アルベルト・アインシュタイン

アルベルト・アインシュタイン（独: Albert Einstein、1879年3月14日 - 1955年4月18日）は、ドイツ生まれの理論物理学者。ユダヤ人。スイス連邦工科大学チューリッヒ校卒業。

特殊相対性理論および一般相対性理論、相対性宇宙論、ブラウン運動の起源を説明する揺動散逸定理、光量子仮説による光の粒子と波動の二重性、アインシュタインの固体比熱理論、零点エネルギー、半古典型のシュレディンガー方程式、ボース＝アインシュタイン凝縮などを提唱した業績で知られる。当時は"無名の特許局員"が提唱したものとして全く理解を得られなかったが、著名人のマックス・プランクが支持を表明したことにより、次第に物理学界に受け入れられるようになった。

それまでの物理学の認識を根本から変え、「20世紀最高の物理学者」とも評される。特殊相対性理論や一般相対性理論が有名だが、光量子仮説に基づく光電効果の理論的解明によって1921年のノーベル物理学賞を受賞した。

業績

1905年に特殊相対性理論を発表した。以前から論理的に展開されていた相対性原理（アンリ・ポアンカレ、ジョゼフ・ラーモア、ヘンドリック・ローレンツなどによるもの）を明確化して採用し、ニュートン力学とマクスウェルの方程式に基づく当時の古典論的物理学の体系に対し、相対性原理に基づく時空概念の修正を前者へ施すことにより、（重力場を除いて）両者は理論的に統合され、古典論的物理学の体系の完成に成功した。特殊相対性理論では、「質量、長さ、同時性といった概念は、観測者のいる慣性系によって異なる相対的なもの」であり、「唯一不変なものは光速度 c のみである」とした。

特殊相対性理論は、重力場のない状態での慣性系のみを取り扱った（限定的な）理論であるが、1915年から1916年には、加速度運動と重力を取り込んだ（より適用範囲を広げた）一般相対性理論を発表した。一般相対性理論では、重力場による時空の歪みをリーマン幾何学を用いて記述している。さらに後半生の30年近くを重力と電磁気力を統合する統一場理論を構築しようと心血を注いだが、死により未完に終わった。一般相対性理論を素直にそのまま認めると、「宇宙は膨張または収縮をしている」ということが素朴に演繹されうる。しかしアインシュタインは、宇宙が膨張や収縮しているとは考えたくなかったため、重力による影響を相殺するような宇宙項Λ（ラムダ）を場の方程式に組み入れることで、理論上静的な宇宙でも存在可能であるとする理論を作った。その後、エドウィン・ハッブルらの天文台での実際の観測によって、実際は宇宙は膨張しているということが観測的に確認されたため、アインシュタインは自身がかつて提案した「宇宙項」を撤回せざるを得なくなった（のちに彼は、宇宙項の導入は「生涯最大の失敗」と述べることになった）。なおアインシュタインが死去してからかなり月日が流れ、21世紀になってからの宇宙望遠鏡による超新星の赤方偏移の観測結果の分析によって、「宇宙は膨張している」と言っても、単に一定の速度で膨張しているのではなく、その膨張する速度が次第に大きくなってきている（加速している）ということが明らかになってきており、この「加速」を説明するには、「宇宙項をむしろ導入するほうが妥当だ」「アインシュタインは実は宇宙項を撤回する必要はなかったのではないか」とする指摘や学説が存在する（詳細はダークエネルギーを参照）。

光量子仮説によって光電効果について理論的な説明づけを行うなど、初期量子論の確立に多大な貢献をした。しかし、「量子は確率論的に振舞う」とする量子力学自体については、アインシュタインは、「神はサイコロを振らない」と懐疑的な立場をとった。局所実在論を支持していたアインシュタインは量子力学の矛盾点の一つとしてアインシュタイン＝ポドルスキー＝ローゼンのパラドックスを提示したが、のちにベルの不等式の破れが実証されると局所実在論は破綻し、EPR相関として知られるようになった。

