物理学への道標【科学史から】

「ハイゼンベルグ」の原稿を投稿します。時代について再考しました。作業としては4月からの四半期で登場人物順に再考した後に分野別に再考しています。いずれ個別の人物の追加もトピックスのご紹介もしていきたいです。今後もご覧下さい。また、ブログ宣伝でツイッター使います。5/21（金）朝の時点でフォロワーは合計【11487】でした。作業としてフォロワー増は暢気に続けます。それよりも紹介の内容を吟味します。ロボットを含めてアカウント数を考えた時に私のブログ（別言すれば私自身）に垢が無関心ならツイッターには意義を感じません。【以下原稿です】

ハイゼンベルクは行列形式の導入や、不確定性関係等の適用で、量子論を形作った一人です。バイエルン王国に生まれミュンヘン大学でゾンマーフェルトに学びマックス・ボルンの下で助手を務め、コペンハーゲンのニールス・ボーアの下で修業します。そうした中で理論の形式を整えます。

そして加えて、ハイゼンベルクはシュレディンガーやポール・ディラックと同じ時代に生き、積極的に行動すればアインシュタインやボースとも議論が出来ました。。そうした天才達がミクロの原理を一つ一つ解きほぐしたのです。まだ見えない原子レベルの大きさの事象を推察する手法が色々と試みられて、その結果を説明する理論が発展したのです。不確定性関係の発表が1927年なのですが、同時期には数多くの革新的な発表が為され理論が飛躍的に発展した時代でした。

同時に大変な時代背景、第二次世界大戦があり
ハイゼンベルクはアインシュタインが作った
相対論を駆使したりユダヤ人物理学者を養護
していたので、ナチス党員の物理学者から
「白いユダヤ人」と呼ばれ苦労しています。
プランクからの指摘もあり
戦後の体制を見据えてハイゼンベルクはドイツ
に残りました。しかし戦時下ですので物理の知識を
ナチスの為に使う事になり、色々考えたようです。
実際にハイゼンベルクのシンクロトロンが火災を起こし
世界でニュースとなるとアインシュタインは大変驚きます。
実際にその事件が彼に原爆開発を決意させたと言われています。そして、大戦が深まる中でナチス側も原子力爆弾の実用化を模索していた中で当時のドイツ内でのハイゼンベルグの立場は極めて苦しくなります。実際にハイゼンベルグが積極的な態度をとったとしたら恐ろしい事です。歴史には「たら・れば」はよく語られていて仮にナチスが原爆を持っていたら、
連合国との原爆の応酬で
とても恐ろしい状況になっていた筈です。

個人的にオブザーバブルに対する状態の時間発展を表すやり方は大好きです。洗練されてます。ハイゼンベルク等の提唱した行列形式はそこにつながっていきます。又、いくつかの思考実験で裏打ちされた不確定性関係は量子力学の現象理解の中では本質的です。

またハイゼンベルクはピアノの名手
だったと言われていています。
聞いてみたかったですね。

〆

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2020/08/19_初回投稿
2020/06/11_改訂投稿

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「ディラック」の原稿を投稿します。まぎれもない変革期のキーマンです。作業としては4月からの四半期で登場人物順に再考した後に分野別に再考しているのですが、次の四半期には時代別の再考も進めていきたいと考えています。併せて個別の人物の追加もトピックスのご紹介もしていきたいです。今後もご覧下さい。また、ブログ宣伝でツイッター使います。5/21（金）朝の時点でフォロワーは合計【11487】でした。作業としてフォロワー増は暢気に続けます。それよりも紹介の内容を吟味します。ロボットを含めてアカウント数を考えた時に私のブログ（別言すれば私自身）に垢が無関心ならツイッターには意義を感じません。【以下原稿です】

イギリスのディラックは
とても謙虚で無口な人でした。
ノーベル賞が決まった際には、
有名になる事を恐れて受賞辞退を
考えていた様です。そんな人なのですが、
20世紀初頭の天才達がひしめく中で
ファインマン、ハイゼンベルク 、
シュレディンガー等と量子力学を確立します。
特にシュレディンガーとは
同じタイミングでノーベル賞を受賞します。

