物理学への道標【科学史から】

2020/11/21現在でご存命中の方で恐縮ですがムツゴロウさんの一面を紹介したいので投稿します。私は少年時代に面白い人生だと思いました。ムツゴロウさんという愛称で知られていますが、中身は九州男児です。大分県でバンカラな時代を過ごします。





その様子はムツゴロウさんの著書である「ムツゴロウの青春期」で読みました。高校時代に今の奥様に出合い結ばれる様子が生き生きと描かれ、同時に東京大学を目指し猛勉強する様子が描かれていました。確か「君等が知っちょるか知らんか(私は)知らんが」という口癖の先生が物理学への魅力を伝えていて、若き日のムツゴロウさんが奮起する筋だったかと。





後で時間を作りムツゴロウの青春期に続く著作の結婚紀、冒険記等も読んでみたいと思いますが、ムツゴロウさんは文筆での人生を選び当時の学研社で活動を始めます。そこに至るまでに色々と考えたと思います。
東大では駒場寮に暮し医学・動物学・等を学びます。物理学科という呼び方ではなく東大は�T塁・�U類・・・と分けるので対象が無機質の剛体であろうがアメーバであろうが関係ない訳です。そもそも、微視的な視点に立ち見てみたら其々に性質があり、寿命がある訳です。









話戻ってムツゴロウさんですが、
何時か時間をとって調べて書き足します。
彼の人生は喜びと失望に満ちていますので。
そんな中でムツゴロウさん突き進んでいます。
もう少し見続けていたい生き様だと感じます。

ムツゴロウさんには
6億円あると言われていた借金がありましたが、
それも全て返済して現在も王国に携わっています。
リンク：有限会社ムツ牧場






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2020/11/14_初稿投稿
2021/01/21_改稿投稿

西島和彦は茨城に生まれました。
東大を卒業後に大阪市立大学で教鞭
をとります。その後イリノイ大学で
教鞭をとります。

そんな経歴の中において、
西島和彦の業績として特筆すべきは
ストレンジネスの提唱でしょう。
素粒子の性質を吟味していく中で
当時は電荷量、バリオンといった値が
知られていたようですが、それに加え
てストレンジネスといったパラメター
を西島和彦は考え、素粒子の性質を
語る礎を固めていったのです。





西島和彦は学生時代に中野董夫、
マーレ・ゲルマンとストレンジネスで法則化
しました。強い相互作用や電磁相互作用
では反応の前後でストレンジネスが
保存されるのです。






西島和彦らが考え出したストレンジネスは
直接観測にかかるものでは無く、
反応の前後で、ストレンジクォークと
反ストレンジクォークの
数を使って定義されます。
そして、ストレンジネスを使った
中野西島ゲルマン・モデルは坂田模型や
SU3モデルへ、クォークモデルと繋がり
素粒子の振る舞いを明らかにしていくのです。






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2020/11/12_初稿投稿
2021/01/21改定投稿

矢野健太郎は私が使っていた教科書の著者でした。
幾何学関係か解析学関係だったかと。
彫刻家の子として生まれ東京帝大で学びます。

矢野健太郎はは小学生時代にアインシュタインが
来日し刺激を受け、帝大の山内恭彦から
物理学の理解には代数幾何学が必要だ
と教えを受けました。物理現象のモデル化
の観点から有用性を感じたのかと。





その後、矢野はカルタン先生の下で学ぶべく
パリ大学へ留学します。そこで纏めた博士
論文は射影接続空間に関する論文でした。
この頃から統一場理論に関心を持ちます。

戦後にはプリンストン高等研究所で
微分幾何学の研究をしていき、同時期に
在席していたアインシュタインと
交流を持ちます。奥様とアインシュタイン
が写った写真は大事に家宝としたそうです。





矢野健太郎の著者は多岐に渡り、受験参考書の定番、
解法のテクニックは矢野健太郎の著作です。
またアイザックアシモフ、ポアンカレ、
アインシュタインの書物を日本に紹介
する際に監修をしたりしました。また、
矢野健太郎はバイオリンが好きでした。





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2020/11/12_初稿投稿
2021/01/21_改定投稿

Jサクライの日本語表記は桜井純で日本生まれ。
私が使っていていた教科書でカタカナ表記
でしたので個人的にはカタカナ表記も好きです。

JJサクライは新制高校に在学していた
16歳の時期に留学生選抜試験に合格し、
アメリカに渡りました。学問好きの少年
だったのでしょう。その後、ニューヨーク
にある高校を卒業した後に、ハーバードを
主席で卒業しています。





その後、JJサクライはコーネル大の院
で研究を進め、在学中に弱い相互作用の
考えを提唱しています。彼の研究では
弱い相互作用と強い相互作用が出てくるので
少し言及します。そもそも自然界には
4つの力があると言われていて、
ここでの2つは4つの内の２つなのです。

