宇宙

「宇宙に、今ある事柄のリスト」から「電磁理論」のお話

宇宙に、今あることを列挙するのは数が少ないので簡単です。

  • ①時間
  • ②空間
  • ③物質
  • ④宇宙背景放射
  • ⑤力

この5つです。ところが、③と⑤はさらに分けられることが時代とともに判ってきました。また、分けられたここの「要素」にも仮説、予言が行われ、実験で実証されているものがありますし、まだ発見に至っていないものもあります。さらに存在を証明されていて、発見が「不可能である」と判っているものもあります。

その、③については「素粒子」といいます。また、「素粒子」は③に含まれないものもあります。
「素粒子」次のような性質のものです。

  • 物質を構成する「元素」を構成する「粒子」
  • 力の媒体
  • 質量を与える
  • 光の進行を妨げていた時期があった。
  • その他、いろいろなこと

「力」を「相互作用」とも呼びます。この相互作用4つを「基本相互作用」と呼びます。これのリストを示します。
力の強い順です。

  • ①「強い相互作用」
  • ②「電磁相互作用」
  • ③「弱い相互作用」
  • ④「重力相互作用」

です。

これらのうち、電磁相互作用と重力相互作用については19世紀には、この作用を示す関数式が導き出されていてそれぞれの説明は終わっていたと考えられていました。

電磁相互作用については、1864年にスコットランドの物理学者「ジェームズ・クラーク・マクスウエル博士」により
「電磁理論」としてまとめられました。マクスウエル博士は論文を「思考実験」で導いています。
電磁波を発射すること、つまり、電波の発射実験を成功させたのは、
1888年のドイツの物理学者「ハインリッヒ・ルドルフ・ヘルツ博士」によるもので、マクスウエル博士没後のことです。
また、近代物理学の発展に貢献する形として、「矛盾の提示」、「問題提示」を行い、これを合理的に説明する思考実験をもって、
将来に繋げる方法を初めて行った物理学者としてマクスウエル博士は功績を残されています。
その一つに1867年に博士が提示した問題「マクスウエルの悪魔」が有名です。
提示後解決に向けいくつかの進展があったように思われましたが、どの説明にも不完全な部分がすぐに見つかり、
結局解決を見たのは100年以上後の1980年でした。

電磁相互作用を見ることは簡単です。磁石が反発や引き合う力と静電気が同様に引き合ったり反発することを日常で観察できます。
この現象を体系的に説明した論文がマクスウエル博士の「電磁理論」であり、マクスウエル方程式です。
ここでのポイントは、電磁相互作用は19世紀に論文がまとまったが、残された謎の解決は1世紀以上要した。
次回は、重力相互作用、落下した「りんご」です。

宇宙

近代的な物理学は「思考実験」という手法が考案されたことにより、急速な発展がありました。
アイザック・ニュートン博士は物理学者ではなく哲学者です。