物理学への道標

「トムソン」の原稿を改定します。
今回の主たる改定はAI情報の再考です。また、
トムソンがこの頃、ベートーベンは54歳くらいでしょうか。
（彼の人生は1770年12月16日頃 – 1827年3月26日）

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【1824年6月26日 ~ 1907年12月17日】

多くの業績を残したトムソン

始めに、本稿のURLは”Baron Kelvin”を使っています。

名前としてはトムソンなんですが、ケルビン男爵

としての別名も持っていたからです。

その名を詳細に記すと、

初代ケルヴィン男爵ウィリアム・トムソン

William Thomson, 1st Baron Kelvin OM, GCVO, PC, PRS, PRSE

トムソンは熱力学や電磁力学で

沢山の研究成果を残してます。

彼は僅か10歳でグラスゴー大学へ入学しました。

トムソンの父がグラスゴー大で教鞭を

とっていた事実はある様ですが、

それを別にしても早熟ぶりに驚かされます。

その後、トムソンはケンブリッジで勉学を進め、

22歳でグラスゴー大学の教授になり、

イギリスの大学で初めての物理学研究室

を立ち上げました。

トムソンの広めた諸概念

1845年の論文では、ファラデーの理論を

数学的に整え回路近辺の空間を考えてます。

この発表は後のマクスウェルに示唆を
与えたと言われています。後の電磁場
の考え方に原型を与えたのでしょう。

また、トムソン（ケルビン卿）は数学的表現である
「ベクトル」を「使い始めた」
人であると言われています。

時代的にはハミルトンがベクトルの概念を使っている

ようですが、ハミルトンは四次元空間の定式化

の中で使っています。これに対してケルビン卿は

ベクトルの概念を使って実際に起きている
磁気現象を数学上で（ベクトル表現で）
より現実的に対応させているのです。
ケルビン卿はそういった
三次元的な（現実的な）概念を提唱しました。

また、

物理学者としては別にJ・J ・トムソンが居ます。

更に、電磁気学から量子力学への移行する中での
業績としては磁性に関するものがあります。
ファラデーが見つけた常磁性という概念を
説明する為にトムソン卿は感受性・透磁率
といった概念を固有の物質で考えていきました。

後に「スピン」等の概念を考える土台を
トムソンが作っていったと言えないでしょうか。

多くを残したトムソン

そして、トムソン卿は沢山の物理学者と議論しました。
例えば、無名だったピエール・キューリを見出し、
交流し真価を認めました。また、別項でご紹介して
いますが、日本初期の物理学者である田中舘愛橘を育て、
彼がトムソンを敬愛していた事でも広く知られています。

〆

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Thomsom did many  advanced work

First, the URL for this article uses “Baron Kelvin”. He’s named Thomson, but he also had an alias as Baron Kelvin.

To elaborate on its name, William Thomson, 1st Baron Kelvin OM, GCVO, PC, PRS, PRSE

Thomson has left a lot of research results in thermodynamics and electrodynamics. He entered the University of Glasgow at the age of only 10.

It seems that Thomson’s father was teaching at the University of Glasgow, but apart from that, he is amazed at his precociousness. After that, Thomson studied in Cambridge, became a professor at the University of Glasgow at the age of 22, and set up the first physics laboratory at a university in the United Kingdom.

In his 1845 treatise, he mathematically arranged Faraday’s theory and considered the space near the circuit.

This announcement suggests to Maxwell later
It is said to have given. Later electromagnetic field
Probably gave a prototype to the idea of.

Also, Thomson is a mathematical expression “vector”.
Is said to be the person who “started using”.

Works of Thomson 

It seems that Hamilton uses the concept of vector separately, but Hamilton uses it in the formulation of four-dimensional space. Sir Thomson, on the other hand, uses the concept of vectors to mathematically (in vector representation) the phenomena that are actually occurring.

In addition, there is another physicist, JJ Thomson.