ディラックを語るにあたり少し、その家族について言及します。ディラックが10代後半の時期にスイスから家族は国籍を移しています。そしてディラックの性格形成を語る上で家庭環境は大きな要素だったようです。まず1924年にディラックの兄が自ら命を断っています。色々考えた末だったのでしょうか。ディラック自身も、その父と会話し辛い場面が多々あったようです。そして無口な人になっていったようです。しかしディラックは、闇に沈まずに数学を駆使して輝かしい成果を残しています。特にデルタ関数やブラケット記法は素晴らしいのです。そんな足跡を沢山残しました。
ブラケット記法とは日本語で「括弧」
の記号を使った表記です。その定式化では
カギカッコ＜＞の形の　「＜」　の部分
だけを「ブラベクトル」と呼び
カギカッコ＜＞の形の　「＞」　の部分
だけを「ケットベクトル」と呼びます。
非常に分り易い表現でブラの部分がベクトル量
に相当してケットの部分が、それと作用するベクトル量に相当する定式化です。作用する前のケットが固有値を持つ場合に固有状態を持つと表現されます。ここでのベクトルがヒルベルトベクトル（無限次元に対応）であることが学部時代の私にとって感動的でした。一瞬にして物理量に対応する状態が記述された気がしました。他方でデルタ関数は観測が一瞬にして波束の収縮を引き起こす様子を表現していると思います。こうした定式化をディラックは進め、理論から提唱される物質を考え出しています。具体的に反物質と呼ぶ存在がいくつも提唱され、見つかっています。反物質は寿命が通常の物質より若干短かったりしますので日常的ではありませんが、粒子の生成消滅を論じたりする際に大事な要素です。陽子には反陽子があり中性子には反中性子があります。

そんなディラックは真面目な性格、人を騙さない性格もあって周囲から大事にされていた様子が伺われます。このブログのTOP画面で使っている集合写真でも真ん中の列の中央に居ます。若き天才ディラックをアインシュタインやキューリ夫人が尊重して「君の研究は素晴らしい。これからも頑張って下さいよ！」といった気持で尊重しているような気がするのです。そして、
ディラックはイギリスの伝統を受け継いでいった人でもあります。
ケンブリッジではルーカス教授職を務めました。この名誉は初代・アイザック・バローから始まり二代目・アイザック・ニュートンと続き、最近では宇宙論で名を成したＳ・W・ホーキング博士が受け継いでいます。

〆

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2020/08/17_初稿投稿
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以下にＳＥＯ対策で「マイスナー」の原稿を投稿します。使った画像はドイツの建物の画像を使いました。量子力学の纏め直しをしている作業です。作業としては4月からの四半期で登場人物順に再考した後に分野別に再考しているのですが、次の四半期には時代別の再考も進めていきたいと考えています。併せて個別の人物の追加もトピックスのご紹介もしていきたいです。今後もご覧下さい。また、ブログ宣伝でツイッター使います。5/21（金）朝の時点でフォロワーは合計【11487】でした。作業としてフォロワー増は暢気に続けます。それよりも紹介の内容を吟味します。ロボットを含めてアカウント数を考えた時に私のブログ（別言すれば私自身）に垢が無関心ならツイッターには意義を感じません。【以下原稿です】

その名は正確には
フリッツ・ヴァルター・マイスナー_
Fritz Walther Meißner (Meissner)。
ドイツ・ベルリン生まれの物理学者です。

ミュンヘン工科大学でプランクの師事を
受けた後に物理工学院で研究を進めます。
マイスナーが関心を持っていたのは
超伝導でした。1920年頃に色々な物資で
転移が起きる事を確認しています。
タンタル（化学記号はTa、転移温度4.47K）
ニオブ（化学記号はNb、転移温度は9.25K）
チタン（化学記号はTi、転移温度は0.4K）
トリウム（化学記号はTh、転移温度は1.38K）
に対して相転移を確認した後に化合物に
着目してNbCにおいて10ケルビンを超える
転移温度を確認しています。

