「相対性理論を楽しむ本」よくわかるアインシュタインの不思議な世界 佐藤勝彦・監修 PHP文庫










本書より抜粋引用



運動の相対性を無視する光


地面の上を時速60キロメートルで走る自動車同士がすれ違う時、自動車に乗っている人から見れば、相手の

自動車のスピードは時速120キロメートルに見えます。これは「速度合成の法則」と呼ばれるものです。自分を

基準にした相手の速度、つまり相対的な速度が、自分と相手の速度の足し算・引き算で計算することができ

ることは、「ガリレイの相対性原理」に基づくニュートン力学の基本中の基本でした。



それなのに、光はなぜか、光を観測する人が止まっていようが、動いていようが、いつも一定の速度、つまり

秒速約30万キロメートルと観測されるのです。光には速度合成の法則が当てはまらないのです。



1887年、アメリカの物理学者マイケルソンとモーレーは、地球の東西方向と南北方向とで、光のスピードの

差を計測しようとする有名な実験を行いました。



地球は秒速約30キロメートル(30万キロメートルではないですよ)で太陽の周りを公転しています。ですから、

公転と同じ向きである東西方向に進む光は、公転方向と垂直である南北方向に進む光に比べて、公転速度

の分だけ速度が違って見えるはずです。



先ほどの自動車の例ですと、自分に対してまっすぐ向かってくる自動車の速度は時速120キロメートルに見え

ますが、自分の向きと垂直の方向に走る自動車は、時速60キロメートルに見えますね。同じことが、光でも

観測されるはずです。



ところが、光のスピードは、東西方向、南北方向とも、寸分違わず全く同じだったのです。では、地球は止まっ

ているのでしょうか。いえ、地球は太陽の周囲を間違いなく公転しています。



これは困ったことです。光には、速度合成の法則や運動の相対性という考えが通用しないとすれば、「宇宙

のどんな運動でも説明できる」とされていたニュートン力学に重大な欠陥があることになってしまいます。



多くの物理学者がこの実験結果を、ニュートン力学の範囲内でなんとか説明しようとしましたが、強引な

つじつま合わせがほとんどでした。光の媒質であるエーテルが見つからないことと、光の速度が常に一定に

見えること、この二つは、19世紀末から20世紀初めの物理学の最大の謎だったのです。






時間、それは私たちの存在理由?


さて、「動いているものは、時間の進み方が遅くなる」とか、「時間はお互いに遅れる」など、不思議なこと、

信じられないことばかり聞かされて、頭がこんがらがっているのではないでしょうか?



相対性理論は、私たちにとって自明のものと思われていた時間を、物理的に再定義しました。「光速度は

一定」ということを基準に据えると、時間の概念は従来のものから大きく変更せざるを得なかったのです。



そして光と同様に、時間についても、私たちはその全てを分かったとは言い切れないかもしれません。時間の

謎として、皆さんにもおなじみなのは「タイムマシンは本当に作れるのかどうか」ということでしょう。一応、現代

物理学の主流の考え方は「タイムマシンは実現不可能」というものですが、いや、こうすればできるのでは、

という数々のタイムマシン論文は、高名な科学者の間で真剣に議論されています。



また、第10章で触れる「虚数の時間」、これは一体何か、とか、なぜ時間は過去から未来へという、決まった

一方向にしか進めないのかという「時間の矢」についての議論など、時間についての不思議な、興味深い話

はたくさんあります。



物理的な議論からは離れますが、「心理的な時間の長短」、たとえば楽しい時間は早く過ぎ、つらい時間は

長く感じる、これは単なる錯覚ではなく、実際に時間は長くなったり短くなったりするんだ、ただこの世に心理

的な時間を計測できる時計がないから、分からないだけではないか、という面白い説もあったりします。



また、ドイツの作家ミヒャエル・エンデ氏は『モモ』やその他の著作の中で、反科学的な立場から、時間と人間

との関係に触れています。時間というものは、現在の科学では解き明かせない、何か別のもの、人間の精神

世界に属するような性質を帯びていると考える人もいます。時間とは何か、なぜ時間が存在するのかをつき

つめていくと、人間とは何かという哲学的な問いを避けて通れないというのです。



人間は人生を生きます。人生とは時間です。ということは、私たちの存在は時そのものである、と言える

のかもしれませんね。





時間と空間を一つに


このように見てくると、光の性質についての考察が、時間・空間・速度というものの従来の概念を全く変えて

いまったことが、改めて分かるかと思います。



そして、もう一つ、重要なことがあります。



ニュートン以来の物理学の中では、時間とは、空間や運動とは全く無関係に、一定の速度で流れていくもので

あり、一方、空間も他のものから独立していて、その広さや大きさは無限であり、また不変のものだと疑いなく

思われていました。



しかしアインシュタインは、時間と空間は密接に結びつき、お互いに影響し合って変化することを明らかにした

のです。



そして、特殊相対性理論の最大の功績は、それまで物理学においてバラバラに扱われていた時間と空間を、

「時空」という一つの概念にまとめてしまったことなのです。


時空って一体どんなもの?


