10歳からの相対性理論 アインシュタインがひらいた道 都築卓司

まえがき

1　相対性理論を一口でいうと
超常識（？）の理論
100メートルは60メートルにもなる？
時間の縮みとは？
相手はずいぶん長生きしたか？
速く走ると重くなる
天才の通信簿

2　窓ぎわのアルバ－ト
ドイツの田舎町から
フランス語やラテン語でみごと落第点
ついに退学
職業科に満足
ミレ－バとの出会い
真空を力が伝わる？
存在しても鏡にうつらない？
マッハの影響

3　お役所勤めのアルバ－ト
大学は出たけれど
初論文は毛管現象
やっと特許局へ就職！
光はつぶつぶである

4　プランクとアインシュタイン
光はエネルギ－のかたまり
プランクの晩年
特許局時代のアルパ－ト
「ブラウン運動」研究の真のねらい
賞の対象にならなかった「相対性理論」

5　相対性理論をさらに知ろう
とってもわかりやすい（？）理論
宇宙空間をみたす海水のお話
エ－テルがみつからない！

6　時間よ、おそくなれ！　という話
鏡に届く光の不思議
空間が縮めば棒も縮む
なぜ時間も縮むのか？

7　光より速いものをさがそう
8　相対論の理解者たち
9　ぴかぴかの大学教授時代

10　いよいよ一般相対性理論へ
11　プラハの友と敵
12　第一次大戦と一般相対論
13　曲がった空間の不思議
14　ミレ－バ・エルザ、そして孤独

15　宇宙に、重心はあるか？
16　時間・空間・質量
17　アルバ－トのノーベル賞受賞
18　日本での40日間
19　暗い日が近づく

20　ボーアとアインシュタイン
21　アドルフとアルパ－ト
22　空間・物質そして核エネルギ－
23　プリンストンの夕陽

原発のしくみと放射能 Newton別冊 2011年7月

きちんと知りたい

1　詳報　福島第一原発事故
写真で見る原発の惨状
詳報　福島第一原発事故　
　緊急停止！地震直後、核分裂が自動的に止められた
　なぜ核分裂が止まっても、熱が発生しつづけるのか？
　津波が設備を破壊！原子炉の冷却が不能に
　地震発生の翌日以降、1～3号機で発生
　使用済み燃料貯蔵プールにも異常が発生
放射性物質の流出と汚染
　「放射線」と「放射性物質」は別物。身の守り方もことなる
　各地での放射線量の急増はどのようにおきたのか
　原発に近い福島気内各地ではどれだけの被曝になるのか？
過去の原発事故と比較する
　福島第一原発事故は、チェルノブイリにつづく「レベル7」に
　「原子炉が完全にこわれる」という最悪のシナリオを避けられるか
　今も、汚染が残るチェルノブイリ

2　放射能のリスクを考える
放射能の基礎知識
　放射能とはいったい何か？　その性質は？
　放射能は時間がたつとだんだん減っていく
核実験とチェルノブイリ原発事故
　核実験で大量放出された放射性物質は今も環境中に
JCO臨界事故
　多量にもれたのは、放射性物質ではなく放射線
セラフィールド再処理工場
　福島で海へもれた放射能は過去最悪に匹敵
低線量被曝の仮説
　低いとされる被曝量ではどこまで影響がわかっているのか
高自然放射線地域
　高い自然放射線量で、染色体異常の増加がみられたこともある
基準とそのとらえ方
　がんや遺伝性影響のリスクは？
　低い被曝量ではリスクはよくわかっていない
　まずは被曝量の正確な把握を
放射線測定器
　サーベイメーター

