この画像を大きなサイズで見るE=mc2。一般相対性理論。光電効果。ブラウン運動。自身が成し遂げた20世紀物理学の革命によって、アインシュタインは世界で最も有名な科学者となった。彼の代名詞でもある一般相対性理論は未だに科学的発見を支え続けている。だが、アインシュタインは一発屋ではなかった。生涯を通して大なり小なり、様々な着想を得ているのだ。そんな彼の少しマイナーな業績に触れてみよう。
1. ラジオメーター
この画像を大きなサイズで見る1870年代、イギリスの化学者ウィリアム・クルックスがラジオメーターという面白いものを開発した。その発明はガラス製のバルブに風車のような金属片が入れられたものである。これを日光に当てると、不思議なことに回り出すのだ。
興味をそそられたアインシュタインは、その仕組みの解明に没頭するようになる。その入れ込みようは、自分の姪に研究課題としてこれを選ぶよう説得したほどであった。やがてその謎が解け始めた。風車の暖かい側に分子が当たると、その羽の部分でより速く跳ね返るため、わずかに圧力が増すのだ。この圧力の微妙な差がラジオメーターを動かす原因だ。ただし、その最大速度については、別の効果による説明がなされる。
2. アインシュタインの冷蔵庫
この画像を大きなサイズで見るアインシュタインは理論家としての顔が一番有名だが、黒板に式を書く姿だけが彼の全てではない。応用にも大きな関心を寄せており、アイデアを実現する実験を好んで行っていた。
アインシュタインが考案した冷蔵庫もそうした1つで、これにはモーターも冷却液も使われていない。代わりに、低い圧力下ではより低い温度で水が沸騰することを利用していた。アインシュタインとシラードのアイデアは、アンモニアの蒸気の中でブタンで満たしたフラスコをバーナーで炙ることであった。アンモニア蒸気は圧力が低いため、ブタンの沸点が下がる。そしてブタンが沸騰すると、それが周囲からエネルギーを吸収し、隣接する区画が冷却されるのだ。
スイスの特許庁に務めた日々は、アインシュタインに相対性理論を思い描く時間を提供しただけでなく、特許出願手続についても精通させるにいたった。そして、彼の新発明は1930年に無事特許が認可されている。
3. 重力レンズ
この画像を大きなサイズで見るアインシュタインの才能の１つは、アイデアを知ったときにそれが優れたものかどうか見抜くことができたことだ。アマチュア科学者のルディ・マンドルが1936年、アイデアを携えて彼の許を訪れたとき、アインシュタインはすぐに注目した。周囲の人間は高名な科学者の邪魔をしないようマンドルをたしなめていたようだが、アインシュタインはその日の午後を丸々彼と過ごすことになる。
マンドルの考えでは、宇宙の物体が十分に大きければその周囲の光が曲がり、重力による一種のレンズが作り出されるはずだった。実はアインシュタイン自身も以前にこの考えを思いついたことがあったが忘れていた。すぐに計算を行ない、そのプロセスを証明した。だが、それほど重要だとも思わなかったようで、マンディにせがまれるまで学会に発表することはなかった。”無駄な方法”はやがて数人の科学者によって洗練され、重力レンズは現代の宇宙論において、特に太陽系外の惑星を発見する際には不可欠となっている。
4. ボース=アインシュタイン凝縮
この画像を大きなサイズで見るアインシュタインが無名の科学者のアイデアに耳を傾けたのは、その時だけではない。インドの物理学者サティエンドラ・ボースが光子の統計を計算する手法に関して手紙を送ってきた時もそうであった。ボースの考えは、同じ種類の粒子の集団の中では、全粒子は本質的に個々の見分けがつかないことを示唆していた。
アインシュタインはすぐさま粒子を絶対零度まで冷やせば、同じ最低エネルギー状態へ落ち、見分けがつかなくなるとことに気がつく。すなわち、粒子の集合はあたかも大きな1つの粒子として振る舞い、完全に新しい状態の物質が形成されることを意味していた。このボース=アインシュタイン凝縮と呼ばれる物質の塊には粘度がない。
この存在を証明するには70年の歳月がかかったが、その証明に成功した科学者は2001年のノーベル賞の栄誉に浴している。
5. 大統一理論
この画像を大きなサイズで見るおそらくアインシュタインの最も有名な失敗は、重力、電磁相互作用、弱い相互作用、強い相互作用を統合できなかったことだろう。晩年の彼は大統一理論の完成を目指したが、志半ばにしてこの世を去った。
アインシュタインは自分が正しいことに確信を持っていたのだろうが、同時に間違うことを恐れなかった。そうした柔軟性があればこそ、くじけることなく、同じ問題に毎日、何年にも渡って取り組むことができたのだろう。彼が天才的な洞察力を持っていたのは疑いないが、もう1つ大切な要素はその集中力と決意の強さだったはずだ。
アインシュタインは動物の大切さも訴えてるから素晴らしい！
E=mc2は美しすぎる方程式
※2
発表当時,彼は無名であったという逸話も素晴らしい。
※23
光速は一定でないってどこかの研究機関が発表してなかったっけ？
※2
Q.E.D.
