雑学

光が波か粒子かっていうのが古典力学で議論されていた問題。優勢だったのは波動性のほうだけど、実験・観測の結果どうやら光にも粒子がありそうだってことになってきた。古典力学では波動性と粒子性は相いれない、だから科学者たちは困ったんだろうね。そのうえ今度は物という粒子にさえ波動性があるんじゃないかってことになってきちゃった。

電子が粒子性と波動性を併せ持つってことが実験の結果ぼんやりと見えてきた。もともと電子って『粒』ってイメージがあるもの、それが波の性質を持っているってことにみんな混乱したわけだ。では光みたいに波のイメージのある物はどうなんだろう？　そして実験が重ねられ光も『粒』の性質があるってなったもんだからまた混乱がおきたんだよね。

電子が原子核の周りを単純に回っているというラザフォードさんの原子模型。古典力学をベースにした物理学にはすごくわかりやすいけどいくつか疑問点の残る問題、特にスペクトル、もあったんだ。そこで出て来たのがボーアさんの改良型模型。実験結果を満たすものとして発表されたこの模型がいよいよ量子力学の土台になってきたってことだね。

光は波動か粒子か。自然科学の対象として実験研究の対象とされだしたのは１７世紀頃からだけどこの問題結構昔から行われていたんだよね。どちらの言い分にも一理はあるけど欠点もある。それでもつい最近までは光＝波動説が有力だったんだ。近年だよ、どうやら光にも最小単位があるんじゃないかってことになってきたんだよね。

ものをどんどん分割していくとどうなるのか？　分子に原子、電子に原子核。原子核もまだもう少し細かくできそうだし、最近じゃ質量を持たない素粒子なんてものも登場している。もっとも実際にどれも見た人はいないんだろうけど実験の結果を説明するための最適解がそうなっているんだよね。じゃあ、電磁波ってのは細かくできるんだろうか？

α粒子を原子にぶつける。まったく科学者たちのやることはある意味無茶苦茶。でもそうやってどうんどん神秘の扉を開けていくんだから大したもんだ。この実験によってなんとなくの原子の構造が見えてきた。中心にプラスに帯電した『なにか』があってその周りを電子たちがくるくると回っているという今の原子模型が出来上がったんだよね。

原子の中に電子ってものがあるのがわかってきた。これまで最小単位だと思われていた原子がじつはまだ細かく分けられるってことがわかってきたわけだ。電子はマイナスの電荷を持って、水素原子の1800分の1くらいの重さってことはわかってきた。今度は原子の中の電子の個数がわかれば電子以外の『なにか』に近づくことができそうだね。

物を細かくしていくと物の本質を持ったままの最小単位『分子』に分けられちゃう。でもその『分子』もまだ分けていくことができる。『分子』はいくつかの『原子』の組み合わせでできていることがわかったってことだね。ではその『原子』が『アトム』（もうそれ以上に小さくできないもの）なんだろうか？

『原子』って考えかたは取り立てて最近のはなしじゃない。古代ギリシャ時代から物質ってものは粒々が集合して出来上がっているんだよって考えかたはあったんだからね。それでもその考え方の裏付けができるようになるまでには相当時間がかかっている。現在じゃ（もっとも今のところではだけど）『原子』ってものが通説になっているんだけどね。

ぼくたちのまわりの世界。見たり聞いたり感じたりしている世界にもまだまだわからないことが山ほどあるけど、科学者たちはすごいよ。目に写らない微小な世界やぼくたちが感じられない世界にまでその探究の触手を伸ばしていくんだから。今ある物を細かく細かく砕いていってもうこれ以上小さくできないところまで研究しちゃった。