アインシュタインの発見 （山田 克哉）

　以前、岩波文庫の「相対性理論」は読んでみたのですが、なるほどというのが１割程度、残りは（当然のごとく）よく分かりませんでした。

　今回は、タイトルに「ゼロからわかる」とある超入門書を読んでみました。

　超入門書と銘打っているだけあって、「どうしてそうなるのか」という根拠（ロジック）について、数式なしで、具体例をあげながら説明してくれています。とはいえ、物理学の素養のない人間（私）にとっては、やはり簡単ではありません。

　以下には、本書を読んでの私の「覚え」を書き残しておきます。

　まずは、「一般相対性理論」についてです。

　本書によると、一つの物体は「重力質量」と「慣性質量」という二つの質量をもっており、それらは等しいということが、「一般相対性理論」の端をなしたとのことです。
　一般相対性理論からは、「重力により空間と時間が曲がる」ということが導き出されると説明されています。

（p72より引用）　重力場の存在する空間では空間と時間が同時に曲がるので、「四次元時空が曲がる」と言う。
　この「時空の曲がり」こそが、アインシュタインの発見した一般相対性理論の神髄である。

　次に「特殊相対性理論」です。

（p97より引用）　特殊相対性理論は、「光速度不変」の公理とこれから紹介するもうひとつの公理によって成り立っている。それは、「物理法則はどんな慣性系から観測されても同じである」という公理である。

　これが、スタートで、

（p151より引用）　物質は消滅してエネルギーに化けるし、逆にエネルギーは物質に化ける。さらに、動いている粒子はそのスピードが上がるほど質量が増える。これらの事実は特殊相対性理論からの帰結である。

という論理展開に至ります。
　相対性理論の有名な数式（E=mc2（２乗））は、まさにこの点を表したものです。

（p98より引用）　実際、「速度が大きくなれば物体は重くなる」という仮定の正しさは、実験によって何度も確認されている。そして、この仮定を、「物体が加速されると物体の運動エネルギーが増加する」という事実と結びつけると、有名なE=mc2（２乗）（Eはエネルギー、mは質量、cは光の速度）という式が出てくるのである。この式は、物体（質量）がエネルギーに変換されうるし、またエネルギーは質量に変換されうる、ということを示している。

　相対性理論やそれを踏まえた量子力学は、宇宙の構造を解明したり、原子力開発に応用されたりしています。

　量子力学が関わるもう少し身近な現象として、こんな例が挙げられています。
　量子力学における電子のエネルギーの説明の部分です。

（p148より引用）　電子が高いエネルギー準位から低いエネルギー準位へとエネルギーを減らすときに、光子が放出されるということである。つまり、原子が光を発するのである。

　これが「ネオンサイン」の発光の原理だそうです。

　今回もまた、私の理解力不足のために消化不良でした。
　基本的に物理学の素養がないので理解できないのが当然ですが、また、何か素人わかりしそうな本があれば読んでみようと思います。

ゼロからわかるアインシュタインの発見 価格：￥ 735（税込） 発売日：2006-09