In addition, one of the achievements in the transition from electromagnetism to quantum mechanics is related to magnetism. To explain the concept of paramagnetism that Faraday found, Sir Thomson considered the concepts of sensitivity and permeability with unique substances. It can be said that Thomson laid the foundation for thinking about concepts such as “spin” later.

And Sir Thomson discussed with many physicists.
For example, he found the unknown Pierre Cucumber,
He interacted and acknowledged its true value. Also, I will introduce it in another section.
However, it is also widely known that Tanakadate Aikitsu, a physicist in the early days of Japan, was brought up and Tanakadate admired Thomson.

〆

こんにちはコウジです！
「キルヒホフ」の原稿を改定します。
今回の主たる改定はAI情報の再考です。また、
キルヒホフがこの頃、ベートーベンは44歳くらいでしょうか。
（彼の人生は1770年12月16日頃 – 1827年3月26日）

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【1824年3月12日 ～ 1887年10月17日】

その名は正しくはグスタフ・ロベルト・キルヒホフで
Gustav Robert Kirchhoff,とつづります。

1824年に現在のロシア領カリーニングラードである
ケーニヒスベルクで生まれました。

生まれ故郷にあるケーニヒスベルク大学で学び、
26歳でブレスラウ大学員外教授に就任しています。

キルヒホッフについて伝えられている内容は
主に業績となりますので、本稿は時代背景
をもとにし研究内容を中心とした
記述を纏めたいと思います。

私自身がドイツ系の人になったつもりで
出来るだけ正確に記載したいと考えています。

ロシアをドイツ語圏と見てるのは強引だと思いますが、
そこの考察は後程。;）

実際にキルヒホッフの業績の中で有名なものは
①電気回路におけるキルヒホッフの法則、
②放射エネルギーについてのキルヒホッフの法則、
③反応熱についてのキルヒホッフの法則です。

それぞれにとても大事な考察だったといえるでしょう。

まず第一に、回路におけるキルヒホッフの法則が最重要です。
別言すれば一番知られています。

当然と言えば当然の事実を明言化しているだけだ、
とも言えるのですが

「回路網中の任意の接続点に流入する電流の和は 0（零）である」
というのが第一の法則です。

正確にはキルヒホッフの第一法則というべきでしょうが、
本稿では単純に「第一の法則」または「第一法則」と省略します。

キルヒホッフの時代には自由電子運動論を裏付ける
理論はありません。電子を直接観測にかけるどころか
原子や電子のサイズも想像がつかないで、
あくまで電子は一つのモデルでした。

キルヒホップに考えた時に、正直者のドイツで学んだ人は
出来る事実で話を組み立てます。

つまり出来るだけ正確に観測を続けて
結果を蓄積して、観測事実の相互関係を定量化するのです。

当時は電源と抵抗の単純な回路を考えた時に
夫々を要素と考えて回路に落とす作業自体にも
議論があったでしょう。

つまり、我々が当たり前に書いている回路図も
国際度量衡といった枠組みが無くて、ヨーロッパの一部の
人々が使うだけの不可思議な記号だったのです。

知る人ぞ知る知見だったとも言えます。そんな回路上での一点を
考えたら入り込む電流と出ていく電流の総和が等しい。
（実験事実によると）ゼロとなるという事実が第一法則なのです。

この法則は今、電気工学（ひいては現代産業）
で幅広く活用されています。

そして次に、キルヒホッフの電圧則はキルヒホッフの第2法則
とも呼ばれます。回路を考えたときに回路網中の任意の
閉ループを考えてみて構成する部分的な電圧を計測したとき、
任意の分け方で考えた起電力の総和と電圧降下の総和は等しいのです。