具体的に弱い力は、働く範囲が陽子直径
より小さいのです。また、素粒子や準粒子が
ボゾンを交換して相互作用する中で
弱い力は強い力や電磁学に比べ
数桁小さな力として作用します。





弱い相互作用は標準模型での
全てのフェルミ粒子とヒッグスボソン
に作用します。特にニュートリノは
重力と弱い相互作用のみを使って
相互作用します。弱い相互作用は
束縛状態をもたらしません。これは
重力が天文学的スケールで月と地球
の間の相互作用に関与していたり、
電磁力が原子レベルで互いに力を
与えあったりする束縛状態とは
異なるのです。また、弱い相互作用
とは違い強い核力は原子核の内部で
非常に強い束縛状態を持ちます。
別言すれば、弱い相互作用は
結合エネルギーに関与しません。





JJサクライはこうしたメカニズムを
深く研究しました。そして49歳で
突然、他界してしまいました。合掌。






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2020/11/11_初稿投稿
2021/01/21_改定投稿

物理学の新しい分野を切り開いた先人でした。2020/11/12の夜に老衰の為、都内の病院でお亡くなりになりました。享年94歳の大往生です。

小柴昌俊は物質の基本元素を構成する素粒子の1つニュートリノを観測にかける事に成功しました。その結果をもとに今ではニュートリノ天文学という新しい分野を確立しました。ニュートリーノは星の進化過程で発生します。驚いたのですが、ニュートリーノを観測にかけたのは、小柴昌俊が東京大学を定年退官する一月前の観測でした。強運を指摘された小柴氏は「運はだれにでも等しく降り注ぐが、捕まえる準備をしているのか、していないのかで差がつく」（のですよ）、と反論しました。





東京大学宇宙線研究所に所属しているの梶田隆章は小柴昌俊の弟子にあたりますが、ニュートリーノに質量がある事を示しノーベル賞を受けています。また、戸塚洋二も小柴昌俊の弟子にあたります。朝永振一郎から可愛がられた若かりし時代を経て梶田隆章教授、戸塚洋二教授を育てたのです。






小柴昌俊は俊岐阜県飛驒市にある鉱山地下、1000メートルに3000トンの水を使った、巨大装置、カミオカンデを建設し、天体からのニュートリノを観測しました。その装置ではニュートリーノが飛来する方向、観測した時刻、エネルギー分布を明確に検出します。実際に観測をしました。カミオカンデの主目的はニュートリーノではありませんでしたが、ニュートリーノも観測したい、という２段作戦で成功を得たのです。小柴昌俊はそうした結果を使いニュートリーノ物理学を進めたのです。何より彼は大変な努力家でした。そんな男が大きな仕事を成し遂げた後、静かな眠りに落ちたのですね。大きなお悔やみを申し上げます。合掌。






〆

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2020/11/12_初稿投稿
2021/02/05_改定投稿

ゲルマンは米ニューヨーク生まれの理論家です。
素粒子論の世界でノーベル賞を受けています。
ゲルマンの名を本来はゲル-マンと書きますが、
【Gell-Mannと書きますが、】
本稿ではゲルマンとします。

ゲルマンはイェール大で学士号を受け、
MITで博士号を受けました。その後、
プリンストン高等研究所、コロンビア大、
シカゴ大、カリフォルニア工科大で
研究を続けます。サンタフェ研究所の
設立者の一人でもあります。





ゲルマンの研究実績としてはクォークの提唱
が大きかったですね。加速器の開発後には
様々な粒子が未整理のまま次々と発見され、
それらの関係と性質は未解決のまま
問題が蓄積されていきます。
それらを整理・理解する手段がクォーク
だと言えるでしょうか。





ゲルマンの理解体系では対象性が使われて
いて、ストレンジネス・カラーといった
概念で素粒子が理解されていきます。
秩序ある奥深い理論だと思います。





さて、ゲルマンの業績として素粒子の
分類に関する側面を取り上げてきましたが、
ゲルマンの研究での真骨頂は粒子の反応
に関しての研究ではないでしょうか。
関連してR・P・ファインマンという
論敵がいました。

あくまで伝えられている内容なのですが、
ゲルマンとファイン・マンの論争は
まるで子供の喧嘩みたいにも思えます。
激怒したファイン・マンが、
貴様の名前綴りからハイフォン消すぞ！
【Gell-Mann改めGellｍannとするぞ！の意】
と怒鳴りつけたら、ゲルマンが
お前の名前をハイフォン付きで書いてやる！
【Feynman改めFeyn-Manとしてやる！の意】
と言い返す有り様だったようです。
アメリカ人の感覚なのでしょうか。
西部劇の勢いなのでしょうか。
ただ少し理解出来るかも、と思ったのは
互いの家を侮辱していたのてすよね。
瞬間的に家祖を汚す発想は、頭の切れる
天才同士の喧嘩だったのでしょう。