その後、マイスナーはいわゆるマイスナー効果
を発見していてます。この現象は協同研究者の
オクセンフェルトの名前と合わせて
マイスナー―オクセンフェルト効果と呼ばれる
こともあります。また性質の側面から完全反磁性
とも呼ばれます。磁性を使って超電導現象を特徴
づけているとも言えます。大きな成果でした。

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2020/12/19_初回投稿
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「コンプトン」の原稿を投稿します。作業としては4月からの四半期で登場人物順に再考した後に分野別に再考しています。いずれ個別の人物の追加もトピックスのご紹介もしていきたいです。今後もご覧下さい。また、ブログ宣伝でツイッター使います。5/21（金）朝の時点でフォロワーは合計【11487】でした。作業としてフォロワー増は暢気に続けます。それよりも紹介の内容を吟味します。ロボットを含めてアカウント数を考えた時に私のブログ（別言すれば私自身）に垢が無関心ならツイッターには意義を感じません。【以下原稿です】

アメリカのコンプトンは波動の粒子性を示した実績とマンハッタン計画で指導的役割を果たしたことで知られています。コンプトンは1919年に英国のキャンデビッシュ研究所に留学し、そこでガンマ線の散乱・吸収を研究します。そこで「波動のコンプトン効果」を発見するのです。この考えは今では量子力学の基幹をなしていますが、大まかには以下の理解をしていれば良いと思います。つまり、「微視的に物事を考え始めた時に粒子性と波動性が同時に具現化する」ということです。

具体的に量子力学では不確定関係という枠組みで物事を考えますので２つの値が同時に確定しなかったりします。例えば位置と運動量を同時に確定しません。また、時間とエネルギーを同時に確定しません。但し、時間×エネルギーや位置×運動量といった値を物理量として確定出来るのです。これは作用と呼ばれる次元の物理量です。時間という物理量やエネルギーという物理量と関連していますが異なります。

以上は量子力学を理解した人々には納得出来ても一般の人々には中々説明がし辛い部分です。誤解無く伝わっているかいつも不安になります。そんな意識改革をコンプトンが進めていたのですね。波動として考えていたガンマ線に粒子性を見出したのです。

また、コンプトンはマンハッタン計画を進めた主要メンバーでもあります。そもそも原子爆弾は原子炉の製造から計画しなければいけません。そこでウランをプルトニウムに変換して、プルトニウムとウランの混合物からプルトニウムを分離するプロセスが必要です。コンプトンはこのプロセスをSEとして設計してプロジェクトが進んでいく現場で働きました。また、原子爆弾を兵器として使用するには敵国で使用時、出来るだけ早くに最大限の攻撃力を発揮しなといけませんが、損傷兵器を設計する方法についてもコンプトンは設計をしていきました。なお同計画はオッペンハイマーの設計もあり、フェルミやローレンスとの議論も経ています。全米の知能を集め計画を進めていたのです。

そしてコンプトンの業績はノーベル賞を初めとする蒼々たる栄誉で称えられています。それと同時に、マンハッタン計画の主導者として計画自体の是非を論じる際に何度もその名があがります。もともとは、コンプトンはもともと星の好きな少年でした。そんな所からガンマ線の究明に話が進みましたが、彼の名はガンマ線検出の為のNASAの衛星に残されています。

〆

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2020/11/07_初稿投稿
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「ルイ・ド・ブロイ」の原稿を投稿します。物質波という大切な概念を確立した人です。素性について再考しました。画像はソルベー会議の集合写真を使いました。作業としては4月からの四半期で登場人物順に再考した後に分野別に再考しています。いずれ個別の人物の追加もトピックスのご紹介もしていきたいです。今後もご覧下さい。また、ブログ宣伝でツイッター使います。5/21（金）朝の時点でフォロワーは合計【11487】でした。作業としてフォロワー増は暢気に続けます。それよりも紹介の内容を吟味します。ロボットを含めてアカウント数を考えた時に私のブログ（別言すれば私自身）に垢が無関心ならツイッターには意義を感じません。【以下原稿です】