3　原子力とは何か
原子力発電とは
　原子力発電所は、どうやって電気を生み打だしているのか
　世界各国で採掘される、核燃料の原料「天然ウラン」
　日本が採用している「核燃料サイクル」とは？
原子力発電のしくみ
　ウラン燃料とはどんなものか？　どうつくられるのか？
　原子炉で熱エネルギ－を生む「核分裂連鎖反応」とは？
　福島第一原発でも使われている「沸騰水型軽水炉」
　熱を2段階で受けわたす「加圧水型軽水炉」
　制御棒を抜き差しして原子炉を制御する
　燃料を”燃やすと”と、プルトニウムやヨウ素が生じる
　緊急時の注水システム「非常用炉心冷水系」
使用済み燃料の行方
　使用済み燃料は、発電所からどこへ行く？
　核燃料からプルトニウムを取るだす「再処理」工程
「プルサ－マル「とはいったい何か？
　消費した以上の燃料を生みだす「高速増殖炉」　
　効率的だが管理がむずかしいナトリウム
　発電の代償「放射性廃棄物」
　高レベル放射性廃棄物の製造法
　高レベル放射性廃棄物は、どう処分される？

4　原子力発電所の行方と電力問題
原子力発電の現状
　全世界の発電量の約6％が、原子力という現実
浜岡原発
　浜岡原発が危険視される理由は？
　　くり返し発生してきた東海地震
　　すでに地震のオエネルギ－は蓄積済み
　　いつ発生するのか？
　　現在の想定をこえる津波が発生することを懸念した
　　ゆれへの対策が十分なのか、検討が必要
　　今後のエネルギ－政策に影響
廃炉への道のり
　廃炉への険しい道のり
電力不足問題
　基礎から考える「電力不足」

放射化学概論 富永 健 ほか

1　核化学と放射化学
1.1　核化学・放射化学の歩み
1.2　現状と今後の展望
1.2.1　原子核現象の化学効果と状態分析
1.2.2　微量分析とプロ－プ
1.2.3　核医学
1.2.4　核化学
1.2.5　エネルギ－・環境化学

2　原子核のなりたちと壊変現象
2.1　原子核のなりたちと安定性
2.1.1　原子核
2.1.2　原子量と同位体存在度
2.1.3　原子核の安定性
2.2　原子核の壊変現象
2.2.1　原子核の壊変
2.2.2　壊変の様式
2.2.3　壊変図式
2.3　放射能と平衡
2.3.1　壊変の法則と放射能
2.3.2　放射平衡
2.4　天然の放射性核種
2.4.1　放射壊変列に属する核種
2.4.2　系列をつくらない天然放射性核種
2.4.3　宇宙線で生成する放射性核種

3　原子核現象と化学状態
3.1　壊変現象に及ぼす化学効果
3.2　メスバウアー分光学
3.2.1　核γ線共鳴
3.2.2　無反跳核γ線共鳴
3.2.3　メスバウアースペクトル
3.3　ポジトロニウム化学
3.4　中間子化学
3.4.1　π中間子とμ中間子（ニュオン）
3.4.2　ミュオンスピン回転法
3.4.3　ミュオニウム化学
3.4.4　中間子原子とX線
3.4.5　ミュオン触媒核融合
3.4.6　π中間子の医学的応用
3.5　ホットアトム化学
3.5.1　ホットアトムとは
3.5.2　ホットアトムの検出法
3.5.3　気相のホットアトム反応
3.5.4　凝縮相のホットアトム反応
3.5.5　ライフサイエンスとホットアトム化学

4　放射線と物質
4.1　放射線の特性と物質との相互作用
4.4.1　α線
4.1.2　β線
4.1.3　γ線
4.1.4　中性子
4.2　放射線による化学反応
4.2.1　放射線エネルギ－の物質による吸収
4.2.2　放射線量の単位
4.2.3　放射線によって起こる反応
4.3　放射線の生体に及ぼす効果
4.3.1　等価線量
4.3.2　実効線量と預託実効線量

5　放射線の測定
6　原子核反応と放射性同位体
7　同位体の化学
8　放射能現象の応用－現状と将来

参考文献

重力とは何か アインシュタイから超弦理論へ、宇宙の謎に迫る 大栗博司

はじめに

「知りたい気持ち」は止められない
重力研究がなければGPSも生まれなかった
重力研究は宇宙の理解につながっている

第1章　重力の七不思議
重力は「力」である＝第一の不思議
重力は「弱い」＝第二の不思議
重力は離れていても働く＝第三の不思議
重力はすべてのものに等しく働く＝第四の不思議
重力は幻想である＝第五の不思議
重力は「ちょうどいい」＝第六の不思議
重力の理論は完成していない＝第七の不思議

