物理学への道標【科学史から】

以下に草稿を残します。各項は適時改定致します。

�@オイラー
�Aレンツ
�Bガウス
�Cクーロン
�Dオーム



【�@オイラー原稿】
L・オイラーのLはレオンハルトのLです。

オイラーはガウスと並ぶ数学の大家
ですが、同時に天文物理学でも業績
を残しています。物理学で使う数学
手法も残しました。オイラーが
定式化した自然対数と三角関数の関係は
何度も何度も繰り返し使いました。

さて、オイラーの人生における転機は
大学時代に師となるベルヌーイが
その才能を見出したタイミングでした。
神学の道を目指していたオイラーの
両親をベルヌーイが説得して
オイラーは数学の道を選びます。

オイラーは招かれて外国で数年
過ごしたりしながら研究を続け
ましたが、視力が低下していき
遂には失明してしまいます。

それでもオイラーは精力的に
論文執筆の活動を続けました。
頭の中で計算式を操り、
口頭で協力者に内容を伝え、
文章に起こしてもらい、
論文を次々と完成させたのです。








【�Aレンツ原稿】
レンツはドイツ系ロシア人物理学者で
ロシアで生まれてます。

レンツは若き日にオットー・フォン・コツェブー
が中心となった第3回の世界一周調査のメンバー
として海洋環境の物理的側面を調査しています。
レンツは色々な港に立ち寄り海水成分を調べたり
したのでしょうか。私ならそこで釣りをして
生物学の研究に協力もしたいと思います。

さて、レンツの業績として有名なのは
レンツの法則ですね。その内容は変動磁場
との関連で、誘導起電力が発生しますが
その方向が初めの磁場発生を妨げる
方向に発生する。というものです。
実例としてコイルに磁石を近づけると
コイルに電流が発生して、それ故に
コイルが磁石化して磁石とコイルが
反発します。感覚的に分かり辛いのは
磁石から出る磁力線が空間を
伝わる様子です。現代の理解では
真空中でも伝わる電磁波ですが
レンツがもたらした様な知見があって
初めて分かると思います。それだから
実験を繰り返し、定式化した事は
とても素晴らしいと思います。
このレンツの法則は現代ではブレーキ
に応用されたりしています。

レンツの時代はマクスウェルと近く、
この時代は電磁気学が完成していく
時代だと捉える事が出来るでしょう。
現代人が使いこなす言葉、電磁波・
原子・電子・光電圧・・・
そういった知見のない中で磁力と電力
を関連させてエレクトロニクスへと
繋がっていく理論大系を作っていった
のです。まさにパラダイムシフトの
連続でした。目に見えない法則を使い
今やリニアモーターカーが動き回るのです。

またレンツは、ジュールの法則を独立して
導いていました。







【�Bガウス原稿】
ガウスは18世紀の数学者にして
物理学者にして天文学者です。

業績として大きいのはガウス分布、
ガウス関数、ガウスの最小自乗法、
ガウスの法則等でしょう。
電荷量が取り囲む曲面から計算される。
といった有名な法則です。
また、
よく使われているCGS単位系の中に
ガウス単位系とも呼ばれる単位系があります。

パトロンが生活を支えたり
していたという時代背景もあり
ガウスは教授となる機会は無かった
ようですが、デデキンドとリーマン
は彼の弟子だったと言われています。





【�Cクーロン原稿】
クーロンの名前は正確には
シャルル＝オーギュスタン・ド・クーロン
（Charles-Augustin de Coulomb)
と記載されます。彼はフランス人です。調べてみると
もともとクーロンは測量の仕事などもしていました。
時代がら色々な分野に功績を残しています。

まず、力学的な側面では摩擦に関する研究があります。
「部品間で摩擦とロープの張力」を考慮して
機械全体での動きを論じています。
工学的な側面と表面物性からアプローチして
細かく見てみたいところではありますが、
当時の視点からは革新的な研究だろうと思えます。

電磁気的な側面では「ねじり天秤」での実験が有名です。
微細な力を検知出来るような仕組みで
導体表面での帯電状態を計測したのです。
生活の視点では、力学は目で見て分かりやすく、
電磁力学は目で見て分かり辛いと言えます。
それだから、今でも静電気でびっくりしたり、
手品の種として電気的性質が使われたりします。
当然、今でも高電圧の配線は子供の手の届かない所
に敷設され、運用されているのです。
結果的に電荷に働く力は距離の事情に反比例すると示し
クーロンの考えは後の電磁気学、
長い目で見れば場の理論につながっていきます。









【�Dオーム原稿】
オームの法則で有名です。
オームの法則は定量的に回路を論じるときに不可欠で
非常に明快なので小学生レベルから説明出来ます。
子供に科学を教える時に理解しやすく、
実験的と原理がつながる事例として明快です。

オームは独学で数学、特に幾何学を習得していて
研究生活に入る前に教師として生計を立てている時期がありました。
その後、プロイセン王に幾何学に関する原稿を送り、評価を受け
ケルンのギムナジウムで物理学を教える機会を得ます。
そこでの実験室で設備が充実していたことは
その後のオームにとってとても良かったと思います。

オームの法則は、実の所はイギリスのキャヴェンディッシュ
が先に発見しているようですが、ご存命中に発表しませんでした。
オームはキャヴェンディッシュと意見交換することなく
独自に法則を確立していて論文にまとめました。

また、オーム自身は導体内での電子の挙動に関して
近接作用の結果として論じていたようですが
そんなエピソードからも目に見えないミクロな現象を
組み立てていく為に検証をしていく難しさを感じます。

そんな困難の中、原理を確立して社会に意義を問いかけ
現代に多大な功績を遺したオームの名は抵抗値の単位
として今後も使われていきます。