=mc2によって質量とはエネルギーそのものであり、放射性物質を崩壊させエネルギーに転換させれば未曾有の破壊力を持った兵器ができる、すなわち核兵器になると作られ、広島・長崎に落とされたが1945年。その時間感覚があるのでもう少し第2次大戦に近い時代のように感じていた。

 不確定性原理は大雑把にいえば「あちらを立てると、こちらが立たず」な法則くらいの認識はあった。量子の世界では、位置や運動量を同時に正確に計ることはことができない。なぜなら、測定という行為自体が電子の状態に影響を与えてしまうからだ。この結果は、どんなに測定方法や計測機器などを精密にしても同じになる。という感じのもので、それ自体は「微小な世界だとそうかもね」くらいの感想しかない。が、これは10の法則に選ばれているのだからきっと重要なんだろうけど、議論が難しくてよくわかりませんでした。

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