4つの論文
アインシュタインの奇跡の年と言われる1905年
アインシュタインさんは4つの論文を発表している
一つは 光電効果について
これはノーベル賞を受賞しているね
二つ目はブラウン運動について
これもすごいんだよ 結果として
分子や原子の実験的観測の可能性を示唆しちゃったんだから
三つめは今書いている運動している物体の電磁気学
要するに特殊相対性理論についてだね
四つ目は相対性理論として語られることが多いけど
超有名なE=MC2の元ネタだね
先に断っておくけどアインシュタインさんは超天才
そんな雲の上の人のことをぼくが語ることなんて
おこがましいのは重々承知の上で
ここから書いていこうと思うんだ
光電効果
光電効果っていうのは
光を金属板に当てると 電子が飛び出してくるってはなしだね
この現象が見つけられたのは光起電力効果も含めると
1839年まで遡れるんだ
ヘルツさんが1887年に広義の意味での光電効果
翌年ハルヴァックスさんが狭義の意味での光電効果を見つけて
その現象を詳しく実験で証明していったのがレーナルトさん
だけど現象は観測されたんだけど
物理学的に説明することは難しかったらしいんだよ
それをわかりやすい証明をしたのがアインシュタインさん
光という存在の振動数が他に影響を与えるんじゃなくて
光を構成する物の中に
振動数に比例するエネルギーを持つ粒子があるとすれば
簡単に説明できるんじゃない？ って言いだした
それが1905年のことだね
ブラウン運動
もともとは生物学（正確には植物学かな）のブラウンさんが
1827年に水面上の花粉から流出した微粒子が
（花粉そのものじゃないよ）
不規則な運動をする という
実験結果を発表したところから始まっているね
それ以降にも液体や気体中に浮遊する微粒子が
不規則運動をするという実験結果が出て来たんだ
だけど これにも物理学上の確たる説明が出来なかったらしい
そこでまたアインシュタインさん
この運動は熱運動する分子の不規則衝突で起きるんじゃない？
って言いだした
原子なんてものはギリシャ時代から言われていたし
分子については1811年にはアボガドロさんが
ほぼ確定事項にまで昇華させていたよね
だけど 原子・分子というものの存在が
物理学の『仮説』と されるまでには
至っていなかったんだ
だからかもしれないけど
ブラウン運動を理論的には説明できなかったらしい
この分子・原子の仮説は1908年頃から
原子についてはラザフォードさん
分子についてはぺランさんが次々実証していったおかげで
現代では『仮説』として成立しているけど
1905年時点では
原子・分子には確たる証拠が無かったってことだね
もちろん 物理学界の大勢は
認める方向で進んでいたそうだけど
アインシュタインさん
その原子・分子（特に原子だね）という存在を
確定事項として導入しちゃったんだ
今で言うところの仮説思考っていうものかもしれないけど
物理学の世界でその方法を導入するのは
難しいとは思うんだよね
特殊相対性理論
これについてはさんざん書いてきたから簡単に
マクスウェルさんの電磁気学を
ニュートン力学（特に基礎となるガリレオ変換）での
解釈を満たすために
苦労した試行錯誤（特にローレンツさん）
その試行錯誤を 単純に
光の速度が一定であるという仮定を導入するだけで
整合性を持たしちゃったってこと
（要約しすぎかな）
質量とエネルギーの等価性
最後の質量とエネルギーの等価性は
これから少し触れてみるけど
特殊相対性理論の発展形の一つかもしれない
特殊相対性理論では『ローレンツ因子』が
ひとつの鍵を握っちゃう
ニュートン力学ではこの宇宙の構成要素を
空間（三次元）と考えていたよね
時間は一定の基準値として捉え置いて
除外していたわけだ
ところが アインシュタインさんが
光の速度が一定とした途端に時間というものが
あやふやになっちゃった
ローレンツ変換（その数式が正しいとするのならば）は
時間というものも 空間と同様の宇宙の一構成要素として
組み込んじゃったんだね
宇宙の成り立ちがこれまでの三次元空間の概念から
四次元（と まではいかないけど）の時空間という
考え方に移行していった ってことかもしれない
もし それを『是』とする（ローレンツ変換が正しい）ならば
そこから広がっていく思考実験は
いろいろ奇妙なことが起こっちゃう
質量とエネルギーの等価性もその一つなんだ
