矛盾の統一

毎月のことながら、ニュートンプレス の代表取締役である髙森圭介さんから 雑誌「ニュートン」の2016年６月号 をご恵贈賜りました。

今号の特集は、相対論が生んだ現代物理学 です。

1905年にアルバート・アインシュタインは、時間と空間を融合する 特殊相対性理論 を発見し、その１０年後に 一般相対性理論 を完成させました。

今回の特集は、これら二つの相対性理論を源とする現代物理学です。

特殊相対性理論は、ガリレオ・ガリレイが提唱した ガリレイの速度合成則（時速250kmで走る新幹線の中で時速50kmの速度のボールを投げると、新幹線の外側から見ると、ボールは時速300kmになるという則で、速度が足したり、引いたり出来るというもの）と 光速度不変の原理（アインシュタインが、 マクスウェルの方程式（電磁波の速度は、秒速30万kmだと導き出された方程式）をもとに考えた原理 ）の矛盾を統一することで生まれました。

ガリレイの速度合成則によれば、速度は足すことが出来ることから、光速に光速を加えれば、秒速60万kmの速度が存在することになり、光速度不変の原理と矛盾することになります。その矛盾は、我々が日常生活で体験可能な（先ほどの新幹線の中でボールを投げるような）事象については、光速を前提とした限界的な状況に比べて、誤差の範囲となるため（秒速30万kmの世界から見れば、時速250kmも時速300kmも誤差の範囲となるため）、速度の合成は成立します。

目の前で起こっていることだけに囚われずに、しかしながら、目の前で起こっていることも説明出来るように、つまり、より広い世界でも矛盾なく力の関係を説明しようと試みるのが、理論物理学を支えていると感じました。加えて、重力波の発見もそうですが、理論上は存在すると言われているものを、存在自体を証明したり、計測したりすることも重要です。

他にも東日本大震災が想定外のマグニチュード９という大規模な地震となったことを解明する特集もあります。