抵抗、電球、電線電池からなる回路で何が電気を起こしていて、
何が消費するか考えてみてください。

そして再強調しますがこの時代には電子の存在は今より不確かです。

今の学生が教科書を読んだときに漫画的な丸い物体
（模式的な電子の姿）を見て想像するような作業ができないのです。

力学と比べて電磁気学や熱学はまとめ難い側面があります。
実際には電圧を生じる電池のような物質があり、
電気を流し抵抗を持つ同線等の要素を細かく考えていくことで、
回路間の色々な場所での電圧降下を考えていき、
キルヒホッフは第二法則を確立することが出来たのです。

そして1859年にキルヒホッフは黒体放射における
キルヒホフの放射法則を発見しました。

電子の運動でオームの法則に従い議論されるのに対して、
熱放射は空間での現象に対しての考察です。

また、
別の空間的な考察としてキルヒホッフには
分光学での考察も行っています。

フラウンホーファーが発見したいわゆるフラウンホーファー線
（太陽の光線を分解した時に現れる特徴的な吸収）が
ナトリウムのスペクトルと同じ周波数帯に見受けられると示し、
（今で言う分光学的方法で）太陽の内部にある
と思われる元素を同定できることを示しました。

他に音響学、弾性論に関しても
キルヒホッフは先進的な研究を行っています。

〆最後に〆

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（対応英訳）

His name is correctly Gustav Robert Kirchhoff, spelled Gustav Robert Kirchhoff. He was born in 1824 in what is now Russian Kaliningrad, Königsberg. He studied at the University of Königsberg in his hometown and became a non-professor at the University of Breslau at the age of 26.
Since the content reported about Kirchhoff is mainly his achievements, this article will summarize his research content based on his historical background. I would like to describe it as accurately as possible as if I were a German person. 😉

In fact, the most famous achievements of Kirchhoff are (1) Kirchhoff’s law in electric circuits, (2) Kirchhoff’s law on radiant energy, and (3) Kirchhoff’s law on heat of reaction. It can be said that each was a very important consideration.

First of all, Kirchhoff’s law in the circuit is of utmost importance. In other words, it is the best known. Of course, it can be said that it only clarifies the facts of course, but the first rule is that the sum of the currents flowing into any connection point in the network is 0 (zero). am. To be precise, it should be called Kirchhoff’s first law, but in this article, it is simply abbreviated as “first law” or “first law”. There is no theory to support the theory of free electron motion in this era.

Far from directly observing the electrons, I couldn’t imagine the size of the atoms and electrons, and the electrons were just one model. When thinking this way, honest and learned in Germany build up the story with the facts that can be done. In other words, we continue to observe as accurately as possible, accumulate observation results, and quantify the interrelationship of observation facts. At that time, when considering a simple circuit of power supply and resistance, there would have been discussion about the work itself of considering each as an element and dropping it into the circuit. In other words, the circuit diagram we take for granted was a mysterious symbol that was only used by some people in Europe, without a framework such as the General Conference on Weights and Measures. It can be said that it was a knowledge known to those in the know. Considering one point on such a circuit, the sum of the incoming current and the outgoing current is equal. The first law is the fact that it is zero according to the experimental facts. This law is now widely applied in electrical engineering (and thus modern industry).

And then, Kirchhoff’s voltage law is also called Kirchhoff’s second law. When considering a circuit, when considering an arbitrary closed loop in the circuit network and measuring the partial voltage, the sum of the electromotive force and the sum of the voltage drops considered by any division are equal. Think about what is producing and consuming electricity in a circuit consisting of resistors, light bulbs, and electric wire batteries. And again, the existence of electrons in this era is more uncertain than it is now. When a current student reads a textbook, he cannot do the work that he imagines by seeing a cartoon-like round object (a schematic electronic figure). Compared to mechanics, electromagnetism and thermal physics are difficult to summarize. In reality, there is a substance such as a battery that generates voltage, and by carefully considering factors such as the same line that conducts electricity and has resistance, Kirchhoff considers the voltage drop in various places between circuits. I was able to establish the second law.

