【最新更新日　：　2018年03月11日日曜日 】

２０１８年の読書履歴(№12)

★ 評価は、私の独断と偏見でつけたもので、読んだ時点で「ん、これは良かった！」と思った本です。
　　本そのものの良し悪しとはまったく関係ありません。☆はイチ推し、◎は、おすすめの本です。

№	了月	書籍名		著者	出版社	評価	コメント＆抜き書きへのリンク
12	18/02		重力とは何か	大栗博司	幻冬舎新書	◎	第一章　重力の七不思議重力は「力」である＝第一の不思議重力は「弱い」＝第二の不思議重力は離れていても働く＝第三の不思議重力はすべてのものに等しく働く＝第四の不思議・そもそも質量とは、物質の「動かしにくさ」にほかなりません。重力は幻想である＝第五の不思議重力は「ちょうどいい」＝第六の不思議重力の理論は完成していない＝第七の不思議第二章　伸び縮みする時間と空間　　　　　―― 特殊相対論の世界物理学者は急進的な保守主義者・物理学は、物質の成り立ちやそこに働く作用を理解することで、自然界の現象がどんな法則によって起きるのかを解明しようとする学問です。同時に出したのになぜ後出しジャンケンになるのか・時間の流れは観測者によって変化する相対的なものである。・万人に共通の「絶対時間」は存在しない。時間だけでなく距離も伸び縮みする・「速さ＝距離÷時間」ですから、速さを一定に保ったまま、時間が延び縮みすると、距離のほうも変化する。「E＝mc²」とは固定相場の為替レート・ニュートン力学は、時間や空間が不変であるという前提で、物体の動きについて考えました。・アインシュタインは、一九〇五年、驚くべき発見をして、そこで導き出されたのが「E＝mc²」です。　エネルギー（E）は質量（m）に光速（c）を二回かけたものに等しい。・「エネルギー保存の法則」　すべての物理現象の前後では、エネルギーの全体量が増えたり減ったりせずに保たれる。・少しの質量でも、cの二乗をかければきわめて大きなエネルギーに換算されます。・たとえば、一円玉一個の質量を電気エネルギーに変えることができれば、八万世帯の一ヵ月分の消費電力をまかなうことができます。・だからこそ、このアインシュタインの式から、原子爆弾や原子力発電といった莫大なエネルギーを生む技術も可能になったのです。第三章　重力はなぜ生じるのか　　　　　―― 一般相対論の世界まずは「次元の低い」話をしよう・四次元は「空間三次元＋時間」のこと。相対論では時間と空間がどちらも伸び縮みするので、両方を合わせて「時空」という概念でとらえます。・時空の次元とは、「位置を決めるためにいくつの情報が必要か」と同じことだと考えるといいでしょう。三次元の「空間」では、縦、横、高さの三つの情報があれば位置が決まります。そこに四つ目の情報＝時間を加えて初めて、「時空」における位置が決まるわけです。あてになるカーナビ――アインシュタイン理論のテスト・GPS 　これはアメリカ空軍が運用する三〇個ほどの衛星を使うシステムで、少なくとも四つの衛星から信号を受け取ることによって、時間と位置を正確に割り出します。・空間三次元＋時間一次元の四次元時空では、縦・横・高さ・時間の四つの情報で位置が決まる。・したがって、GPSの精度を上げるには「時計」が合っていなければいけません。そのためGPS衛星には三万年に一秒程度しか狂わない原子時計が搭載されています。・しかし、どんなに正確な時計でも、相対論効果から逃れることはできません。それを考慮に入れて時計を補正しなければ、地上とのあいだに時差が生じてしまうのです。・GPSは、特殊相対論と一般相対論を使ってこの誤差を補正し、人工衛星と地上の時計が合うように設定してあるので、実用に堪えるものになっているのです。第四章　ブラックホールと宇宙のはじまり　　　　　―― アインシュタイン理論の限界ビッグバン理論に強く抵抗した科学者たち・ビッグバン＝大爆発というと、空間の一点から、爆発物が外向きに広がっていく様子をイメージするかもしれません。そうすると、爆発物がまだ届いていないところはどうなっているのか疑問になります。・しかし、宇宙のビッグバンでは、空間自身が膨張するのです。・空間の膨張とは「二点間の距離が広がる」ことですから、必ずしもその空間の「外側」は必要ありません。