物理学への道標【科学史から】

こんにちは。コウジです。
ナイキストの原稿を改訂します。

今回の改定点はリンク切れ情報の改定です。
ご覧ください。（以下原稿）

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【1889年2月7日 ~ 1976年4月4日】

アメリカに帰化したナイキストの生まれ

ナイキストはスウェーデンに生まれました。

1907年に家族がアメリカ合衆国に移り住み
その後、帰化しています。

その時点でナイキストはハイスクール修了くらいでしょう。
アメリカの名門、イェール大学を卒業した後に
1917年からAT&T研究所(Wikipedia_Info)で研究します。

その後もナイキストはベル研究所で研究します。アインシュタインがブラウン運動で考えた様に、
ナイキストは微視的な分子の運動と
巨視的に観測される物理量の間の応答関係を考えています。

ベル研究所でナイキストは研究を進め1926年に
ジョンソンが発見した熱雑音に対して、
「揺動散逸定理」を駆使して理論的な根拠を与えます。

ナイキストの熱雑音とは揺らぎという言葉
でも表現される新しい概念です。

例えば交流電流が流れる時の熱雑音を考えてみると、
流れる交流の周波数に関わらずに回路の設計とも
無関係に電流が流れる時点で熱雑音が生じます。

熱雑音とはそうした性質を持つ物理量なのです。

　ナイキストの様々な業績

また、
ナイキストは一方でFB（フィードバック）増幅器の
安定性を研究します。別途、特筆すべきは
離散化された信号の「サンプリング」に関する
処理手法でしょう。そのナイキストが提唱した周波数は
ナイキスト周波数と呼ばれ信号処理の世界では
今や基礎的な理念となっています。

実用的には２の8乗である256から考えて、
2.56倍のサンプリング周波数を使い計測する事で
（現代主流となっている回路設計では）
ナイキスト周波数を保証しています。

また、彼の考案した「ナイキスト線図」は
極座標を使い対象系の安定性を議論します。

ナイキスト線図も系の安定性を考える為に
現代の信号処理の世界で使われていて、
今でも市販のアナライザーに一つの機能として搭載されています。
そうした数々の成果をナイキストは残しました。

〆

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2020/11/10_初稿投稿
2024/08/20_改定投稿

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（2021年10月時点での対応英訳）

Nyquist naturalized in the United States

Nyquist was born in Sweden. He has been naturalized since his family moved to the United States in 1907. At that point, Nyquist will have completed high school. He has been studying at the AT & T Institute since 1917 after graduating from the prestigious Yale University in the United States. Nyquist then studies at Bell Labs.

As Einstein thought in Brownian motion, Nyquist considers the response relationship between microscopic molecular motion and macroscopically observed physical quantities. At Nokia Bell Labs, Nyquist pursues his research and uses the "fluctuation-dissipation theorem" to provide a rationale for the thermal noise discovered by Johnson in 1926. The thermal noise there is also expressed by the word fluctuation. For example, considering the thermal noise when an alternating current flows, it occurs when the current flows regardless of the frequency of the flowing alternating current and regardless of the circuit design. Thermal noise is a physical quantity that has such properties.

Various achievements of Nyquist

Nyquist also studies the stability of FB amplifiers, on the other hand. Separately, what should be noted is the processing method related to sampling of discretized signals. The frequency advocated by Nyquist is called the Nyquist frequency and is now a basic idea in the world of signal processing. Practically, considering from 256, which is 2 to the 8th power, the Nyquist frequency is guaranteed (in the mainstream circuit design) by measuring using a sampling frequency of 2.56 times.

In addition, his "Nyquist diagram" uses polar coordinates to discuss the stability of the target system. The Nyquist diagram is also used in the modern signal processing world to consider the stability of the system, and is still installed as a function in commercially available analyzers.