時間と空間が一つになった時空とは、一体どんなものでしょうか?



私たちが住む世界は、三次元の空間です。次元とは「方向」のことだと思ってください。一次元は、一本の直線

です。線には方向が一つしかありません。



二次元は平面のことです。平面には縦と横の二つの方向があります。そして三次元は立体的な空間です。縦、

横、高さの三方向です。



一方、時間は一次元です。過去から未来へという、一つの方向があるだけです。



したがって、時空とは、三次元の空間と、一次元の時間を合わせた「四次元の世界」になるのですが、四次元

の時空を想像したり、図示するのは非常に困難です。



ですから、時空というものを無理にイメージしようとせず、時間と空間はお互いに関係し合うんだ、と思っていて

ください。



時間と空間の関係は、心と体の関係に似ています。私たちの心と体は、ずいぶん違うものにも思えますが、

それぞれ独立しているのではなく、お互いが相手に影響を与えます。そしてその「心身」が、一個の人間を

形成しているのです。






原子力エネルギーの誕生


しかし、物質の持つエネルギーを取り出すことは、実際には容易ではありませんでした。アインシュタインが

相対性理論を発表した当時、多くの科学者がこの式の持つ重大性に気付きましたが、原理としては質量と

エネルギーを変換することはできても、実用上は不可能と思われていました。エネルギーを取り出すために

物質に与えなければならないエネルギーそのものが、やはり膨大なものだったからです。



ところが、1938年、ドイツの化学者ハーンとオーストリアの物理学者マイトナーが、ウランの原子核に中性子を

当てると原子核分裂が起こり、その際に質量がわずかに減り、同時に大量のエネルギーが放出されることを

発見しました。



続いて、ファシストに追われてアメリカに渡っていたイタリアの物理学者フェルミが、ウランの原子核分裂の

際に、エネルギーと同時に多くの中性子が生み出され、その中性子が他のウラン原子核に当たって、また

核分裂を引き起こすという連鎖反応が起こることを示しました。つまり核分裂を倍々ゲームのように連続して

起こすことで、瞬間的にすさまじい量のエネルギーを解放することが可能になるのです。



こうして、物質からエネルギーを取り出す夢物語は、一気に現実のものとなりました。後の経緯は第2章で話した

とおり、そして皆さんもよくご存じのとおりです。


科学と人間の共存のために


20世紀、科学の進歩は目覚しくく、その恩恵を受けた私たちの生活はほんとうに豊かになりました。しかし、科学

の成果が人間の幸福のためだけに使われてきたとは言い切れないことも、また事実でしょう。



アインシュタインは、原子爆弾を作るために、相対性理論を考え出したわけではありません。多くの科学者と

同様に、純粋な知的探究心に基づいて研究を行っただけです。しかし、相対性理論の「成果」である原子爆弾

投下の報に、彼の良心は深く傷つきました。



現代の科学者は、自らが発見したことの応用結果について、その結果が予想できたかどうかに関わらず、責任

をとらなければならない、という意見もあります。科学が生み出すことの結果の大きさを考慮すれば、そこまで

踏み込まざるを得ないかもしれません。



また、毎日のニュースや新聞に取り上げられるさまざまな出来事・・・・核実験、化学物質や地球環境の問題、

生命科学の進歩と生命倫理など、人間の幸福と福祉に貢献するはずの科学が、人間の存在を脅かしたり、

人間に新たな難題を突きつけている現実を、私たちは感じています。



21世紀の科学は、人間との関係のあり方がいっそう真剣に問われるものになるでしょう。私たちは、現在の

科学が持つ両面性(それは人間の善悪分かちがたい二面性を反映したものかもしれません)をしっかりと

見定め、人間と真に共存できる科学とはどんなものか、たえず考えていかなければならないでしょう。



そのためには、科学を科学者のみに委ねて「自分たち素人には直接関係ない」と考えるのではなく、私たち

一人一人が科学を知り、科学と向き合うことが、何より大切であると思います。




(81) 「Einstein」|Pinterest


ロバート・オッペンハイマー 愚者としての科学者/藤永茂 : マイケルと読書と、、

アインシュタインとオッペンハイマー


 