And in 1859 Kirchhoff discovered Kirchhoff’s law of radiation in blackbody radiation. Whereas the motion of electrons is discussed according to Ohm’s law, thermal radiation is a consideration of phenomena in space. In addition, as another spatial consideration, Kirchhoff is also considering spectroscopy. The so-called Fraunhofer line discovered by Fraunhofer (the characteristic absorption that appears when the sun’s rays are decomposed) is shown to be found in the same frequency band as the spectrum of sodium, inside the sun (in what is now called a spectroscopic method). It was shown that the element that seems to be in can be identified. He also conducts advanced research on acoustics and elasticity.

こんにちはコウジです！
「クラウジウス」の原稿を改定します。
今回の主たる改定はAI情報の再考です。また、
クラウジウスがこの頃、ベートーベンは44歳くらいでしょうか。
（彼の人生は1770年12月16日頃 – 1827年3月26日）

初見の人が検索結果を見て記事内容が分かり易いように再推敲します。

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【1822年1月2日 ～1888年8月24日】

クラウジウスはドイツ系の人で、名前をつづると
Rudolf Julius Emmanuel Clausius,　です。

クラウジウスはプロイセン王国領生まれました。今で言う、ポーランド地域の生まれです。お父様は牧師として務める傍ら、小学校の校長を務めていました。そこでクラウジウスは学び始めます。ベルリン大学の時代に熱力学に関心を抱き始め、初の論文をまとめます。

それは、当時の物理学の中心となっていた熱（温度）、圧力、 対象となる物質の体積（占めている空間）、およびその質量に関する関係の考察でした。

ニュートン力学が広く知られ、その質点モデルをもとに人々が分子であるとか、原子であるとかいう概念を想像していくうえで、知見をまとめていっている段階での考察です。

手探りの中で気体分子の（またはその幾つかの合成物の）
性質を突き詰めていった人の一人がクラウジウスなのです。

今で言う化学と熱力学の境界線はどう考えられていたのでしょうか。
概念形成の歴史を考えていく中で一つの転換点となっている
気もします。後に放射線を使って原子を少しでも可視化したりする前の、
関連概念の形成時代があったのです。

斯様な考え方で考えていくと、クラウジウスの諸業績の中で第一に思いつくものは熱力学に対する業績で、特に、エントロピーの概念が最も大きいのではないでしょうか。気体分子を単純化して特定環境下（温度下）での個々の質点の位置と運動量で考えていった時にエントロピーはボルツマンが後程、再定義しています。

熱力学第一法則・第二法則の定式化も定式化しました。クラウジウスによるとエントロピーの定義は次のように示されます。

　dS = {dQ　}/　{T}

1824年、カルノーは、「熱量は保存され、熱が高温から低温へと移動するときに仕事が発生する」という理論を組み立てました。この理論は1840年代後半、W・トムソンによって世に広まりました。一方、同じ頃に、熱そのものが仕事に変化し、また仕事も熱に変化するというジュールの測定結果が、おなじくW・トムソンなどによって世に認められるようになりました。

しかし、この2つの理論は互いに矛盾するように思われました。そのため、W・トムソンは初め、ジュールの測定結果のうち、「仕事が熱に変化する」という箇所については否定的な見解を示していました。

これに対しクラウジウスはジュールの理論を受け入れ、熱と仕事は互いに変換可能だと考えました。しかし、カルノーの理論を完全に捨て去ることもしませんでした。クラウジウス独自の考察から、熱に関する2つの原理が生み出されました。 

またクラウジウスの不等式の概念は内部エネルギーや散逸を考えていく上でおおきな足掛かりとなりました。

〆最後に〆

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（対応英訳）

Clausius is of German descent, spelling his name
Rudolf Julius Emmanuel Clausius,.

Clausius was born in the Kingdom of Prussia. He was born in Poland in these days. While his father was a minister, he was the principal of an elementary school. There Clausius begins to learn. He began to take an interest in thermodynamics during his time at the University of Berlin and summarized his first treatise.

