朝永振一郎「鏡の中の物理学」を読む

 講談社学術文庫の朝永振一郎の「鏡の中の物理学」には3つの一般向けのわかりやすい論文が載っている。論文というよりはお話といった方がいいかもしれない。すなわち「鏡の中の物理学」「素粒子は粒子であるか」「光子の裁判」である。これらの論文の内容はいずれも相対論と量子論についてのものである。量子力学についてといってもよい。
 量子力学は20世紀に完成された現代物理学である。その現代物理学の理論が構築されはじめるのが19世紀末からである。現代物理学が登場するまでの物理学は古典物理学またはニュートン力学といわれている。
 当然、19世紀末までは自然の法則はすべて古典物理学で解明されると科学者たちは信じていた。古典物理学の基本哲学はすべての自然の法則は粒子の運動をベースとしてとらえることができるというものである。ところが光とか電子のようなものの運動に関して、古典物理学の概念では説明できない現象が現れてきた。そして古典物理学に代わる新しい物理学の必要性が唱えられた。上にあげた3つのお話は新しい物理学がそれまでの古典物理学とどのように違うかを本質的にわかりやすい例をあげて説明してくれている。
 量子力学は相対論と量子論とがベースになっている。「鏡の中の物理学」では相対論、「素粒子は粒子であるか」「光子の裁判」は量子論について書かれている。相対論と量子論ははたして何なのか。

 A、B2人が100m離れたところにいてお互いに毎秒2mで近づくように歩いた。このときAからBを見ると、Bは毎秒4mでAに向かってくるように見え、歩きはじめてから25秒後に両者は出会う。この毎秒4mの速さを相対速度といい、これは古典物理学では重要な概念である。
 ところがA,Bが光の場合になると話は違ってくる。光の速度をcとするとBのAに対する相対速度は2cになるはずだが、実際には相対速度はcである。古典物理学の理論が成り立たないのである。
 また、光は波の性質と粒子の性質を合わせもつことがわかってきた。光だけでなく、粒子と思われていた電子がやはり波の性質をもつこともわかってきた。電子や中間子などの粒子を素粒子というのだが、素粒子は全くわけのわからない運動をすることがあきらかになってきた。
 P地点とQ地点までいくには当たり前のことだがP地点とQ地点の間を通らなければならない。ところが電子はその間を通らないでP地点からQ地点までいくのである。まるで幽霊である。その他、いろいろと物理学者の頭を混乱させることが素粒子の世界では起こる。
 相対論と量子論がこれらの現象をうまく説明しようとした。そして相対論と量子論がさらに発展して総合的に光・素粒子の運動をあきらかにする量子力学が誕生するのである。

 素粒子の世界では常識では考えられないことが起こる。その解明に科学者たちは血道を上げて努力する。科学者たちを未知の世界の解明へと挑戦させる動機というのは何なのだろうか。朝永は次のように考えている。

<つまり、科学の本質というのは、生活をよくするとか、悪くするとか、そういう次元と別な次元の価値あるいは、少なくとも意味をもっているのではなかろうか、そういう、よくするとか、悪くするとかいう観点とは別の方向にむいているような意味があるのではないか、という、そういう問いの出しかたがあるわけですね。>

 私たちは何故学問・研究するかを役に立つからというあまりに実利的な面からとらえるよう仕向けられてきたような気がする。朝永は科学者が必死になって研究するのは実利的な動機でなく他の違った要求があるからだといっている。
 私はその要求とは人間が本能的にもった未知なものを解明してやろうという欲求だと思っている。と同時に真理を追究していく長いつらいプロセスを経験することが人間の無上の喜びではないかと思う。
 「鏡の中の物理学」は本質をついたおもしろく読める最高の量子力学の入門書である。

にほんブログ村 本ブログ おすすめ本へ


東京都文京区駒込理化学研究所跡 写真は、東京都文京区駒込に建っている理化学研究所跡地の案内板です。理化学研究所は1917年に設立されました。物理学、化学、生物学、工学など自然科学の基礎研究から応用研究まで行う総合研究機関でした。この研究所からは、長岡半太郎、仁科芳雄、湯川秀樹、朝永振一郎、鈴木梅太郎、寺田寅彦、池田早苗など日本の科学史に燦然と輝く偉大な科学者を輩出しました。
 第三代所長を務めた物理学者で実業家であった大河内正敏がこの研究所を「科学者の楽園」にしました。発明発見は、テーマにのめりこむ没頭力から生まれると信じ自由な空気を提供しました。また、財政基盤を確保するために研究成果を事業化、工業化して会社組織としました。その結果資金は潤沢になりどこからも束縛を受けることなく研究に専念できました。鈴木梅太郎のビタミンなどがあげられます。
 第二次世界大戦の最中に陸軍の要請で仁科研究所に極秘に原爆製造を依頼したことは現在では有名な話です。アメリカは原爆製造を暗号解読で察知しこの地が空爆されました。戦後は改組されて現在では「独立行政法人理化学研究所」になり埼玉県和光市に移転しました。跡地には複合商業施設ができました。あの暗い一時期を共にした樹木は現在でも聳え立っています。

鏡の中の物理学 (講談社学術文庫 31)鏡の中の物理学 (講談社学術文庫 31)
(1976/06)
朝永 振一郎
商品詳細を見る

テーマ : 科学・医療・心理 - ジャンル : 学問・文化・芸術

Tag : 鏡の中の物理学

COMMENTS

COMMENT FORM

TRACKBACK


この記事にトラックバックする(FC2ブログユーザー)