アインシュタインのチェス棋譜



「チェスはその指数を把握し、

そして最も強い内的自由と独立性が影響を受けないよう、心と脳を拘束します。」


アインシュタイン






ファイン『チェス棋士の心理学』3 世界チャンピオン ラスカーその2: 水野優のブログ〜チェストランス出版
より以下、抜粋引用。



1930年代の初めの数年間、ラスカーはアインシュタインと親交があった。アインシュタインは、後にラスカ

の伝記に序文を寄せている。中でもアインシュタインは、二人が相対性理論に関して長々と議論したと語って

いる。



ラスカーは、真空中での光の速度が無限とは証明されていないと珍しく反論した。この仮定が相対性理論の

土台となっているので、アインシュタインは、この仮定が証明か反証されるまで相対性理論を正当化できなく

なる。



アインシュタインは、特に当面確実な証明方法がないからといっていつまでも待てないと応酬し、加えて、その

チェス棋士気質のせいで、いかに不本意な結論への道筋に対しても忍耐強いとラスカーを形容した。この気質

においては、何かが定義されることが要求されない。結局、チェスはゲームに過ぎないからである。この点で、

両面価値が抑圧されていることはラスカーにとって好都合だった。そうでなければ、彼の一流の頭脳は物理学

になにがしかの貢献をしたことだろう。






アインシュタイン(白) 対 オッペンハイマー(黒)
Albert Einstein vs Robert Oppenheimer
"e=Nc4" (game of the day Aug-14-11)
Princeton USA (1933) ・ Spanish Game: Morphy Defense. Caro Variation (C70) ・ 1-0
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ロバート・オッペンハイマー - Wikipedia より以下、抜粋引用。


ジュリアス・ロバート・オッペンハイマー(Julius Robert Oppenheimer, 1904年4月22日 - 1967年2月18日)は、

ユダヤ系アメリカ人の物理学者である。

理論物理学の広範な領域にわたって国際的な業績をあげたが、第二次世界大戦当時ロスアラモス国立

研究所の所長としてマンハッタン計画を主導。卓抜なリーダーシップで原子爆弾開発プロジェクトの指導者

的役割を果たしたため「原爆の父」として知られた。



ブラックホール研究から原爆開発へ



1930年代末には宇宙物理学の領域で、中性子星や今日でいうブラックホールを巡る極めて先駆的な研究

を行っていたが、第二次世界大戦が勃発すると、1942年には原子爆弾開発を目指すマンハッタン計画が

開始される。オッペンハイマーは1943年ロスアラモス国立研究所の初代所長に任命され、原爆製造研究

チームを主導した。彼らのグループは世界で最初の原爆を開発し、ニューメキシコでの核実験(『トリニティ

実験』と呼ばれている)の後、大日本帝国の広島市・長崎市に投下されることになった(→広島市への原子

爆弾投下・長崎市への原子爆弾投下)。



弟のフランクが、後日ドキュメンタリー映画『The day after Trinity』の中で語ったところでは、世界に使うこと

のできない兵器を見せて戦争を無意味にしようと考えていたそうだが、人々が新兵器の破壊力を目の当た

りにしてもそれを今までの通常兵器と同じように扱ってしまったと、絶望していたそうである。 また、戦後原爆

の使用に関して「科学者(物理学者)は罪を知った」との言葉を残している。



水爆反対活動と公職追放



戦後、1947年にはアインシュタインらを擁するプリンストン高等研究所所長に任命されたが、核兵器の国際

的な管理を呼びかけ、原子力委員会のアドバイザーとなってロビー活動を行い、かつソ連との核兵器競争

を防ぐため働いた。水素爆弾など核兵器に対して反対するようになったため、「水爆の父」ことエドワード・

テラーと対立した。



冷戦を背景に、ジョセフ・マッカーシーが赤狩りを強行した。 これがオッペンハイマーに大きな打撃を与える。

妻のキティ、実弟のフランク、フランクの妻のジャッキー、およびオッペンハイマーの大学時代の恋人ジーン

(Jean Tatlock)は、アメリカ共産党員であった。また自身も共産党系の集会に参加したことが暴露された。

1954年4月12日、原子力委員会はこれらの事実にもとづき、オッペンハイマーを機密安全保持疑惑により

休職処分(事実上の公職追放)とした。オッペンハイマーは私生活も常にFBIの監視下におかれるなど生涯

に渡って抑圧され続けた。



後年



オッペンハイマーは後年、古代インドの聖典『バガヴァッド・ギーター』の一節、ヴィシュヌ神の化身クリシュナ

が自らの任務を完遂すべく、闘いに消極的な王子アルジュナを説得するために恐ろしい姿に変身し「我は

死神なり、世界の破壊者なり」と語った部分(11章32節)を引用してクリシュナを自分自身に重ね、核兵器

開発を主導した事を後悔していることを吐露している。



1963年エンリコ・フェルミ賞受賞。1965年、咽頭がんの診断を受け、手術を受けた後、放射線療法と化学

療法を続けたが効果はなかった。1967年、昏睡に陥ったオッペンハイマーは、ニュージャージー州プリンス

トンの自宅で2月18日、62歳で死去した。



 