It was a consideration of the relationship between heat (temperature), pressure, volume of the target substance (occupied space), and its mass, which were the core of physics at that time. Newtonian mechanics is widely known, and it is a consideration at the stage of summarizing the findings in imagining the concept that people are Molecules or Atoms based on the mass model, and it is in the process of groping.

Claudius is one of the people who scrutinized the properties of gas molecules (or some of their compounds). What was the boundary between chemistry and thermodynamics as it is now? I feel that it is a turning point in thinking about the history of concept formation. There was an era of the formation of related concepts before later using radiation to visualize atoms as much as possible.

Considering this way of thinking, the first thing that comes to mind among Clausius’s achievements is his Achievements in Thermodynamics, and in particular, the concept of Entropy is probably the largest. When he simplified the gas molecule and thought about the position and momentum of each mass point in a specific environment (under temperature).

Boltzmann later redefined
Formulation of the first law and the second law of thermodynamics.and,

the definition of entropy is

dS = {dQ} / {T}

In 1824, Carnot constructed the theory that heat is conserved and work occurs when heat moves from hot to cold. This theory was popularized by William Thomson in the late 1840s. On the other hand, in the same period, Joule’s measurement result that heat itself turns into work and work also turns into heat came to be recognized by the same Thomson and others. However, the two theories seemed to contradict each other. As a result, Thomson initially gave a negative view of Joule’s measurements of “work turns into heat.”

Clausius, on the other hand, accepted Jules’ theory and thought that heat and work could be converted into each other. But he did not completely abandon Carnot’s theory. This gives rise to two principles of heat.

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エネルギーの相互関係　

ヘルムホルツによる波の定式化

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【2021年9月時点での対応英訳】

　Helmholtz’s activities are diverse

If you write down all the names of Helmholtz,
Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz.

I am a neurologist and a physicist. When he completed his degree, he was studying nerve fibers and cells in invertebrates.

After that, he will be assigned to the Potsdam Regiment as a surgeon. He has since continued his career teaching at the University of Berlin. Meanwhile, he is raising a lot of disciples. One of them, Hertz, goes on to consider electromechanics under Helmholtz and shows the existence of electromagnetic waves.

Helmholtz’s activities are diverse. In the first place, the propagating substance of neural activity is a minute current, and voltage measurement is indispensable for studying neural activity. Another aspect of Helmholtz’s research is the relationship between heat and work.

Helmholtz derives the first law of thermodynamics, which is now called, from the data on the work equivalent of heat by Joule and others. And he is presenting his treatise and preservation of power at an academic conference.

Job of Hermholtz

Meyer, Jules, and Sir Kelvin are also the results of the energy conservation law that they were studying separately. Helmholtz also works on the direction of chemical reactions. Considering two materials, heat is always transferred from a warm substance to a cold substance on the contact surface. It is an irreversible phenomenon. Given its irreversibility, Helmholtz applied his findings on thermodynamics to chemistry, using free energy, temperature, and entropy to define and discuss total energy. There is a direction for a chemical reaction to occur. It is also called the Gibbs-Helmholtz formula because it is the result of Gibbs, who was conducting research separately.

Formalizm of wave by Hermholtz

Also. Considering the effect of afterimages in addition to the three primary colors of Young’s light, I can now explain Mr. Colorblind. Regarding sound, I explained that the timbre that people feel is determined by the frequency and gain (width). Furthermore, he pointed out that the frequency contained in the vowel is the basis, and the effect of the resonance sound is different depending on the shape of the vocal tract. It is also known that Tanakadate Aikitsu taught electromagnetics when he was studying abroad at the University of Berlin.

