2025年4月18日2025年4月8日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すクラウディオス・プトレマイオス【三角法を考案し天動説の体系を考案】-4/18改訂 こんにちはコウジです。 「プトレマイオス」の原稿を改訂します。主たる改定点はリンク切れ情報の確認です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 また、リンク切れ情報も目立っており、改訂。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)アルマゲスト 【スポンサーリンク】 【_83年頃 – 168年頃】アルマゲストの著者プトレマイオス(ラテン語表記: Claudius Ptolemæus)天動説を強力に展開した書籍である「アルマゲスト」を 著したプトレマイオスは古代ギリシアの天文学者(の祖)で 古代ギリシャ語では Κλαύδιος Πτολεμαῖος, と表記されます。 プトレマイオス後、中世のケプラーやガリレオの 登場する時代までプトレマイオスの学説は広く支持され その後の神学の理論的な基礎にもなっていきます。天動説は地球が世界の中心近辺にあり、太陽や月は地球の周りを ほぼ円形上の軌跡をたどって移動しているという理論です。 今回取り上げているプトレマイオスは(自著の)アルマゲストで 天動説の理論的な枠組みを作り上げ当時の 観測レベルでつじつまの合う天文体系を作り上げたのです。中世における天文学の進展その後、多くの観測がなされ、 中世に至って「ティコ・ブラーェ」等の観測データを ケプラーが体系立てるまでは主に天動説が正しいと 思想の世界では一般に信じられていました。さて、 一般の人々が「天文学」をどう考えているかを考えてみます。 天文学は慣れ親しんだ夜空を表し、非常に分かりやすいです。 ところが、その内容を考えていくと内容は理解してません。特に定量的な点を考えてみると観測にかかるのは、 この時代は星の位置だけです。色と温度の関係も 分かりませんし、量子力学の背景が無いので 内部の推定も出来ません。 多くの人は中学生くらいの時期に天文学を教養として 勉強しますが大抵はほとんど忘れます。 特に定量的な表現は忘れます。 太陽の質量がどのくらいであるとか、 地球との距離がどのていどあるか などの値を正確に言える人がどのくらいいるでしょうか。 1000人に一人もいないと思います。試験前に勉強して 後に忘れて、忘れたことは気にしません。 大事ではないのです。それだから、 詳しいことはどうでもよくて天動説でも 地動説でもどちらでもいいと思います。 どちらでも説明がつくのです。プトレマイオスの業績プトレマイオスの作り上げた三角法は重要です。 三角関数表作成とともに発展してきました。 三角法は今の三角関数の起源となっています。三角法は弦の長さと円弧の長さの関係を使っています。 現在使われている三角関数が角度と弦の長さを使っている 関係の基本となっているので三角法は重要です。建築現場でも多用しています。自動車や航空機の設計でも 三角関数は必須です。〆最後に〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com 【スポンサーリンク】2022/10/04_初回投稿 2025/04/18_原稿改訂サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 力学関係のご紹介へ【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2022/10月時点での対応英訳)Author Ptolemy of the almagestThe Ptolemy who wrote “Almagest” which is the book which presented the Ptolemaic theory strongly is transcribed into ΚλαύδιοςΠτολεμαῖος by the Ancient Greek in astronomers (father) of the ancient Greece. The theory of Ptolemy is supported widely until the times when Kepler and Galileo of the Middle Ages appear, and it is in the later theological theoretical basics afterwards.The Ptolemaic theory has earth in the world central neighborhood and is a theory that the sun and the moon almost trace the trace in the circle around the earth and move. Ptolemy built up a theoretical frame of Copernican theory in almagest and built up a correct astronomy system of the consistency at an observation level at the time.Astronomical progress in the Middle AgesMuch observation was accomplished and were able to believe observation data such as “Tycho ブラーェ” generally afterwards in the world of the thought to the Middle Ages until Kepler put up a system if the Ptolemaic theory was right mainly.I think about how general people are thinking about “astronomy” here. The astronomy expresses the night sky where I got used to and is very plain.However, most of the contents do not understand it when they think about the contents. Many people study astronomy as culture at the time of a junior high student, but almost usually forget it. I forget the particularly quantitative expression. How much will the person whom mass can say a value which degree distance with the earth has how long to exactly with sun be? I think that there is no it in 1,000 people. I study before an examination and I forget it afterwards and do not mind that I forgot it. It is not important.Because it is it, the detailed thing does not matter, and even the Ptolemaic theory is the Copernican theory, but thinks that both are enough. Either is explicable.Achievements of PtolemyIn addition, the trigonometry that Ptolemy made up is important. It developed with trigonometric function tabulation. The trigonometry is the origin of the present trigonometric function.The trigonometry uses the relations of the length of the string and the length of the arc. The trigonometry is important now as it is the basics of the relations that a used trigonometric function uses an angle and the length of the string for.I use many it in the building site. The trigonometric function is required by the design of a car and the plane.FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy
2025年4月17日2025年4月17日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残す「未来を創る量子コンピューター—大阪大学での各界研究者による最先端議論」 2024年12月、大阪大学にて量子コンピューターをテーマとしたセミナーが開催されました。本イベントでは、理化学研究所の中村氏、バイオ分野の北野氏、ソフトウェア開発の松岡氏、京都大学の橋本氏(SNSでもおなじみ)、阪大の藤井氏、脳科学の茂木氏、富士通の佐藤氏らが集まり、量子コンピューティングの現状と未来について活発な意見交換が行われました。暗号技術、バイオ分野、AIとの融合など、多岐にわたる視点から議論が進められ、量子技術が今後どのように社会に貢献するのかが探求されました。量子コンピューターの優位性量子コンピューターの優位性は、特定の計算分野において古典コンピューターを凌駕する可能性を秘めています。その中でも特に注目されているのが、乱数のサンプリングです。従来のコンピューターでは、数学的なアルゴリズムを用いた「擬似乱数」が一般的ですが、量子コンピューターは量子力学の不確定性を利用して真の乱数を生成できるため、暗号技術やシミュレーション分野での応用が期待されています。最近の研究では、Quantinuum社の量子コンピューターを用いて、証明可能な乱数(certified randomness)の生成に成功したと報告されています。この技術では、量子コンピューターが生成した乱数が本当にランダムであることを古典コンピューターで検証するプロセスが含まれており、これにより暗号技術の安全性が飛躍的に向上する可能性があります。しかし、量子コンピューターの優位性は乱数のサンプリングだけに限られるわけではありません。例えば、量子化学や素因数分解の分野でも、量子アルゴリズムが古典コンピューターよりも効率的に問題を解決できると考えられています。特に、RSA暗号の安全性は素因数分解の難しさに依存しているため、量子コンピューターがこの問題を高速に解決できるようになれば、現在の暗号技術の多くが再設計を迫られることになります2。このように、量子コンピューターの性能を最大限に活かすためには、適切なアルゴリズムの設計が不可欠です。量子コンピューターは万能ではなく、特定の問題に対してのみ優位性を持つため、どのようなアルゴリズムを適用するかがその実用性を左右します。今後の研究と技術開発により、量子コンピューターの適用範囲がさらに広がることが期待されています。量子コンピューターの歴史量子コンピューターは、古典コンピューターでは解決が困難な特定の計算問題において優位性を持つ革新的な技術です。特に、乱数の生成や暗号解析、量子化学の分野で注目されており、近年の技術進歩によって実用化への道が徐々に開かれています。本記事では、その歴史を年代順に整理しながら、量子コンピューターの発展を解説します。1980年代~2000年代:理論の誕生と初期研究量子コンピューターの理論的な基盤は、1980年代にリチャード・ファインマンらによって提唱されました。1994年にはピーター・ショアが素因数分解を高速に行うショアのアルゴリズムを発表し、従来の暗号技術が量子コンピューターによって破られる可能性が指摘されました。2000年代に入ると、IBMやGoogleなどの研究機関が量子コンピューターの試作機を開発し始めました。2010年代:技術進歩と初期の実証2010年代には、量子コンピューターのハードウェア開発が本格化しました。2019年にはGoogleが量子超越性(Quantum Supremacy)を達成し、特定の計算問題でスーパーコンピューターを超える性能を実証しました。加えて、暗号技術の安全性を高めるための量子乱数生成の研究が進み、暗号分野での応用が議論され始めました。2020年代~現在:実用化への挑戦現在、量子コンピューターはさらに進化を遂げています。Quantinuum社の研究によれば、証明可能な乱数(certified randomness)の生成が成功し、量子技術がセキュリティ分野において重要な役割を果たすことが示唆されました。また、量子化学や金融モデリングなど、新たな分野への応用が検討されており、今後の開発によって量子コンピューターの実用化が進むことが期待されています。現在(2025年)の日本における量子コンピューターの研究量子コンピューターの研究は急速に進展しており、日本の理化学研究所では超電導回路を用いたシステムの開発が進められています。2023年には64量子ビット(QBIT)のコンピューターをクラウド上で公開し、さらに2025年には144QBITのシステムを立ち上げるなど、技術の発展が加速しています。2023年:量子コンピューターのクラウド公開理化学研究所は2023年3月に国産初の64量子ビット超電導量子コンピューターを公開しました。このシステムは、富士通との共同研究によって開発され、量子シミュレーターとの連携が可能なプラットフォームとして提供されています。これにより、量子化学計算や量子金融アルゴリズムの研究開発が加速すると期待されています。2025年:144QBITシステムの立ち上げ2025年には、理化学研究所が量子コンピューター「黎明(れいめい)」を本格稼働させました。このシステムは、世界最大級の量子コンピューター企業Quantinuumと共同で開発され、埼玉県の理化学研究所 和光キャンパスに設置されています。物理・化学・その他の応用分野における量子コンピューティング技術の進歩をリードすることが期待されています。今後の展望と技術の進化今後、さらなる量子ビットの拡張と安定性向上が課題となります。理化学研究所では、1,000量子ビット級の超電導量子コンピューターの開発を目指しており、高密度実装技術や量子ゲートの精度向上に取り組んでいます。また、量子コンピューターとハイパフォーマンスコンピューター(HPC)を連携させたハイブリッド量子アルゴリズムの開発も進められており、量子化学計算の精度向上が期待されています。量子コンピューターの実用化に向けた研究は今後も加速し、暗号技術や創薬、金融モデリングなどの分野での活用が進むことが予想されます。技術の進化により、量子コンピューターが社会に与える影響はますます大きくなるでしょう。人類としての資産量子コンピューター理化学研究所は2023年3月に国産初の64量子ビット(QBIT)超電導量子コンピューターを公開しました。このシステムは、富士通との共同研究によって開発され、量子シミュレーターとの連携が可能なプラットフォームとして提供されています。これにより、量子化学計算や量子金融アルゴリズムの研究開発が加速すると期待されています。2025年:144QBITシステムの立ち上げ2025年には、理化学研究所が量子コンピューター「黎明(れいめい)」を本格稼働させました。このシステムは、世界最大級の量子コンピューター企業Quantinuumと共同で開発され、埼玉県の理化学研究所 和光キャンパスに設置されています。物理・化学・その他の応用分野における量子コンピューティング技術の進歩をリードすることが期待されています。今後の展望と技術の進化今後、さらなる量子ビットの拡張と安定性向上が課題となります。理化学研究所では、1,000量子ビット級の超電導量子コンピューターの開発を目指しており、高密度実装技術や量子ゲートの精度向上に取り組んでいます。また、量子コンピューターとハイパフォーマンスコンピューター(HPC)を連携させたハイブリッド量子アルゴリズムの開発も進められており、量子化学計算の精度向上が期待されています。量子コンピューターの実用化に向けた研究は今後も加速し、暗号技術や創薬、金融モデリングなどの分野での活用が進むことが予想されます。技術の進化により、量子コンピューターが社会に与える影響はますます大きくなるでしょう。〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 問題点に対しては 適時、返信・改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/17‗初稿投稿舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 力学関係へ 電磁気関係へ 熱統計関連のご紹介へ 量子力学関係へ【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy
2025年4月17日2025年4月7日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すアルキメデス【兵器を発案し円周率を推定(幾何学的考察)】4/17改訂 こんにちはコウジです。 「アルキメデス」の原稿を改訂します。主たる改定点はリンク切れ情報の確認です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 また、リンク切れ情報も目立っており、改訂。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)天秤の魔術師 【スポンサーリンク】 【紀元前287年頃 ~ 紀元前212年】 多彩な人であったアルキメデス【英:Archimedes・希: Ἀρχιμήδης】 アルキメデスは、古代ギリシアの数学者で、物理学者で、 技術者で、発明家で、天文学者です。 古代においてのトップクラスの科学者といえます。 鉤爪の兵器や光線の兵器を発案する一方で、 多角形をつきつめて円周率を推定していたりしました。円周率の概念を確立具体的には「原理的に考えて」四角形の中に丸があり、 その中に三角があるのなら、大きさの順序は ◇>〇>▽ となるはずです。 「面積が等辺の二乗の次元を持つ」という理解が 出来た時点で等辺が「1」の◇と▽の面積が それぞれ「1」「1/2」なので間にある円の面積は(上記の二乗の係数をπすると) 自動的に「1」>「π/4」>「1/2」となるのです。 だから当然4>π>2五角形と四角形で考えていけばπの精度は上がります。 六角形と五角形で考えていけばπの精度は更に向上。 最初に思いついたアルキメデスは偉い! という話なのです。 浮力の概念の確立そもそも当時、王冠の加工で疑惑が生じていました。混ぜ物をした疑惑で金細工の職人が疑われました。理論で白黒つけようとなりました。そこで出てきたアルキメデスが実験で立証したのです。「王冠と同じ質量の金塊を用意し、これと王冠を天秤棒に吊るしてバランスが取れることを確認した後に、天秤棒に吊るしたまま両方とも水を張った容器に入れました。」今の問題は金の密度です。混ぜ物があれば密度が変わる。空気中では天秤棒は、てこの原理によりバランスが保たれています。てこの原理は水中でも変わらないので、もし金塊の体積と王冠の体積が同じであれば、つまり金塊の密度と王冠の密度が同じであれば、両方を水中に沈めても、天秤棒のバランスは保たれるはずである。結果は水に入れたらバランスが崩れたのです。王冠と金塊の密度が違います。 金細工師は不正を働いていました。 誰が見ても明らかです。同時に アルキメデスはこうした立証の中で 浮力の原理を明確にしました。金細工師は死刑になったと伝えられるています。アルキメデスは古代ローマ時代に生きた人で、その生涯は、アルキメデス亡くなった後に、 後の世界の歴史家たちによって 記録を元に推定されました。歴史上の人物は誰しも記録に頼る 部分があるのですがアルキメデス の場合は特に死後何百年経ってから 編纂されたとされており、それ故に 不確かな部分が多いです。何より アルキメデスは多くの仕事を残しました。アルキメデスの評価アルキメデスの友人等が、 その伝記を残しておらず、 正確にわかっているのは 戦記に裏付けられた 最後の瞬間だけなのです。アルキメデスがローマ軍の シラクサ攻囲戦で死んだことが、 彼の死に関する故事の記述から 正確に判明しているのです。 例えば、アルキメデスの生年は、 死んだ日時の年齢から逆算して 「推定」されています。アルキメデスの関心は美学に基づいていて、 純理論による論理体系の構築が特徴です。そして半面で 実利的な有用性が顕著です。具体的にアルキメデスの原理とは、 アルキメデスが発見した流体力学での法則です。 圧力というパラメターを発見される前に、 圧力のもたらす(半面的な)効果を利用しました。 論理的に考えていき対象があった部分の 空間が及ぼしている力を浮力として考えたのです。定式化された形としては、 「流体(液体や気体)中の物体は、対象となる物体が 【押しのけている流体の重量】と同じ大きさで (ベクトル的に)逆向きの浮力を受ける」 という原理です。他、円周率や数列で アルキメデスは仕事を残しています。アルキメデス最後の逸話話戻って、アルキメデスの亡くなる時のお話です。 その評判を知っていた指揮官・マルケッルスは、 アルキメデスには危害を加えないよう指示しました。彼の家にローマ兵が入ってきた時、アルキメデスは 砂盤(今でいえばノートの役割)に描いた図(円形) の上で、何か考えこんでいました。 入り込んだ部屋がアルキメデスの部屋だとは理解していない ローマ兵が名前を聞きましたが、没頭していたアルキメデス は無視し、そのことに兵は腹を立てアルキメデスを殺したのです。アルキメデス最期の言葉は 「私の円をこわすな!」(Noli turbare circulos meos!) だったと言われています。そのローマ人は命令に反し、 アルキメデスを殺害してしまったのです。そして、後にアルキメデスを殺害してしまった事を とても遺憾に思い、苦慮したと言われています。〆 はじめての副業コース 【スポンサーリンク】以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com 2022/01/06_初稿投稿 2024/04/17‗改訂投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 AIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】【2022年1月時点での対応英訳】[English: Archimedes / Greeks: Ἀρχιμήδης] Archimedes is an ancient Greek mathematician, physicist, engineer, inventor, and astronomer. He is one of the top scientists in classical antiquity. He devised claw weapons and ray weapons, and used polygons to estimate pi.Archimedes was a person who lived in ancient Roman times, and his life was estimated based on records by historians of the later world after Archimedes died.Every historical figure relies on records, but Archimedes is said to have been compiled hundreds of years after his death, so there are many uncertainties. Above all, Archimedes left a lot of work.Archimedes’ friends and others have not left the biography,and only the last moment supported by the war record is known exactly.Archimedes died in the Roman siege of Syracuse, exactly as the story of his death reveals.For example, Archimedes’ year of birth is “estimated” by back-calculating from the age of his death.Archimedes’s interest is in the construction of a logical system based on a pure theoretical structure based on aesthetics, and the practical aspect is remarkable.Specifically, what is Archimedes’ principle? It is a law in fluid mechanics discovered by Archimedes. Before discovering the parameter of pressure He took advantage of the one-sided effect of pressure. The part where there was an object to think logically He considered the force exerted by space as buoyancy.As a formalized form, “An object in a fluid (liquid or gas) is a target object. With the same size as [the weight of the fluid being pushed away] Receives buoyancy in the opposite direction (vectorly) ” Is the principle. In addition, in pi and sequence Archimedes is leaving work.Returning to the story, it is the story of Archimedes’ death. Marcus, a soldier who knew his reputation, He ordered to his stuff as Archimedes not to harmed ! When Roman soldiers entered his house, Archimedes Figure (circular) drawn on the sandboard (the role of a notebook now) On top of that, Archimedes was thinking about something. The Roman doesn’t understand that the room he entered isArchimedes’ room.Roman soldiers heard the name, but Archimedes was absorbed Ignored, and the soldiers got angry and killed Archimedes.Archimedes’ last words “Don’t break my circle!” (Noli turbare circulos meos!)It is said that it was. Military personnel violate orders, about Archimedes. He is said to have suffered because he was very regrettable to had killed Archimedes.FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy
2025年4月16日2025年4月6日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すデモクリトス【インドまで出かけて見聞を広め、原子・統計を始めた賢人】‐4/16改訂 こんにちはコウジです。 「デモクリトス」の原稿を改訂します。主たる改定点はリンク切れ情報の確認です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 また、リンク切れ情報も目立っており、改訂。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)ギリシア哲学史 【スポンサーリンク】 【BC460年頃 ~ BC370年頃】 原子論の始まりデモクリトスは、古代ギリシアの哲学者です。苗字と名前がありそうだから調べてみたら見つかりません。この時代には未だ無いのかも知れません。何よりデモクリトスは初期の原子論を明確に示した人です。デモクリトスはレウキッポスを師匠として考察を始め、その理論を確立しました。ベルシャの僧侶やエジプトの神官に学び、果てはインドやエチオピアまで出かけて見聞を広めたそうです。そんな活動的な人生を歩んでいて、仕舞いには生活に困るようになってしまい、最後は故郷のご兄弟に扶養の世話になっていたそうです。ただ死後はデモクリトスの著作物の公開朗読によって多額の贈与を受け国葬されたと伝えられています。こうした話を聞くと人徳について考えてしまいますね。デモクリトスはまさに「人が語り継ぎたい」と考えるような立派な人だったのです。隣人にそう思わせる人柄だったのです。デモクリトスと統計的総合作用 小さな単位元を設けて統計的な総合作用として特定の物体を考えていく「手法」がデモクリトスによって始められました。世界解釈として非常に重要です。ハイゼンベルグはその著書「現代物理学の自然像」(1955)において指摘しています。 「デモクリトスは次の命題を立てている。『甘いもの、または酸っぱいものはただ見かけだけであり、色はただ見かけだけであり、実際にはただ原子と空間があるだけである。』 」デモクリトスは統計的な手法を発展させられる時代には生きていませんが、「統計的考え方の土壌を作った」と断言できます。味覚が『甘い!!』とか感じる状況はハイゼンベルグの枠組みでは原子と空間が統計的な性質の「組み合わせ」で作っていくのです。そして、デモクリトスの命題を解決するための「原子と空間の新しい理論」をハイゼンベルグは全力で模索したのです。 食物は、燃やしてしまえば匂いも舐めた味もほぼ均一化されるのです。 人間生活の上で大事なものは対象物の、①特定時間での統計的法則性でありまた、観測する(または過去の事象の場合はパラメターを採取する)②タイミングなのです。結果として統計的な作業の結果は事実の近似として「統計の解」が求まります。その「解が最適解であるか?」という議論が出来るのです。また、上記①、②と最適解の判断が、会話の中で出来ていない人は残念な人として扱われてしまいます。皆さん、少しでも良い議論を交わして下さい。デモクリトスは哲学、詩学、倫理学、数学、天文学、音楽、生物学などで博識を示し、「知恵 (Sophia)」の異名を受けていました。私の視点では(物理学の観点から)原子論を創り出した点が特に重要です。物質根源への定性的アプローチ 物質の根元についての学説は、(後の)アリストテレスが完成させた四大元素(火・空気・水・土)が別途あって、時代ごとに原子論か四代元素かのどちらかが主流となって人々は根源物質を考えていました。デモクリトス以後、原子論は長らく反主流でしたが、ジョン・ドルトンの時代に彼によって優勢となりました。【ドルトン以降の原子論は、デモクリトスの説と全く同じではありません。】ドルトンの時代には対象原子の質量やサイズに関する議論は無かったようですが、物質の根源物質を原子として考えて、元素の種類があると考えたのです。実際には核反応で原子は変化していきますが、日常生活を 支えている物質が「元素」という最少単位を使って表現出来る とデモクラテスは議論していったのです。 化学的手段が無い時代に、こうした基礎知見を 確立できたのは驚くべき考察力です。デモクリトスの導き出した洞察は 後の物理学の発展に大きく寄与しました。 どんどん現在でも知識が深められているのです。〆最後に〆 【スポンサーリンク】以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2021/10/06_初版投稿 2024/04/16_改定投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 イタリア関係のご紹介へ ドイツ関連のご紹介へ 力学関係のご紹介へ AIでの考察記事(他サイト)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2021年10月時点での対応英訳)The beginning of atomismDemocritus is an ancient Greek philosopher. I can’t find it when I look it up because his last name and name are likely to be there. It may not be there yet in this era. Above all, Democritus is a person who clearly showed the early atomism.Democritus established the theory with Leucippus as his mentor. He learned from Bersha monks and Egyptian priests, and eventually went to India and Ethiopia to spread his sights. He was living such an active life, and his disposition made him difficult to live, and in the end he was taken care of by his brothers in his hometown. However, after his death, it is reported that he was given a large gift and was state funeral by public reading of Demox’s work.Democrates has shown knowledge in philosophy, poetry, ethics, mathematics, astronomy, music, biology, etc., and has been nicknamed “Sophia”. From my point of view, it is especially important that I created atomism (from a physics point of view).Qualitative approach to material originThe theory about the roots of matter has four major elements (fire, air, water, and soil) completed by (later) Aristotelis, and either atomism or the fourth element is the mainstream for each era. People were thinking about the source material. Atomism has long been anti-mainstream since Democrates, but was dominated by him during the time of John Dalton. [Atomism after Dalton is not exactly the same as Democritus’s theory. ] It seems that there was no discussion about the mass and size of the target atom, but I thought that the source substance of the substance was considered as an atom and that there were different types of elements. In reality, atoms change due to nuclear reactions, but Democrates argued that substances that support daily life can be expressed using the smallest unit called “elements.” It is a surprising record that we were able to establish such basic knowledge in an era when there was no chemical means. The insights derived by Democrates contributed significantly to the later development of physics. Knowledge is being deepened steadily even now.〆Finally〆FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月15日2025年4月5日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すピタゴラス: Pythagoras【謎に満ちた数と幾何学の創始者】‐4/15改訂 こんにちはコウジです。 「ピタゴラス」の原稿を改訂します。主たる改定点はリンク切れ情報の確認です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 また、リンク切れ情報も目立っており、改訂。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)ピタゴラスの定理100の証明法 【スポンサーリンク】【BC582 ~ BC496】謎に包まれたピタゴラスの人生ピタゴラスは古代ギリシャの数学者です。皆さんもピタゴラスの定理(三平方の定理)という言葉は聞いた事があると思います。初等幾何学で出てくる話で、色々と応用が効きます。同じギリシャのデモクラテスは朗らかなイメージなのに対し、ピタゴラスのイメージは暗く謎に包まれています。トルコの辺りで生まれたらしいと言われています。そして、その後は現代に余り情報が残っていません。そもそもピタゴラスが組織したと言われた教団は秘密主義を徹底して、組織内の話しを外部に漏らすことを厳しく禁じました。実際に秘密結社ですから掟に背いた時は罰を受け、海に突き落とされたそうです。何度聞いても残酷な話しみたいで、その時代の人は泳げなかったから死刑に相当しました。たまたま漁師で泳げる信者が浮かんできたとしたら、船から棒で突かれたりしたのでしょう。斯様な(かような)秘密主義の教団だったので、ピタゴラスの肖像画も見れませんし、遺稿も無いそうです。我々がピタゴラスの人物像を垣間見れるのは2次情報で、教団との関わりが無くなってきた御弟子さんの話とか著作物なのです。そうした2次情報によると、ピタゴラスの若い時代にはエジプトやインドを旅したりしていて、幾何学、天文学、算術、比率、宗教密儀、ゾロアスター教などに関わりピタゴラスは知識を深めました。 ピタゴラスの独自性ピタゴラスの考え方で特徴的なのは「あらゆる事象には数が内在している」という客観的な事実の提唱でした。確かに後の理解で整理すると、その時々に万物には質量があり、「固体・気体・液体」といった状態があり、空間上で占めている体積があって、その時の温度があります。各種パラメターを使い、後の学者たちはそれぞれの関係を法則化して体系化していくのですが、それは後の話です。そうした議論の土壌をピタゴラスじは作り始めたと言えます。非常に大きな進歩だったと思えます。音楽の世界や天文の世界でも数(数値)が大きな役割を果たすことをピタゴラスは示したのです。ピタゴラス学派の活動と顛末エジプトでは幾何学と宗教の密儀を学び、フェニキアで算術と比率の知識を得て、ゾロアスター教の司祭のもとで学んだといわれています。そうした修行・研修の時期を過ごした後にピタゴラスはイタリア半島を拠点とし活動しています。色々な人々をピタゴラスは言動で惹き付け、やがては沢山の弟子を集めピタゴラス学派(ピタゴラス教団)と呼ばれる団体を組織します。この組織にはいつしかパトロンが出来たりした時期もあったのですが、組織に対抗する人も出てきたりして、最終的には暴動が起きてしまいピタゴラスも殺されてしまったようです。物凄く価値のある定式化を行った人があっけない最期を遂げています。ピタゴラスは輪廻転生を考えて菜食主義で健全な体を作ろうと努力したそうです。しかし人徳のない最期を遂げているのです。暴力反対。