宇宙は空気も水もない。
だけど電波や光を波動エネルギーとして伝播させる何かで宇宙は満たされているはずなんだ。
これだれか解明してくれないかなあ。
※3
ダークマターというよくわからん物質のことだな
素粒子やニュートリノが発見されてきている現在では
このくらいの技術だけど科学者の興味と技術はすごいし
時間かかっても解明する人出るよ
光電効果・・・・
真空管の理論なのに、初期のビデオカメラの原理なのに、ノーベル賞の理由なのに・・・
※4
後は実用の面でレーザーとかね。
クーラーもだっけ、冷蔵庫と被るけど。
※3
電波と光は同じ電磁波でそれそのものがそれそのものを伝える波であり粒である。
エーテルなどこの世に存在しない、それを提示したのもアインシュタインだぜ。
※4に通じるけど「光量子仮説」というものを調べるといいよ。
それ以上は量子論の世界だ。
いーいこーる
えむしーすくえあー
山口百恵
いい記事。アインシュタインは原爆を作らないで欲しいとも訴えかけていたね。
日本に落ちたと知ったときは、あの美しい国になんということを…とショックを受けたそうな。
大統一理論ってまだ完成してないよね。アインシュタインがいかに天才であったとしても、さすがに難しすぎたのかな。それとも、観測、実験の技術が足りなかったのか。後数十年遅れて生まれていたらもっと素晴らしい偉業を成し遂げていたのかもしれないと考えるともったいないなぁ。
2の冷蔵庫は冷凍サイクル, つまりエアコンの元祖ともいえるワケで.
俺らがクソ暑い夏場に, 電車や車の中にいても死なずに済んでるのも, アインシュタインのお陰ってこと・・・
とゆってもいいかも知れないな.
今の時代に生きてたら、もっとすごい発見をしてたのか
それとも平凡な学者で終わったか
ブラウン運動も入らないんだな。
本人が最大の過ちと言った宇宙項も違う形で注目されているし。
本当に偉大だ。
統一理論は超ひも理論の向こう側だからまだまだだな。
光量子仮説は…？？？
E=mc2。一般相対性理論。光電効果。ブラウン運動については
メジャー業績として、きちんと最初に言及してるじゃないか
※15
意外と知られてない、の筆頭だよな。
アインシュタインは相対性理論では取ってないけど、光量子仮説の方で取ってるのは物理先行なら皆知ってる事。
どんだけ偉大なんだよ
※16
どんだけ偉大なんだよ って言っただけでマイナス評価されるんだなｗ 偉大な人に偉大っていうのが失礼っぽいからかね？ もしくはアインシュタインのアンチ？
宇宙項についても言及が欲しかったところ。存在するのか否か、存在するのなら、なぜその定数に定まったのか。謎過ぎる。
やっぱ天才だわ
業績も凄いけど
個人としてのアインシュタインも面白いよ
日本に来て鵜飼いに感動したりとかね
ノーベル賞は光電効果の証明だって事は知らない人が多い
俺はブルーバックスの都築卓司の本で知った口
未だに光速が一定な分けない、空間時間が歪むわけが無いと、たいした知識もなしに相対性理論が間違っていると主張する人間が沢山いる。如何に主観からかけ離れた理論かがよく分る。
人間が感じる世界は人間のスケール特有のものだということは、あらゆる物理学からもよく分るね。
3番については小首を傾げたくなるな。
アインシュタインは重力レンズについてそれが重要な発見になるとは考えていなかった。当時の計算のノートも確認されていて,それが実際に観測されることはないだろうと結論付けたと言われている。マンドルが重力レンズ効果の論文掲載をアインシュタインに頼み込んだ時に「ほとんど価値のない論文ですが、あのあわれなマンドルは喜んでいるでしょう。」と追記されているのは有名な話だ。
EPRパラドックス等の量子論に関する業績も挙げたいところだ。
彼は量子論を否定していた立場とはいえ,彼の優れた反証は我々が複雑かつ奇妙な量子論の世界を理解する足掛かりとなり,量子論の理論的発達を助長した。
現代の物理学は相対性理論と量子力学という2つ理論からなっている、と言っていいんだけど、
その片方の相対性理論はほとんど全てをアインシュタインが作り上げてしまったと言っていいわけで、
しかも、また片方の量子力学でも、アインシュタイン自身はその量子力学の不確定性の点で否定する立場でありながら、
初期の量子力学の支えにもなった光量子仮説や
量子力学のボーアとの対話による量子力学の補完(この議論で自らの相対性理論が不確定性原理を補完させることになった すなわち、量子力学は相対性理論により補完されているとも言える)や
ボース=アインシュタイン凝縮、EPR相関(パラドクスのはずであったが)と言った理論を打ち立て量子力学の発展に寄与している