そんなゲルマンとファイン・マンは
それぞれに素晴らしい業績を残しました。










〆

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2020/11/05_初稿投稿
2021/01/19_改定投稿

物性研究で有名なアンダーソン博士をご紹介します。
所属研究機関としてはハーバード大で学びベル研・
ケンブリッジ大・プリンストン大学で勤務しました。
米国や英国の綺羅星が並んでいますね。
素晴らしい研究人生です。





アンダーソンの研究で思い出すのは
アンダーソン局在です。
無秩序系における電子の基本的な性格で、
物性論の基礎になっています。
その理論では電子が局在した状態は
非局在の状態と明らかに異なり
エネルギー的に区別されます。
更に、長さ・時間のスケールを
変換する理論をスケーリング理論として展開して
理論を発展させたのです。
こういった業績を評価され、アンダーソンは
ノーベル物理学賞を受賞しています。





そしてアンダーソンは 東京大学から名誉博士号
を贈られています。その記念として
物性研で記念植樹されていたようですが、
赤坂・防衛省の近くでしょうか。柏でしょうか。
何時か見に行きたいと思います。

最後に、アンダーソンの
残した言葉を一つご紹介します。

”More is different”

アンダーソンは多様性の中から
秩序を拾い出していました。









〆

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2020/11/03_初稿投稿
2021/01/19_改定投稿

ローレンスは優れた実験家で
今でも頻繁に応用されている
サイクロトロンを発明した事
で広く知られています。





ローレンスがイェール大学で
博士号をとった時には光電効果に
関する研究をしていたようです。
その後、
恩師だったスワン先生がイェール大学
を去るタイミングでカリフォルニア大
に移ります。ローレンスは実験家
として大変、有望視されていました。

サイクロトロンを使った実験で、
ローレンスがその装置を活用
した応用例が人工放射性元素でした。
ローレンスと彼の率いる
バークレー国立研究所は
自然界に存在する元素だけでなく、
不安定な元素を作り出したのです。

強い磁場を使い帯電しているイオンを
ビーム状に出す事が出来るので
ローレンスの作ったサイクロトロンは
イオンが反応する状態を作れるのです。
例えば特定金属にイオンビームを
当て続ける事が出来る訳です。

こうした装置の開発を通じて
ローレンスは人類に新しい知見を
もたらしたのです。





〆

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2020/10/31_初回原稿
2021/01/19_改定投稿

正確にはその名は、
デヴィッド・ジョーゼフ・ボーム_
David Joseph Bohm、
ヘブライ語表記ではדייוויד ג'וֹזף בוֹהם, דוד יוֹסף בוֹהם。
ハンガリー系‎‎ユダヤ人の父と
リトアニア系ユダヤ人の母の間に生まれ、
UCBバークレー校でオッペンハイマー
の教えを受けます。

学生時代に周りの影響で思想的に影響を受け
異なった社会モデルを持つ急進的な主義
の考えをボームは抱きます。後には
その為にFBIにマークされたりします。





第2次世界対戦の時にはボームは
師オッペンハイマーに従い
マンハッタン計画に参加します。
その計画は
陽子と重陽子の衝突研究を進め、
濃縮ウランを作り原爆を製造
する計画で実行に移されました。





戦後、ボームはプリンストン大学で
アインシュタインと共に働いていましたが、
いわゆるマッカーシズムにあい、
プリンストン大学を追われます。
社会主義者としての過去の活動を
当局に問題視されたのです。

アインシュタインはボームに彼の助手
として大学に残る事を勧めますが、
願い叶わず、ボームはブラジルの
サンパウロ大学に移りました。

研究者としてボームは幾多の成果を
残しています。
先ず量子力学の解釈の面で
ボーム解釈。EPRパラドックスの提唱。
そして電磁気学でのAB効果です。
それぞれの分野の考えに
今も残る影響を与えています。





〆

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2020/10/31_初稿投稿
2021/01/18_改定投稿

坂田昌一は素粒子を研究した物理学者です。
湯川秀樹、朝永振一郎らと同じ時代を生き、
議論を交わし、物理学会を切り開きました。

また坂田昌一の奥様の信子さんは
SF作家・星新一の従兄弟にあたります。




坂田昌一の理論物理学での業績は
電磁場の量子化に関するものが
あげられます。当時は場を量子化する
時に電子の質量が発散する事が
問題でした。その問題に対して
坂田昌一は中間子を導入して説明します
が、この量子電磁力学での問題は
最終的には朝永振一郎がくりこみ理論
によって完全に解決します。
また坂田昌一は湯川秀樹の中間子に
関する論文で協同執筆者を務めています。

また坂田昌一の業績としては、
陽子・中性子・ラムダ粒子を基本粒子
と考え、その構成に対する坂田モデル
もまた、特筆すべきでしょう。
それぞれ次世代の議論へと繋がった、
素晴らしい成果です。















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2020/10/12_初稿投稿
2021/01/15_改定投稿

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