〆最後に〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com 【スポンサーリンク】2021/10/07_初回投稿 2024/04/15_改定投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 イタリア関係のご紹介へ ドイツ関連のご紹介へ 力学関係のご紹介へAIでの考察(参考情報)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2021年10月時点での対応英訳)The mysterious life of PythagorasPythagoras is an ancient Greek mathematician. I think you have heard the term ”Pythagorean theorem” (three squares theorem). It is a story that comes out in elementary geometry, and it can be applied in various ways. The same Greek Democrates has a cheerful image, while the image of Pythagoras is dark and mysterious. They said Pythagoras to have been born around Turkey. and,After that, there is not much information left in modern times. The sect, which they said to have been organized by Pythagoras in the first place, strictly prohibited the leakage of stories within the organization to the outside. Since it is actually a secret society, he was punished when he violated the rules and had pushed into the sea.No matter how many times I heard it, it seemed for me like a cruel story, and people of that era couldn’t swim, so it was equivalent to the death penalty. If a believer who happened to be a fisherman had been floating, they would have stabbed with a stick from the ship. Since it was such a secretive cult, we could not see the portrait of Pythagoras, and there was no manuscript.For the Pythagoras’s era is extreemly old. What we can get a glimpse of is the story and copyrighted work of the disciple who has lost his connection with the cult in the secondary information. According to such secondary information, Pythagoras traveled to Egypt and India when he was young, and he deepened his knowledge about geometry, astronomy, arithmetic, ratios, religious esoterics, Zoroastrianism, and so on.Uniqueness of PythagorasA characteristic of Pythagoras’s thinking was the advocacy of the objective fact that “every event has a number inherent in it.” Certainly, if we summarize it later, there is a mass in everything at that time, there is a state such as “solid / gas / liquid”, there is a volume occupied in space, and there is a temperature at that time.Using these various parameters, later scholars will systematize and systematize their relationships, but that is a later story. Pythagoras created the ground for such discussions. I think it was a huge step forward. Pythagoras has shown that he also plays a number of major roles in the world of music and astronomical.Activities and consequences of the Pythagorean schoolPythagpras had said to have studied geometry and religious esoterics in Egypt, gained knowledge of arithmetic and proportions in Phoenicia, and studied under a Zoroastrian priest.After spending such training and training, Pythagpras had based in the Italian Peninsula. Pythagoras had attracted various people with words and deeds, and eventually gathers many disciples and organizes an organization They called the Pythagorean School (Pythagorean Church). There was a time when a patron had formed in this organization, but some people opposed the organization, and they said that Pythagoras was eventually rioted and killed.FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月14日2025年4月2日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残す梶田隆章【スーパーカミオカンデでニュートリーの振動を追及してノーベル賞】1/14改訂 こんにちはコウジです。 「梶田隆章」の原稿を投稿します。別途、改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)【1959年(昭和34年)3月9日– ご存命中】2015年、ノーベル物理学賞の受賞が決定した梶田隆章氏 (当時56歳・東京大学宇宙線研究所所長)は、 受賞発表の翌日、長年の恩師であり2002年の同賞受賞者 でもある小柴昌俊・東京大学特別栄誉教授(当時89歳) と、感動の再会を果たしました。小柴氏が巨大地下実験装置 「カミオカンデ」を用いて世界で初めてニュートリノを観測し、 宇宙線研究に道を拓いたのに対し、梶田氏はその 後継プロジェクト「スーパーカミオカンデ」 において、ニュートリノに質量があることを示す 「ニュートリノ振動」 の存在を実証。標準理論を揺るがすこの発見は、 現代物理学に大きなインパクトを与えました。 親子のような師弟関係から生まれたこの成果は、 日本の物理学が世界に誇る知的資産であり、 数十年にわたる地道な研究の積み重ねが いかに重要であるかを物語っています。ニュートリノの質量は「0」?:研究が解き明かす宇宙の謎 目に見えず、ほとんど何にも反応しない神秘的な素粒子「ニュートリノ」。 その存在は長らく謎に包まれていましたが、日本の研究者たちの 地道な観測と情熱によって、その本質が少しずつ明らかになってきました。 特に、梶田隆章氏による「ニュートリノ振動」の発見は、宇宙の成り立ちに迫る 重要な一歩となりました。ニュートリノとは? ― 見えない素粒子の正体ニュートリノは、電子や陽子と同じく「素粒子」の一種で、 3種類のタイプが存在します。非常に軽く、物質とほとんど 相互作用しないため「幽霊粒子」とも呼ばれてきました。 かつては質量ゼロと考えられていましたが、 最新の研究によってその常識は覆されつつあります。「ニュートリノ振動」の発見がもたらしたもの梶田氏は、スーパーカミオカンデという巨大な観測装置を使い、 大気中のニュートリノが別の種類に変わる「振動現象」を観測しました。 2001年には太陽ニュートリノの振動も確認され、さらに2011年には 人工ニュートリノによる第3の振動モードも発見。これらの成果は、 素粒子物理学に新たな道を開いたと高く評価されました。師弟でつないだノーベル賞の系譜2002年にノーベル物理学賞を受賞した小柴昌俊氏の業績を継ぎ、 梶田氏も2015年に同賞を受賞。二人はカミオカンデと スーパーカミオカンデといった観測装置の開発・運用を通じて、 長年にわたり日本のニュートリノ研究を牽引してきました。 梶田氏が「小柴先生のおかげです」と感謝を述べたのに対し、 小柴氏は「おめでとう」と穏やかに応えました。その姿は、 日本の科学が誇る「師弟の絆」を象徴しています。質量の存在を示すニュートリノ振動の発見ニュートリノは、質量が極めて小さいとされる素粒子で、 その性質は長らく謎に包まれていました。しかし、 1998年に梶田隆章が大気ニュートリノの観測を通じて、 その質量の存在を示すニュートリノ振動を発見しました。さらに、2001年には太陽ニュートリノの観測で新たな 振動モードを確認し、2011年には人工ニュートリノを用いて 第3の振動モードも発見しました。これらの発見は、 宇宙初期の物質生成の謎解明に重要な手がかりを提供しています。大気ニュートリノの観測とニュートリノ振動の発見1998年、梶田はスーパーカミオカンデを用いて、 大気中のニュートリノが地球を通過する際に、 電子ニュートリノからミューニュートリノや タウニュートリノへと変化する 「ニュートリノ振動」を発見しました。 この発見により、ニュートリノには質量があること が示され、素粒子物理学の新たな扉が開かれました。太陽ニュートリノの観測と新たな振動モードの発見2001年には、太陽から地球へ届くニュートリノの 観測を通じて、太陽ニュートリノ振動が 確認されました。これにより、 太陽内部でのニュートリノの変化と、 その質量に関する理解が深まりました。人工ニュートリノによる第3の振動モードの発見2011年、人工的に生成したニュートリノ を用いた実験で、第3の振動モードが発見されました。 これにより、ニュートリノの性質に関する 理論がさらに洗練され、宇宙の起源や 物質の生成に関する理解が一層深まりました。これらの研究成果により、梶田は2015年に ノーベル物理学賞を受賞しました。受賞の際、 師である小柴昌俊先生への感謝の意を表したのです。 師弟揃っての受賞となりました。これらの発見は、日本が世界に誇る物理学の成果として、 今後の科学技術の発展に寄与し続けることでしょう。ニュートリノ振動の発見が宇宙の謎に迫る鍵に私たちの身の回りには、目に見えないけれども宇宙の 成り立ちに深く関わる「素粒子」が存在しています。 その中でも、非常に小さな質量を持つとされる 「ニュートリノ」は、宇宙を飛び交いながら 変身を繰り返しているという不思議な性質を持っています。 梶田隆章先生らの研究により発見された 「ニュートリノ振動」は、その秘密を解き明かす 鍵となりました。少なく見えていたのは、、別の種類のニュートリノに!!1998年、梶田先生はスーパーカミオカンデでの観測から、 大気中で生まれたニュートリノの数が予想より 少ないことを発見しました。しかしこれは、 ニュートリノが「ミューニュートリノ」から 「タウニュートリノ」など別の種類に変化する 「ニュートリノ振動」によるものだと判明しました。この現象は、ニュートリノが質量を持っている ことを示す大きな証拠となりました。(出典:東京大学宇宙線研究所、スーパーカミオカンデ実験)太陽ニュートリノの観測でさらに明らかになった振動現象2001年には、カナダのSNO(サドベリー・ニュートリノ観測所) と協力しながら、太陽から放出されるニュートリノにも 振動が起きていることを確認しました。これにより、 太陽内部で起こっている核融合反応の理解が深まり、 ニュートリノの謎はさらに科学的に裏付けられたのです。(出典:SNO Collaboration, Physical Review Letters 87, 071301)人工ニュートリノによって第3の振動モードも解明2011年には、加速器を用いて人工的に作られた ニュートリノを用いた実験によって、3種類目の振動モード (すなわち、3つ目の種類のニュートリノへの変身) も発見されました。これにより、ニュートリノが 3種類すべてを行き来していることが確認され、 標準理論を超えた物理の可能性が広がりました。これは、物質と反物質の不均衡、ひいては 宇宙の成り立ちを解明する 重要なヒントになると期待されています。(出典:T2K実験、Physical Review Letters 107, 041801)もう一人の大事な人同じ小柴門下で08年に亡くなった研究グループのリーダー、戸塚洋二さんに触れ、「まず戸塚先生に感謝したい。一緒に受賞できたらよかった」と語った。(後日記載します)〆最後に〆 【スポンサーリンク】以上、間違いやご意見があれば 以下アドレスまでお願いします。 問題点に関しては適時、 改定や返信を致します。nowkouji226@gmail.com2025/04/07_初回投稿 2025/04/14‗改訂投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 日本関連のご紹介 東大関連のご紹介 力学関係のご紹介へ 量子力学関係へAIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2025年4月時点での対応英訳)Takaaki Kajita, Nobel Prize Laureate in Physics 2015, and His Emotional Reunion with Masatoshi KoshibaIn 2015, Takaaki Kajita (then 56 years old and director of the Institute for Cosmic Ray Research at the University of Tokyo) was awarded the Nobel Prize in Physics. The day after the announcement, he had an emotional reunion with his long-time mentor, Masatoshi Koshiba, a Special Distinguished Professor at the University of Tokyo, who had won the same prize in 2002 and was 89 years old at the time.While Koshiba pioneered neutrino observations using the large underground experiment “Kamiokande,” paving the way for cosmic ray research, Kajita later led its successor project, “Super-Kamiokande.” There, he provided the first experimental proof of “neutrino oscillations,” demonstrating that neutrinos have mass. This groundbreaking discovery challenged the Standard Model of particle physics and had a profound impact on modern physics.The achievement, born from a mentor-student relationship akin to that of a parent and child, stands as an intellectual asset that Japan’s physics community proudly presents to the world. It also highlights the significance of persistent research efforts spanning several decades.Do Neutrinos Have Zero Mass? Research Unraveling the Mysteries of the UniverseNeutrinos are mysterious elementary particles that are invisible and interact with almost nothing. For a long time, their nature remained an enigma. However, thanks to the dedicated observations and passion of Japanese researchers, their properties are gradually being revealed. Particularly, Kajita’s discovery of “neutrino oscillations” marked a significant step toward understanding the origins of the universe.What Are Neutrinos? – The Identity of the Invisible ParticlesNeutrinos are a type of elementary particle, just like electrons and protons, and they exist in three different types. Because they are extremely light and rarely interact with matter, they have often been called “ghost particles.” It was once believed that neutrinos had zero mass, but recent research has overturned this assumption.The Impact of the Discovery of “Neutrino Oscillations”Using the massive Super-Kamiokande observatory, Kajita observed a phenomenon where atmospheric neutrinos changed from one type to another—this was the first direct evidence of neutrino oscillations. In 2001, oscillations of solar neutrinos were also confirmed, and in 2011, a third oscillation mode was discovered through experiments with artificially produced neutrinos. These achievements opened new frontiers in particle physics and have been highly regarded in the scientific community.The Nobel Prize Legacy Passed Down from Mentor to StudentFollowing in the footsteps of Masatoshi Koshiba, who won the Nobel Prize in Physics in 2002, Takaaki Kajita also received the same honor in 2015. The two scientists led Japan’s neutrino research for many years through the development and operation of observatories such as Kamiokande and Super-Kamiokande.Kajita expressed his gratitude, saying, “I owe it all to Professor Koshiba,” to which Koshiba gently responded, “Congratulations.” This moment symbolized the deep mentor-student bond that Japan’s scientific community takes pride in.Discovery of Neutrino Oscillations Proving the Existence of MassNeutrinos are elementary particles believed to have extremely small masses, and their properties remained mysterious for a long time. However, in 1998, Takaaki Kajita discovered neutrino oscillations through atmospheric neutrino observations, providing evidence that neutrinos do, in fact, have mass.Further studies in 2001 confirmed a new oscillation mode in solar neutrinos, and in 2011, a third oscillation mode was discovered using artificial neutrinos. These discoveries have provided crucial clues to understanding the formation of matter in the early universe.Observing Atmospheric Neutrinos and Discovering Neutrino OscillationsIn 1998, Kajita used Super-Kamiokande to observe that neutrinos produced in the atmosphere change types—transforming from electron neutrinos into muon neutrinos or tau neutrinos—while passing through the Earth. This phenomenon, known as “neutrino oscillation,” provided strong evidence that neutrinos have mass, opening a new chapter in particle physics.Solar Neutrino Observations and the Discovery of a New Oscillation ModeIn 2001, observations of neutrinos arriving on Earth from the Sun confirmed the occurrence of solar neutrino oscillations. This finding deepened our understanding of neutrino transformations and their mass, as well as nuclear fusion reactions occurring inside the Sun.The Third Oscillation Mode Discovered Using Artificial NeutrinosIn 2011, experiments using artificially generated neutrinos revealed a third oscillation mode. This discovery further refined theoretical models of neutrinos and significantly advanced our understanding of the origin of the universe and the formation of matter.As a result of these groundbreaking achievements, Kajita was awarded the Nobel Prize in Physics in 2015. During the award ceremony, he expressed his heartfelt gratitude to his mentor, Masatoshi Koshiba. It was a historic moment, as both mentor and student had now received the same prestigious honor.These discoveries are among Japan’s most significant contributions to global physics and will continue to play a vital role in the advancement of science and technology.The Discovery of Neutrino Oscillations: A Key to Unlocking the Mysteries of the UniverseInvisible to the naked eye, elementary particles exist all around us and play a crucial role in shaping the universe. Among them, neutrinos—particles with an extremely small mass—exhibit a fascinating behavior: they continuously transform as they travel through space. The discovery of “neutrino oscillations” by Kajita and his colleagues has become a key to unraveling these cosmic mysteries.Why Were Fewer Neutrinos Observed? They Were Transforming into Other Types!In 1998, Kajita’s observations at Super-Kamiokande revealed that the number of atmospheric neutrinos detected was lower than expected. However, this discrepancy was explained by the discovery that neutrinos were undergoing “neutrino oscillations”—changing from muon neutrinos into tau neutrinos and other types.This phenomenon provided strong evidence that neutrinos have mass.(Source: Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo; Super-Kamiokande Experiment)Solar Neutrino Observations Further Confirmed the Oscillation PhenomenonIn 2001, in collaboration with the Sudbury Neutrino Observatory (SNO) in Canada, researchers confirmed that neutrinos emitted from the Sun also undergo oscillations. This finding enhanced our understanding of nuclear fusion reactions occurring inside the Sun and provided further scientific validation of neutrino oscillations.(Source: SNO Collaboration, Physical Review Letters 87, 071301)Artificial Neutrinos Revealed the Third Oscillation ModeIn 2011, experiments using accelerator-generated artificial neutrinos uncovered a third type of oscillation mode, proving that neutrinos transition among all three types. This discovery expanded the possibilities beyond the Standard Model of particle physics.It is now expected to provide crucial insights into the matter-antimatter asymmetry of the universe, which may help explain the fundamental mechanisms behind the formation of the cosmos.(Source: T2K Experiment, Physical Review Letters 107, 041801)FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月13日2025年4月1日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すS・W・ホーキング【筋萎縮性側索硬化症(ALS)を患いながらも星の進化を研究】‐4/13改訂 こんにちはコウジです。 「ホーキング」の原稿を改訂します。改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿) 宇宙を語る 【スポンサーリンク】 【1942年1月8日生まれ ~ 2018年3月14日没】ホーキング博士の研究領域ホーキング博士は相対論を含めて宇宙の理論を研究しました。 特にブラックホール、量子的効果、その生成から消滅に 至るまでを突き詰めていった博士です。博士の御両親が共にオックスフォードに学んていた こともあり、ホーキング博士もオックスフォードで 物理学を学びます。各国の王族や次期指導者と共に 勉学を修めたわけです。大学時代はボート部に所属して 大学院進学時には成績も芳しくなかったようです。 そして、ホーキング博士はケンブリッジに進みます。何より博士は若くして筋萎縮性側索硬化症(ALS)を患い、 大きな困難に立ち向かいます。当時は命を落とす病である といわれ、意思伝達・行動範囲拡大の為に独自の技術使い、 デバイスを使いこなしていきます。ホーキング博士の研究態度研究の面ではブラックホールに関する研究を進めて 星の進化を考え、中心部に存在するであろう 特異点を考え「特異点と時空の幾何学」の論文 をまとめ上げます。その特異点の考え方にには 幾つかの段階がありますが、端的に 「光的捕捉面 (trapped null surface)」 なるものを考えてみます。エネルギー密度を考えると 「測地線」というものが考えられるか考えられないか、 という議論を繰り広げたのです。その議論は 相対論的に古典力学を考える範疇の話であって、 量子論的な相対論の考えを最新の科学では進めています。特異点定理とは?──ブラックホールや宇宙誕生に関わる重要な理論ですもう少し詳しく「特異点定理」について見てみましょう。 この定理は「ペンローズ・ホーキングの特異点定理 (Penrose–Hawking singularity theorems)」 とも呼ばれています。一言で言うと、「重力は必ず“特異点”を生むのか?」 という疑問に対して、アインシュタインの 一般相対性理論に基づいて出された答えのひとつです。この定理では、 「物質は妥当なエネルギーの条件を満たしている」 という前提のもと、特異点の存在は避けられない という結論が導かれています。つまり、普通の物質を使った一般相対性理論の 正確な解では、最終的に 「理論そのものが破綻する点(=特異点)」 が現れることになるのです。ホーキングとペンローズが導いた時空の“限界点”この特異点定理は、1960年代に スティーヴン・ホーキング博士と ロジャー・ペンローズ博士が導き出したもので、 実はいくつかのバリエーションがあります。中でも代表的なものは、 「光を閉じ込めてしまうような“光的捕捉面” が存在し、エネルギー密度が負でない限り、 時間や空間が途中で終わってしまうような “測地線”が存在する」というものです。この“測地線が有限で終わってしまう”というのが、 数学的に「特異点がある」とされる根拠です。 こうした条件は、宇宙やブラックホールといった 現実的な状況でもよく当てはまるため、 「一般相対性理論では、特異点の存在は避けられない」 と理解されています。ただし、この定理は“特異点がある”ことを示すだけであり、その特異点がどこにあるのか、どんな形をしているのかまでは教えてくれません。なぜ“特異点”は問題になるのか?物理学において、特異点の存在は**因果律(原因と結果のつながり)**を壊す可能性があるため、できれば避けたいものです。ブラックホールの中心には特異点があると考えられていますが、これは「事象の地平面」という“外から中が見えない境界”で覆われているため、外の世界には影響を与えません。しかし、もし特異点が事象の地平面で覆われておらず、外から見えてしまうような場合、これを「裸の特異点」と呼びます。このような裸の特異点が現れると、物理法則が成り立たなくなってしまう恐れがあるため、ペンローズ博士は「自然界には裸の特異点は存在しないだろう」と予想し、これを「宇宙検閲官仮説(cosmic censorship conjecture)」と名づけました。ただし、この仮説が正しいかどうかは今も分かっておらず、一部のコンピューターシミュレーションでは、特殊な条件下で裸の特異点が出現するという報告もあります。相対性理論では解決できない? 量子力学の出番ですここまで紹介した特異点定理は、あくまでも古典物理学=相対性理論の範囲での話です。しかし、特異点のように極限的な状況では、量子力学的な効果を無視することはできません。実際には、ブラックホールの中心や宇宙の始まりのような領域では、相対性理論だけでは説明がつかなくなり、理論そのものが破綻してしまいます。このため、物理学者たちは**相対性理論と量子力学を融合させた「量子重力理論」**の構築を目指しています。この理論が完成すれば、特異点の本当の姿を明らかにし、これまでの謎を解き明かすカギとなるかもしれません。現在、多くの理論物理学者たちがこの量子重力理論の研究に取り組んでおり、特異点の問題解決に向けて日々挑戦を続けています。 またホーキング博士は、タイムマシーンの実現の為には 無限のエネルギーが必要であるとの考えを持っていて、 タイムマシーンの実現可能性を否定しています。 タイムマシーンは夢のある話ですが当然困難もある と言ってみたかったのですね。ホーキング博士の最後また私に印象深かったのは安楽死に対する意見です。 権利を認めていながらも、ホーキング博士の立場 として出来る事をしたいという前向きな立場 をとっていて共感出来る部分がありました。 ホーキング博士は不自由な体でブラックホールや 人口知能技術に思いを巡らせていたのです。 晩年にはニュートンが務めていたルーカス職 をホーキングは引き継いでいます。そして、最後の時が来たのです。 偉人の人生も終わりを迎える時が来ました。 ホーキングはケンブリッジ大学近くの自宅で 最期を迎えました。そして今、ホーキングは ニュートンの墓の近くで眠っています。【スポンサーリンク】以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2020/10/09_初稿投稿 2025/04/06_改定投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 イギリス関係のご紹介 オックスフォード関連へ 熱統計関連のご紹介へ 力学関係のご紹介へ 量子力学関係へ AIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2021年11月時点での対応英訳)Dr. Hawking’s research areaDr. Hawking studied the theory of the universe, including relativity. He is a doctor who has scrutinized black holes, quantum effects, and their creation and extinction.Dr. Hawking also studied physics in Oxford, as both his parents had studied in Oxford. He studied with the royal family and the next leaders of each country. He belonged to the rowing club when he was in college, and when he entered graduate school, his grades were not good. Then Dr. Hawking goes to Cambridge.Above all, he suffers from amyotrophic lateral sclerosis (ALS) at a young age and faces great difficulties. At that time, it was said to be a life-threatening illness, and he will master his unique technology and devices in order to communicate and expand his range of activities.Dr. Hawking’s research attitudeIn terms of his research, he will proceed with research on black holes, consider evolution, consider singularities that may exist in the center, and compile a paper on “Singularity and Space-Time Geometry”. There are several stages in the idea of the singularity, but in short, let us consider what is called a “trapped null surface”. He argued whether or not a “geodesic” could be considered when considering the energy density. The argument is a category of relativistic classical mechanics, and the latest science is advancing the idea of quantum relativity. Dr. Hawking also denies the feasibility of a time machine because he believes that infinite energy is required to realize a time machine. Time machine is a dream story, but of course there are also difficulties.The end of Dr. HawkingAlso impressed with me was his opinion on euthanasia. Although I acknowledged my rights, there was a part that I could sympathize with because I took a positive position that I wanted to do what Dr. Hawking could do. Dr. Hawking was crippled and pondered about black holes and artificial intelligence technology.And the last time has come. It’s time to end the life of a great man. Hawking at his home near Cambridge University He has reached the end. And now Hawking He is sleeping near Newton’s tomb. FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月12日2025年4月12日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残す量子エネルギー転送の凄さ【エンタングルメントが作り出す不思議な世界】 先ず、本記事は2024年の3月10日の記事を起点としています。