そのほか、ブラウン運動を説明する理論の構築、固体における比熱の理論である「アインシュタインモデル」の提唱、ボース＝アインシュタイン凝縮の予言など、物理学の全領域にわたり多大な業績を残した。

生涯

生い立ち

アインシュタインは1879年3月14日、ヘルマン・アインシュタインを父、パウリーネ・コッホを母とし、その長男としてドイツ南西部のバーデン＝ヴュルテンベルク州ウルム市にて生まれた。父ヘルマンはその弟ヤコブから誘われ、アルベルト誕生翌年の1880年夏、一家はミュンヘンに引っ越し、兄弟は、直流電流に基づいた電気機器を製造する会社「Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie」を設立した。ヘルマンは営業を担当しヤコブは技術を担当した。1881年には一家にマリア（アルベルトの妹。通称「マーヤ」。）が誕生し、一家は1894年まで同地ミュンヘンで暮らすことになる。

アインシュタインは、5歳ごろまであまり言葉を発して他人と会話することがなかった。しかし、5歳のときに父親からもらった方位磁針が、自然界の仕組みに対する興味をもたらすきっかけとなった。また、同じ頃、ヴァイオリンを習い始めている。そしてすぐにモーツァルトの曲が好きになり、ヴァイオリンは生涯の友となった。

アインシュタイン一家はその家系からしてアシュケナージ系ユダヤ人ではあったものの、敬虔なユダヤ教徒というわけではなかったため、アインシュタインは5歳から3年間、ミュンヘンにあるカトリック系の公立学校へ通った。卒業後はミュンヘンのルイトポルト・ギムナジウム（英語版）（現在では「アルバート・アインシュタイン・ギムナジウム」と呼ばれている学校）に入学。以後7年間、（ドイツを離れイタリアに行くまで）教育を受ける。しかし、同校の軍国主義的で重苦しい校風にはなじめなかった。幼少のころは、言葉を理解したり話したりするという面では問題がなかったが、言葉を出すのには時間を要した。一方で数学に関しては傑出した才能を示し、9歳のときにピタゴラスの定理の存在を知り、その定理の美しい証明を寝る間も惜しんで考え、そして自力で定理を証明した。12歳のときに叔父からユークリッド幾何学の本をもらい独習。微分学と積分学も、この当時に独学で習得したといわれている。同じころ、医学生だったマックス・タルメイから天文学の存在を知らされ、同時に物理学に関心を示すようになったという。ただ、確率は生まれつき不得意^[要出典]で、このことがのちに統計力学・量子力学を否定する素地となる。

1894年、父と叔父の会社が行きづまり、その結果、新たな商業的な機会を求めて一家はイタリアのミラノに引っ越すことになった。父ヘルマンはアインシュタインがギムナジウムをしっかり卒業する必要があると判断し、アインシュタインだけ同地に残されることになった。父ヘルマンはアルベルトが電気工学の道へと進むといいと考えていたのだった。だがアインシュタインは規則ずくめで軍国主義的な校風と対立・反発し、1894年12月末、医師に書かせた診断書を口実にして退校を申し出て、家族を追って旅をし、当時イタリアのパヴィアにいた家族のもとへとやってきた。このイタリアでの滞在中、アインシュタインは「磁界中でのエーテルの状態の調査について」という題名の短い試論を書いたという。