第2章　伸び縮みする時間と空間－特殊相対性理論
物理学者は急進的な保守主義者
物理学の理論は「10憶」のステップで広がってきた
ナノレベルの世界のナノテクノロジ－
電波も光も放射
線も、みな電磁波の一種
どんなに足し算しても光の速さは変わらない
光速の不変性を実証した「マイケルソン＝モーリーの実験」
同時に出したのになぜ後出しジャンケンになるのか
列車の中の1秒と外の1秒の長さが違う！
時間だけでなく距離も伸び縮みする！
「E = mc^2」とは固定相場の為替レート
なぜエネルギ－を質量に変換できるのか
もし光より速い粒子があったらどうなるか

第3章　重力はなぜ生じるのか－一般相対論の世界
第4章　ブラックホールと宇宙の始まり－アインシュタイ理論の限界
第5章　猫は生きているのか死んでいるのか－量子力学の世界
第6章　宇宙玉ねぎの芯に迫る－超弦理論の登場
第7章　ブラックホールに投げ込まれた本の運命－重力のホログラフィ－原理
第8章　この世界の最も奥深い真実－超弦理論の可能性

あとがき

時間はどこから来て、なぜ流れるのか？ 最新物理学が解く時空・宇宙・意識の「謎」 吉田伸夫

時間とは何か？

はじめに－時の流れとは
ニュートンの時間観
場の理論の台頭
本書は何を目標とするか
本書の構成

第Ⅰ部　現在にない世界
第1章　時間はどこにあるのか
原子スケ－ルの現象と時間
時計で時を計る
尺度の起源
尺度を生み出す量子効果
大きさのない世界
現実世界における大きさの基準
時間の尺度を決める
時間の尺度と重力
重力による光の屈折
時間はどこにあるのか？

第2章　過去・現在・未来の区分は確実か
地球の運動とエーテルの風
電磁気学で公転運動が検出できるか
静止エーテルの謎
力学で公転運動が検出できるか
アインシュタインの相対性原理
人間的な法則・宇宙的な法則
マクスウェルの電磁気学
ロ－レンツの挑戦
運動に伴う時間のずれ
相対性原理と「現在」
拡がった時間と運動
時間のずれが必要な理由

第3章　ウラシマ効果
回転しても変わらない世界
静止と運動の区別がない世界
ミンコフスキ－の幾何学
座標系の同等性
ミンコフスキーが明らかにしたこと
時間と空間の界面
光速は（なぜか）不変である
ニュ－トリノの速度
運動する時計の遅れ
ウラシマ効果
時間と空間の計量
光速不変性は原理か

第Ⅱ部　時間の謎を解明する
第4章　時間はなぜ向きを持つか
熱の流れとエントロピー
エントロピーと秩序
ビックバンのパラドクス
変化はビックバンから始まる
恒星・惑星・海洋の形成
エントロピーは時に減少する？
エントロピーが減少できる条件
分子のヒートポンプ
時間の端緒としてのビックバン
生命現象と物理法則

第5章　「未来」は決定されているのか
ニュ－トン力学における未来の決まり方
確定しない初期条件
微分方程式とは異なる法則
量子論の波動性
量子論における歴史
二重スリット実験
干渉と脱干渉
世界線の座標
世界のはじめから終りまで
脱干渉の曖昧さ

第6章　タイムパラドクスは起きるか
タイムトラベルの方法
「ループする時間」という抜け道
時間ル－プのタイムパラドクス
ワ－ムホールによる時間ル－プ
物理学者の発想法
パラドクスの起源
「親殺しのパラドクス」の解決
「万物理論のパラドクス」の解決
人間とタイムパラドクス
「存在」と「生成」の物理

第7章　時間はなぜ流れる（ように感じられる）のか
時間は無意識下で再構成される
バッタ－がボールを打ち返せるわけ
捏造された意識内容
皮膚ウサギ効果
脳は時間の関して恐ろしく鈍い
過去と未来の非対称性
「時間の流れ」という錯覚
意識における構成要素の交代
意識の時間構造
「時間の流れ」の起源
意識と量子論

参考文献