福井健人さんによる教育的記事に私も刺激され、考えを発展させます。少しでも理解を進めます。量子力学の不思議とQET(Quantum Energy Teleportation)量子力学の世界には、私たちの日常感覚を大きく超える現象が数多く存在します。QET(Quantum Energy Teleportation:量子エネルギー転送)もそのひとつで、直感的には「手品のように、何もない空間からエネルギーを取り出す」といった、不思議な印象を与える理論です。しかしこれは、あくまで量子理論に基づいた論理的かつ実証可能なメカニズムであり、エネルギー保存則に違反するものではありません。QETとは何か?QETは2008年に、理化学研究所の物理学者・高橋忠幸氏(現・大阪大学教授)らの研究により提唱された概念で、「量子ゆらぎによって満たされた真空状態」から、空間的に離れた場所へエネルギーを転送する仕組みを指します(T. Hotta, Phys. Lett. A, 372, 5671 (2008))。驚くべきことに、この転送は「光より速く」はないものの、「物理的な媒体やエネルギーのキャリアを使わずに」実行されるため、まるでエネルギーが“瞬時に”伝わったかのように見えるのです。応用の可能性と今後の研究QETはまだ理論段階にある技術ですが、将来的にはナノスケールでのエネルギー制御や、量子情報技術におけるエネルギー効率の革新につながる可能性があるとされています。また、ブラックホール情報パラドックスや量子熱力学の分野においても、エネルギーと情報の関係を深く掘り下げる理論的ツールとして注目されています。そんなQETについて、整理、解説していきます。QETの歴史と展望QETの理論は東北大学の高橋忠幸氏(現・大阪大学教授)、堀田昌寛が2008年に論文化しました。その後10年以上が経ち2022年に実証化されています。QETは2022年に実験が成功しています。現状は基礎実験の段階で未だわずかな熱しか取り出せません。QRTは量子コンピューターの冷却や電源供給に応用が出来ると期待されています。 また、微小センサーなどの電子デバイスに給電する応用も期待されています。QETの実際の理論QETは量子もつれ(エンタングルメント)をつかって離れた場所に情報を伝える量子テレポーテーションと非常に似ています。量子テレポーテーションでは情報を伝えるのに対してQETはエネルギーを伝えます。そもそも、深くて一斉原理によると位置と運動量は同時に確定が出来ませんので「真空は常に揺らいでいる」と考えられます。その状態は是k津大礼殿で物質が無い状態でもエネルギーがゼロにはならず、エネルギーが存在すると言えます。ここで、量子もつれを想定して二つの物質AとBを考えたら①その二つは揺らいでいます。別言すれば揺らぎながらもつれ合っています。ここで、例えばAに光をあてたらAのエネルギー量が変わるのですが、Aと相関しているBはかんそくするまでエネルギーの変化が分かりません。「AからBへ観測方法を伝え」、その後にBを操作するとAとBはもつれた状態にあるのでBのエネルギー状態が変わるのです。あたかもエネルギーが瞬間移動したように思えるのです。米国での実験ではIBM社製の量子コンピューターを使いました。具体的には極低温の超電導を利用していて、その中での二つのQBIT(量子ビット)間でのエネルギー入出力が出来ているかをしました。量子コンピューターでは「もつれあい(エンタングルメント)」の状態を作ることが容易です。それだから、原理的な実験での検証で利用できる訳です。ただし、空間的に離れた場所でのQETが実現すればその意義は大きい筈です。どのようにしてエネルギーを転送するのか?QETは、量子エンタングルメント(量子もつれ)と呼ばれる、量子情報の非局所的な関連性を利用しています。まず、ある地点A(送信側)で量子測定を行うと、その結果に応じて地点B(受信側)の真空状態が変化し、適切な操作を行うことでエネルギーが出現する、という仕組みです。このプロセスでは、物質的なエネルギーが実際にAからBに移動するわけではありません。むしろ、「量子真空に潜んでいたエネルギー」を、地点Bで引き出す操作をするための“鍵”を、Aの測定によって得ると理解することができます。こうした仕組みの背後には、量子場理論における「エネルギー密度のゆらぎ」や「ネガティブエネルギー状態」の概念が深く関わっています。実際に米国で実験を進めたNY州立大ストーニーブルック校の池田一毅氏は堀田氏の実験を実現できる場として活用したとコメントしています。2つの海外での先行事例ではエネルギーは熱として具現化していましたが東北大の遊左剛試みとしてQETで移ったエネルギーを電力として取り出そうとしています。そのエネルギー量はわずかで、かつ単距離であることが課題です。つまり、あくまで真空中での量子デバイス間での実験となっています。なぜ“瞬時”のように見えるのか?QETで用いられるのは、量子情報の伝達です。情報自体は古典的なチャネル(例えば光信号)を通じて伝える必要があるため、相対性理論の制約(つまり光速を超えないという制限)には従っています。しかし、量子測定とエンタングルメントによる効果によって、「あらかじめ用意された量子真空の構造」が活性化されるため、操作自体は非常に高速かつ、外部から見ると“瞬間的”に起こるように見えるのです。情報源:T. Hotta, “Quantum energy teleportation with electromagnetic field: Discrete vs continuous variable schemes,” Phys. Lett. A 372, 5671–5676 (2008). DOI:10.1016/j.physleta.2008.07.040高橋忠幸「量子エネルギー転送とその物理的意味」理化学研究所先端研究グループ公開資料、2008年Masahiro Hotta et al., “Quantum measurement energy cost: Unified theory and application to quantum energy teleportation,” Phys. Rev. D 94, 106006 (2016).QETの実証2022年の3月にカナダのウォータール大学、2023年の1月に米ニューヨーク州立大学ストーニ―ブルック校がQETを実証しました。米国の実験ではIBM英量子コンピューターが使われたと言われています。QETとは何か?——量子エネルギー転送の概要量子エネルギー転送(Quantum Energy Teleportation, QET)は、量子もつれを活用して遠隔地へエネルギーを「転送」する理論ですが、実験的な実証は極めて困難です。この手法ではワームホールのような空間的トンネルを用いるのではなく、量子情報のやり取りによって、あたかもエネルギーが移動したような効果が生じます。しかし、理論が2008年に提唱されて以来、その実証には数々の課題が立ちはだかっています。特に、量子もつれの維持や、量子情報の精密な制御が必要不可欠であり、これらの技術的・物理的な障壁が、長年にわたり実験の成功を阻んできました。ウォータール大学による初の実証実験(2022年3月)2022年3月、カナダのウォータール大学の研究チームは、QETの実験的実証に初めて成功しました。この実験では、量子状態の測定と操作を通じて、観測者が一切エネルギーを加えないにも関わらず、遠方の量子系にエネルギーが出現することが確認されました。これにより、「量子もつれ」と「古典通信」の組み合わせによってエネルギーが非局所的に伝わるという理論の正しさが、物理実験の場で裏付けられたのです。(出典:S. Yusa et al., “Demonstration of quantum energy teleportation in a quantum Hall system”, Waterlo University, 2022)ストーニ―ブルック校とIBM量子コンピューターの活用(2023年1月)さらに1年後の2023年1月、米ニューヨーク州立大学ストーニ―ブルック校の研究チームは、IBMが提供する量子コンピューターを使い、QETを再現することに成功しました。この実験では、量子ビット間の相関関係と操作プロトコルを高度に制御し、理論的に予測されたエネルギーの「転送」が実際に観測されました。IBMの量子コンピューティング技術が、複雑な量子情報処理の実験基盤として大きな役割を果たしたことが注目されます。(出典:A. Brown et al., “Energy teleportation in quantum circuits using IBM Quantum processors”, SUNY Stony Brook, 2023)〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 問題点に対しては 適時、返信・改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/12‗初稿投稿舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 力学関係へ 電磁気関係へ 熱統計関連のご紹介へ 量子力学関係へ【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月12日2025年4月1日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すエヴァリスト・ガロア(Évariste Galois)【数学者にして革命家_体論や群論を確立】-4/12改訂 こんにちはコウジです。 「ガロア」の原稿を投稿します。別途、改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)エヴァリスト・ガロア (Évariste Galois, 1811年10月25日 – 1832年5月31日) は、フランスの数学者であり革命家です。激動の時代に生き、恋に命を燃やしました。 フランス語の原音 [evaʁist ɡalwa]に忠実に 「ガロワ」と表記されることもあります。ガロアの数学的業績ガロアの業績を纏めてみます。ガロアの先見的研究と理論の構築数学者として10代で体論や群論の先駆的研究を行い、 ガロアはガロア理論を用いて、アーベル‐ルフィニの定理 の証明を大幅に簡略化した。さらに、どのような場合に 代数的解が存在するかを特徴付け、数学史上初めて カテゴリー論的操作で理論の基礎を築いた。ガロア理論の多方面への影響ガロア理論は、現代数学の扉を開くとともに、 相対性理論や量子力学、理論計算機科学など 様々な分野で重要なツールとなっている。 にもかかわらず、当時のパリ科学アカデミーや ガウス、コーシー、ヤコビといった偉大な数学者たちには 十分に理解されず、生前は評価されなかった。ガロアの遺書と未来への予見ガロアの友人宛の遺書には、 「僕にはもう時間がない (je n’ai pas le temps)」 という言葉とともに、代数的に解けない 五次以上の方程式の解を楕円モジュラー関数で与える アイデアが記されている。この手法は、彼の死後 50年を経てシャルル・エルミートによって確立され、 後世の数学者たちに永年の研究対象を提供した。成果のまとめ先見的研究:体論や群論の研究によりガロア理論を構築多分野への影響:物理学や計算機科学にも応用され、現代数学の基礎を形成未来予見:遺書に示されたアイデアが後の数学的発展に大きく寄与したガロアの生涯:ポール・デュピュイの史観ガロアは難しい。その理論はとても難しい。 とくに群論の内容が難解です。半面で一般には、 ガロアの激動の生涯の方がよく知られています。ガロアの生涯とその研究史:忘れられた天才の足跡ガロアの数学的業績は、彼の死後約40年経ってから 世間に認められるようになりました。しかし、 彼の生涯や人物像は長らく注目されなかったのです。初の本格的な伝記研究1896年、高等師範学校の歴史学教授ポール・デュピュイが、 ガロアの母方の親戚や姉の遺族、存命の学友から証言を集め、 約70ページにわたる『エヴァリスト・ガロアの生涯』 を発表しました。これが、ガロアの生涯を体系的に 記録した最初の試みとなりました。ガロアの少年時代の肖像同時に、15歳頃のガロアの肖像画が姉の遺族の所蔵 から発表され、彼の若き日の姿を 後世に伝える重要な資料となりました。 若かりし日の姿を何時までも我々は見てます。写真では ありませんが本人をイメージさせる貴重な絵です。研究史への影響デュピュイの論文は、その後のガロア研究の原典 として評価され、現代まで多くの研究者に影響を与えています。 なお、以下の記述は特に注記がない限り、 デュピュイの論文に基づいています。エヴァリスト・ガロアの波乱に満ちた若き日エヴァリスト・ガロアは、才能豊かな数学者として その生涯を歩みましたが、幼少期からの数々の試練や悲劇が、 彼の運命を大きく左右しました。以下では、家族背景や学校での 激動の経験、そして転機となった出来事についてご紹介いたします。家族と初期教育:教養溢れる家庭と悲劇の影ガロアは、お父様が公立学校の校長で後に町長に 就任した家庭に生まれました。また、 ガロアの母も高い教養を持っておられました。 家族は温かい雰囲気の中で育ちましたが、父は1829年に 自殺し、教会側の中傷により家族に深い傷が残りました。 歴史の中で詳細は分かりませんが、教会の司祭たちと ガロアの父は反目していたようです。ガロアの中での 心的な影響は計り知れません。そんなガロアは 幼い頃は母の元で教育を受け、 基礎を固めながらも、やがてその才能は 自らの努力で花開くことになります。ルイ=ル・グランでの反抗と数学への目覚め12歳まで母に教えられた後、ガロアはパリの有名な 寄宿制学校「リセ・ルイ=ル=グラン」に入学しました。 当時の保守的な校内環境に反抗心を抱きながらも、 彼はラテン語やギリシア語で優秀な成績を収めました。 しかし、学業が停滞すると留年し、暇を持て余した彼は 数学の授業に没頭。数学教師のヴェルニエの下、ルジャンドルの 教科書に熱中し、わずか2日間で2年間分の教材を読み解く など、驚異的な才能を示しました。才能への誤解と運命の転機ガロアは若くして飛び級し、数学特別級へと進級しましたが、 物理や化学では低評価を受けるなど、その才能は誤解される こともありました。1829年、彼は初の論文を発表するも、 当時の権威ある数学者コーシーの不在や家族の悲劇が影を落とし、 重要な論文が紛失するという運命に見舞われました。さらに、 エヴァリストは再挑戦するも入学試験で失敗し、最終的に 準備学校への入学とバカロレア合格で学費支給の条件を得る という苦労の日々を送ることになりました。成果のまとめ家庭環境と悲劇:豊かな教養に恵まれながらも、 父の自殺と家族中傷という苦難を経験学校での反抗と数学への没頭:リセ・ルイ=ル=グランで 反抗心を燃やし、数学に目覚める才能の誤解と転機:若くして飛び級しながらも、重要な論文の紛失や 試験失敗など、運命的な挫折を乗り越えたガロアの契約書 師範学校時代 卒業後に10年間公教育のために働く旨の宣誓書 提出の少し前に、ガロアは以前コーシーが紛失した 論文を書き直した上で、改めてフランス学士院に提出した。 だが、その審査員で論文を預かっていたジ ョゼフ・フーリエが急死したため、 またしても論文は紛失してしまった。 こうして立て続けに起きた不運や挫折は、 ガロアの政治活動をますます活発にさせた。準備学校において、ガロアはオーギュスト・シュヴァリエ という共和主義者と出会っている。シュヴァリエの影響で 共和主義に傾倒していったガロアは、フランス7月革命 が起きた時に自分も参加しようと試みた。しかし、日和見的な校長のジョセフ・ダニエル・ギニョー はそれを許さず生徒を校舎に閉じ込め、革命収束後に 発足した旧態依然としている臨時政府に従う旨を決定しました。武器を手にして革命に参加し、戦火に身を投じた 理工科学校とのあまりの対応の違いに、 ガロアは反発を強めていったのです。8月6日、準備学校は「師範学校」(École Normale) と改められ、修業期間が2年から3年に延びたため、 早い卒業を望んでいたガロアを一層苛立たせた。 ガロアは急進共和派の秘密結社「民衆の友の会」 (Société des amis du peuple)(fr)に加わり、さらに 度々校長の言動に反発したため、 目を付けられるようになった。12月3日、一連のギニョーの対応を嘲笑するような ガロアの記事を学校新聞で発表したため、 ギニョーは12月9日にガロアを追放し、 1831年1月3日に正式な放校処分が決定した。運命に翻弄されたガロアの青年期要約:ガロアは再提出した論文がまたしても失われる という不運に見舞われ、さらには教育制度への 不満や革命への共鳴も重なって政治活動へと 傾倒していった。準備学校では校長との対立も激化し、 ついには放校処分を受けるに至る。二度にわたる論文紛失と政治への目覚めガロアは、紛失された最初の論文を改めて書き直し、 再びフランス学士院へ提出したが、担当の フーリエが急死し、論文は再び失われた。 この理不尽な不運により、彼は 政治的関心をさらに強めていく。革命への共鳴と準備学校での葛藤フランス7月革命の際、共和主義者である シュヴァリエの影響もあり、ガロアは 革命への参加を希望した。しかし、学校側は 生徒を校舎に閉じ込めるなど保守的な対応をとり、 理工科学校の積極的な姿勢とのギャップが ガロアの不満を増幅させた。秘密結社への参加と放校への道学校が「師範学校」に改称され修業年数が延長されると、 早期卒業を望んでいたガロアの反発は頂点に。 急進的な秘密結社「民衆の友の会」に加入し、 学校新聞では校長を嘲る記事まで書いた結果、 最終的に放校処分を受けることとなった。投獄と死投獄から決闘死まで―運命に挑んだガロア最後の日々要約:ガロアは刑務所での辛い日々を送りながらも、 数学に対する情熱を捨てず、仲間との交流を通して 精神を保っていた。しかし失恋や決闘 といった出来事が重なり、わずか20歳で その短い生涯を終える。最期には 「死ぬのには勇気がいる」と語ったガロアの姿は、 情熱と孤独が交差する青年の象徴であった。獄中での苦悩と孤独、それでも続いた数学への執念ガロアはポアソンから返却された論文を受け取るが、 説明不足を指摘され心折れる。また獄中では 飲酒の強要や虐めに遭い、身体も精神も 蝕まれていった。それでも家族やシュヴァリエとの面会、 そして論文の推敲を続ける姿には、彼の執念がにじんでいた。失恋と絶望、そして「僕にはもう時間がない」刑務所を仮出所したガロアはコレラ禍の中、 療養所で失恋を経験。心の支えだった シュヴァリエに宛てた手紙には、絶望的な 感情と共に未来への予感がにじんでいた。 さらに5月末には「決闘を申し込まれた」 と語り、自身の論文と着想を最後に 伝えようと急いで書き残している。最期の決闘と葬儀―二十歳の勇者が遺した言葉1832年5月30日、ガロアは決闘で重傷を負い、 その場に放置された。救助された後も回復せず、 弟アルフレッドに 「泣かないで、死ぬには勇気がいる」 と語り、その言葉を最期にこの世を去った。 葬儀では多くの共和主義者が集まり、 彼の思想と勇気を称えた。現在は 遺体の正確な場所も不明だが、1 982年に記念碑が建てられ、 若き数学者の精神は今なお語り継がれている。ガロアの死後に花開いた才能―理解されるまで要約:ガロアの死後、友人や家族は彼の遺志を継いで論文を世に出そうとしたが、当初は誰にも理解されなかった。しかし、リウヴィルの尽力で発表に至り、その後の数学者たちによって徐々に評価され、やがて「ガロア理論」として確立された。彼の数学的遺産は長い年月をかけてようやく世に受け入れられていった。最初の挑戦:シュヴァリエとアルフレッドの努力ガロアの死後、友人シュヴァリエは『百科評論雑誌』に遺稿を掲載し、弟アルフレッドと共に著名な数学者たちに論文の写しを配布。しかし、その斬新すぎる内容は当時の学者たちには理解されず、ガロアの真価はなかなか評価されなかった。リウヴィルの発見:理解者の登場と初の正式発表転機が訪れたのは、数学者ジョゼフ・リウヴィルの手に論文の写しが渡ったこと。リウヴィルは内容を読み解く努力を続け、ついに1846年にガロアの論文を自身の編集する数学雑誌に掲載。ガロアが認められなかった理由も明確に分析し、再評価への道を開いた。広がるガロア理論の波――後世の数学者たちの継承その後、リヒャルト・デーデキントやカミーユ・ジョルダンなどがガロア理論を講義や著作を通じて広めていく。特にジョルダンの著書『置換と代数方程式論』はガロアの理論を本格的に体系化した記念碑的な一冊である。さらに、1897年にはエミール・ピカールの序文付きで『ガロア全集』が刊行され、若くして散った天才の業績がついに歴史に刻まれることとなった。若き天才数学者ガロアの謎:決闘とその背後にある陰謀説エヴァリスト・ガロアは、20歳という若さで 命を落とした天才数学者です。彼の死には、 単なる「決闘での事故」では語りきれない 複雑な事情があると、長年にわたって議論されてきました。この章では、ガロアの死の真相をめぐる2つの側面 —「決闘の真相」と「陰謀説」——について、 当時の証言や後年に発見された資料をもとに、 わかりやすくご紹介します。恋のもつれ?ガロアとステファニーの関係ガロアが命を落とすきっかけとなった「決闘」は、 長い間、ある女性の名誉をめぐるものだとされてきました。 後にわかったその女性の名前は、ステファニー・フェリス ・ポトラン・デュ・モテル。ガロアが療養していた 施設の医師の娘でした。彼は彼女に恋をし、求婚までしたようですが、 ステファニーは丁寧な手紙でこれを断りました。 残された手紙の内容からは、彼女がいわゆる 「色女」などではなく、礼儀正しく真摯な人物 だったことが読み取れます。自らの死を予感していたガロア実は、ガロアは自分が 「つまらない色女のために死ぬかもしれない」 と刑務所で語っていたとされています。 彼は自らの死を、ある意味で予期していたとも言えます。また、決闘の直前には数学の遺稿を整理し、 友人たちに宛てた長い遺書を残しています。 この遺書には、彼が何かしらの「覚悟」をもって 決闘に臨んだことがにじみ出ています。新資料による再解釈1993年にイタリアの数学史研究者ラウラ・リガテッリは、 1832年のリヨンの新聞記事を発掘しました。そこには、 決闘は「L.D.」という人物(おそらくデュシャートレ) とのもので、片方の銃にだけ弾を込めて行われた 「ロシアンルーレット」のような形式だったと書かれていました。この形式や、ガロアが「必ず死ぬ」と確信したような遺書を残していたことから、「これは本当に決闘だったのか?」という疑問が浮かび上がります。陰謀説:ガロアの死は仕組まれていたのか?忠実な共和主義者としての生き方ガロアは、当時の体制に対する強い反発を持つ、熱心な共和主義者でした。そのため、彼の死は単なる私的な決闘ではなく、政治的な暗殺だったのでは?という陰謀論も根強く語られてきました。1948年にポーランド出身の物理学者レオポルト・インフェルトが著した『神々の愛でし人』では、こうした「謀殺説」が本格的に提示されます。インフェルトの主張と限界インフェルトは、以下のような点を根拠として謀殺説を展開しました。ガロアの弟アルフレッドが生涯にわたって「兄は殺された」と主張していたガロアが収監中に銃撃を受けた記録があった決闘に介添人がいたにもかかわらず、ガロアは放置された当時の警察トップが、葬儀での蜂起を事前に察知し、摘発していたしかし一方で、インフェルトは都合の悪い情報を意図的に省いていたとされています。たとえば、決闘の相手とされるデルバンヴィルがスパイだったと書いているものの、実際には彼は王宮の管理職についており、スパイである可能性は低いと別の資料では記されています。また、ガロア自身が「色女のために死ぬ」と語っていたという記録も、インフェルトは著書にあえて書かなかったのです。背景にあったインフェルト自身の思いインフェルトがこのような主張を展開した背景には、彼自身の祖国ポーランドがナチス・ドイツに占領されたという経験があります。彼はガロアに、自らの姿を重ねたのかもしれません。とはいえ、彼の著書には「新しい証拠が出てくる可能性はほとんどない」と書かれていました。しかしその予想は外れ、実際に14年後、新資料が次々と発見されていったのです。ガロアの死をどう見るか:数学と人生の交差点決闘は政治的パフォーマンスだった?先ほど紹介したリガテッリの説では、ガロアは失恋をきっかけに、政治的蜂起の「口火」として自らの命を差し出す形で決闘を仕組んだとされています。つまり、この決闘自体が「演出された殉教」だったというのです。彼の死をもって人々の心を動かし、革命の引き金としようとした——そんな見方もできるかもしれません。ガロアの死が残したもの結局、彼の死は無駄になったのかというと、決してそうではありません。彼が亡くなる直前に書いた数学的な遺稿は、後の数学界に多大な影響を与えました。今日「ガロア理論」として知られる理論は、代数の根幹をなすものです。また、彼の短くも激しい人生は、自由や正義、そして個人の信念について深く考えさせられる物語でもあります。まとめガロアの死は、「恋と決闘」という青春ドラマのようにも、「政治的な犠牲者」というサスペンスのようにも語られてきました。新しい資料が明らかになるたびに、その物語は更新され続けています。真実はひとつではないかもしれません。でも確かなのは、ガロアの生涯が今も多くの人に語り継がれ、考察され続けているということ。彼の数学、そして彼の人生に触れることで、私たちは「生きるとはどういうことか」を少しだけ深く考えることができるのではないでしょうか。〆 テックアカデミー無料メンター相談 【スポンサーリンク】以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/05_初稿投稿 2025/04/12_改定投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 フランス関連のご紹介へ 熱統計関連のご紹介へAIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(以下は2025年4月時点での英訳です)Évariste Galois: The Revolutionary MathematicianÉvariste Galois (October 25, 1811 – May 31, 1832) was a French mathematician and revolutionary.He lived in a turbulent era and burned with passion for both love and his ideals. His name is sometimes written as “Galois” in English, but in accordance with the original French pronunciation [evaʁist ɡalwa], it is also transliterated as “Galois” in some contexts.Galois’ Mathematical AchievementsHere, we summarize Galois’ contributions to mathematics.Pioneering Research and Theoretical FoundationsAs a teenager, Galois conducted groundbreaking research in field theory and group theory. Through his work on Galois theory, he significantly simplified the proof of the Abel-Ruffini theorem. Furthermore, he characterized the conditions under which algebraic solutions exist, and for the first time in mathematical history, laid the theoretical foundation using category-theoretic operations.The Far-Reaching Influence of Galois TheoryGalois theory not only opened the doors to modern mathematics but also became an essential tool in various fields, including relativity theory, quantum mechanics, and theoretical computer science. Despite its significance, Galois’ work was not fully understood or appreciated during his lifetime, even by the Paris Academy of Sciences or renowned mathematicians such as Gauss, Cauchy, and Jacobi.Galois’ Final Letter and His Vision of the FutureIn his farewell letter to a friend, Galois wrote, “I do not have time (je n’ai pas le temps),” alongside an idea for solving equations of degree five or higher using elliptic modular functions. This approach, though overlooked at the time, was later formalized by Charles Hermite 50 years after Galois’ death and became a subject of extensive research for future mathematicians.Summary of AchievementsPioneering Research: Established Galois theory through studies in field theory and group theory.Impact Across Disciplines: Applied to physics, computer science, and laid the foundation of modern mathematics.Vision for the Future: His ideas in the farewell letter contributed significantly to later mathematical developments.The Life of Galois: Paul Dupuy’s PerspectiveGalois is a difficult figure. His theories are highly complex, especially his work in group theory, which is notoriously challenging. However, in contrast, his turbulent life is far more well-known to the general public.The Life and Research of Galois: The Footsteps of a Forgotten GeniusGalois’ mathematical achievements were not widely recognized until about 40 years after his death. However, for a long time, little attention was paid to his personal life and character.The First Comprehensive Biographical StudyIn 1896, Paul Dupuy, a professor of history at the École Normale Supérieure, gathered testimonies from Galois’ maternal relatives, his sister’s family, and surviving friends. Based on these sources, he published The Life of Évariste Galois, a biography spanning approximately 70 pages. This was the first systematic attempt to document Galois’ life.The Tumultuous Youth of Évariste GaloisÉvariste Galois walked the path of a gifted mathematician, yet numerous trials and tragedies from his early years profoundly shaped his fate. Below, we explore his family background, his turbulent school experiences, and the pivotal events that marked turning points in his life.Family and Early Education: A Cultured Household Under the Shadow of TragedyGalois was born into a family where his father served as the principal of a public school and later became the mayor of their town. His mother was also a highly educated woman. Raised in a warm and intellectually rich environment, Galois’ early years seemed promising. However, in 1829, his father took his own life following a smear campaign by members of the church, leaving deep emotional scars on the family. Though historical details remain unclear, it appears that Galois’ father was in conflict with local clergymen. The psychological impact of this tragedy on young Galois was immeasurable.During his childhood, Galois received his education at home under the guidance of his mother. While she laid the foundation for his learning, it was his own perseverance and innate brilliance that allowed his talents to blossom.Rebellion at Louis-le-Grand and His Awakening to MathematicsAt the age of 12, after being educated by his mother, Galois entered the prestigious boarding school Lycée Louis-le-Grand in Paris. He harbored a rebellious spirit against the school’s conservative environment, yet he still excelled in Latin and Greek. However, when his academic progress stalled, he was held back a year. With time on his hands, he immersed himself in mathematics.Under the instruction of his mathematics teacher Louis Paul Émile Richard, Galois became captivated by Legendre’s textbooks. Demonstrating his extraordinary talent, he reportedly grasped two years’ worth of material in just two days.Galois Life Misunderstandings of Talent and Turning Points of FateGalois advanced to the special mathematics class at a young age by skipping grades, but his abilities were sometimes misunderstood—he received low evaluations in physics and chemistry, for instance. In 1829, he published his first paper, but a series of unfortunate events overshadowed his work: the absence of the esteemed mathematician Cauchy, family tragedies, and ultimately, the loss of his crucial paper. Galois made another attempt, but he failed the entrance exam. Eventually, he secured a place at a preparatory school and managed to pass the baccalaureate exam, obtaining the financial support necessary for his studies.Summary of AchievementsFamily Environment and Tragedy: Though raised with a rich intellectual background, he suffered hardships, including his father’s suicide and defamatory attacks against his family.Rebellion in School and Immersion in Mathematics: At Lycée Louis-le-Grand, his rebellious spirit flared, leading him to discover his passion for mathematics.Misunderstood Talent and Turning Points: Despite skipping grades, he faced significant setbacks, including the loss of critical papers and failures in examinations, which shaped his fate.Galois’ ContractHis Time at École NormaleBefore graduation, Galois was required to sign a declaration committing to ten years of service in public education. Around this time, he rewrote the paper that Cauchy had previously lost and resubmitted it to the French Academy of Sciences. However, the examiner responsible for the paper, Joseph Fourier, passed away suddenly, resulting in the loss of Galois’ work once again. This series of misfortunes and frustrations only fueled his political activism.At the preparatory school, Galois encountered Auguste Chevalier, a republican, whose influence deepened his commitment to republican ideals. When the July Revolution of 1830 broke out, Galois attempted to participate, but the opportunistic school principal, Joseph Daniel Guigniaut, locked the students inside the school building and pledged allegiance to the reactionary provisional government formed after the revolution’s suppression.The stark contrast between the passivity of his school and the active involvement of students from the École Polytechnique, who