ルイ・ド・ブロイはフランス貴族、公爵の血を引いてます。その血筋は由緒正しいのです。そもそも、フランス国王ルイ14世により授爵頂いていた名門貴族・ブロイ家の血筋であって、ルイ・ド・ブロイは直系子孫です。兄の没後は兄に子供が居なかった事情もあって、正式に侯爵家の当主を務めています。ルイ・ド・ブロイはフランスの首相を二期務めた第4代の当主アルベール・ド・ブロイの孫です。それだから、生誕時にルイの父は当時公子でした。こんな逸話が沢山あるのですね。そんなルイ・ド・ブロイは独自に優れた仮説を進め、ド・ブロイ波（物質波）の考えにたどり着くのです。

そのルイ・ド・ブロイの考えは初め、中々理解されませんでした。関連して超有名なエピソードがあります。ルイ・ドブロイの博士論文の審査過程で教授達がド・ブロイの考えを理解出来ず、有名なアインシュタインに意見を求めたたのです。すると、「ド・ブロイの考えは博士論文よりもノーベル賞に値する」とアインシュタインから評価され、絶賛され、更に物質波の考えを進めていく事が出来たのです。その考えはパラダイムシフトでした。粒子の二面性の考えは現在の量子力学の根幹をなしていてとても大事な考えです。ドブロイを含めた学者達が議論を重ね、当時の物理学の常識を変えていったのです。

波が粒子性を持つのと同時に、粒子であると考えられていた電子も、実際には波動性を持つだろうという考えがドブロイ波の本質です。現代の量子力学の理解ではこの二面性は当たり前ですが、波動性を持つ故に特定元素の周りを周期的に運動する電子は特定波長の整数倍のみ許された軌道を描きます。逆に考えれば特定波長の整数倍の運動しか、その電子には許されないのです。特定原子核の周りを回る電子は特徴的な波長の整数倍を定常状態として周期運動を続け、定常状態間の遷移が起きる際に放射線が生じる事実は、ドブロイを初めとする考えがあってこそ成立する概念なのです。それこそが電子の存在なのです。

実際に数年後にルイ・ド・ブロイはノーベル賞
を受賞します。いつの時代も中々、
新しい考えは理解出来されないものですね。

〆

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「マリ・キューリ」の原稿を投稿します。夫人がゴシップに巻き込まれた話、若きアインシュタインを推薦した話、２度目のノーベル賞を受けた話、を追記しました。変革期に大きな仕事をした人です。画像はソルベー会議の集合写真を使いました。作業としては4月からの四半期で登場人物順に再考した後に分野別に再考しています。いずれ個別の人物の追加もトピックスのご紹介もしていきたいです。今後もご覧下さい。また、ブログ宣伝でツイッター使います。5/21（金）朝の時点でフォロワーは合計【11487】でした。作業としてフォロワー増は暢気に続けます。それよりも紹介の内容を吟味します。ロボットを含めてアカウント数を考えた時に私のブログ（別言すれば私自身）に垢が無関心ならツイッターには意義を感じません。【以下原稿です】

　

その名はマリア・スクウォドフスカ＝キュリー：Maria Salomea Skłodowska-Curieですがフランス語でマリ・キューリと呼ばれる事が多いです。彼女は物理学と化学で2度ノーベル賞を受けています。マリ・キューリの父は研究者でしたが貴族階級の出身だった為に、帝政ロシアの支配下の元で教壇に立つことを禁じられていました。マリ・キューリは10歳をなる前に大変苦労します。父の非合法の講義が発覚して職・住を失い、母の結核による他界があり、更には投機での失敗もあり、マリーは親戚等の世話になります。

そんな時期にマリ・キューリにも恋をした時代があったようです。当時、マリ・キューリは家庭教師を生業としていましたが、カジュミェシュ・ゾラフスキという青年と恋仲に落ちます。共に避暑旅行に出かけたりして幸せな時間を過ごしましたが、最終的には破局を迎えました。この事がマリ・キューリのパリ行きに繋がった様です。

パリでもマリ・キューリは苦労します。
屋根裏部屋に住んで寒い時には
持っている全ての服を着ながら
勉学に励みます。そんなパリ生活は
大学の学部を卒業する迄、続きました。