〆

「マイヤー」の原稿を改定します。ようやく18世紀の偉人ですね。

こんにちはコウジです。ストークスの原稿を改訂します。
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【1819年8月13日 ~ 1903年2月1日】

ストークスの名を正確に記すと、

Sir George Gabriel Stokes, 1st Baronet。

SIRの称号を得ていてケンブリッジでは

ルーカス職を務めています。　特に

流体力学や光学、数学でストークスは

顕著な仕事を残しました。

具体的なストークスの業績

業績として、ストークスと言われて思い出すのは流体力学だという人は多いのではないでしょうか。特にNS(ナルビエ・ストークス）の式（表式）と呼ばれる表現式が有名です。実際に表式に慣れてくれば、その式がニュートンの第二法則と対応していることが実感できてきます。ただ、「回転」、「発散」といったベクトル力学特有の表現が実感し辛い部分ではあります。

ただ、慎重に議論をなぞっていくと流体の粘性だとか、それが非圧縮性の流れであるとか言った「言い回し」が段々と理解出来てきて、全体像がつかめた気分になってくるから不思議なものです。

実際には、流体に対して多数のセンサーを配して実験がされることは余り無くて、厳密な適用はされにくいのですが、定性的な理解には大いに役だちますし数値解析でシミュレーションしていくことも出来る価値ある表式なのです。

ストークスの人脈

最後に、ストークスに関連した繋がりをご紹介します。現在、有名となっている「ストークスの定理」はもともとウィリアム・トムソン（ケルビン卿）がストークスに伝えたと言われています。そして、ストークスはその定理の有用性を認め、ケンブリッジ大学での数学の優等試験（トライポス）での諮問の中でその式を使いました。

絶対零度の単位で名を残すケルビン卿とストークスがつながるのです。そして、その試験を受けていたのは後の電磁気学の権威者となるマクスウェルだったのです。もちろん、マクスウェルは優秀な成績でこの試験に合格したと言われています。

絶対零度の人・ストークス・電磁気学の人・・・とつながるのです。物理の中では全然別の分野だったと思われた3人が関連していたのですが、こんな話からも当時のイギリスでは議論が盛んだったことも伺われますし、物理の世界は繋がっているのだなぁ、と実感できる筈です。

〆

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（2021年10月時点での対応英訳）

Accurately write the name of Stokes

He holds the title of Sir George Gabriel Stokes, 1st Baronet, SIR and holds the Lucas position in Cambridge. Stokes left a remarkable job, especially in fluid mechanics, optics, and mathematics. Specific Stokes achievements

As a result, many people think that what is called Stokes is fluid mechanics. In particular, the expression formula called NS (Narvier Stokes) formula (table formula) is famous. As you become more accustomed to the formula, you will realize that it corresponds to Newton’s second law. However, the expressions peculiar to vector mechanics such as “rotation” and “divergence” are hard to realize.

However, if you trace the discussion carefully, you will gradually understand the “phrase” that the viscosity of the fluid and that it is an incompressible flow, and you will feel that you have grasped the whole picture. It’s strange. In reality, it is rare to experiment with a large number of sensors placed on a fluid, and it is difficult to apply it exactly, but it is very useful for qualitative understanding and simulated by numerical analysis. It is a valuable expression that can be taken.

Stokes connections

Finally, I would like to introduce the connections related to Stokes. It is said that William Thomson (Sir Kelvin) originally introduced the now-famous “Stokes theorem” to Stokes. Stokes then acknowledged the usefulness of the theorem and used it in his consultation at the University of Cambridge’s Mathematics Honors Exam (Tripos).

Sir Kelvin and Stokes, who leave their names in units of absolute zero, are connected. And it was Maxwell, who later became an authority on electromagnetism, who was taking the test. Of course, Maxwell is said to have passed this exam with excellent grades. It connects with people at absolute zero, Stokes, people with electromagnetics, and so on.

Three people who seemed to be in completely different fields in physics were related, but from such a story, it can be said that there was a lot of discussion in England at that time, and the world of physics was connected. You should be able to realize that you are there.