took up arms and fought in the revolution, further inflamed Galois’ resentment.On August 6, the preparatory school was renamed “École Normale,” and the study period was extended from two to three years. This frustrated Galois, who had hoped to graduate early. He joined the radical republican secret society “Society of the Friends of the People” and frequently clashed with the school principal, making him a target of scrutiny.On December 3, he published an article mocking Guigniaut’s actions in the school newspaper. As a result, Guigniaut expelled him on December 9, and on January 3, 1831, Galois was formally dismissed from the school.A Youth Shaped by FateSummaryGalois faced the misfortune of losing his paper twice and, combined with his disillusionment with the education system and growing sympathy for the revolution, he delved deeper into political activism. His clashes with the school principal escalated, leading to his expulsion.The Loss of His Papers and His Awakening to PoliticsGalois rewrote his lost paper and resubmitted it to the French Academy of Sciences, but Fourier’s sudden death resulted in the paper’s loss once again. This seemingly unjust misfortune further intensified his political interests.Sympathy for the Revolution and Struggles in Preparatory SchoolUnder the influence of republican Chevalier, Galois wished to participate in the July Revolution of 1830. However, the school administration took a conservative stance, confining students indoors, while the students of École Polytechnique actively joined the revolution. The stark contrast only deepened Galois’ dissatisfaction.Joining a Secret Society and the Path to ExpulsionWhen the school was renamed École Normale and the study period was extended, Galois’ frustrations peaked. He joined the radical secret society “Society of the Friends of the People” and wrote satirical articles targeting the school principal. Eventually, he was expelled.Imprisonment and DeathThe Final Days of Galois—Defying FateSummaryDespite enduring hardships in prison, Galois never abandoned his passion for mathematics. He maintained his spirit through interactions with comrades. However, after experiencing heartbreak and becoming embroiled in a fatal duel, he met his untimely end at the age of 20. His final words, “It takes courage to die,” symbolize a youth caught between passion and loneliness.Suffering in Prison—His Unyielding Passion for MathematicsWhile in prison, Galois received his paper back from Poisson, only to be criticized for insufficient explanations, which disheartened him. He also suffered from forced drinking and bullying, which took a toll on both his body and mind. Nevertheless, he continued revising his papers and kept in contact with his family and Chevalier, showing his relentless dedication.Heartbreak and Despair—“I Have No Time Left”After being temporarily released from prison, Galois suffered heartbreak during the cholera epidemic while staying at a sanatorium. In a letter to Chevalier, he expressed both despair and a foreboding sense of his fate. By the end of May, he confided that he had been challenged to a duel and hurriedly recorded his final mathematical ideas.The Final Duel and Funeral—The Brave Youth’s Last WordsOn May 30, 1832, Galois was gravely wounded in a duel and left abandoned. Though later rescued, he succumbed to his injuries. He told his brother Alfred, “Do not cry, it takes courage to die,” before passing away. At his funeral, many republicans gathered to honor his beliefs and courage. Though his exact burial site remains unknown, a memorial was erected in 1982 to commemorate the young mathematician’s spirit.The Blossoming of Galois’ Genius After His Death—Understanding at LastSummaryAfter Galois’ death, his friends and family sought to publish his works, but they were initially misunderstood. However, thanks to the efforts of Joseph Liouville, his work was eventually published and gradually gained recognition among mathematicians, culminating in the establishment of “Galois Theory.” His mathematical legacy was only fully appreciated long after his death.The First Attempts—Chevalier and Alfred’s EffortsFollowing Galois’ death, his friend Chevalier published his manuscripts in the Encyclopedic Review Journal and distributed copies to renowned mathematicians with the help of Galois’ brother, Alfred. However, the content was too advanced for contemporary scholars, and his work remained unappreciated for some time.Liouville’s Discovery—A Champion of Galois’ WorkA turning point came when mathematician Joseph Liouville obtained a copy of Galois’ paper. He made efforts to decipher its content and, in 1846, published it in his mathematics journal. He also analyzed why Galois had been overlooked, paving the way for his reevaluation.The Expansion of Galois Theory—A Legacy Carried ForwardLater, mathematicians such as Richard Dedekind and Camille Jordan further developed and spread Galois Theory through lectures and publications. Jordan’s book Treatise on Permutations and Algebraic Equations systematically established Galois’ ideas. In 1897, The Collected Works of Galois, with an introduction by Émile Picard, finally cemented his place in history as a mathematical pioneer.何か記述する… FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月11日2025年3月31日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すオリヴァー・ヘヴィサイド_(Oliver Heaviside)【独学で電磁気学を発展させた男】4/11投稿 こんにちはコウジです。 「オリヴァー・ヘヴィサイド」の原稿を投稿します。別途、改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)オリバー・ヘヴィサイド (Oliver Heaviside, 1850年5月18日- 1925年2月3日)オリヴァー・ヘヴィサイド(1850–1925)は、 大学にも研究機関にも属さず独学で活躍した イギリスの電気技師・物理学者です。 後に名誉博士号を受けたのでゲッチンゲン大学の写真 を使っています。イングランドで研究をした学者です。難聴を抱えながら、インピーダンスや演算子法の導入、 マクスウェル方程式の再構成など、電気通信と物理数学に 進展をもたらしました。彼は生涯の大半で、科学の権威と 戦い続けたのです。その中で電気通信、数学、科学の あり方を変えた人物でした。ヘヴィサイドの功績とその発明・発見マクスウェル方程式の再定式化とベクトル解析の進化オリヴァー・ヘヴィサイドの最大の業績は、 マクスウェルが導いた複雑な電磁気学の数式体系を 現代的な形へと再構築したことです。20の元をもった変数と20の方程式から成る難解な構造 だったものを、ヘヴィサイドは**ベクトル解析 (回転・発散)**を用いて4つの方程式へと単純化。この再定式化により、量子物理学との 親和性も高まりました。また、クォータニオンの負の二乗に違和感を持ち、 直感的な代替として双曲四元数の発展に影響を与えました。重力波の予言と関数の先駆的応用ヘヴィサイドは、電磁気学の知見をもとに 重力にも波動がある可能性を議論していました。 これはアインシュタインの一般相対性理論よりも 20年以上前の先見的洞察でした。ヘヴィサイドの階段関数を考案し、電気回路における スイッチ投入時の電流挙動を記述。現在「ディラックのデルタ関数」と呼ばれる 単位インパルス関数を、物理学で初めて 実用的に導入した人物でもあります。通信技術と数理手法への革命的貢献微分方程式を解くための演算子法を独自に構築し、 後に「ラプラス変換法」と接続され、 ブロムウィッチ積分として数学的に確立されました。電信回線の信号劣化を抑えるための伝送線路理論を開発。特に、大西洋横断ケーブルにおいては、通信効率を10倍以上改善 (10分に1文字→1分に1文字)という革新的成果を実現しました。 これはコイル(インダクタ)を回線に直列配置するという アイデアに基づいています。ポインティング・ベクトル(電磁エネルギーの流れ)も、 ヘヴィサイドが独自に発見。ヘヴィサイドの主な功績まとめ✅ マクスウェル方程式の再定式化とベクトル解析の導入✅ 重力波の可能性を予見(アインシュタイン以前)✅ 階段関数とデルタ関数の実用化✅ 演算子法による微分方程式の解法を開発✅ 伝送線路理論により通信効率を飛躍的に改善✅ 電磁エネルギー流のポインティング・ベクトルを独自に導出✅ ケネリー・ヘヴィサイド層(電離層)の存在を予言電磁気学用語ヘヴィサイドは、電磁気論において次のような造語を行った[45]。コンダクタンス:アドミタンスの実数部、抵抗の逆数(1885年9月)透磁率(permeability)(1885年9月)エラスタンス:パーミタンスの逆数、キャパシタンスの逆数(1886年)インダクタンス(1886年2月)インピーダンス(1886年7月)パーミタンス:現在のキャパシタンス(1887年6月)誘電率(permittivity)(1887年6月)アドミタンス:インピーダンスの逆数(1887年12月)リラクタンス(1888年5月)エレクトレット:永久磁石の電気的類似体。強誘電体など準永久的な電気分極を示す物質ヘヴィサイドは、サセプタンスとリアクタンスを造語した人物 として誤って扱われることがある。前者は チャールズ・プロテウス・スタインメッツの造語 によるものであり、後者はM. ホスピタリエによるものである。ヘヴィサイドの幼少期ヘヴィサイドを考えてみたら、きっとガッツと粘り強さ に長けた人物だったのだろうと思えます。 出来ることなら彼と語ってみたい。イギリスには そうした人物が昔から居るのでしょう。ファラデー然り。 ヘビサイトはロンドンのカムデン・タウン、 キングス・ストリート55番地(現在のプレンダー・ストリート) に生まれました。オリヴァー・ヘヴィサイドは製図技師で木版画家の父トーマスと母レイチェルのもと、3人兄弟の末っ子として生まれた。幼少期に猩紅熱で聴覚障害を負い、13歳で一家はカムデンに移住、グラマースクールに進学。成績優秀だったが、16歳で退学し、その後は独学で学び続けた。叔父チャールズ・ホイートストン卿(電信の共同発明者)は彼の教育に関心を持ち、1867年に甥を電信会社に送り出した。彼はその後、グレート・ノーザン・テレグラフ社でケーブル敷設に従事し、電気技師としての経験を積んだ。22歳までに科学雑誌に論文を発表し、ウィリアム・トムソンやマクスウェルらから注目を集めた。また、英国電気工学会への入会を拒否されるも、トムソンの推薦により入会が認められた。1873年、彼はマクスウェルの『電気磁気論』と出会い、その後の研究に大きな影響を受けることとなる。老年になってヘヴィサイドはこう回想した:私が若かった頃、マクスウェルの偉大な論文を 初めて見たときのことを覚えている...。 私はこの本が偉大で、より偉大で、最も偉大 (it was great, greater, and greatest)で、その力には 計り知れない可能性があることを知った...。 私はこの本をマスターしようと決心し、 作業に取り掛かった。私はとても無知だった。 数学的解析の知識はまったくなく (学校の代数学と三角法しか習っておらず、 ほとんど忘れていた)、そのため私の作業は 私のためだけにあるようなものだった。 可能な限り理解できるようになるまで、 数年かかった。その後、私はマクスウェルの論文を 脇に置き、自分の道を歩んだ。そして、 私はもっと早く前進した......。 私が私なりのマクスウェルの解釈に従って 福音を宣べ伝えていることは ご理解いただけるだろう 【Sarkar, T. K.; Mailloux, Robert; Oliner, Arthur A.;Salazar-Palma, M.; Sengupta, Dipak L. (30 January 2006).】ヘヴィサイドの中年期:自宅研究と技術革新1874年に電信技師の仕事を辞め実家へ戻った ヘヴィサイドは、被雇用者としての唯一の期間 を経て自宅で研究に没頭。彼は伝送線路理論や 表皮効果の解明、マクスウェル方程式の ベクトル解析への再定式化、そして微分演算子法の開発 などで電気通信技術に革新をもたらした。自宅での研究生活と伝送線路理論1874年以降、実家で独学を続けたヘヴィサイドは、電信線路における「インダクタンス」が減衰や歪みを抑え、すべての周波数の電流伝搬速度を均一化することを数学的に示しました。この成果は、電信回線の無歪み伝送に大きく寄与しました。業界紙への執筆と理論の基礎形成1882年から1902年にかけ、業界紙『The Electrician』に 定期的に記事を寄稿し、わずかな報酬ながらも 慎ましい生活を送りつつ、後の『電磁気理論』や 『電気論文』の基礎となる研究成果を積み上げました。発明と数理手法の革新1880年、表皮効果の研究と同軸ケーブルの特許取得 に始まり、1884年にはマクスウェル方程式を20の方程式から 4つの微分方程式に再定式化。さらに、微分演算子を用いた 演算子法を確立し、微分方程式の直接解法を提案しました。後に、厳密さに欠けるとして同提案は 大きな論争を引き起こした。ヘヴィサイドは この問題について有名な言葉を残しています。Mathematics is an experimental science, and definitions do not come first, but later on. They make themselves, when the nature of the subject has developed itself. (数学は実験科学であり、定義は最初に来るのではなく、 後から来るのである。定義というものは、 対象の本質そのものが明らかになったときに、 自ずと生まれるものなのである。)Shall I refuse my dinner because I do not fully understand the process of digestion? (消化のプロセスを十分に理解していない からといって、夕食を断ろうか?)ヘヴィサイドの革新的研究とその試練オリヴァー・ヘヴィサイドは、兄アーサーと共に取り組んだ 「電話のブリッジシステム」の論文で、電信線に コイルを加える提案を行いましたが、上司である ウィリアム・ヘンリー・プリースにより阻止され、 激しい対立を生みました。その後、彼の研究は 長らく評価されず、AT&Tの科学者たちによって 検証・発展され、特許申請の対象とされるも、 彼自身は自身の業績が正当に認められるまで 金銭的な補償を拒否しました。この挫折を契機に、 ヘヴィサイドは電磁放射に関する研究へと舵を切り、 移動する電荷の周囲で起こる現象の解明や、 ローレンツ力の正しい導出、さらに 電磁質量の概念の確立に取り組みました。対立と評価:電話ブリッジシステムの試み1887年、ヘヴィサイドは兄アーサーと共に 「電話のブリッジシステム」について論文を執筆しましたが、 その一部提案、すなわち電話線と電信線にコイルを 追加して自己インダクタンスを増大させる案は、 当時の伝送理論において自己インダクタンスを 伝送の大敵とみなしていたウィリアム・ヘンリー・プリース によって阻止されました。ヘヴィサイドは、プリースが 自身の業績を守るために研究を抑圧していると考え、 両者の間には長い敵対関係が生じました。電磁放射と運動量変化の先駆的研究その後、ヘヴィサイドは1888年と1889年の論文で、 移動する電荷の周囲で生じる電場と磁場の変形、 さらに密度の高い媒質に入った際の影響を計算し、 現代でいうチェレンコフ放射やローレンツ力の 磁気成分の正しい導出に成功しました。 これらの研究は、電磁気学の新たな展開に大きな影響を与え、 後の物理学の進歩に寄与しました。電磁質量と数理手法の革新1880年代後半から1890年代前半にかけ、ヘヴィサイドは 電磁質量の概念に取り組み、物質質量として 電磁的効果を捉える理論を提案しました。 彼の数理手法は、微分演算子を用いた直接解法 (後のラプラス変換法の先駆け)としても知られ、 後にヴィルヘルム・ヴィーンによって低速領域で 検証されるなど、現代の理論物理学に多大な影響を与えました。ヘヴィサイドの主要成果まとめ電話ブリッジシステムの提案と対立電信線にコイル追加の提案が上司によって阻止プリースとの激しい敵対関係が形成電磁放射の先駆的研究移動電荷周囲の電場・磁場変形を理論的に解明チェレンコフ放射、ローレンツ力の正しい導出に寄与電磁質量の概念と数理手法の革新電磁質量を物質質量として取り扱う理論を提案微分演算子を用いた解法の確立で 後の理論物理学に影響を与えた1891年、英国王立協会はヘヴィサイドの電磁気現象の 数学的記述への貢献を認め、王立協会フェローに任命しました。 翌年には同協会のPhilosophical Transactionsの 50ページ以上を彼のベクトル手法と電磁気論に割きました。ヘヴィサイド晩年の歩みと評価1896年春、フィッツジェラルドとジョン・ペリーは、 以前に王立協会からの援助申し出を断っていた ヘヴィサイドを説得し、年間120ポンドの 下賜年金を受け取ることを承諾させました。伝えられるところによると、優秀な科学者たちが 彼の隠れ家を脅かし、 年金受給を強制させたという逸話があります。1896年に父の死去を機に 初めて一人暮らしとなり、1897年にペイントンから ニュートン・アボットへ移住しました。 1902年には、後に「ケネリー・ヘヴィサイド層」 と呼ばれる電離層の存在を提唱し、 その後の電波伝播理論に大きな影響を与えたのです。孤独と移住の始まり以下年代順に項目にまとめご説明致します。1896年、父の死後、初めて一人暮らしとなる。1897年、ペイントンからニュートン・アボットへ移住し、 新たな生活を開始。科学的提案と栄誉1902年、電離層の存在(ケネリー・ヘヴィサイド層)を提唱し、 電波が地球の曲率に沿って伝達されることを示唆。1905年、ゲッティンゲン大学から名誉博士号を授与。1912年、ノーベル物理学賞の最終候補に7回ノミネート(1904~1914)。1922年、創設されたファラデー・メダルの初受賞者となる。最期の悲劇と遺産の保存1908年、ニュートン・アボットからトーキーへ移住。1924年、屋根修理中に11フィートの梯子から落下し 重傷を負い、1925年2月3日に亡くなる。彼はペイントン墓地に父母とともに埋葬され、 2005年に墓石が匿名の篤志家により修復された。孤高の天才、晩年の奇行とその背景 〜エキセントリックな日常と科学者としての葛藤〜オリヴァー・ヘヴィサイドは、孤独な理論家として知られる一方で、壮年期までは健康に関心を持つ活動的な人物でもありました。彼は自転車ブームに熱中する「スポーツマン」でもあり、科学者の枠にとどまらない幅広い興味を持っていました。しかし晩年になると、その生活は一転。社会との関わりを断ち、周囲から「風変わり」とも「狂気じみている」とも見られるような行動が目立つようになります。本章では、彼の後半生における奇行、宗教観、そしてアインシュタインとの思想的対立を通じて、天才科学者の心の奥を読み解いていきます。自転車に魅せられた活動的な理論家19世紀末、英国では「自転車ブーム」が起こり、スポーツや娯楽として自転車が上流から庶民にまで爆発的に普及しました。ヘヴィサイドもその例に漏れず、日常的にサイクリングを楽しんでいたことが記録に残っています。彼は静かな研究生活を送る一方で、屋外での運動や健康管理にも関心を持ち、特に壮年期には「自分の身体の状態」へのこだわりが強かったと言われています。弟チャールズが医師だったことも影響していたかもしれません。彼の生涯を通じて見ると、ヘヴィサイドは決して「偏屈な引きこもり」ではなく、元来はバランス感覚を持った活動的な人物だったのです。晩年の奇行:署名に「悪魔」、家具に花崗岩1920年代以降、彼の行動は次第に常軌を逸していきます。特に有名なのが、自分の名前をアナグラム化して「O! He is a very Devil(おお、彼こそは悪魔なり)」と手紙に署名するようになったこと。また、「W.O.R.M.」という称号を加えてサインするようにもなりました。これは「虫けら(worm)」と捉えることもでき、世間に対する彼なりの皮肉か、あるいは自虐だったと考えられています。さらに逸話として、家具として花崗岩のブロックを使い、自宅に運び入れていたという記録もあります(この事実はThe Royal Institutionの展示記録でも紹介されている)。また、指の爪をピンクに塗っていたという記述もあり、周囲の人々からは「変人」「世捨て人」と見なされるようになっていきました。当時、論文の原稿を人を介さずに食料品店に預け、編集者に取りに来させたというエピソードも残っており、彼の人間関係は極端に限定されたものであったことがわかります。科学と宗教、そしてアインシュタインとの思想的断絶ヘヴィサイドの宗教観については、彼がユニテリアン派であったという点が知られています。ユニテリアンとは、神の三位一体を否定し「唯一神」を信じる理性主義的な立場ですが、彼自身は「宗教心は薄く、信仰に頼る人々を軽蔑していた」とも伝えられています。この姿勢は、彼の強い合理主義・唯物論的思想を物語っています。また、彼はアインシュタインの相対性理論に対して強く反対していました。これは同時代の多くの科学者がアインシュタインの理論を受け入れていく中で、極めて珍しい立場です。数学史家ハワード・イーブスによれば、「彼は一流の物理学者の中で、当時アインシュタインを公然と批判した唯一の人物だった」とされ、その批判は「時に不条理に近い内容だった」とも評されています。背景には、彼が電磁気理論をベースとした独自の宇宙観を構築していたこと、そして自らの成果が十分に評価されなかったことへの反発もあったと見られています。Web参考情報:自転車ブームに関する文献:「The Cycling Craze of the 1890s: A Study in the Sociology of Technology」(David V. Herlihy等)英国王立協会によるヘヴィサイドの人物紹介:https://royalsocietypublishing.org/アインシュタイン批判について:Howard Eves『Mathematical Circles』より引用忘れられた天才への再評価 ― ヘヴィサイド・メモリアル・プロジェクトの始動かつては孤高の天才と呼ばれたオリヴァー・ヘヴィサイド。その最晩年は寂しく、彼の墓も長らく荒れ果てたままでした。しかし2014年、彼の功績を現代に伝えようとする英国ニューカッスル大学の研究者と地域住民たちによって、「ヘヴィサイド・メモリアル・プロジェクト」が発足。一般寄付を募って墓碑の修復が進められました。この章では、プロジェクトの背景とその目的、修復の経緯、そして記念式典に至るまでを丁寧にたどります。プロジェクトの発起人たちとその想い2014年7月、英国ニューカッスル大学の電磁気学研究者たちは、ヘヴィサイドの埋葬地であるトーベイ(Devon州パイントン近郊)の墓碑が風化・破損している現状を憂い、ニューカッスル電磁気学インタレスト・グループとともに修復プロジェクトを立ち上げました。彼らは「彼の理論が現代の通信・物理・工学の基礎になっているにもかかわらず、その存在は世間にほとんど知られていない」という危機感を持っていたのです。プロジェクトは一般市民からの寄付を募る形で進められ、わずか数週間で目標額を達成しました。墓碑修復と記念碑の除幕式修復された墓碑の除幕式は、2014年8月30日に開催されました。式典では、ヘヴィサイドの遠縁にあたるアラン・ヘザー氏が除幕を担当。彼は式辞の中で「オリヴァーは時代を超えた思索者だった。ようやくこの地で彼にふさわしい敬意を払える」と語りました。出席者には、トーベイ市長、地元選出の国会議員、サイエンス・ミュージアムの元学芸員(IET代表)、ニューカッスル大学の研究者など、多くの要人が名を連ね、彼の偉業を讃えました。地域との連携と教育的意義このプロジェクトは単なる墓碑の修復にとどまらず、教育・文化面での地域貢献も視野に入れていました。トーベイ市民協会と協力し、地元の学校や教育施設に向けて「ヘヴィサイドの科学的貢献を学ぶ教材」を配布。さらに、ニューカッスル大学は修復に際し、「STEM教育(科学・技術・工学・数学)」の振興を目的としたワークショップを開催。次世代の科学者や技術者に、彼の名が再び記憶されるよう働きかけました。21世紀に蘇る天才 ― 墓碑が語るヘヴィサイドの精神かつての科学的偉業も、物理的な痕跡が失われることで人々の記憶から薄れていく――それを象徴するかのように、オリヴァー・ヘヴィサイドの墓碑は長年放置されてきました。だが2014年、研究者と市民の手によってそれは再び「語りかける場」として甦ります。本章では、修復された墓碑の意匠や碑文、そしてそこに込められたメッセージについて詳しく掘り下げます。修復された墓碑のデザインと構造修復プロジェクトでは、風化により崩れかけていた旧来の石材を補強し、元のデザインを尊重しつつも視認性・耐久性に優れた素材へと刷新されました。墓碑は控えめなゴシック様式で、中央には “Oliver Heaviside, Mathematician and Physicist” の碑文が刻まれ、彼の生没年(1850–1925)とともに、「He gave the world new ways to see the unseen」(彼は、見えないものを見せる新たな方法を世界に与えた)という一節が添えられています。科学者としての尊厳と孤独を象徴する場ヘヴィサイドは生前、学会との軋轢や体調不良によって孤独な晩年を送りました。そのため、彼の墓も長く忘れられていました。だが、修復後の墓碑は、科学者の社会的孤立と知的貢献を同時に物語る「語り場」として新たな意味を持つようになりました。訪れる者は、そこに立ち尽くすことで、彼が遺した数式や思想の重みを静かに感じ取ることができます。科学的遺産の保存と伝承墓碑修復プロジェクトは、単なる美化運動ではありません。それは科学者の遺産を「物理的に残す」ことの重要性を、広く社会に伝える契機でもありました。科学技術は常に前進しますが、その礎を築いた者たちの足跡もまた、次世代に残すべき文化資産です。ヘヴィサイドの墓碑は今、研究者・市民・学生の対話の場として、新たな「学び」の出発点となっています。 ヘヴィサイドの墓。【出典:Wikipedia】英国工学技術学会が称えるヘヴィサイドの偉業電磁気学や通信理論の発展に大きく貢献したオリヴァー・ヘヴィサイドは、その生前・没後にわたり英国の工学界から高く評価されてきました。彼の功績は、英国工学技術学会(IET)による顕彰や記念アーカイブの保存に見ることができます。この章では、彼の業績がいかに後世に評価され、学術的にも記録され続けているかを詳しく見ていきます。IETアーカイブセンターに残るヘヴィサイドの軌跡ロンドンにあるIET(The Institution of Engineering and Technology)アーカイブセンターは、ヘヴィサイドに関する豊富な一次資料を所蔵しています。具体的には、数式ノート、草稿、通信文、そして彼の主著『電磁気理論(Electromagnetic Theory)』の原稿などが保管されており、研究者はこれを通じて彼の思考の軌跡を辿ることが可能です。特に、ベル電話研究所のオリヴァー・E・バックリーによる1950年の追悼音声もデジタル化されており、IETのバイオグラフィーアーカイブから視聴できます。名誉会員とファラデー・メダル授与による生前の評価1908年、当時の電気技術者協会(IEE、後のIET)は、ヘヴィサイドに名誉会員資格を授与しました。これは同会が選定する最も名誉ある称号のひとつであり、彼の理論的業績がいかに高く評価されていたかを物語っています。さらに、1922年には、IEE創設のファラデー・メダル第1回受賞者として選ばれました。この賞は、電気・電子工学における最高の栄誉のひとつとされています。ヘヴィサイド・プレミアム賞による永続的な記念1950年、IETはヘヴィサイドの功績を恒久的に称えるため、「ヘヴィサイド・プレミアム賞(The Heaviside Premium)」を創設しました。この賞は、毎年もっとも優れた数学論文に対して授与されるもので、彼の理論的影響が現在も研究者にインスピレーションを与えている証です。賞金額は当初10ポンドとされていましたが、その意義は金額を超えて、ヘヴィサイドという存在を後世に伝える役割を担っています。革新をもたらしたヘヴィサイドの発明と理論電磁気理論、微分方程式、信号伝送、関数解析など、多くの分野においてオリヴァー・ヘヴィサイドは革新的なアイデアを提唱し、理論と実用の橋渡しを行いました。本章では、彼が生み出した代表的な発明・理論的業績をピックアップし、現代にも通じるその影響力を探ります。マクスウェル方程式の再定式化とベクトル解析の普及マクスウェルの元の電磁気方程式は20個のスカラー式で構成され、非常に複雑でした。ヘヴィサイドはベクトル解析の演算子「回転(curl)」や「発散(divergence)」を導入し、これを4つのベクトル方程式に再構成しました。これにより、電磁気学の理解と教育は格段に効率化され、現代の「マクスウェル方程式」の原型となっています。物理学と工学の間の橋渡しとなったこの業績は、彼の最大の功績のひとつといえるでしょう。ヘヴィサイド階段関数・デルタ関数の導入ヘヴィサイド階段関数は、電気回路のオン/オフ切り替えを数学的に表現するために考案されたもので、制御工学や信号処理に欠かせないツールです。さらに彼は、現在「ディラックのデルタ関数」として知られる単位インパルス関数を、応用的に使用した最初の人物でもあります。ディラックが物理的解釈を与える以前から、ヘヴィサイドは工学的な直感によってこの関数を扱っていたのです。信号伝送理論と通信工学への応用ヘヴィサイドは、電信ケーブルを通じて信号をより速く・正確に伝えるための「伝送線路理論」を構築しました。これは、後に「電信者の方程式(telegrapher’s equations)」と呼ばれ、通信工学の基礎理論として今なお使われています。彼の理論によって、当時は1文字の伝送に10分かかっていた大西洋横断電信ケーブルの速度が、1分間に1文字にまで向上しました。また、彼はインダクタンス(コイル)をケーブルに直列に挿入することで信号損失を軽減できることも示し、実用的改善をもたらしました。〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/04_初回投稿 2025/04/11_改定投稿【スポンサーリンク】サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 イギリス関係 力学関係へ 熱統計力学関係へ 量子力学関係へAIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】[2025年4月時点での対応英訳]Oliver Heaviside(May 18, 1850 – February 3, 1925)Oliver Heaviside (1850–1925) was a British electrical engineer and physicist who made significant contributions through self-study, without being affiliated with any university or research institution. Although he was later awarded an honorary doctorate, a photograph from the University of Göttingen is often used in association with him. He conducted his research in England.Despite suffering from hearing loss, Heaviside advanced the fields of electrical communication and mathematical physics by introducing concepts such as impedance and the operational calculus, and by reformulating Maxwell’s equations. Throughout most of his life, he stood in opposition to the scientific establishment, yet he transformed the fields of electrical communication, mathematics, and science itself.Heaviside’s Achievements and InventionsReformulation of Maxwell’s Equations and the Evolution of Vector AnalysisHeaviside’s most renowned achievement was his reformulation of James Clerk Maxwell’s complex system of equations in electromagnetism into a modern, simplified form. The original framework consisted of 20 variables and 20 equations, forming a highly intricate structure. Heaviside utilized vector analysis—specifically, operations such as curl and divergence—to reduce these to just four equations.This reformulation significantly enhanced compatibility with the later developments in quantum physics. Additionally, he found the negative squares in quaternions intuitively uncomfortable, which led him to influence the development of hyperbolic quaternions as an alternative.Prediction of Gravitational Waves and Pioneering Use of Step FunctionsBased on his knowledge of electromagnetism, Heaviside discussed the possibility that gravity, like light, could propagate as waves—a visionary insight more than 20 years before Einstein’s general theory of relativity.He also devised Heaviside’s step function, used to describe the behavior of current when a switch is activated in an electrical circuit. Furthermore, he was the first physicist to introduce what is now known as the Dirac delta function (unit impulse function) into practical use in physics.Revolutionary Contributions to Communication Technology and Mathematical MethodsHeaviside independently developed the operational calculus method to solve differential equations, which was later formalized mathematically in connection with the Laplace transform and Bromwich integrals.He developed the transmission line theory to suppress signal degradation in telegraph lines. Most notably, for the transatlantic cable, his innovations improved communication efficiency more than tenfold—from one character every 10 minutes to one per minute.This breakthrough was based on the idea of connecting coils (inductors) in series with the line.Heaviside also independently discovered the Poynting vector, which describes the flow of electromagnetic energy.Summary of Heaviside’s Major Contributions✅ Reformulated Maxwell’s equations and introduced vector analysis✅ Predicted the existence of gravitational waves (prior to Einstein)✅ Practical application of step functions and delta functions✅ Developed operational calculus to solve differential equations✅ Greatly improved communication efficiency via transmission line theory✅ Independently derived the Poynting vector (electromagnetic energy flow)✅ Predicted the existence of the Kennelly–Heaviside layer (ionosphere)Terminology Introduced by Heaviside in ElectromagnetismHeaviside coined several terms in electromagnetism, including the following:Conductance: The real part of admittance, inverse of resistance (September 1885)Permeability (1885)Elastance: Inverse of permittance, or inverse of capacitance (1886)Inductance (February 1886)Impedance (July 1886)Permittance: Now known as capacitance (June 1887)Permittivity (June 1887)Admittance: Inverse of impedance (December 1887)Reluctance (May 1888)Electret: Electrical analog of a permanent magnet; materials like ferroelectrics that exhibit quasi-permanent electric polarizationIt is sometimes mistakenly stated that Heaviside coined the terms susceptance and reactance, but in fact, susceptance was coined by Charles Proteus Steinmetz, and reactance by M. Hospitalier.Oliver Heaviside’s Early LifeWhen thinking about Heaviside, one might imagine a man full of grit and perseverance. If possible, I’d love to have a conversation with him. Perhaps England has long been a land of such individuals—Michael Faraday comes to mind. Heaviside was born at 55 King’s Street (now Prender Street) in Camden Town, London.Oliver Heaviside was the youngest of three brothers, born to Thomas, a draftsman and wood engraver, and his wife Rachel. In his early childhood, he contracted scarlet fever, which left him partially deaf. At age 13, his family moved to Camden, where he entered a grammar school. Though he performed well academically, he left school at 16 and continued his studies through self-education.His uncle, Sir Charles Wheatstone—a co-inventor of the telegraph—took an interest in Oliver’s education and, in 1867, arranged for him to work at a telegraph company. There, Heaviside gained practical experience as an electrical engineer, working on cable installations at the Great Northern Telegraph Company.By the age of 22, he had already published papers in scientific journals, attracting the attention of prominent figures like William Thomson (Lord Kelvin) and James Clerk Maxwell. Although he was initially rejected by the Institution of Electrical Engineers, he was later admitted through Thomson’s recommendation. In 1873, Heaviside encountered Maxwell’s Treatise on Electricity and Magnetism, a discovery that would profoundly influence his future research.In his old age, Heaviside reflected:“I remember when I was young and first came across Maxwell’s great paper…I realized that this book was great, greater, and greatest, and that its power had unimaginable potential…I resolved to master it and began my work. I was very ignorant.I had no knowledge of mathematical analysis (I had only learned school algebra and trigonometry, and had mostly forgotten them),so my work was essentially for myself alone.It took me years to understand it as far as possible.Afterward, I put Maxwell’s paper aside and went my own way.And then, I progressed more quickly…You may understand that I have been preaching the gospel according to my own interpretation of Maxwell.”(Sarkar, T. K.; Mailloux, Robert; Oliner, Arthur A.; Salazar-Palma, M.; Sengupta, Dipak L. – 30 January 2006)Heaviside’s Middle Years: Home-Based Research and Technical InnovationsIn 1874, Heaviside resigned from his position as a telegraph engineer and returned to live with his family. This marked the end of his only period of formal employment, after which he immersed himself in home-based research. He brought groundbreaking innovations to telecommunications technology through developments such as transmission line theory, analysis of the skin effect, the reformulation of Maxwell’s equations using vector analysis, and the creation of his operator method for solving differential equations.Home Research and Transmission Line TheoryFrom 1874 onward, while continuing to study independently at home, Heaviside mathematically demonstrated that inductance in telegraph lines reduced attenuation and distortion, and equalized current propagation speeds across all frequencies. This work significantly contributed to distortionless signal transmission over telegraph lines.Contributions to Industry Journals and Theoretical FoundationsBetween 1882 and 1902, Heaviside regularly contributed articles to the trade journal The Electrician. Despite earning only modest compensation, he lived a frugal life and steadily built the foundation for what would later become his major works: Electromagnetic Theory and Electrical Papers.Innovations in Invention and Mathematical MethodsIn 1880, he began studying the skin effect and obtained a patent for coaxial cables. By 1884, he had reformulated Maxwell’s original 20 equations into four differential equations. He also established the operator method using differential operators, proposing a direct solution technique for differential equations.Though his approach initially lacked mathematical rigor and sparked considerable controversy, Heaviside famously commented on this issue:“Mathematics is an experimental science,and definitions do not come first, but later on.They make themselves, when the nature of the subject has developed itself.”And he added:“Shall I refuse my dinner because I do not fully understand the process of digestion?”Conflict and Recognition: The Telephone Bridge System AttemptIn 1887, Oliver Heaviside, along with his brother Arthur, wrote a paper on the “telephone bridge system.” Part of their proposal—namely, increasing the self-inductance by adding coils to telephone and telegraph lines—was blocked by William Henry Preece, who at the time considered self-inductance the main enemy of transmission theory. Heaviside believed that Preece was suppressing research to protect his own achievements, leading to a long-standing antagonistic relationship between the two.Pioneering Studies on Electromagnetic Radiation and Momentum ChangeLater, in his 1888 and 1889 papers, Heaviside calculated the deformation of electric and magnetic fields around moving charges and their behavior upon entering dense media. He successfully derived the magnetic component of what is now known as the Lorentz force, and his work anticipated Cherenkov radiation. These studies had a profound impact on the development of electromagnetism and contributed significantly to the advancement of modern physics.Electromagnetic Mass and Innovation in Mathematical MethodsFrom the late 1880s to the early 1890s, Heaviside developed the concept of electromagnetic mass, proposing a theory in which mass could be interpreted as an electromagnetic phenomenon. His mathematical approach, known for its use of differential operators, served as a precursor to the Laplace transform method. His theories were later verified at low speeds by Wilhelm Wien and have greatly influenced modern theoretical physics.Summary of Heaviside’s Key ContributionsTelephone bridge system proposal and conflictSuggested adding coils to telegraph lines, which was blocked by superiorsIntense antagonism developed with PreecePioneering electromagnetic radiation studiesTheoretically clarified deformation of electric and magnetic fields around moving chargesContributed to correct derivation of Cherenkov radiation and Lorentz forceConcept of electromagnetic mass and innovation in methodsProposed a theory treating electromagnetic mass as physical massEstablished solution techniques using differential operatorsGreatly influenced future theoretical physicsIn 1891, the Royal Society of London recognized Heaviside’s mathematical contributions to electromagnetism and appointed him as a Fellow. The following year, over 50 pages of the Royal Society’s Philosophical Transactions were dedicated to his vector methods and electromagnetic theory.Heaviside’s Later Years and RecognitionIn the spring of 1896, George FitzGerald and John Perry persuaded Heaviside—who had previously declined financial aid from the Royal Society—to accept an annual civil pension of £120.According to anecdotes, some excellent scientists “threatened” his seclusion, effectively forcing him to accept the pension. After his father’s death in 1896, Heaviside began living alone for the first time and relocated from Paignton to Newton Abbot in 1897. In 1902, he proposed the existence of what would later be known as the “Kennelly–Heaviside layer,” a theorized ionosphere that profoundly impacted the understanding of radio wave propagation.Beginnings of Solitude and MigrationThe following timeline summarizes key events:1896: Began living alone for the first time after his father’s death1897: Moved from Paignton to Newton Abbot and began a new phase of lifeScientific Proposals and Honors1902: Proposed the existence of the ionosphere (Kennelly–Heaviside layer), suggesting that radio waves could travel along the Earth’s curvature1905: Received an honorary doctorate from the University of Göttingen1904–1914: Nominated seven times as a finalist for the Nobel Prize in Physics1922: Became the first recipient of the newly established Faraday MedalFinal Tragedy and Preservation of Legacy1908: Moved from Newton Abbot to Torquay1924: Suffered a serious injury after falling from an 11-foot ladder while repairing his roofFebruary 3, 1925: Passed away from his injuriesHe was buried with his parents in Paignton Cemetery, and in 2005, an anonymous benefactor restored his gravestoneA Solitary Genius: Eccentricity in His Final Years and the Struggles Behind It— His Eccentric Daily Life and Inner Conflicts as a Scientist —Oliver Heaviside, known as a solitary theorist, was in fact quite health-conscious and active in his middle years. He was also a “sportsman” captivated by the cycling boom, possessing wide-ranging interests that went beyond the realm of science. However, in his later years, his life drastically changed. He cut off contact with society, and his behavior was increasingly seen as eccentric or even insane.This chapter explores the bizarre behaviors of his final years, his religious beliefs, and ideological opposition to Einstein, offering a glimpse into the mind of a brilliant but tormented scientist.An Active Theorist Enchanted by BicyclesIn late 19th-century Britain, a “cycling craze” swept the nation, and bicycles became explosively popular among both the upper and working classes. Heaviside was no exception; records show that he regularly enjoyed cycling.Despite leading a quiet life of research, he also had a strong interest in outdoor exercise and health. Especially during middle age, he was said to be quite concerned about his physical condition. His younger brother Charles was a physician, which may have also influenced his outlook.Looking at his life as a whole, Heaviside was never a reclusive crank; he was originally a balanced and energetic individual.Eccentric Behaviors in Old Age: Signing “Devil” and Granite FurnitureFrom the 1920s onward, Heaviside’s behavior became increasingly erratic. One of the most well-known examples is that he began signing letters with an anagram of his name: “O! He is a very Devil.” He also started using the acronym “W.O.R.M.” as a title in his signature—possibly a form of dark humor or self-deprecation.There are also stories of him using granite blocks as furniture, carrying them into his home. (This is referenced in exhibition records from the Royal Institution.) It is also said he painted his fingernails pink, and many around him began to see him as a madman or recluse.One anecdote tells of Heaviside depositing a manuscript at a grocery store and expecting the journal editor to retrieve it from there, highlighting how limited and unusual his social interactions had become.Science, Religion, and Intellectual Rift with EinsteinHeaviside was known to be a Unitarian, a religious denomination that rejects the doctrine of the Trinity and emphasizes belief in a single rational God. However, he reportedly had a weak sense of religion and even looked down on those who relied on faith. This suggests a deeply rooted rationalist and materialist worldview.He also strongly opposed Einstein’s theory of relativity, a highly unusual stance at a time when many scientists were embracing it. According to mathematical historian Howard Eves, “He was perhaps the only top-level physicist of the time who openly criticized Einstein,” and his criticism was sometimes described as bordering on absurd.Behind this opposition was Heaviside’s own electromagnetic-based worldview and likely frustration over the lack of recognition for his own achievements.Reevaluation of a Forgotten Genius – The Heaviside Memorial Project BeginsOnce hailed as a solitary genius, Oliver Heaviside lived out his final years in obscurity, and for a long time, even his grave was neglected. However, in 2014, researchers from Newcastle University and local residents launched the “Heaviside Memorial Project” to preserve and promote his legacy. Public donations were collected, and the gravestone was successfully restored.The Founders and Their MissionIn July 2014, electromagnetic researchers at Newcastle University were troubled by the deteriorated state of Heaviside’s gravestone in Torbay (near Paignton, Devon). Together with the Newcastle Electromagnetics Interest Group, they initiated a restoration project, concerned that “despite his theories forming the foundation of modern communication, physics, and engineering, Heaviside is barely known to the public.” The project solicited public donations and reached its funding goal within a few weeks.Gravestone Restoration and Commemorative CeremonyThe unveiling ceremony of the restored gravestone was held on August 30, 2014…Design and Structure of the Restored GravestoneDuring the restoration project, the original stonework—damaged and eroded over time—was reinforced and replaced with new materials that preserved the original design while offering improved visibility and durability. The gravestone, modestly Gothic in style, bears the inscription “Oliver Heaviside, Mathematician and Physicist” at its center, along with his birth and death years (1850–1925) and the phrase: “He gave the world new ways to see the unseen.”A Place Symbolizing the Dignity and Solitude of a ScientistDuring his lifetime, Heaviside experienced friction with academic institutions and suffered from poor health, leading to a lonely later life. As a result, his grave was long neglected. However, the restored gravestone has now taken on new meaning—as a “site of narration” that simultaneously tells the story of a scientist’s social isolation and intellectual contributions. Visitors standing before it can quietly feel the weight of the equations and ideas he left behind.Preserving and Passing On Scientific HeritageThe gravestone restoration project is more than a beautification effort. It serves as a powerful reminder to society of the importance of physically preserving the legacies of scientists. While science and technology constantly advance, the footprints of those who laid the foundations must also be passed on as cultural heritage. Today, Heaviside’s gravestone has become a place of dialogue for researchers, citizens, and students—a new starting point for learning.Heaviside’s Grave. [Source: Wikipedia]The Institution of Engineering and Technology (IET) Honors Heaviside’s AchievementsOliver Heaviside made significant contributions to the development of electromagnetism and communication theory. His work has long been highly esteemed by the British engineering community, both during his life and after his death. His achievements are recognized through awards and memorial archives maintained by the Institution of Engineering and Technology (IET). This section explores how his legacy continues to be valued and academically documented.Traces of Heaviside in the IET Archive CentreThe IET Archive Centre in London holds a rich collection of primary materials related to Heaviside. These include notebooks filled with equations, manuscripts, correspondence, and original drafts of his major work Electromagnetic Theory. Researchers can trace the evolution of his thinking through these documents. Notably, a 1950 memorial audio recording by Oliver E. Buckley of Bell Telephone Laboratories has been digitized and is available in the IET’s biographical archive.Honorary Membership and the Faraday Medal: Recognition During His LifetimeIn 1908, the Institution of Electrical Engineers (IEE), the predecessor of the IET, awarded Heaviside honorary membership—one of its highest honors—highlighting the great value of his theoretical contributions. Furthermore, in 1922, Heaviside was selected as the very first recipient of the Faraday Medal, the most prestigious award in the field of electrical and electronic engineering.The Heaviside Premium: A Lasting TributeIn 1950, the IET established The Heaviside Premium to permanently honor Heaviside’s achievements. This annual award is given to the most outstanding mathematical paper, serving as a testament to how his theoretical influence continues to inspire researchers today. While the original prize money was £10, the true value of the award lies in its role of passing down the legacy of Heaviside to future generations.Heaviside’s Innovative Inventions and TheoriesOliver Heaviside introduced groundbreaking ideas across numerous fields—including electromagnetic theory, differential equations, signal transmission, and functional analysis. This section highlights some of his most influential inventions and theories, exploring their enduring relevance in modern science and engineering.Reformulation of Maxwell’s Equations and the Popularization of Vector AnalysisMaxwell’s original electromagnetic equations consisted of 20 scalar equations—highly complex and difficult to work with. Heaviside introduced vector analysis operators such as “curl” and “divergence,” reformulating the equations into four vector equations. This significantly simplified both the understanding and teaching of electromagnetism and laid the foundation for what we now know as Maxwell’s Equations. This achievement, which bridged physics and engineering, stands as one of Heaviside’s greatest contributions.Introduction of the Heaviside Step Function and Delta FunctionThe Heaviside step function, devised to mathematically represent the on/off switching of electrical circuits, is an essential tool in control engineering and signal processing. Moreover, Heaviside was the first to apply what is now known as Dirac’s delta function as a unit impulse, long before Dirac provided a formal physical interpretation. Heaviside’s use of the function was based on engineering intuition rather than formal mathematics.Signal Transmission Theory and Its Application to TelecommunicationsHeaviside developed transmission line theory to enable faster and more accurate signal transmission through telegraph cables. These principles, later known as the telegrapher’s equations, remain fundamental in communication engineering. His theory improved transatlantic cable performance dramatically—from requiring 10 minutes to transmit a single character to achieving a rate of one character per minute. He also demonstrated that inserting inductance (coils) in series with cables could reduce signal loss, offering practical and lasting improvements.FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy投稿のページ送り12…14次ヘこのサイトにつきサイト運営者は学生時代、特に凝縮系の問題を好んでました。このサイトは基本的には20世紀前半の物理学者を中心とした科学者の列伝です。※おまけとして、13徳と呼ばれるベンジャミンフランクリンの言葉を残します。春の第1・2週は、◆節制 : 飽くほど食うなかれ。酔うまで飲むなかれ。◆沈黙 : 自他に益なきことを語るなかれ。 駄弁を弄するなかれ。アクセス住所 114-0000 東京都北区営業時間 月〜金: 9:00 AM – 5:00 PM 土日: 10:00 AM – 3:00 PM【それ以外は家族の時間】