アインシュタイン名言・格言集。感動の言葉を! | 癒しツアー より以下、抜粋引用。



アルベルト・アインシュタイン(1879年〜1955年)

ドイツ生まれのユダヤ人理論物理学者。米国TIME誌のパーソン・オブ・ザ・センチュリー(20世紀の人)に選出される。


相対性理論などを提唱し、現代物理学の父と称される。幼少の頃は、数学に関しては突出した才能を示したが、

言葉を理解したり、話したりすることは苦手だった。1922年の訪日の途中にノーベル物理学賞を受賞。おとなしく、

生真面目な性格であり、自身を天才であるとはいささかも思っていなかったという。



アインシュタイン語録







天才とは努力する

凡才のことである。







過去から学び、

今日のために生き、

未来に対して希望をもつ。

大切なことは、

何も疑問を持たない状態に

陥らないことである。







自分自身のことについて誠実でない人間は、

他人から重んじられる資格はない。







成功という理想は、

そろそろ奉仕という理想に

取って替わられてしかるべき時だ。







教えるということは、

こちらが差し出したものが

つらい義務ではなく

貴重な贈り物だと

感じられるようなことであるべきです。







常識とは十八歳までに身につけた

偏見のコレクションのことをいう。







学べば学ぶほど、

自分がどれだけ無知であるか思い知らされる。

自分の無知に気づけば気づくほど、

より一層学びたくなる。







知的な馬鹿は、

物事を複雑にする傾向があります。

それとは反対の方向に進むためには、

少しの才能と多くの勇気が必要です。







6歳の子供に説明できなければ、

理解したとは言えない。







人の価値とは、

その人が得たものではなく、

その人が与えたもので測られる。







知識人は問題を解決し、

天才は問題を未然に防ぐ。







ある年齢を過ぎたら、

読書は精神をクリエイティブな探求から遠ざける。

本をたくさん読みすぎて、

自分自身の脳を使っていない人は、

怠惰な思考習慣に陥る。







可愛い女の子と一時間一緒にいると、

一分しか経っていないように思える。

熱いストーブの上に一分座らせられたら、

どんな一時間よりも長いはずだ。

相対性とはそれである。







科学はすばらしいものだ。

もし生活の糧を

そこから得る必要がないのなら。







真実とは、

経験という試練に

耐え得るもののことである。







すべての宗教、芸術、科学は、

同じ一つの木の枝である。







正規の教育を受けて

好奇心を失わない子供がいたら、

それは奇跡だ。







たとえ国家が要求しても

良心に反することをしてはいけない。







宗教なき科学は

不完全であり、

科学なき宗教は

盲目である。






2016年4月4日、フェイスブック(http://www.facebook.com/aritearu)に投稿した記事です。



(大きな画像)


アイスランド南部にあるセリャラントスフォス(滝)とオーロラ
(写真1枚目はNASAより、それ以外は他のサイトより引用)



1枚目の写真、幻想絵画かなと思いましたが、滝の水しぶきで何度もレンズを拭きながら撮られた写真です。



オーロラのやや右側に明るく輝く星が織姫星(ベガ)、左側に輝く星が彦星(アルタイル)です。



ですから天の川が位置するところにオーロラが出現したんですね。



北欧では死者と生者の世界を結びつけているのがオーロラであり、イヌイットの伝説ではこの世で善い行いを

した人はオーロラの世界へ行けると言われているようです。



死後の世界を意識することによって、初めて生の意味が問われてきたのかも知れません。



それはギリシャ哲学(ソクラテスプラトンなど)よりも遥か太古の世界、ひょっとしたら私たち現生人類よりも

前の人類にも芽生えた問いかけのように感じています。



オーロラなど天球に映し出される様々な現象(太陽、月、天の川、星、彗星など)を通して、人類は異なる次元の

世界を意識し死後の世界とのつながりを感じてきた。



ただ、精神世界の本に良く見られる「光の国(星)からのメッセージ」的な言葉に違和感を感じているのも事実です。



自分自身の足元の大地にしっかりと根をはらずに、ただ空中を漂っている、或いは彷徨っているような感じしか

受けないからです。



アインシュタインの相対性理論、まだ理解は出来ていませんが、それぞれの立場によって時間や空間が変わる、

それは他者の立場(社会的・文化的・経済的)を想像することと同じ意味を持っているのではと感じます。



もし、相対性理論なしでカーナビを設定すると現在地よりも11キロずれたところを指してしまいますが、それが

人間同士や他の生命間のなかで実際に起こっている。



自分自身の根をはらずに、他者のことを想像することなど出来ないのではないか、その意味で私も大地に根を

はっていないのでしょう。



一度でいいからオーロラを見てみたいです。






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