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2011-01-30

相対性理論の伝記/『相対論がもたらした時空の奇妙な幾何学 アインシュタインと膨張する宇宙』アミール・D・アクゼル


 アインシュタイン入門、あるいは相対性理論の伝記ともいうべき一冊。文章がやや固いもののスラスラ読める。


 彼(※アインシュタイン)はギムナジウムを回想して、力と強制と権威をふりかざすところだったと述べている。アインシュタインが権威に疑問を呈することを覚えたのは、まさにこのギムナジウム時代だった──事実、“あらゆる既成の信仰を疑う”という、後の自らの科学的発展に大きな影響を及ぼした観念を、これはこのとき独力で学んだのだ、と何人かの伝記作者を考えている。


【『相対論がもたらした時空の奇妙な幾何学 アインシュタインと膨張する宇宙』アミール・D・アクゼル/林一訳(早川書房、2002年/ハヤカワ文庫、2007年)以下同】

 アインシュタイン少年の怒りが伝わってくる。抜きん出た英知が大人の愚かさを見下ろしていたのだろう。思春期特有の「やり場のない怒り」といったものではなかったはずだ。冷徹な眼差しで、教育という名の虐待を見つめたに違いない。真の怒りは青白き焔(ほのお)となって燃え上がる。抑圧を燃料としながら。


 相対性に関するアインシュタインのこの研究は、運動、空間、時間についてわれわれが抱く観念を一変させた。空間はもはや絶対的なものとは見なせず、基準系に相対的なものとなったのだ。この“基準系”という考えには、3世紀前にガリレオが唱えた同様の考えが反映している。

 一般相対性理論は「絶対」を葬り、「中心」の息の根を止めた。「神は死んだ」(『悦ばしき知識』)とニーチェが書いたのは1882年のこと。だが実際に止めを刺したのはアインシュタインであった。


 神という座標は完全に崩壊した。空間の正体はは歪んだ時空連続体であった。観測者の運動によって世界(時空)は異なっていた。


 アインシュタインがわれわれにもたらしたこの新しい相対的な世界において、絶対不変のものが一つだけ存在する。光の速度である。ほかのすべては、この究極の速度の見解を取りかこむ取り巻きにすぎない。空間と時間は一体化し、時空となった。光速の宇宙船で旅する双子の一方は、地球に残っている双子の片割れよりもゆっくりと歳をとることが証明された(※双子のパラドックス)。物体の速度が光の速さに近づくにつれて、運動する物体は変化し、時間は伸びる。時間はゆっくりすぎる。相対論の禁ずるところではあるが、もしなにものかが光より速く動くとすれば、それは過去へ進むだろう。空間と時間はもはや固定していない──可塑(かそ)的であり、物体は光速にどれほど近いかによって変わりうる。

 アインシュタインはもっぱら理論的な考察、彼のいう「思考実験」のみから、光源がいかに速く観測者に近づいたり、あるいは遠ざかったりしても、光の速さは一定不変であると断じたのである。


 時速50kmで走る2台の車が擦れ違う時、お互いの位置からは時速100kmで走り去ってゆくことになる。ところが光の場合これが当てはまらないのだ。光はどこから見ても秒速30万kmとなる。光速度が速さの上限なのだ。


 16歳のアインシュタインは次のように考えた。「もし自分が光の速さで飛んだら、顔は鏡(かがみ)に映るのだろうか?」(『みるみる理解できる相対性理論 改訂版』ニュートン別冊/佐藤勝彦監修、水谷仁編集)と。


 もしも光が音と同じような波であるなら決して映らないはずだ。音の速さは秒速340mである。仮に私が秒速341mで走ったとすれば、見目麗しき美女から「待って」と言われても、その声が届くことはないのだ。


 結論を述べよう。光速度で飛んだとしても鏡に顔は映る。光は音と違って媒質を必要としない。ここからアインシュタインは当時まだ信じられていたエーテルに疑いを抱いた。


 たとえ生の親に見捨てられでも、宇宙定数は決して息絶えることは無かった。


 これが本書の白眉といってよい。宇宙定数は息を吹き返し、そして最新の研究によればエーテルまでもが蘇りつつあるのだ(『物質のすべては光 現代物理学が明かす、力と質量の起源』フランク・ウィルチェック)。


 行きつ戻りつしながらも科学は確かなる歩みを運ぶ。その意味で光とは、直観的な英知の異名であると言い切ってよい。

相対論がもたらした時空の奇妙な幾何学―アインシュタインと膨張する宇宙 (ハヤカワ文庫NF―数理を愉しむシリーズ)

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