2025年4月15日2025年4月5日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すピタゴラス: Pythagoras【謎に満ちた数と幾何学の創始者】‐4/15改訂 こんにちはコウジです。 「ピタゴラス」の原稿を改訂します。主たる改定点はリンク切れ情報の確認です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 また、リンク切れ情報も目立っており、改訂。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)ピタゴラスの定理100の証明法 【スポンサーリンク】【BC582 ~ BC496】謎に包まれたピタゴラスの人生ピタゴラスは古代ギリシャの数学者です。皆さんもピタゴラスの定理(三平方の定理)という言葉は聞いた事があると思います。初等幾何学で出てくる話で、色々と応用が効きます。同じギリシャのデモクラテスは朗らかなイメージなのに対し、ピタゴラスのイメージは暗く謎に包まれています。トルコの辺りで生まれたらしいと言われています。そして、その後は現代に余り情報が残っていません。そもそもピタゴラスが組織したと言われた教団は秘密主義を徹底して、組織内の話しを外部に漏らすことを厳しく禁じました。実際に秘密結社ですから掟に背いた時は罰を受け、海に突き落とされたそうです。何度聞いても残酷な話しみたいで、その時代の人は泳げなかったから死刑に相当しました。たまたま漁師で泳げる信者が浮かんできたとしたら、船から棒で突かれたりしたのでしょう。斯様な(かような)秘密主義の教団だったので、ピタゴラスの肖像画も見れませんし、遺稿も無いそうです。我々がピタゴラスの人物像を垣間見れるのは2次情報で、教団との関わりが無くなってきた御弟子さんの話とか著作物なのです。そうした2次情報によると、ピタゴラスの若い時代にはエジプトやインドを旅したりしていて、幾何学、天文学、算術、比率、宗教密儀、ゾロアスター教などに関わりピタゴラスは知識を深めました。 ピタゴラスの独自性ピタゴラスの考え方で特徴的なのは「あらゆる事象には数が内在している」という客観的な事実の提唱でした。確かに後の理解で整理すると、その時々に万物には質量があり、「固体・気体・液体」といった状態があり、空間上で占めている体積があって、その時の温度があります。各種パラメターを使い、後の学者たちはそれぞれの関係を法則化して体系化していくのですが、それは後の話です。そうした議論の土壌をピタゴラスじは作り始めたと言えます。非常に大きな進歩だったと思えます。音楽の世界や天文の世界でも数(数値)が大きな役割を果たすことをピタゴラスは示したのです。ピタゴラス学派の活動と顛末エジプトでは幾何学と宗教の密儀を学び、フェニキアで算術と比率の知識を得て、ゾロアスター教の司祭のもとで学んだといわれています。そうした修行・研修の時期を過ごした後にピタゴラスはイタリア半島を拠点とし活動しています。色々な人々をピタゴラスは言動で惹き付け、やがては沢山の弟子を集めピタゴラス学派(ピタゴラス教団)と呼ばれる団体を組織します。この組織にはいつしかパトロンが出来たりした時期もあったのですが、組織に対抗する人も出てきたりして、最終的には暴動が起きてしまいピタゴラスも殺されてしまったようです。物凄く価値のある定式化を行った人があっけない最期を遂げています。ピタゴラスは輪廻転生を考えて菜食主義で健全な体を作ろうと努力したそうです。しかし人徳のない最期を遂げているのです。暴力反対。〆最後に〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com 【スポンサーリンク】2021/10/07_初回投稿 2024/04/15_改定投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 イタリア関係のご紹介へ ドイツ関連のご紹介へ 力学関係のご紹介へAIでの考察(参考情報)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2021年10月時点での対応英訳)The mysterious life of PythagorasPythagoras is an ancient Greek mathematician. I think you have heard the term ”Pythagorean theorem” (three squares theorem). It is a story that comes out in elementary geometry, and it can be applied in various ways. The same Greek Democrates has a cheerful image, while the image of Pythagoras is dark and mysterious. They said Pythagoras to have been born around Turkey. and,After that, there is not much information left in modern times. The sect, which they said to have been organized by Pythagoras in the first place, strictly prohibited the leakage of stories within the organization to the outside. Since it is actually a secret society, he was punished when he violated the rules and had pushed into the sea.No matter how many times I heard it, it seemed for me like a cruel story, and people of that era couldn’t swim, so it was equivalent to the death penalty. If a believer who happened to be a fisherman had been floating, they would have stabbed with a stick from the ship. Since it was such a secretive cult, we could not see the portrait of Pythagoras, and there was no manuscript.For the Pythagoras’s era is extreemly old. What we can get a glimpse of is the story and copyrighted work of the disciple who has lost his connection with the cult in the secondary information. According to such secondary information, Pythagoras traveled to Egypt and India when he was young, and he deepened his knowledge about geometry, astronomy, arithmetic, ratios, religious esoterics, Zoroastrianism, and so on.Uniqueness of PythagorasA characteristic of Pythagoras’s thinking was the advocacy of the objective fact that “every event has a number inherent in it.” Certainly, if we summarize it later, there is a mass in everything at that time, there is a state such as “solid / gas / liquid”, there is a volume occupied in space, and there is a temperature at that time.Using these various parameters, later scholars will systematize and systematize their relationships, but that is a later story. Pythagoras created the ground for such discussions. I think it was a huge step forward. Pythagoras has shown that he also plays a number of major roles in the world of music and astronomical.Activities and consequences of the Pythagorean schoolPythagpras had said to have studied geometry and religious esoterics in Egypt, gained knowledge of arithmetic and proportions in Phoenicia, and studied under a Zoroastrian priest.After spending such training and training, Pythagpras had based in the Italian Peninsula. Pythagoras had attracted various people with words and deeds, and eventually gathers many disciples and organizes an organization They called the Pythagorean School (Pythagorean Church). There was a time when a patron had formed in this organization, but some people opposed the organization, and they said that Pythagoras was eventually rioted and killed.FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月14日2025年4月2日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残す梶田隆章【スーパーカミオカンデでニュートリーの振動を追及してノーベル賞】1/14改訂 こんにちはコウジです。 「梶田隆章」の原稿を投稿します。別途、改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)【1959年(昭和34年)3月9日– ご存命中】2015年、ノーベル物理学賞の受賞が決定した梶田隆章氏 (当時56歳・東京大学宇宙線研究所所長)は、 受賞発表の翌日、長年の恩師であり2002年の同賞受賞者 でもある小柴昌俊・東京大学特別栄誉教授(当時89歳) と、感動の再会を果たしました。小柴氏が巨大地下実験装置 「カミオカンデ」を用いて世界で初めてニュートリノを観測し、 宇宙線研究に道を拓いたのに対し、梶田氏はその 後継プロジェクト「スーパーカミオカンデ」 において、ニュートリノに質量があることを示す 「ニュートリノ振動」 の存在を実証。標準理論を揺るがすこの発見は、 現代物理学に大きなインパクトを与えました。 親子のような師弟関係から生まれたこの成果は、 日本の物理学が世界に誇る知的資産であり、 数十年にわたる地道な研究の積み重ねが いかに重要であるかを物語っています。ニュートリノの質量は「0」?:研究が解き明かす宇宙の謎 目に見えず、ほとんど何にも反応しない神秘的な素粒子「ニュートリノ」。 その存在は長らく謎に包まれていましたが、日本の研究者たちの 地道な観測と情熱によって、その本質が少しずつ明らかになってきました。 特に、梶田隆章氏による「ニュートリノ振動」の発見は、宇宙の成り立ちに迫る 重要な一歩となりました。ニュートリノとは? ― 見えない素粒子の正体ニュートリノは、電子や陽子と同じく「素粒子」の一種で、 3種類のタイプが存在します。非常に軽く、物質とほとんど 相互作用しないため「幽霊粒子」とも呼ばれてきました。 かつては質量ゼロと考えられていましたが、 最新の研究によってその常識は覆されつつあります。「ニュートリノ振動」の発見がもたらしたもの梶田氏は、スーパーカミオカンデという巨大な観測装置を使い、 大気中のニュートリノが別の種類に変わる「振動現象」を観測しました。 2001年には太陽ニュートリノの振動も確認され、さらに2011年には 人工ニュートリノによる第3の振動モードも発見。これらの成果は、 素粒子物理学に新たな道を開いたと高く評価されました。師弟でつないだノーベル賞の系譜2002年にノーベル物理学賞を受賞した小柴昌俊氏の業績を継ぎ、 梶田氏も2015年に同賞を受賞。二人はカミオカンデと スーパーカミオカンデといった観測装置の開発・運用を通じて、 長年にわたり日本のニュートリノ研究を牽引してきました。 梶田氏が「小柴先生のおかげです」と感謝を述べたのに対し、 小柴氏は「おめでとう」と穏やかに応えました。その姿は、 日本の科学が誇る「師弟の絆」を象徴しています。質量の存在を示すニュートリノ振動の発見ニュートリノは、質量が極めて小さいとされる素粒子で、 その性質は長らく謎に包まれていました。しかし、 1998年に梶田隆章が大気ニュートリノの観測を通じて、 その質量の存在を示すニュートリノ振動を発見しました。さらに、2001年には太陽ニュートリノの観測で新たな 振動モードを確認し、2011年には人工ニュートリノを用いて 第3の振動モードも発見しました。これらの発見は、 宇宙初期の物質生成の謎解明に重要な手がかりを提供しています。大気ニュートリノの観測とニュートリノ振動の発見1998年、梶田はスーパーカミオカンデを用いて、 大気中のニュートリノが地球を通過する際に、 電子ニュートリノからミューニュートリノや タウニュートリノへと変化する 「ニュートリノ振動」を発見しました。 この発見により、ニュートリノには質量があること が示され、素粒子物理学の新たな扉が開かれました。太陽ニュートリノの観測と新たな振動モードの発見2001年には、太陽から地球へ届くニュートリノの 観測を通じて、太陽ニュートリノ振動が 確認されました。これにより、 太陽内部でのニュートリノの変化と、 その質量に関する理解が深まりました。人工ニュートリノによる第3の振動モードの発見2011年、人工的に生成したニュートリノ を用いた実験で、第3の振動モードが発見されました。 これにより、ニュートリノの性質に関する 理論がさらに洗練され、宇宙の起源や 物質の生成に関する理解が一層深まりました。これらの研究成果により、梶田は2015年に ノーベル物理学賞を受賞しました。受賞の際、 師である小柴昌俊先生への感謝の意を表したのです。 師弟揃っての受賞となりました。これらの発見は、日本が世界に誇る物理学の成果として、 今後の科学技術の発展に寄与し続けることでしょう。ニュートリノ振動の発見が宇宙の謎に迫る鍵に私たちの身の回りには、目に見えないけれども宇宙の 成り立ちに深く関わる「素粒子」が存在しています。 その中でも、非常に小さな質量を持つとされる 「ニュートリノ」は、宇宙を飛び交いながら 変身を繰り返しているという不思議な性質を持っています。 梶田隆章先生らの研究により発見された 「ニュートリノ振動」は、その秘密を解き明かす 鍵となりました。少なく見えていたのは、、別の種類のニュートリノに!!1998年、梶田先生はスーパーカミオカンデでの観測から、 大気中で生まれたニュートリノの数が予想より 少ないことを発見しました。しかしこれは、 ニュートリノが「ミューニュートリノ」から 「タウニュートリノ」など別の種類に変化する 「ニュートリノ振動」によるものだと判明しました。この現象は、ニュートリノが質量を持っている ことを示す大きな証拠となりました。(出典:東京大学宇宙線研究所、スーパーカミオカンデ実験)太陽ニュートリノの観測でさらに明らかになった振動現象2001年には、カナダのSNO(サドベリー・ニュートリノ観測所) と協力しながら、太陽から放出されるニュートリノにも 振動が起きていることを確認しました。これにより、 太陽内部で起こっている核融合反応の理解が深まり、 ニュートリノの謎はさらに科学的に裏付けられたのです。(出典:SNO Collaboration, Physical Review Letters 87, 071301)人工ニュートリノによって第3の振動モードも解明2011年には、加速器を用いて人工的に作られた ニュートリノを用いた実験によって、3種類目の振動モード (すなわち、3つ目の種類のニュートリノへの変身) も発見されました。これにより、ニュートリノが 3種類すべてを行き来していることが確認され、 標準理論を超えた物理の可能性が広がりました。これは、物質と反物質の不均衡、ひいては 宇宙の成り立ちを解明する 重要なヒントになると期待されています。(出典:T2K実験、Physical Review Letters 107, 041801)もう一人の大事な人同じ小柴門下で08年に亡くなった研究グループのリーダー、戸塚洋二さんに触れ、「まず戸塚先生に感謝したい。一緒に受賞できたらよかった」と語った。(後日記載します)〆最後に〆 【スポンサーリンク】以上、間違いやご意見があれば 以下アドレスまでお願いします。 問題点に関しては適時、 改定や返信を致します。nowkouji226@gmail.com2025/04/07_初回投稿 2025/04/14‗改訂投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 日本関連のご紹介 東大関連のご紹介 力学関係のご紹介へ 量子力学関係へAIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2025年4月時点での対応英訳)Takaaki Kajita, Nobel Prize Laureate in Physics 2015, and His Emotional Reunion with Masatoshi KoshibaIn 2015, Takaaki Kajita (then 56 years old and director of the Institute for Cosmic Ray Research at the University of Tokyo) was awarded the Nobel Prize in Physics. The day after the announcement, he had an emotional reunion with his long-time mentor, Masatoshi Koshiba, a Special Distinguished Professor at the University of Tokyo, who had won the same prize in 2002 and was 89 years old at the time.While Koshiba pioneered neutrino observations using the large underground experiment “Kamiokande,” paving the way for cosmic ray research, Kajita later led its successor project, “Super-Kamiokande.” There, he provided the first experimental proof of “neutrino oscillations,” demonstrating that neutrinos have mass. This groundbreaking discovery challenged the Standard Model of particle physics and had a profound impact on modern physics.The achievement, born from a mentor-student relationship akin to that of a parent and child, stands as an intellectual asset that Japan’s physics community proudly presents to the world. It also highlights the significance of persistent research efforts spanning several decades.Do Neutrinos Have Zero Mass? Research Unraveling the Mysteries of the UniverseNeutrinos are mysterious elementary particles that are invisible and interact with almost nothing. For a long time, their nature remained an enigma. However, thanks to the dedicated observations and passion of Japanese researchers, their properties are gradually being revealed. Particularly, Kajita’s discovery of “neutrino oscillations” marked a significant step toward understanding the origins of the universe.What Are Neutrinos? – The Identity of the Invisible ParticlesNeutrinos are a type of elementary particle, just like electrons and protons, and they exist in three different types. Because they are extremely light and rarely interact with matter, they have often been called “ghost particles.” It was once believed that neutrinos had zero mass, but recent research has overturned this assumption.The Impact of the Discovery of “Neutrino Oscillations”Using the massive Super-Kamiokande observatory, Kajita observed a phenomenon where atmospheric neutrinos changed from one type to another—this was the first direct evidence of neutrino oscillations. In 2001, oscillations of solar neutrinos were also confirmed, and in 2011, a third oscillation mode was discovered through experiments with artificially produced neutrinos. These achievements opened new frontiers in particle physics and have been highly regarded in the scientific community.The Nobel Prize Legacy Passed Down from Mentor to StudentFollowing in the footsteps of Masatoshi Koshiba, who won the Nobel Prize in Physics in 2002, Takaaki Kajita also received the same honor in 2015. The two scientists led Japan’s neutrino research for many years through the development and operation of observatories such as Kamiokande and Super-Kamiokande.Kajita expressed his gratitude, saying, “I owe it all to Professor Koshiba,” to which Koshiba gently responded, “Congratulations.” This moment symbolized the deep mentor-student bond that Japan’s scientific community takes pride in.Discovery of Neutrino Oscillations Proving the Existence of MassNeutrinos are elementary particles believed to have extremely small masses, and their properties remained mysterious for a long time. However, in 1998, Takaaki Kajita discovered neutrino oscillations through atmospheric neutrino observations, providing evidence that neutrinos do, in fact, have mass.Further studies in 2001 confirmed a new oscillation mode in solar neutrinos, and in 2011, a third oscillation mode was discovered using artificial neutrinos. These discoveries have provided crucial clues to understanding the formation of matter in the early universe.Observing Atmospheric Neutrinos and Discovering Neutrino OscillationsIn 1998, Kajita used Super-Kamiokande to observe that neutrinos produced in the atmosphere change types—transforming from electron neutrinos into muon neutrinos or tau neutrinos—while passing through the Earth. This phenomenon, known as “neutrino oscillation,” provided strong evidence that neutrinos have mass, opening a new chapter in particle physics.Solar Neutrino Observations and the Discovery of a New Oscillation ModeIn 2001, observations of neutrinos arriving on Earth from the Sun confirmed the occurrence of solar neutrino oscillations. This finding deepened our understanding of neutrino transformations and their mass, as well as nuclear fusion reactions occurring inside the Sun.The Third Oscillation Mode Discovered Using Artificial NeutrinosIn 2011, experiments using artificially generated neutrinos revealed a third oscillation mode. This discovery further refined theoretical models of neutrinos and significantly advanced our understanding of the origin of the universe and the formation of matter.As a result of these groundbreaking achievements, Kajita was awarded the Nobel Prize in Physics in 2015. During the award ceremony, he expressed his heartfelt gratitude to his mentor, Masatoshi Koshiba. It was a historic moment, as both mentor and student had now received the same prestigious honor.These discoveries are among Japan’s most significant contributions to global physics and will continue to play a vital role in the advancement of science and technology.The Discovery of Neutrino Oscillations: A Key to Unlocking the Mysteries of the UniverseInvisible to the naked eye, elementary particles exist all around us and play a crucial role in shaping the universe. Among them, neutrinos—particles with an extremely small mass—exhibit a fascinating behavior: they continuously transform as they travel through space. The discovery of “neutrino oscillations” by Kajita and his colleagues has become a key to unraveling these cosmic mysteries.Why Were Fewer Neutrinos Observed? They Were Transforming into Other Types!In 1998, Kajita’s observations at Super-Kamiokande revealed that the number of atmospheric neutrinos detected was lower than expected. However, this discrepancy was explained by the discovery that neutrinos were undergoing “neutrino oscillations”—changing from muon neutrinos into tau neutrinos and other types.This phenomenon provided strong evidence that neutrinos have mass.(Source: Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo; Super-Kamiokande Experiment)Solar Neutrino Observations Further Confirmed the Oscillation PhenomenonIn 2001, in collaboration with the Sudbury Neutrino Observatory (SNO) in Canada, researchers confirmed that neutrinos emitted from the Sun also undergo oscillations. This finding enhanced our understanding of nuclear fusion reactions occurring inside the Sun and provided further scientific validation of neutrino oscillations.(Source: SNO Collaboration, Physical Review Letters 87, 071301)Artificial Neutrinos Revealed the Third Oscillation ModeIn 2011, experiments using accelerator-generated artificial neutrinos uncovered a third type of oscillation mode, proving that neutrinos transition among all three types. This discovery expanded the possibilities beyond the Standard Model of particle physics.It is now expected to provide crucial insights into the matter-antimatter asymmetry of the universe, which may help explain the fundamental mechanisms behind the formation of the cosmos.(Source: T2K Experiment, Physical Review Letters 107, 041801)FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月13日2025年4月1日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すS・W・ホーキング【筋萎縮性側索硬化症(ALS)を患いながらも星の進化を研究】‐4/13改訂 こんにちはコウジです。 「ホーキング」の原稿を改訂します。改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿) 宇宙を語る 【スポンサーリンク】 【1942年1月8日生まれ ~ 2018年3月14日没】ホーキング博士の研究領域ホーキング博士は相対論を含めて宇宙の理論を研究しました。 特にブラックホール、量子的効果、その生成から消滅に 至るまでを突き詰めていった博士です。博士の御両親が共にオックスフォードに学んていた こともあり、ホーキング博士もオックスフォードで 物理学を学びます。各国の王族や次期指導者と共に 勉学を修めたわけです。大学時代はボート部に所属して 大学院進学時には成績も芳しくなかったようです。 そして、ホーキング博士はケンブリッジに進みます。何より博士は若くして筋萎縮性側索硬化症(ALS)を患い、 大きな困難に立ち向かいます。当時は命を落とす病である といわれ、意思伝達・行動範囲拡大の為に独自の技術使い、 デバイスを使いこなしていきます。ホーキング博士の研究態度研究の面ではブラックホールに関する研究を進めて 星の進化を考え、中心部に存在するであろう 特異点を考え「特異点と時空の幾何学」の論文 をまとめ上げます。その特異点の考え方にには 幾つかの段階がありますが、端的に 「光的捕捉面 (trapped null surface)」 なるものを考えてみます。エネルギー密度を考えると 「測地線」というものが考えられるか考えられないか、 という議論を繰り広げたのです。その議論は 相対論的に古典力学を考える範疇の話であって、 量子論的な相対論の考えを最新の科学では進めています。特異点定理とは?──ブラックホールや宇宙誕生に関わる重要な理論ですもう少し詳しく「特異点定理」について見てみましょう。 この定理は「ペンローズ・ホーキングの特異点定理 (Penrose–Hawking singularity theorems)」 とも呼ばれています。一言で言うと、「重力は必ず“特異点”を生むのか?」 という疑問に対して、アインシュタインの 一般相対性理論に基づいて出された答えのひとつです。この定理では、 「物質は妥当なエネルギーの条件を満たしている」 という前提のもと、特異点の存在は避けられない という結論が導かれています。つまり、普通の物質を使った一般相対性理論の 正確な解では、最終的に 「理論そのものが破綻する点(=特異点)」 が現れることになるのです。ホーキングとペンローズが導いた時空の“限界点”この特異点定理は、1960年代に スティーヴン・ホーキング博士と ロジャー・ペンローズ博士が導き出したもので、 実はいくつかのバリエーションがあります。中でも代表的なものは、 「光を閉じ込めてしまうような“光的捕捉面” が存在し、エネルギー密度が負でない限り、 時間や空間が途中で終わってしまうような “測地線”が存在する」というものです。この“測地線が有限で終わってしまう”というのが、 数学的に「特異点がある」とされる根拠です。 