光の場、電子の海―量子場理論への道：吉田 伸夫

「光の場、電子の海―量子場理論への道：吉田 伸夫」

「量子力学の教科書の読み比べ」も連日の猛暑で中だるみしているので、一般レベルの本で気分をリフレッシュ。

いい本だと思った。これほど充実した内容でたかだか１２００円という「お買い得本」である。

物理学専攻の大学院生でさえ理解が容易ではないという超難解で美しい量子場の理論を、一般向けに解説した珍しい本である。「啓蒙書」という切り口では「相対性理論」、「量子論、量子力学」、「素粒子物理学」、「超ひも理論」のものはたくさん出版されているが、「量子場の理論」のはほとんどなかった。他の分野に比べて一般向けの解説ができるシンプルなイメージを紹介しにくい分野だからだ。

素粒子物理学と量子力学の間の橋渡しをする理論。そして量子場の理論なくして素粒子物理学はありえないことが本書を読めば、一般の読者でもよくわかるはずだ。素粒子といえば電子や陽子、中間子をはじめとする極めて小さな基本粒子であるというのが、一般の方が持っているイメージだと思うが、それは１９世紀の原子論的な粒子のイメージの域を出ていない。

実際のところ、時間と空間に満ちているエネルギーの波動の在りようが量子場と呼ばれているもので、その振動状態によってさまざまな素粒子として私たちに見えているというのが本書での説明だ。それだけでなく時間と空間さえも量子場という枠組みに取り込まれてしまうのだ。量子場は素粒子の種類によりそれぞれの場が考えられている。電子場、光子場、クウォーク場、ヒッグス場などがその例。

日ごろ断片的に報じられる素粒子物理学上の発見は素人にはわかりにくい。「あら、またひとつ新しい素粒子が見つかったのね。」くらいにしか理解されないものだ。量子場という素粒子物理学の背景を知ることにより、このようなニュースがどうして重大なのかわかるようになる。

本文中には各所に数式が紹介されているが、一般読者には難しいとしても理工系の大学生ならば十分理解できるレベル。ただ本文が縦書きなので、数式の部分はちょっと読みにくいのが難点かもしれない。（横書き本にしてほしかった。）

本書のもうひとつの魅力は、量子力学～素粒子物理学に至る天才物理学者の個性を詳しく紹介していることだ。ひとつの結論に至る発想や研究手法は、人それぞれであり、いかに天才と言えども感情や思い込みに惑わされてしまうのだ。

読み物としても面白いので一般の方にも読んでいただきたいし、これから専門的に量子場の理論に取り組もうという方にもお勧めしたい。

難解な事柄をいかに上手に一般読者に伝えるかという観点においても成功している。僕自身にとってこの点は大いに勉強になった。


「光の場、電子の海―量子場理論への道：吉田 伸夫」


目次：
はじめに
序章　原子と場――19世紀物理学の到達点
第1章　粒子としての光――アインシュタイン
第2章　原子はなぜ崩壊しないのか――ボーア
第3章　波動力学の興亡――ド・ブロイとシュレディンガー
第4章　もう1つの道――ハイゼンベルク・ボルン・ヨルダン
第5章　光の場――ディラック
第6章　電子の海――ディラックとパウリ
第7章　量子場の理論――ヨルダン・パウリ・ハイゼンベルク
第8章　くりこみの処方箋――朝永・シュウィンガー・ファインマン
終章　標準模型――20世紀物理学の到達点

もっと深く知りたい人のための注
参考文献
あとがき
キーワード解説
科学者索引


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