脚注

注釈

1. ^ 日本語における表記には、他に「アルバート・アインシュタイン」（現代ドイツ語の発音由来）、「アルバート・アインスタイン」（英語の発音由来）がある。
2. ^ ドイツ語発音: [ˈɑlbɛrt ˈaɪnˌʃtaɪn] アルベルト・アインシュタイン、アルバート・アインシュタイン
3. ^ 英語発音: [ˈælbə(r)t ˈaɪnˌstaɪn] アルバ（ー）ト・アインスタイン、アルバ（ー）タインスタイン
4. ^ マックス・ボルン宛の1926年12月4日付の手紙 原文: Die Quantenmechanik ist sehr achtunggebietend. Aber eine innere Stimme sagt mir, daß das noch nicht der wahre Jakob ist. Die Theorie liefert viel, aber dem Geheimnis des Alten bringt sie uns kaum näher. Jedenfalls bin ich überzeugt, daß der Alte nicht würfelt. （直訳:量子力学はとても印象的です。しかし内なる声が私に、その理論はまだ真のヤコブになっていないと言っています。量子力学はとても有益なものではありますが、かの古人の秘密にはほとんど迫っていません。いずれにせよ私には、かの古人はサイコロを振らないという確信があるのです）
5. ^ 父ヘルマンは学生時代、大の数学好きで同分野の探究を続けることを望んでいたが、家庭の経済的事情からそれを断念し、商人となることを決意。シュトゥットガルトでその修業を開始、1876年に18歳でパウリーネと結婚しウルムに引っ越し、ヘルマンの従兄とともに羽毛寝具の店を共同経営していた。
6. ^ そのことで、単なる記号処理的な頭脳の働きでなく、全体を把握する能力を養ったという意見もある。
7. ^ ミュンヘン市の電流供給が直流方式からより便利な交流方式へと変更されたが、ヘルマン兄弟はその事態に対応して工場設備を変更するのに十分な資本を持っておらず、ミュンヘンの工場を手放さざるを得なかった。
8. ^ 言語に障害があったアインシュタインに、この視覚教育はよく合っていた。そして、昔培った視覚能力をそのアーラウでさらに高めた。それがのちの研究者としての人生に大きく関わることになる。
9. ^ 一方、恋人のミレヴァのほうは、数学部門（関数理論）の点数が足らず試験に落ちてしまった。
10. ^ したがって、おそらくアルベルトは誕生した自分の娘を一度も目にしなかっただろう、と推定される。なお、誕生した娘の名前も、その後どうなったかも、公式の記録が残っていない。娘に起きたことが明確に手紙に書かれているわけではないが、二人の手紙の微妙な文言から推察されるのは、子供が放棄されたかあるいは猩紅熱で死去したなどといったことが起きたのだろう、ということくらいである。
11. ^ そこに至るまでに、仲たがいし離婚に至る夫婦にありがちな、誰もがうんざりとさせられるような男女のやりとり、つまり、互いの問題点をあげつらう非難合戦や、慰謝料や養育費の請求やそれの拒否、調停の場での疑心暗鬼の駆け引きなどがあったらしい。
12. ^ この発言については彼の有名な言葉の一つである「生きるには二つの方法しかない。何事も奇跡ではないかのように生きるか、あらゆることが奇跡であるかのように生きるかだ」が示すように、平和と戦争の両方に深く重く関わった彼だからこそ言える発言であるという声もある。
13. ^ 核分裂反応の観測によって実証されたことから、このような誤解が流布されているが、実際はすべてのエネルギー発生の現象において成り立つ公式である。
14. ^ 同賞が授与されたのは公式的には、光電効果の法則等についての貢献に関して。相対性理論についてではない。
15. ^ 1922年度の同賞受賞者・ニールス・ボーアと同時発表。授賞式典には参加できず、受賞者講演は1923年7月に行った
16. ^ 当時の六大都市（人口順）：東京・大阪・神戸・京都・名古屋・横浜
17. ^ 大博劇場での講演の際、福岡県立福岡中学（現在の福岡県立福岡高等学校）が黒板を提供した。5時間の講演の後、教諭が演壇に消し忘れの黒板を発見しニスを塗り保存して福岡中学の物理の講義室に飾っていた。現在、その黒板の写真は高校の玄関内に掲げられているが、黒板自体の所在は不明。

出典

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32. ^ “Einstein's travel diaries reveal 'shocking' xenophobia”. The Guardian. 2018年6月14日閲覧。
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