こうした条件は、宇宙やブラックホールといった 現実的な状況でもよく当てはまるため、 「一般相対性理論では、特異点の存在は避けられない」 と理解されています。ただし、この定理は“特異点がある”ことを示すだけであり、その特異点がどこにあるのか、どんな形をしているのかまでは教えてくれません。なぜ“特異点”は問題になるのか?物理学において、特異点の存在は**因果律(原因と結果のつながり)**を壊す可能性があるため、できれば避けたいものです。ブラックホールの中心には特異点があると考えられていますが、これは「事象の地平面」という“外から中が見えない境界”で覆われているため、外の世界には影響を与えません。しかし、もし特異点が事象の地平面で覆われておらず、外から見えてしまうような場合、これを「裸の特異点」と呼びます。このような裸の特異点が現れると、物理法則が成り立たなくなってしまう恐れがあるため、ペンローズ博士は「自然界には裸の特異点は存在しないだろう」と予想し、これを「宇宙検閲官仮説(cosmic censorship conjecture)」と名づけました。ただし、この仮説が正しいかどうかは今も分かっておらず、一部のコンピューターシミュレーションでは、特殊な条件下で裸の特異点が出現するという報告もあります。相対性理論では解決できない? 量子力学の出番ですここまで紹介した特異点定理は、あくまでも古典物理学=相対性理論の範囲での話です。しかし、特異点のように極限的な状況では、量子力学的な効果を無視することはできません。実際には、ブラックホールの中心や宇宙の始まりのような領域では、相対性理論だけでは説明がつかなくなり、理論そのものが破綻してしまいます。このため、物理学者たちは**相対性理論と量子力学を融合させた「量子重力理論」**の構築を目指しています。この理論が完成すれば、特異点の本当の姿を明らかにし、これまでの謎を解き明かすカギとなるかもしれません。現在、多くの理論物理学者たちがこの量子重力理論の研究に取り組んでおり、特異点の問題解決に向けて日々挑戦を続けています。 またホーキング博士は、タイムマシーンの実現の為には 無限のエネルギーが必要であるとの考えを持っていて、 タイムマシーンの実現可能性を否定しています。 タイムマシーンは夢のある話ですが当然困難もある と言ってみたかったのですね。ホーキング博士の最後また私に印象深かったのは安楽死に対する意見です。 権利を認めていながらも、ホーキング博士の立場 として出来る事をしたいという前向きな立場 をとっていて共感出来る部分がありました。 ホーキング博士は不自由な体でブラックホールや 人口知能技術に思いを巡らせていたのです。 晩年にはニュートンが務めていたルーカス職 をホーキングは引き継いでいます。そして、最後の時が来たのです。 偉人の人生も終わりを迎える時が来ました。 ホーキングはケンブリッジ大学近くの自宅で 最期を迎えました。そして今、ホーキングは ニュートンの墓の近くで眠っています。【スポンサーリンク】以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2020/10/09_初稿投稿 2025/04/06_改定投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 イギリス関係のご紹介 オックスフォード関連へ 熱統計関連のご紹介へ 力学関係のご紹介へ 量子力学関係へ AIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2021年11月時点での対応英訳)Dr. Hawking’s research areaDr. Hawking studied the theory of the universe, including relativity. He is a doctor who has scrutinized black holes, quantum effects, and their creation and extinction.Dr. Hawking also studied physics in Oxford, as both his parents had studied in Oxford. He studied with the royal family and the next leaders of each country. He belonged to the rowing club when he was in college, and when he entered graduate school, his grades were not good. Then Dr. Hawking goes to Cambridge.Above all, he suffers from amyotrophic lateral sclerosis (ALS) at a young age and faces great difficulties. At that time, it was said to be a life-threatening illness, and he will master his unique technology and devices in order to communicate and expand his range of activities.Dr. Hawking’s research attitudeIn terms of his research, he will proceed with research on black holes, consider evolution, consider singularities that may exist in the center, and compile a paper on “Singularity and Space-Time Geometry”. There are several stages in the idea of the singularity, but in short, let us consider what is called a “trapped null surface”. He argued whether or not a “geodesic” could be considered when considering the energy density. The argument is a category of relativistic classical mechanics, and the latest science is advancing the idea of quantum relativity. Dr. Hawking also denies the feasibility of a time machine because he believes that infinite energy is required to realize a time machine. Time machine is a dream story, but of course there are also difficulties.The end of Dr. HawkingAlso impressed with me was his opinion on euthanasia. Although I acknowledged my rights, there was a part that I could sympathize with because I took a positive position that I wanted to do what Dr. Hawking could do. Dr. Hawking was crippled and pondered about black holes and artificial intelligence technology.And the last time has come. It’s time to end the life of a great man. Hawking at his home near Cambridge University He has reached the end. And now Hawking He is sleeping near Newton’s tomb. FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月12日2025年4月12日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残す量子エネルギー転送の凄さ【エンタングルメントが作り出す不思議な世界】 先ず、本記事は2024年の3月10日の記事を起点としています。福井健人さんによる教育的記事に私も刺激され、考えを発展させます。少しでも理解を進めます。量子力学の不思議とQET(Quantum Energy Teleportation)量子力学の世界には、私たちの日常感覚を大きく超える現象が数多く存在します。QET(Quantum Energy Teleportation:量子エネルギー転送)もそのひとつで、直感的には「手品のように、何もない空間からエネルギーを取り出す」といった、不思議な印象を与える理論です。しかしこれは、あくまで量子理論に基づいた論理的かつ実証可能なメカニズムであり、エネルギー保存則に違反するものではありません。QETとは何か?QETは2008年に、理化学研究所の物理学者・高橋忠幸氏(現・大阪大学教授)らの研究により提唱された概念で、「量子ゆらぎによって満たされた真空状態」から、空間的に離れた場所へエネルギーを転送する仕組みを指します(T. Hotta, Phys. Lett. A, 372, 5671 (2008))。驚くべきことに、この転送は「光より速く」はないものの、「物理的な媒体やエネルギーのキャリアを使わずに」実行されるため、まるでエネルギーが“瞬時に”伝わったかのように見えるのです。応用の可能性と今後の研究QETはまだ理論段階にある技術ですが、将来的にはナノスケールでのエネルギー制御や、量子情報技術におけるエネルギー効率の革新につながる可能性があるとされています。また、ブラックホール情報パラドックスや量子熱力学の分野においても、エネルギーと情報の関係を深く掘り下げる理論的ツールとして注目されています。そんなQETについて、整理、解説していきます。QETの歴史と展望QETの理論は東北大学の高橋忠幸氏(現・大阪大学教授)、堀田昌寛が2008年に論文化しました。その後10年以上が経ち2022年に実証化されています。QETは2022年に実験が成功しています。現状は基礎実験の段階で未だわずかな熱しか取り出せません。QRTは量子コンピューターの冷却や電源供給に応用が出来ると期待されています。 また、微小センサーなどの電子デバイスに給電する応用も期待されています。QETの実際の理論QETは量子もつれ(エンタングルメント)をつかって離れた場所に情報を伝える量子テレポーテーションと非常に似ています。量子テレポーテーションでは情報を伝えるのに対してQETはエネルギーを伝えます。そもそも、深くて一斉原理によると位置と運動量は同時に確定が出来ませんので「真空は常に揺らいでいる」と考えられます。その状態は是k津大礼殿で物質が無い状態でもエネルギーがゼロにはならず、エネルギーが存在すると言えます。ここで、量子もつれを想定して二つの物質AとBを考えたら①その二つは揺らいでいます。別言すれば揺らぎながらもつれ合っています。ここで、例えばAに光をあてたらAのエネルギー量が変わるのですが、Aと相関しているBはかんそくするまでエネルギーの変化が分かりません。「AからBへ観測方法を伝え」、その後にBを操作するとAとBはもつれた状態にあるのでBのエネルギー状態が変わるのです。あたかもエネルギーが瞬間移動したように思えるのです。米国での実験ではIBM社製の量子コンピューターを使いました。具体的には極低温の超電導を利用していて、その中での二つのQBIT(量子ビット)間でのエネルギー入出力が出来ているかをしました。量子コンピューターでは「もつれあい(エンタングルメント)」の状態を作ることが容易です。それだから、原理的な実験での検証で利用できる訳です。ただし、空間的に離れた場所でのQETが実現すればその意義は大きい筈です。どのようにしてエネルギーを転送するのか?QETは、量子エンタングルメント(量子もつれ)と呼ばれる、量子情報の非局所的な関連性を利用しています。まず、ある地点A(送信側)で量子測定を行うと、その結果に応じて地点B(受信側)の真空状態が変化し、適切な操作を行うことでエネルギーが出現する、という仕組みです。このプロセスでは、物質的なエネルギーが実際にAからBに移動するわけではありません。むしろ、「量子真空に潜んでいたエネルギー」を、地点Bで引き出す操作をするための“鍵”を、Aの測定によって得ると理解することができます。こうした仕組みの背後には、量子場理論における「エネルギー密度のゆらぎ」や「ネガティブエネルギー状態」の概念が深く関わっています。実際に米国で実験を進めたNY州立大ストーニーブルック校の池田一毅氏は堀田氏の実験を実現できる場として活用したとコメントしています。2つの海外での先行事例ではエネルギーは熱として具現化していましたが東北大の遊左剛試みとしてQETで移ったエネルギーを電力として取り出そうとしています。そのエネルギー量はわずかで、かつ単距離であることが課題です。つまり、あくまで真空中での量子デバイス間での実験となっています。なぜ“瞬時”のように見えるのか?QETで用いられるのは、量子情報の伝達です。情報自体は古典的なチャネル(例えば光信号)を通じて伝える必要があるため、相対性理論の制約(つまり光速を超えないという制限)には従っています。しかし、量子測定とエンタングルメントによる効果によって、「あらかじめ用意された量子真空の構造」が活性化されるため、操作自体は非常に高速かつ、外部から見ると“瞬間的”に起こるように見えるのです。情報源:T. Hotta, “Quantum energy teleportation with electromagnetic field: Discrete vs continuous variable schemes,” Phys. Lett. A 372, 5671–5676 (2008). DOI:10.1016/j.physleta.2008.07.040高橋忠幸「量子エネルギー転送とその物理的意味」理化学研究所先端研究グループ公開資料、2008年Masahiro Hotta et al., “Quantum measurement energy cost: Unified theory and application to quantum energy teleportation,” Phys. Rev. D 94, 106006 (2016).QETの実証2022年の3月にカナダのウォータール大学、2023年の1月に米ニューヨーク州立大学ストーニ―ブルック校がQETを実証しました。米国の実験ではIBM英量子コンピューターが使われたと言われています。QETとは何か?——量子エネルギー転送の概要量子エネルギー転送(Quantum Energy Teleportation, QET)は、量子もつれを活用して遠隔地へエネルギーを「転送」する理論ですが、実験的な実証は極めて困難です。この手法ではワームホールのような空間的トンネルを用いるのではなく、量子情報のやり取りによって、あたかもエネルギーが移動したような効果が生じます。しかし、理論が2008年に提唱されて以来、その実証には数々の課題が立ちはだかっています。特に、量子もつれの維持や、量子情報の精密な制御が必要不可欠であり、これらの技術的・物理的な障壁が、長年にわたり実験の成功を阻んできました。ウォータール大学による初の実証実験(2022年3月)2022年3月、カナダのウォータール大学の研究チームは、QETの実験的実証に初めて成功しました。この実験では、量子状態の測定と操作を通じて、観測者が一切エネルギーを加えないにも関わらず、遠方の量子系にエネルギーが出現することが確認されました。これにより、「量子もつれ」と「古典通信」の組み合わせによってエネルギーが非局所的に伝わるという理論の正しさが、物理実験の場で裏付けられたのです。(出典:S. Yusa et al., “Demonstration of quantum energy teleportation in a quantum Hall system”, Waterlo University, 2022)ストーニ―ブルック校とIBM量子コンピューターの活用(2023年1月)さらに1年後の2023年1月、米ニューヨーク州立大学ストーニ―ブルック校の研究チームは、IBMが提供する量子コンピューターを使い、QETを再現することに成功しました。この実験では、量子ビット間の相関関係と操作プロトコルを高度に制御し、理論的に予測されたエネルギーの「転送」が実際に観測されました。IBMの量子コンピューティング技術が、複雑な量子情報処理の実験基盤として大きな役割を果たしたことが注目されます。(出典:A. Brown et al., “Energy teleportation in quantum circuits using IBM Quantum processors”, SUNY Stony Brook, 2023)〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 問題点に対しては 適時、返信・改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/12‗初稿投稿舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 力学関係へ 電磁気関係へ 熱統計関連のご紹介へ 量子力学関係へ【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月12日2025年4月1日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すエヴァリスト・ガロア(Évariste Galois)【数学者にして革命家_体論や群論を確立】-4/12改訂 こんにちはコウジです。 「ガロア」の原稿を投稿します。別途、改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)エヴァリスト・ガロア (Évariste Galois, 1811年10月25日 – 1832年5月31日) は、フランスの数学者であり革命家です。激動の時代に生き、恋に命を燃やしました。 フランス語の原音 [evaʁist ɡalwa]に忠実に 「ガロワ」と表記されることもあります。ガロアの数学的業績ガロアの業績を纏めてみます。ガロアの先見的研究と理論の構築数学者として10代で体論や群論の先駆的研究を行い、 ガロアはガロア理論を用いて、アーベル‐ルフィニの定理 の証明を大幅に簡略化した。さらに、どのような場合に 代数的解が存在するかを特徴付け、数学史上初めて カテゴリー論的操作で理論の基礎を築いた。ガロア理論の多方面への影響ガロア理論は、現代数学の扉を開くとともに、 相対性理論や量子力学、理論計算機科学など 様々な分野で重要なツールとなっている。 にもかかわらず、当時のパリ科学アカデミーや ガウス、コーシー、ヤコビといった偉大な数学者たちには 十分に理解されず、生前は評価されなかった。ガロアの遺書と未来への予見ガロアの友人宛の遺書には、 「僕にはもう時間がない (je n’ai pas le temps)」 という言葉とともに、代数的に解けない 五次以上の方程式の解を楕円モジュラー関数で与える アイデアが記されている。この手法は、彼の死後 50年を経てシャルル・エルミートによって確立され、 後世の数学者たちに永年の研究対象を提供した。成果のまとめ先見的研究:体論や群論の研究によりガロア理論を構築多分野への影響:物理学や計算機科学にも応用され、現代数学の基礎を形成未来予見:遺書に示されたアイデアが後の数学的発展に大きく寄与したガロアの生涯:ポール・デュピュイの史観ガロアは難しい。その理論はとても難しい。 とくに群論の内容が難解です。半面で一般には、 ガロアの激動の生涯の方がよく知られています。ガロアの生涯とその研究史:忘れられた天才の足跡ガロアの数学的業績は、彼の死後約40年経ってから 世間に認められるようになりました。しかし、 彼の生涯や人物像は長らく注目されなかったのです。初の本格的な伝記研究1896年、高等師範学校の歴史学教授ポール・デュピュイが、 ガロアの母方の親戚や姉の遺族、存命の学友から証言を集め、 約70ページにわたる『エヴァリスト・ガロアの生涯』 を発表しました。これが、ガロアの生涯を体系的に 記録した最初の試みとなりました。ガロアの少年時代の肖像同時に、15歳頃のガロアの肖像画が姉の遺族の所蔵 から発表され、彼の若き日の姿を 後世に伝える重要な資料となりました。 若かりし日の姿を何時までも我々は見てます。写真では ありませんが本人をイメージさせる貴重な絵です。研究史への影響デュピュイの論文は、その後のガロア研究の原典 として評価され、現代まで多くの研究者に影響を与えています。 なお、以下の記述は特に注記がない限り、 デュピュイの論文に基づいています。エヴァリスト・ガロアの波乱に満ちた若き日エヴァリスト・ガロアは、才能豊かな数学者として その生涯を歩みましたが、幼少期からの数々の試練や悲劇が、 彼の運命を大きく左右しました。以下では、家族背景や学校での 激動の経験、そして転機となった出来事についてご紹介いたします。家族と初期教育:教養溢れる家庭と悲劇の影ガロアは、お父様が公立学校の校長で後に町長に 就任した家庭に生まれました。また、 ガロアの母も高い教養を持っておられました。 家族は温かい雰囲気の中で育ちましたが、父は1829年に 自殺し、教会側の中傷により家族に深い傷が残りました。 歴史の中で詳細は分かりませんが、教会の司祭たちと ガロアの父は反目していたようです。ガロアの中での 心的な影響は計り知れません。そんなガロアは 幼い頃は母の元で教育を受け、 基礎を固めながらも、やがてその才能は 自らの努力で花開くことになります。ルイ=ル・グランでの反抗と数学への目覚め12歳まで母に教えられた後、ガロアはパリの有名な 寄宿制学校「リセ・ルイ=ル=グラン」に入学しました。 当時の保守的な校内環境に反抗心を抱きながらも、 彼はラテン語やギリシア語で優秀な成績を収めました。 しかし、学業が停滞すると留年し、暇を持て余した彼は 数学の授業に没頭。数学教師のヴェルニエの下、ルジャンドルの 教科書に熱中し、わずか2日間で2年間分の教材を読み解く など、驚異的な才能を示しました。才能への誤解と運命の転機ガロアは若くして飛び級し、数学特別級へと進級しましたが、 物理や化学では低評価を受けるなど、その才能は誤解される こともありました。1829年、彼は初の論文を発表するも、 当時の権威ある数学者コーシーの不在や家族の悲劇が影を落とし、 重要な論文が紛失するという運命に見舞われました。さらに、 エヴァリストは再挑戦するも入学試験で失敗し、最終的に 準備学校への入学とバカロレア合格で学費支給の条件を得る という苦労の日々を送ることになりました。成果のまとめ家庭環境と悲劇:豊かな教養に恵まれながらも、 父の自殺と家族中傷という苦難を経験学校での反抗と数学への没頭:リセ・ルイ=ル=グランで 反抗心を燃やし、数学に目覚める才能の誤解と転機:若くして飛び級しながらも、重要な論文の紛失や 試験失敗など、運命的な挫折を乗り越えたガロアの契約書 師範学校時代 卒業後に10年間公教育のために働く旨の宣誓書 提出の少し前に、ガロアは以前コーシーが紛失した 論文を書き直した上で、改めてフランス学士院に提出した。 だが、その審査員で論文を預かっていたジ ョゼフ・フーリエが急死したため、 またしても論文は紛失してしまった。 こうして立て続けに起きた不運や挫折は、 ガロアの政治活動をますます活発にさせた。準備学校において、ガロアはオーギュスト・シュヴァリエ という共和主義者と出会っている。シュヴァリエの影響で 共和主義に傾倒していったガロアは、フランス7月革命 が起きた時に自分も参加しようと試みた。しかし、日和見的な校長のジョセフ・ダニエル・ギニョー はそれを許さず生徒を校舎に閉じ込め、革命収束後に 発足した旧態依然としている臨時政府に従う旨を決定しました。武器を手にして革命に参加し、戦火に身を投じた 理工科学校とのあまりの対応の違いに、 ガロアは反発を強めていったのです。8月6日、準備学校は「師範学校」(École Normale) と改められ、修業期間が2年から3年に延びたため、 早い卒業を望んでいたガロアを一層苛立たせた。 ガロアは急進共和派の秘密結社「民衆の友の会」 (Société des amis du peuple)(fr)に加わり、さらに 度々校長の言動に反発したため、 目を付けられるようになった。12月3日、一連のギニョーの対応を嘲笑するような ガロアの記事を学校新聞で発表したため、 ギニョーは12月9日にガロアを追放し、 1831年1月3日に正式な放校処分が決定した。運命に翻弄されたガロアの青年期要約:ガロアは再提出した論文がまたしても失われる という不運に見舞われ、さらには教育制度への 不満や革命への共鳴も重なって政治活動へと 傾倒していった。準備学校では校長との対立も激化し、 ついには放校処分を受けるに至る。二度にわたる論文紛失と政治への目覚めガロアは、紛失された最初の論文を改めて書き直し、 再びフランス学士院へ提出したが、担当の フーリエが急死し、論文は再び失われた。 この理不尽な不運により、彼は 政治的関心をさらに強めていく。革命への共鳴と準備学校での葛藤フランス7月革命の際、共和主義者である シュヴァリエの影響もあり、ガロアは 革命への参加を希望した。しかし、学校側は 生徒を校舎に閉じ込めるなど保守的な対応をとり、 理工科学校の積極的な姿勢とのギャップが ガロアの不満を増幅させた。秘密結社への参加と放校への道学校が「師範学校」に改称され修業年数が延長されると、 早期卒業を望んでいたガロアの反発は頂点に。 急進的な秘密結社「民衆の友の会」に加入し、 学校新聞では校長を嘲る記事まで書いた結果、 最終的に放校処分を受けることとなった。投獄と死投獄から決闘死まで―運命に挑んだガロア最後の日々要約:ガロアは刑務所での辛い日々を送りながらも、 数学に対する情熱を捨てず、仲間との交流を通して 精神を保っていた。しかし失恋や決闘 といった出来事が重なり、わずか20歳で その短い生涯を終える。最期には 「死ぬのには勇気がいる」と語ったガロアの姿は、 情熱と孤独が交差する青年の象徴であった。獄中での苦悩と孤独、それでも続いた数学への執念ガロアはポアソンから返却された論文を受け取るが、 説明不足を指摘され心折れる。また獄中では 飲酒の強要や虐めに遭い、身体も精神も 蝕まれていった。それでも家族やシュヴァリエとの面会、 そして論文の推敲を続ける姿には、彼の執念がにじんでいた。失恋と絶望、そして「僕にはもう時間がない」刑務所を仮出所したガロアはコレラ禍の中、 療養所で失恋を経験。心の支えだった シュヴァリエに宛てた手紙には、絶望的な 感情と共に未来への予感がにじんでいた。 さらに5月末には「決闘を申し込まれた」 と語り、自身の論文と着想を最後に 伝えようと急いで書き残している。最期の決闘と葬儀―二十歳の勇者が遺した言葉1832年5月30日、ガロアは決闘で重傷を負い、 その場に放置された。救助された後も回復せず、 弟アルフレッドに 「泣かないで、死ぬには勇気がいる」 と語り、その言葉を最期にこの世を去った。 葬儀では多くの共和主義者が集まり、 彼の思想と勇気を称えた。現在は 遺体の正確な場所も不明だが、1 982年に記念碑が建てられ、 若き数学者の精神は今なお語り継がれている。ガロアの死後に花開いた才能―理解されるまで要約:ガロアの死後、友人や家族は彼の遺志を継いで論文を世に出そうとしたが、当初は誰にも理解されなかった。しかし、リウヴィルの尽力で発表に至り、その後の数学者たちによって徐々に評価され、やがて「ガロア理論」として確立された。彼の数学的遺産は長い年月をかけてようやく世に受け入れられていった。最初の挑戦:シュヴァリエとアルフレッドの努力ガロアの死後、友人シュヴァリエは『百科評論雑誌』に遺稿を掲載し、弟アルフレッドと共に著名な数学者たちに論文の写しを配布。しかし、その斬新すぎる内容は当時の学者たちには理解されず、ガロアの真価はなかなか評価されなかった。リウヴィルの発見:理解者の登場と初の正式発表転機が訪れたのは、数学者ジョゼフ・リウヴィルの手に論文の写しが渡ったこと。リウヴィルは内容を読み解く努力を続け、ついに1846年にガロアの論文を自身の編集する数学雑誌に掲載。ガロアが認められなかった理由も明確に分析し、再評価への道を開いた。広がるガロア理論の波――後世の数学者たちの継承その後、リヒャルト・デーデキントやカミーユ・ジョルダンなどがガロア理論を講義や著作を通じて広めていく。特にジョルダンの著書『置換と代数方程式論』はガロアの理論を本格的に体系化した記念碑的な一冊である。さらに、1897年にはエミール・ピカールの序文付きで『ガロア全集』が刊行され、若くして散った天才の業績がついに歴史に刻まれることとなった。若き天才数学者ガロアの謎:決闘とその背後にある陰謀説エヴァリスト・ガロアは、20歳という若さで 命を落とした天才数学者です。彼の死には、 単なる「決闘での事故」では語りきれない 複雑な事情があると、長年にわたって議論されてきました。この章では、ガロアの死の真相をめぐる2つの側面 —「決闘の真相」と「陰謀説」——について、 当時の証言や後年に発見された資料をもとに、 わかりやすくご紹介します。恋のもつれ?ガロアとステファニーの関係ガロアが命を落とすきっかけとなった「決闘」は、 長い間、ある女性の名誉をめぐるものだとされてきました。 後にわかったその女性の名前は、ステファニー・フェリス ・ポトラン・デュ・モテル。ガロアが療養していた 施設の医師の娘でした。彼は彼女に恋をし、求婚までしたようですが、 ステファニーは丁寧な手紙でこれを断りました。 残された手紙の内容からは、彼女がいわゆる 「色女」などではなく、礼儀正しく真摯な人物 だったことが読み取れます。自らの死を予感していたガロア実は、ガロアは自分が 「つまらない色女のために死ぬかもしれない」 と刑務所で語っていたとされています。 彼は自らの死を、ある意味で予期していたとも言えます。また、決闘の直前には数学の遺稿を整理し、 友人たちに宛てた長い遺書を残しています。 この遺書には、彼が何かしらの「覚悟」をもって 決闘に臨んだことがにじみ出ています。新資料による再解釈1993年にイタリアの数学史研究者ラウラ・リガテッリは、 1832年のリヨンの新聞記事を発掘しました。そこには、 決闘は「L.D.」という人物(おそらくデュシャートレ) とのもので、片方の銃にだけ弾を込めて行われた 「ロシアンルーレット」のような形式だったと書かれていました。この形式や、ガロアが「必ず死ぬ」と確信したような遺書を残していたことから、「これは本当に決闘だったのか?」という疑問が浮かび上がります。陰謀説:ガロアの死は仕組まれていたのか?忠実な共和主義者としての生き方ガロアは、当時の体制に対する強い反発を持つ、熱心な共和主義者でした。そのため、彼の死は単なる私的な決闘ではなく、政治的な暗殺だったのでは?という陰謀論も根強く語られてきました。1948年にポーランド出身の物理学者レオポルト・インフェルトが著した『神々の愛でし人』では、こうした「謀殺説」が本格的に提示されます。インフェルトの主張と限界インフェルトは、以下のような点を根拠として謀殺説を展開しました。ガロアの弟アルフレッドが生涯にわたって「兄は殺された」と主張していたガロアが収監中に銃撃を受けた記録があった決闘に介添人がいたにもかかわらず、ガロアは放置された当時の警察トップが、葬儀での蜂起を事前に察知し、摘発していたしかし一方で、インフェルトは都合の悪い情報を意図的に省いていたとされています。たとえば、決闘の相手とされるデルバンヴィルがスパイだったと書いているものの、実際には彼は王宮の管理職についており、スパイである可能性は低いと別の資料では記されています。また、ガロア自身が「色女のために死ぬ」と語っていたという記録も、インフェルトは著書にあえて書かなかったのです。背景にあったインフェルト自身の思いインフェルトがこのような主張を展開した背景には、彼自身の祖国ポーランドがナチス・ドイツに占領されたという経験があります。彼はガロアに、自らの姿を重ねたのかもしれません。とはいえ、彼の著書には「新しい証拠が出てくる可能性はほとんどない」と書かれていました。しかしその予想は外れ、実際に14年後、新資料が次々と発見されていったのです。ガロアの死をどう見るか:数学と人生の交差点決闘は政治的パフォーマンスだった?先ほど紹介したリガテッリの説では、ガロアは失恋をきっかけに、政治的蜂起の「口火」として自らの命を差し出す形で決闘を仕組んだとされています。つまり、この決闘自体が「演出された殉教」だったというのです。彼の死をもって人々の心を動かし、革命の引き金としようとした——そんな見方もできるかもしれません。ガロアの死が残したもの結局、彼の死は無駄になったのかというと、決してそうではありません。彼が亡くなる直前に書いた数学的な遺稿は、後の数学界に多大な影響を与えました。今日「ガロア理論」として知られる理論は、代数の根幹をなすものです。また、彼の短くも激しい人生は、自由や正義、そして個人の信念について深く考えさせられる物語でもあります。まとめガロアの死は、「恋と決闘」という青春ドラマのようにも、「政治的な犠牲者」というサスペンスのようにも語られてきました。新しい資料が明らかになるたびに、その物語は更新され続けています。真実はひとつではないかもしれません。でも確かなのは、ガロアの生涯が今も多くの人に語り継がれ、考察され続けているということ。彼の数学、そして彼の人生に触れることで、私たちは「生きるとはどういうことか」を少しだけ深く考えることができるのではないでしょうか。〆 テックアカデミー無料メンター相談 【スポンサーリンク】以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/05_初稿投稿 2025/04/12_改定投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 フランス関連のご紹介へ 熱統計関連のご紹介へAIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(以下は2025年4月時点での英訳です)Évariste Galois: The Revolutionary MathematicianÉvariste Galois (October 25, 1811 – May 31, 1832) was a French mathematician and revolutionary.He lived in a turbulent era and burned with passion for both love and his ideals. His name is sometimes written as “Galois” in English, but in accordance with the original French pronunciation [evaʁist ɡalwa], it is also transliterated as “Galois” in some contexts.Galois’ Mathematical AchievementsHere, we summarize Galois’ contributions to mathematics.Pioneering Research and Theoretical FoundationsAs a teenager, Galois conducted groundbreaking research in field theory and group theory. Through his work on Galois theory, he significantly simplified the proof of the Abel-Ruffini theorem. Furthermore, he characterized the conditions under which algebraic solutions exist, and for the first time in mathematical history, laid the theoretical foundation using category-theoretic operations.The Far-Reaching Influence of Galois TheoryGalois theory not only opened the doors to modern mathematics but also became an essential tool in various fields, including relativity theory, quantum mechanics, and theoretical computer science. Despite its significance, Galois’ work was not fully understood or appreciated during his lifetime, even by the Paris Academy of Sciences or renowned mathematicians such as Gauss, Cauchy, and Jacobi.Galois’ Final Letter and His Vision of the FutureIn his farewell letter to a friend, Galois wrote, “I do not have time (je n’ai pas le temps),” alongside an idea for solving equations of degree five or higher using elliptic modular functions. This approach, though overlooked at the time, was later formalized by Charles Hermite 50 years after Galois’ death and became a subject of extensive research for future mathematicians.Summary of AchievementsPioneering Research: Established Galois theory through studies in field theory and group theory.Impact Across Disciplines: Applied to physics, computer science, and laid the foundation of modern mathematics.Vision for the Future: His ideas in the farewell letter contributed significantly to later mathematical developments.The Life of Galois: Paul Dupuy’s PerspectiveGalois is a difficult figure. His theories are highly complex, especially his work in group theory, which is notoriously challenging. However, in contrast, his turbulent life is far more well-known to the general public.The Life and Research of Galois: The Footsteps of a Forgotten GeniusGalois’ mathematical achievements were not widely recognized until about 40 years after his death. However, for a long time, little attention was paid to his personal life and character.The First Comprehensive Biographical StudyIn 1896, Paul Dupuy, a professor of history at the École Normale Supérieure, gathered testimonies from Galois’ maternal relatives, his sister’s family, and surviving friends. Based on these sources, he published The Life of Évariste Galois, a biography spanning approximately 70 pages. This was the first systematic attempt to document Galois’ life.The Tumultuous Youth of Évariste GaloisÉvariste Galois walked the path of a gifted mathematician, yet numerous trials and tragedies from his early years profoundly shaped his fate. Below, we explore his family background, his turbulent school experiences, and the pivotal events that marked turning points in his life.Family and Early Education: A Cultured Household Under the Shadow of TragedyGalois was born into a family where his father served as the principal of a public school and later became the mayor of their town. His mother was also a highly educated woman. Raised in a warm and intellectually rich