現在、相対性理論と量子力学の間には矛盾がまだあるとされており(物理学では理論的な理由もなく、ある場合はこの理論、この場合はこの理論、というのは基礎の理論において甚だ都合的で美しくなく、物理学的に不可思議なため理論は統一されるべきだとされる)、
それは大統一理論における重力において表れるらしい(勿論、他にも解決するべき点はあるらしいが、最も大きな流れがこの点であるらしい)
つまり、重力での問題を解決し、大統一理論を確立することは現代物理学の2つの理論である相対性理論と量子力学をつなげ、物理学の大きな最終目的の１つである、１つの統一理論を確立することであるとされる
アインシュタインはそれを目指していた そして、多くの物理学者は今もそれを目指している
さらに原子や分子の存在を確証されるブラウン運動の理論やこの記事のような(知らなかった)有象無象の功績を残し、幅広く、深く物理学の発展に寄与した
また、誤解されることが多いが、原子爆弾の開発には協力していない
しかし、マンハッタン計画を促すことになったアインシュタイン=シラードの手紙(発案はシラードではあるが)には後悔し、戦争の被害と日本に原子爆弾が落とされたことに非常にショックを受けたとされる
第二次大戦後の晩年には、平和活動に尽力し、科学の平和利用と科学者の平和への道を宣言したラッセル=アインシュタイン宣言をした
そして、その宣言が発表される前にアインシュタインは亡くなった
つまり、これはアインシュタインの遺言と言えるようだ
これは考えなけるばならないと思う
どうしよう理系だけど全然わからんぞ
物理選択じゃないという言い訳をしつつ。
文章のほとんどが理解不能です・・・(@~@;)
エーテルは存在しなかったけれど、ヒッグス粒子の発見で、質量を生み出す粒子が宇宙全体に充満している事が分かったよね。大統一理論は失敗って事になっているけれど、アプローチが間違っているだけで、やがて別の方法で証明されるよ。もうかなり近いところまで来ている。
アインシュタインが今生まれていたらというのはとてもロマンがあるけど、もしアインシュタインが過去に生まれていなかったら今の時代は数十年進歩が遅れていた可能性が高い訳で、結局彼が取り組むべき事はそう変わらなかったかもしれない。ただし、アインシュタインが今もう一度生まれたら、となるとちょっと興味がある。
光量子仮説を始めとする量子論への貢献もあるけど、拡散の理論でも非常に重要。
アインシュタインの関係式、アインシュタイン・ストークス式
液体中のナノ粒子の大きさを測定するのに使われている。
なんだよお前ら頭良かったのかよ
・・・なんだよもう
>31
エーテルの存在は否定されているわけではなくて、あってもいいけどなくても全く問題ないよって位置づけ。
ラジオメーターは小学生のころ科学と学習の付録についてて
こんな不思議なことがあるのか！
ってビックリした記憶がある
光に羽を回すほどの力があるなんて考えてみたことなかったからね
ヒッグス粒子はむしろ発見されなかった方が大問題だよ
現在の基本となってる標準理論に組み込まれてる粒子なんだから、
それが発見されなかったら、基本となってるものが根底から違ってたのかもしれないとなってしまう
固体比熱の理論。
俺と同じくらい頭がいいな・・・こればかりは絶対に言えない冗談だな。
別にアインシュタインだけが偉いんではなく、色んな人の積み重ねなんだよ。
一般相対論は確かに凄いんだが、結局量子論にやられ、頑固ジジイで終わった。
古典物理学の最後の巨人として、量子論の盾になった事は、量子論発展につながったとも言える。そう意味で言えば、非局所性相関のパラドックスが、最後の仕事とも言える。
ほぇー、ラジオメーターなんてのがあるんだな
これを使って地球が回っているメカニズムが解明しようとしたとか？
アインシュタインが原爆の投下先を相談された時に京都を推薦した。
理由は、日本人の精神的支柱をへし折れるからだと答えた。
個人としてのアインシュタインは
原爆の投下先として京都を推薦したけど、米軍の上官が歴史遺産の破壊に反対した。
日本の講演会で物理学なんてわからない土地の名士だけが押し寄せて不快だった。
日本のパン屋が発明した水飲み鳥の玩具の動作原理が理解できなかった。
一見すると永久機関に見えるけど、気化熱で冷媒が移動して動作している。
相対性理論は、大天才ジュームズマクスウェル博士の電磁方程式を弄って導出された。（詳しくは放送大学講座などで。）
但し、オリジナルの超複雑な式でなくて、ヘビサイド博士が当時の電磁気機器設計で不要な項などを省略して超簡略化した式を使用してしまったようです。
工学部や高専で習う電磁方程式はヘビサイド博士による簡略版です。