そんなマリ・キューリに
光明がさします。
知り合いを通じてピエール・キューリ
と出会ったのです。

そのピエール・キューリは国外で
評価を受けていて1893年には英国の
ケルヴィン卿が訪ねてくる程でした。
ところが、ピエール・キューリは
勲章を辞退してしまうような性格で
ひたすら研究に励んでいました。

そんな二人が惹かれ合い、認め合い、
マリの帰国後もピエールは恋文を
贈り続け、遂にはマリの心が動き、
2人は簡素な結婚式をあげます。
幸せな結婚だったと思います。
祝いの宴もなく、結婚指輪も無い、
つつましい形式でしたが
祝い金で買った自転車に乗り、
フランスの片田舎へと新婚旅行に旅立ちます。
ピエールが自転車をこぎ、
その後ろにマリが乗り、長閑な道を
語りながら進んでいった事でしょう。

料理を頑張り、長女に恵まれながらも学問を続け、ベクレルの見出した放射線に対して二人は研究していきました。そこで。光や温度といったパラメターではなくウラン含有量の「量」が放射現象には本質的であるとの結論を得ます。その後、マリとピエールの夫妻は元素の精製に心血を注ぎます。
純度をあげる事で同位体の存在に
近づいていったのです。

関心のある精製にキューリー夫妻は全てを注ぎ込みます。結果として、夫ピエールは度重なる発作に苦しみ、妻マリは神経衰弱から睡眠時遊行症に陥ります。その中で第二子を流産してしましました。そうした犠牲を払い、新しい概念の提唱に至ります。即ち、
「特定元素は別の元素へ変化する」
という事実です。

そして、その過程で放射線を放出して一見エネルギー保存の法則に相反する変化を起こしますが、それを追ってラザフォードらが研究成果を次々に発表します。そして夫ピエールが放射線に医学的効果を期待出来ると発見をしていくのです。ラジウムの効果でした。

当初は、妻マリーの博士学位習得が放射線研究の目的であったのですが最終的にはマリー・ピエール・ベクレルの３人に対してノーベル賞が贈られます。苦労してきた二人にとって、まさに栄誉の極みでした。

所が、その後突然の不幸が訪れました。夫ピエールが46歳の若さにして交通事故で命を落とすのです。妻マリーは悲痛にくれます。当然でした。その後、傷が癒えるまでに多くの言葉と時間が必要でしたが、最終的に妻マダムは夫ピエールの大学での職位と実験室の後任を引き継ぎます。研究者として活動を始めたのです。

マリー・キューリ―はケルヴィン卿と対峙します。夫を認めてくれていた恩人でもあるのですがケルビン卿はラジウムを元素ではなく化合物であると考えていたのです。マリーは実験事実で論破してケルビン卿の誤りを正しました。そしてカメリーオネスと低温状態のラジウム放射線を研究していこうと話を進めます。第一回ソルベー会議で論文を発表していた若き日のアインシュタインを評価して、チューリッヒ大学教職への推薦状を書いています。そうした当時の綺羅星の物理学者が彼女と交流を持ちました。反面、ゴシップ騒動に追われていた部分も有、マリーはマスコミを嫌います。二度目のノーベル賞を受ける際にはスウェーデン側からも授与を見合せる打診がありましたがマリーは毅然と対応して、ゴシップネタとされた関係を
「成果をあげた関係」であると語りました。
旦那様の教え子、ランジュバンとの成果でした。

そして、、、語らなければなりません。何より悲しかったのは放射線のもたらした弊害です。研究の過程で放射線被曝が重なりマリーは頭痛・耳鳴り・怪我がなかなか治らないといった障害に悩まされ続けます。そして終には死に至りますが、当時はまだその関連性が明確ではなかったようです。

波乱に満ちたマリー・キューリの人生は幕を閉じましたがその後人々は彼女の残した物を高く評価しています。1995年、夫妻の墓はパリのパンテオンに移されました。フランス史の偉人の一人として今でも祭られています。そして、物理の世界の偉人として世界中で語り継がれています。

〆

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