・宇宙全体の構造はまだわかっていませんが、仮にそれが「無限」の空間だとしても、そこにある二点間の距離を広げることはできます。第五章　猫は生きているのか死んでいるのか　　　　　　――量子力学の世界「光の正体は波」で決着したはずが…… ・簡単に言えば、マクロの世界を扱うのが相対論であるのに対して、量子力学はミクロの世界を扱う物理学です。・宇宙の始まりの謎を解くには、アインシュタイン理論の限界を乗り越え、相対論と量子力学の二つの理論を統合しなければならない。・その先に、自然界のすべての現象の基礎となる究極の統一理論があると期待されているのです。放射線障害のメカニズムも「光は粒」で説明できる・光は粒である――この驚くべき発見から、量子力学は始まりました。・「量子」とは、「ミクロの粒々」のことだと思えばいいでしょう。光は粒々でできているから、マクロの視点では連続的に変化しているように見えるそのエネルギーが、ミクロの視点では「とびとびの値」になるのです。・なぜ紫外線が日焼けの原因になるかと言えば、波長が短い（つまりエネルギーが高い）からです。・人間の皮膚に含まれているメラニンは、ある長さより短い波長に反応して黒くなる。赤外線の波長はその閾値(しきいち)よりも長い（エネルギーが低い）ので、いくら浴びてもメラニンは反応しません。しかし紫外線は閾値を超えたエネルギーを持っているので、浴びれば浴びるほど日焼けを起こすのです。・したがって、紫外線よりも波長の短い電磁波を浴びれば、人体の受けるダメージは日焼け程度では済みません。レントゲンをたくさん撮りすぎるとガンのリスクが高まると言われるのも、そのためです。・レントゲンに使うⅩ線は紫外線よりも波長が短いので、その強いエネルギーでＤＮＡの分子結合を断ち切ってしまう可能性がある。すべての粒子は「粒」であり「波」でもある・光は「波」と「粒」の性質を併せ持っている。・電子にも、「粒」と「波」の双対性がある。光は「波だと思っていたら粒でもあった」のに対して、電子は「誰もが粒だと思っていたのに波の性質もあった」わけです。・私たちの体を作っている素粒子も、「粒」であると同時に「波」なのです。量子力学と特殊相対論が融合して「反粒子」を予言・反粒子とは、ある粒子と逆符号の電荷を持つ粒子のことです。・反粒子は、電荷が逆符号の粒子と出会うと、「対消滅」という現象を起こします。・読んで字のごとく、両方とも消えてしまう。しかしエネルギーは保存されるので、消えることはありません。ひのエネルギーは光になって飛んでいきます。・一方、真空の中では、何もないところから粒子と反粒子が「対生成」され、たちどころに消えるという現象が起きています。第六章　宇宙玉ねぎの芯に迫る　　　　　　――超弦理論の登場弦理論から素粒子全体を扱える超弦理論へ・「標準模型」とは、どのような種類の素粒子が、どのように力を及ぼし合ってミクロな世界を作っているかを、最新の実験データをもとにまとめた理論のことです。・「いま素粒子の世界はここまでわかった」と示す最先端のモデルが、標準模型なのです。・標準模型では、素粒子を、物質のもととなるフェルミオンと、そのあいだの力を伝えるボソンに大別します。・陽子や中性子の中にあるクォークはもちろん、電子やニュートリノも物質を構成するフェルミオンの一種です。・これに対し、光子は、電磁気力という「力」を伝える粒子ですから、ボソンです。・また、素粒子の質量の起源とされるヒッグス粒子もボソンの仲間に含めます。・そのフェルミオンとボソンが相互作用する仕組みを明らかにし、どのようにしてさまざまな現象を起こしているかを説明したのが、標準模型です。第七章　ブラックホールに投げ込まれた本の運命　　　　　　――重力のホログラフィー原理ホーキング理論裏づける宇宙背景放射の「ゆらぎ」・初期宇宙のゆらぎが星の「タネ」になった。それがなければ星は生まれず、したがって私達人類も生まれていなかったでしょう。・私たちの存在は、ビッグバンより前に生じた「量子的ゆらぎ」に由来するのです。一〇の「一〇の七八乗」乗もの状態は果たして可能か・一気圧で摂氏零度の空気には、一立方センチメートルあたり二七〇〇京個もの分子があります。第八章　この世界の最も奥深い真実　　　　　　――超玄理論の可能性ホログラフィー理論の思いがけない応用・超電導とは、金属などの物質を冷却したときに電気抵抗が急激にゼロになる現象です。　　――　完　――