environment, Galois’ early years seemed promising. However, in 1829, his father took his own life following a smear campaign by members of the church, leaving deep emotional scars on the family. Though historical details remain unclear, it appears that Galois’ father was in conflict with local clergymen. The psychological impact of this tragedy on young Galois was immeasurable.During his childhood, Galois received his education at home under the guidance of his mother. While she laid the foundation for his learning, it was his own perseverance and innate brilliance that allowed his talents to blossom.Rebellion at Louis-le-Grand and His Awakening to MathematicsAt the age of 12, after being educated by his mother, Galois entered the prestigious boarding school Lycée Louis-le-Grand in Paris. He harbored a rebellious spirit against the school’s conservative environment, yet he still excelled in Latin and Greek. However, when his academic progress stalled, he was held back a year. With time on his hands, he immersed himself in mathematics.Under the instruction of his mathematics teacher Louis Paul Émile Richard, Galois became captivated by Legendre’s textbooks. Demonstrating his extraordinary talent, he reportedly grasped two years’ worth of material in just two days.Galois Life Misunderstandings of Talent and Turning Points of FateGalois advanced to the special mathematics class at a young age by skipping grades, but his abilities were sometimes misunderstood—he received low evaluations in physics and chemistry, for instance. In 1829, he published his first paper, but a series of unfortunate events overshadowed his work: the absence of the esteemed mathematician Cauchy, family tragedies, and ultimately, the loss of his crucial paper. Galois made another attempt, but he failed the entrance exam. Eventually, he secured a place at a preparatory school and managed to pass the baccalaureate exam, obtaining the financial support necessary for his studies.Summary of AchievementsFamily Environment and Tragedy: Though raised with a rich intellectual background, he suffered hardships, including his father’s suicide and defamatory attacks against his family.Rebellion in School and Immersion in Mathematics: At Lycée Louis-le-Grand, his rebellious spirit flared, leading him to discover his passion for mathematics.Misunderstood Talent and Turning Points: Despite skipping grades, he faced significant setbacks, including the loss of critical papers and failures in examinations, which shaped his fate.Galois’ ContractHis Time at École NormaleBefore graduation, Galois was required to sign a declaration committing to ten years of service in public education. Around this time, he rewrote the paper that Cauchy had previously lost and resubmitted it to the French Academy of Sciences. However, the examiner responsible for the paper, Joseph Fourier, passed away suddenly, resulting in the loss of Galois’ work once again. This series of misfortunes and frustrations only fueled his political activism.At the preparatory school, Galois encountered Auguste Chevalier, a republican, whose influence deepened his commitment to republican ideals. When the July Revolution of 1830 broke out, Galois attempted to participate, but the opportunistic school principal, Joseph Daniel Guigniaut, locked the students inside the school building and pledged allegiance to the reactionary provisional government formed after the revolution’s suppression.The stark contrast between the passivity of his school and the active involvement of students from the École Polytechnique, who took up arms and fought in the revolution, further inflamed Galois’ resentment.On August 6, the preparatory school was renamed “École Normale,” and the study period was extended from two to three years. This frustrated Galois, who had hoped to graduate early. He joined the radical republican secret society “Society of the Friends of the People” and frequently clashed with the school principal, making him a target of scrutiny.On December 3, he published an article mocking Guigniaut’s actions in the school newspaper. As a result, Guigniaut expelled him on December 9, and on January 3, 1831, Galois was formally dismissed from the school.A Youth Shaped by FateSummaryGalois faced the misfortune of losing his paper twice and, combined with his disillusionment with the education system and growing sympathy for the revolution, he delved deeper into political activism. His clashes with the school principal escalated, leading to his expulsion.The Loss of His Papers and His Awakening to PoliticsGalois rewrote his lost paper and resubmitted it to the French Academy of Sciences, but Fourier’s sudden death resulted in the paper’s loss once again. This seemingly unjust misfortune further intensified his political interests.Sympathy for the Revolution and Struggles in Preparatory SchoolUnder the influence of republican Chevalier, Galois wished to participate in the July Revolution of 1830. However, the school administration took a conservative stance, confining students indoors, while the students of École Polytechnique actively joined the revolution. The stark contrast only deepened Galois’ dissatisfaction.Joining a Secret Society and the Path to ExpulsionWhen the school was renamed École Normale and the study period was extended, Galois’ frustrations peaked. He joined the radical secret society “Society of the Friends of the People” and wrote satirical articles targeting the school principal. Eventually, he was expelled.Imprisonment and DeathThe Final Days of Galois—Defying FateSummaryDespite enduring hardships in prison, Galois never abandoned his passion for mathematics. He maintained his spirit through interactions with comrades. However, after experiencing heartbreak and becoming embroiled in a fatal duel, he met his untimely end at the age of 20. His final words, “It takes courage to die,” symbolize a youth caught between passion and loneliness.Suffering in Prison—His Unyielding Passion for MathematicsWhile in prison, Galois received his paper back from Poisson, only to be criticized for insufficient explanations, which disheartened him. He also suffered from forced drinking and bullying, which took a toll on both his body and mind. Nevertheless, he continued revising his papers and kept in contact with his family and Chevalier, showing his relentless dedication.Heartbreak and Despair—“I Have No Time Left”After being temporarily released from prison, Galois suffered heartbreak during the cholera epidemic while staying at a sanatorium. In a letter to Chevalier, he expressed both despair and a foreboding sense of his fate. By the end of May, he confided that he had been challenged to a duel and hurriedly recorded his final mathematical ideas.The Final Duel and Funeral—The Brave Youth’s Last WordsOn May 30, 1832, Galois was gravely wounded in a duel and left abandoned. Though later rescued, he succumbed to his injuries. He told his brother Alfred, “Do not cry, it takes courage to die,” before passing away. At his funeral, many republicans gathered to honor his beliefs and courage. Though his exact burial site remains unknown, a memorial was erected in 1982 to commemorate the young mathematician’s spirit.The Blossoming of Galois’ Genius After His Death—Understanding at LastSummaryAfter Galois’ death, his friends and family sought to publish his works, but they were initially misunderstood. However, thanks to the efforts of Joseph Liouville, his work was eventually published and gradually gained recognition among mathematicians, culminating in the establishment of “Galois Theory.” His mathematical legacy was only fully appreciated long after his death.The First Attempts—Chevalier and Alfred’s EffortsFollowing Galois’ death, his friend Chevalier published his manuscripts in the Encyclopedic Review Journal and distributed copies to renowned mathematicians with the help of Galois’ brother, Alfred. However, the content was too advanced for contemporary scholars, and his work remained unappreciated for some time.Liouville’s Discovery—A Champion of Galois’ WorkA turning point came when mathematician Joseph Liouville obtained a copy of Galois’ paper. He made efforts to decipher its content and, in 1846, published it in his mathematics journal. He also analyzed why Galois had been overlooked, paving the way for his reevaluation.The Expansion of Galois Theory—A Legacy Carried ForwardLater, mathematicians such as Richard Dedekind and Camille Jordan further developed and spread Galois Theory through lectures and publications. Jordan’s book Treatise on Permutations and Algebraic Equations systematically established Galois’ ideas. In 1897, The Collected Works of Galois, with an introduction by Émile Picard, finally cemented his place in history as a mathematical pioneer.何か記述する… FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy 2025年4月11日2025年3月31日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すオリヴァー・ヘヴィサイド_(Oliver Heaviside)【独学で電磁気学を発展させた男】4/11投稿 こんにちはコウジです。 「オリヴァー・ヘヴィサイド」の原稿を投稿します。別途、改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)オリバー・ヘヴィサイド (Oliver Heaviside, 1850年5月18日- 1925年2月3日)オリヴァー・ヘヴィサイド(1850–1925)は、 大学にも研究機関にも属さず独学で活躍した イギリスの電気技師・物理学者です。 後に名誉博士号を受けたのでゲッチンゲン大学の写真 を使っています。イングランドで研究をした学者です。難聴を抱えながら、インピーダンスや演算子法の導入、 マクスウェル方程式の再構成など、電気通信と物理数学に 進展をもたらしました。彼は生涯の大半で、科学の権威と 戦い続けたのです。その中で電気通信、数学、科学の あり方を変えた人物でした。ヘヴィサイドの功績とその発明・発見マクスウェル方程式の再定式化とベクトル解析の進化オリヴァー・ヘヴィサイドの最大の業績は、 マクスウェルが導いた複雑な電磁気学の数式体系を 現代的な形へと再構築したことです。20の元をもった変数と20の方程式から成る難解な構造 だったものを、ヘヴィサイドは**ベクトル解析 (回転・発散)**を用いて4つの方程式へと単純化。この再定式化により、量子物理学との 親和性も高まりました。また、クォータニオンの負の二乗に違和感を持ち、 直感的な代替として双曲四元数の発展に影響を与えました。重力波の予言と関数の先駆的応用ヘヴィサイドは、電磁気学の知見をもとに 重力にも波動がある可能性を議論していました。 これはアインシュタインの一般相対性理論よりも 20年以上前の先見的洞察でした。ヘヴィサイドの階段関数を考案し、電気回路における スイッチ投入時の電流挙動を記述。現在「ディラックのデルタ関数」と呼ばれる 単位インパルス関数を、物理学で初めて 実用的に導入した人物でもあります。通信技術と数理手法への革命的貢献微分方程式を解くための演算子法を独自に構築し、 後に「ラプラス変換法」と接続され、 ブロムウィッチ積分として数学的に確立されました。電信回線の信号劣化を抑えるための伝送線路理論を開発。特に、大西洋横断ケーブルにおいては、通信効率を10倍以上改善 (10分に1文字→1分に1文字)という革新的成果を実現しました。 これはコイル(インダクタ)を回線に直列配置するという アイデアに基づいています。ポインティング・ベクトル(電磁エネルギーの流れ)も、 ヘヴィサイドが独自に発見。ヘヴィサイドの主な功績まとめ✅ マクスウェル方程式の再定式化とベクトル解析の導入✅ 重力波の可能性を予見(アインシュタイン以前)✅ 階段関数とデルタ関数の実用化✅ 演算子法による微分方程式の解法を開発✅ 伝送線路理論により通信効率を飛躍的に改善✅ 電磁エネルギー流のポインティング・ベクトルを独自に導出✅ ケネリー・ヘヴィサイド層(電離層)の存在を予言電磁気学用語ヘヴィサイドは、電磁気論において次のような造語を行った[45]。コンダクタンス:アドミタンスの実数部、抵抗の逆数(1885年9月)透磁率(permeability)(1885年9月)エラスタンス:パーミタンスの逆数、キャパシタンスの逆数(1886年)インダクタンス(1886年2月)インピーダンス(1886年7月)パーミタンス:現在のキャパシタンス(1887年6月)誘電率(permittivity)(1887年6月)アドミタンス:インピーダンスの逆数(1887年12月)リラクタンス(1888年5月)エレクトレット:永久磁石の電気的類似体。強誘電体など準永久的な電気分極を示す物質ヘヴィサイドは、サセプタンスとリアクタンスを造語した人物 として誤って扱われることがある。前者は チャールズ・プロテウス・スタインメッツの造語 によるものであり、後者はM. ホスピタリエによるものである。ヘヴィサイドの幼少期ヘヴィサイドを考えてみたら、きっとガッツと粘り強さ に長けた人物だったのだろうと思えます。 出来ることなら彼と語ってみたい。イギリスには そうした人物が昔から居るのでしょう。ファラデー然り。 ヘビサイトはロンドンのカムデン・タウン、 キングス・ストリート55番地(現在のプレンダー・ストリート) に生まれました。オリヴァー・ヘヴィサイドは製図技師で木版画家の父トーマスと母レイチェルのもと、3人兄弟の末っ子として生まれた。幼少期に猩紅熱で聴覚障害を負い、13歳で一家はカムデンに移住、グラマースクールに進学。成績優秀だったが、16歳で退学し、その後は独学で学び続けた。叔父チャールズ・ホイートストン卿(電信の共同発明者)は彼の教育に関心を持ち、1867年に甥を電信会社に送り出した。彼はその後、グレート・ノーザン・テレグラフ社でケーブル敷設に従事し、電気技師としての経験を積んだ。22歳までに科学雑誌に論文を発表し、ウィリアム・トムソンやマクスウェルらから注目を集めた。また、英国電気工学会への入会を拒否されるも、トムソンの推薦により入会が認められた。1873年、彼はマクスウェルの『電気磁気論』と出会い、その後の研究に大きな影響を受けることとなる。老年になってヘヴィサイドはこう回想した:私が若かった頃、マクスウェルの偉大な論文を 初めて見たときのことを覚えている...。 私はこの本が偉大で、より偉大で、最も偉大 (it was great, greater, and greatest)で、その力には 計り知れない可能性があることを知った...。 私はこの本をマスターしようと決心し、 作業に取り掛かった。私はとても無知だった。 数学的解析の知識はまったくなく (学校の代数学と三角法しか習っておらず、 ほとんど忘れていた)、そのため私の作業は 私のためだけにあるようなものだった。 可能な限り理解できるようになるまで、 数年かかった。その後、私はマクスウェルの論文を 脇に置き、自分の道を歩んだ。そして、 私はもっと早く前進した......。 私が私なりのマクスウェルの解釈に従って 福音を宣べ伝えていることは ご理解いただけるだろう 【Sarkar, T. K.; Mailloux, Robert; Oliner, Arthur A.;Salazar-Palma, M.; Sengupta, Dipak L. (30 January 2006).】ヘヴィサイドの中年期:自宅研究と技術革新1874年に電信技師の仕事を辞め実家へ戻った ヘヴィサイドは、被雇用者としての唯一の期間 を経て自宅で研究に没頭。彼は伝送線路理論や 表皮効果の解明、マクスウェル方程式の ベクトル解析への再定式化、そして微分演算子法の開発 などで電気通信技術に革新をもたらした。自宅での研究生活と伝送線路理論1874年以降、実家で独学を続けたヘヴィサイドは、電信線路における「インダクタンス」が減衰や歪みを抑え、すべての周波数の電流伝搬速度を均一化することを数学的に示しました。この成果は、電信回線の無歪み伝送に大きく寄与しました。業界紙への執筆と理論の基礎形成1882年から1902年にかけ、業界紙『The Electrician』に 定期的に記事を寄稿し、わずかな報酬ながらも 慎ましい生活を送りつつ、後の『電磁気理論』や 『電気論文』の基礎となる研究成果を積み上げました。発明と数理手法の革新1880年、表皮効果の研究と同軸ケーブルの特許取得 に始まり、1884年にはマクスウェル方程式を20の方程式から 4つの微分方程式に再定式化。さらに、微分演算子を用いた 演算子法を確立し、微分方程式の直接解法を提案しました。後に、厳密さに欠けるとして同提案は 大きな論争を引き起こした。ヘヴィサイドは この問題について有名な言葉を残しています。Mathematics is an experimental science, and definitions do not come first, but later on. They make themselves, when the nature of the subject has developed itself. (数学は実験科学であり、定義は最初に来るのではなく、 後から来るのである。定義というものは、 対象の本質そのものが明らかになったときに、 自ずと生まれるものなのである。)Shall I refuse my dinner because I do not fully understand the process of digestion? (消化のプロセスを十分に理解していない からといって、夕食を断ろうか?)ヘヴィサイドの革新的研究とその試練オリヴァー・ヘヴィサイドは、兄アーサーと共に取り組んだ 「電話のブリッジシステム」の論文で、電信線に コイルを加える提案を行いましたが、上司である ウィリアム・ヘンリー・プリースにより阻止され、 激しい対立を生みました。その後、彼の研究は 長らく評価されず、AT&Tの科学者たちによって 検証・発展され、特許申請の対象とされるも、 彼自身は自身の業績が正当に認められるまで 金銭的な補償を拒否しました。この挫折を契機に、 ヘヴィサイドは電磁放射に関する研究へと舵を切り、 移動する電荷の周囲で起こる現象の解明や、 ローレンツ力の正しい導出、さらに 電磁質量の概念の確立に取り組みました。対立と評価:電話ブリッジシステムの試み1887年、ヘヴィサイドは兄アーサーと共に 「電話のブリッジシステム」について論文を執筆しましたが、 その一部提案、すなわち電話線と電信線にコイルを 追加して自己インダクタンスを増大させる案は、 当時の伝送理論において自己インダクタンスを 伝送の大敵とみなしていたウィリアム・ヘンリー・プリース によって阻止されました。ヘヴィサイドは、プリースが 自身の業績を守るために研究を抑圧していると考え、 両者の間には長い敵対関係が生じました。電磁放射と運動量変化の先駆的研究その後、ヘヴィサイドは1888年と1889年の論文で、 移動する電荷の周囲で生じる電場と磁場の変形、 さらに密度の高い媒質に入った際の影響を計算し、 現代でいうチェレンコフ放射やローレンツ力の 磁気成分の正しい導出に成功しました。 これらの研究は、電磁気学の新たな展開に大きな影響を与え、 後の物理学の進歩に寄与しました。電磁質量と数理手法の革新1880年代後半から1890年代前半にかけ、ヘヴィサイドは 電磁質量の概念に取り組み、物質質量として 電磁的効果を捉える理論を提案しました。 彼の数理手法は、微分演算子を用いた直接解法 (後のラプラス変換法の先駆け)としても知られ、 後にヴィルヘルム・ヴィーンによって低速領域で 検証されるなど、現代の理論物理学に多大な影響を与えました。ヘヴィサイドの主要成果まとめ電話ブリッジシステムの提案と対立電信線にコイル追加の提案が上司によって阻止プリースとの激しい敵対関係が形成電磁放射の先駆的研究移動電荷周囲の電場・磁場変形を理論的に解明チェレンコフ放射、ローレンツ力の正しい導出に寄与電磁質量の概念と数理手法の革新電磁質量を物質質量として取り扱う理論を提案微分演算子を用いた解法の確立で 後の理論物理学に影響を与えた1891年、英国王立協会はヘヴィサイドの電磁気現象の 数学的記述への貢献を認め、王立協会フェローに任命しました。 翌年には同協会のPhilosophical Transactionsの 50ページ以上を彼のベクトル手法と電磁気論に割きました。ヘヴィサイド晩年の歩みと評価1896年春、フィッツジェラルドとジョン・ペリーは、 以前に王立協会からの援助申し出を断っていた ヘヴィサイドを説得し、年間120ポンドの 下賜年金を受け取ることを承諾させました。伝えられるところによると、優秀な科学者たちが 彼の隠れ家を脅かし、 年金受給を強制させたという逸話があります。1896年に父の死去を機に 初めて一人暮らしとなり、1897年にペイントンから ニュートン・アボットへ移住しました。 1902年には、後に「ケネリー・ヘヴィサイド層」 と呼ばれる電離層の存在を提唱し、 その後の電波伝播理論に大きな影響を与えたのです。孤独と移住の始まり以下年代順に項目にまとめご説明致します。1896年、父の死後、初めて一人暮らしとなる。1897年、ペイントンからニュートン・アボットへ移住し、 新たな生活を開始。科学的提案と栄誉1902年、電離層の存在(ケネリー・ヘヴィサイド層)を提唱し、 電波が地球の曲率に沿って伝達されることを示唆。1905年、ゲッティンゲン大学から名誉博士号を授与。1912年、ノーベル物理学賞の最終候補に7回ノミネート(1904~1914)。1922年、創設されたファラデー・メダルの初受賞者となる。最期の悲劇と遺産の保存1908年、ニュートン・アボットからトーキーへ移住。1924年、屋根修理中に11フィートの梯子から落下し 重傷を負い、1925年2月3日に亡くなる。彼はペイントン墓地に父母とともに埋葬され、 2005年に墓石が匿名の篤志家により修復された。孤高の天才、晩年の奇行とその背景 〜エキセントリックな日常と科学者としての葛藤〜オリヴァー・ヘヴィサイドは、孤独な理論家として知られる一方で、壮年期までは健康に関心を持つ活動的な人物でもありました。彼は自転車ブームに熱中する「スポーツマン」でもあり、科学者の枠にとどまらない幅広い興味を持っていました。しかし晩年になると、その生活は一転。社会との関わりを断ち、周囲から「風変わり」とも「狂気じみている」とも見られるような行動が目立つようになります。本章では、彼の後半生における奇行、宗教観、そしてアインシュタインとの思想的対立を通じて、天才科学者の心の奥を読み解いていきます。自転車に魅せられた活動的な理論家19世紀末、英国では「自転車ブーム」が起こり、スポーツや娯楽として自転車が上流から庶民にまで爆発的に普及しました。ヘヴィサイドもその例に漏れず、日常的にサイクリングを楽しんでいたことが記録に残っています。彼は静かな研究生活を送る一方で、屋外での運動や健康管理にも関心を持ち、特に壮年期には「自分の身体の状態」へのこだわりが強かったと言われています。弟チャールズが医師だったことも影響していたかもしれません。彼の生涯を通じて見ると、ヘヴィサイドは決して「偏屈な引きこもり」ではなく、元来はバランス感覚を持った活動的な人物だったのです。晩年の奇行:署名に「悪魔」、家具に花崗岩1920年代以降、彼の行動は次第に常軌を逸していきます。特に有名なのが、自分の名前をアナグラム化して「O! He is a very Devil(おお、彼こそは悪魔なり)」と手紙に署名するようになったこと。また、「W.O.R.M.」という称号を加えてサインするようにもなりました。これは「虫けら(worm)」と捉えることもでき、世間に対する彼なりの皮肉か、あるいは自虐だったと考えられています。さらに逸話として、家具として花崗岩のブロックを使い、自宅に運び入れていたという記録もあります(この事実はThe Royal Institutionの展示記録でも紹介されている)。また、指の爪をピンクに塗っていたという記述もあり、周囲の人々からは「変人」「世捨て人」と見なされるようになっていきました。当時、論文の原稿を人を介さずに食料品店に預け、編集者に取りに来させたというエピソードも残っており、彼の人間関係は極端に限定されたものであったことがわかります。科学と宗教、そしてアインシュタインとの思想的断絶ヘヴィサイドの宗教観については、彼がユニテリアン派であったという点が知られています。ユニテリアンとは、神の三位一体を否定し「唯一神」を信じる理性主義的な立場ですが、彼自身は「宗教心は薄く、信仰に頼る人々を軽蔑していた」とも伝えられています。この姿勢は、彼の強い合理主義・唯物論的思想を物語っています。また、彼はアインシュタインの相対性理論に対して強く反対していました。これは同時代の多くの科学者がアインシュタインの理論を受け入れていく中で、極めて珍しい立場です。数学史家ハワード・イーブスによれば、「彼は一流の物理学者の中で、当時アインシュタインを公然と批判した唯一の人物だった」とされ、その批判は「時に不条理に近い内容だった」とも評されています。背景には、彼が電磁気理論をベースとした独自の宇宙観を構築していたこと、そして自らの成果が十分に評価されなかったことへの反発もあったと見られています。Web参考情報:自転車ブームに関する文献:「The Cycling Craze of the 1890s: A Study in the Sociology of Technology」(David V. Herlihy等)英国王立協会によるヘヴィサイドの人物紹介:https://royalsocietypublishing.org/アインシュタイン批判について:Howard Eves『Mathematical Circles』より引用忘れられた天才への再評価 ― ヘヴィサイド・メモリアル・プロジェクトの始動かつては孤高の天才と呼ばれたオリヴァー・ヘヴィサイド。その最晩年は寂しく、彼の墓も長らく荒れ果てたままでした。しかし2014年、彼の功績を現代に伝えようとする英国ニューカッスル大学の研究者と地域住民たちによって、「ヘヴィサイド・メモリアル・プロジェクト」が発足。一般寄付を募って墓碑の修復が進められました。この章では、プロジェクトの背景とその目的、修復の経緯、そして記念式典に至るまでを丁寧にたどります。プロジェクトの発起人たちとその想い2014年7月、英国ニューカッスル大学の電磁気学研究者たちは、ヘヴィサイドの埋葬地であるトーベイ(Devon州パイントン近郊)の墓碑が風化・破損している現状を憂い、ニューカッスル電磁気学インタレスト・グループとともに修復プロジェクトを立ち上げました。彼らは「彼の理論が現代の通信・物理・工学の基礎になっているにもかかわらず、その存在は世間にほとんど知られていない」という危機感を持っていたのです。プロジェクトは一般市民からの寄付を募る形で進められ、わずか数週間で目標額を達成しました。墓碑修復と記念碑の除幕式修復された墓碑の除幕式は、2014年8月30日に開催されました。式典では、ヘヴィサイドの遠縁にあたるアラン・ヘザー氏が除幕を担当。彼は式辞の中で「オリヴァーは時代を超えた思索者だった。ようやくこの地で彼にふさわしい敬意を払える」と語りました。出席者には、トーベイ市長、地元選出の国会議員、サイエンス・ミュージアムの元学芸員(IET代表)、ニューカッスル大学の研究者など、多くの要人が名を連ね、彼の偉業を讃えました。地域との連携と教育的意義このプロジェクトは単なる墓碑の修復にとどまらず、教育・文化面での地域貢献も視野に入れていました。トーベイ市民協会と協力し、地元の学校や教育施設に向けて「ヘヴィサイドの科学的貢献を学ぶ教材」を配布。さらに、ニューカッスル大学は修復に際し、「STEM教育(科学・技術・工学・数学)」の振興を目的としたワークショップを開催。次世代の科学者や技術者に、彼の名が再び記憶されるよう働きかけました。21世紀に蘇る天才 ― 墓碑が語るヘヴィサイドの精神かつての科学的偉業も、物理的な痕跡が失われることで人々の記憶から薄れていく――それを象徴するかのように、オリヴァー・ヘヴィサイドの墓碑は長年放置されてきました。だが2014年、研究者と市民の手によってそれは再び「語りかける場」として甦ります。本章では、修復された墓碑の意匠や碑文、そしてそこに込められたメッセージについて詳しく掘り下げます。修復された墓碑のデザインと構造修復プロジェクトでは、風化により崩れかけていた旧来の石材を補強し、元のデザインを尊重しつつも視認性・耐久性に優れた素材へと刷新されました。墓碑は控えめなゴシック様式で、中央には “Oliver Heaviside, Mathematician and Physicist” の碑文が刻まれ、彼の生没年(1850–1925)とともに、「He gave the world new ways to see the unseen」(彼は、見えないものを見せる新たな方法を世界に与えた)という一節が添えられています。科学者としての尊厳と孤独を象徴する場ヘヴィサイドは生前、学会との軋轢や体調不良によって孤独な晩年を送りました。そのため、彼の墓も長く忘れられていました。だが、修復後の墓碑は、科学者の社会的孤立と知的貢献を同時に物語る「語り場」として新たな意味を持つようになりました。訪れる者は、そこに立ち尽くすことで、彼が遺した数式や思想の重みを静かに感じ取ることができます。科学的遺産の保存と伝承墓碑修復プロジェクトは、単なる美化運動ではありません。それは科学者の遺産を「物理的に残す」ことの重要性を、広く社会に伝える契機でもありました。科学技術は常に前進しますが、その礎を築いた者たちの足跡もまた、次世代に残すべき文化資産です。ヘヴィサイドの墓碑は今、研究者・市民・学生の対話の場として、新たな「学び」の出発点となっています。 ヘヴィサイドの墓。【出典:Wikipedia】英国工学技術学会が称えるヘヴィサイドの偉業電磁気学や通信理論の発展に大きく貢献したオリヴァー・ヘヴィサイドは、その生前・没後にわたり英国の工学界から高く評価されてきました。彼の功績は、英国工学技術学会(IET)による顕彰や記念アーカイブの保存に見ることができます。この章では、彼の業績がいかに後世に評価され、学術的にも記録され続けているかを詳しく見ていきます。IETアーカイブセンターに残るヘヴィサイドの軌跡ロンドンにあるIET(The Institution of Engineering and Technology)アーカイブセンターは、ヘヴィサイドに関する豊富な一次資料を所蔵しています。具体的には、数式ノート、草稿、通信文、そして彼の主著『電磁気理論(Electromagnetic Theory)』の原稿などが保管されており、研究者はこれを通じて彼の思考の軌跡を辿ることが可能です。特に、ベル電話研究所のオリヴァー・E・バックリーによる1950年の追悼音声もデジタル化されており、IETのバイオグラフィーアーカイブから視聴できます。名誉会員とファラデー・メダル授与による生前の評価1908年、当時の電気技術者協会(IEE、後のIET)は、ヘヴィサイドに名誉会員資格を授与しました。これは同会が選定する最も名誉ある称号のひとつであり、彼の理論的業績がいかに高く評価されていたかを物語っています。さらに、1922年には、IEE創設のファラデー・メダル第1回受賞者として選ばれました。この賞は、電気・電子工学における最高の栄誉のひとつとされています。ヘヴィサイド・プレミアム賞による永続的な記念1950年、IETはヘヴィサイドの功績を恒久的に称えるため、「ヘヴィサイド・プレミアム賞(The Heaviside Premium)」を創設しました。この賞は、毎年もっとも優れた数学論文に対して授与されるもので、彼の理論的影響が現在も研究者にインスピレーションを与えている証です。賞金額は当初10ポンドとされていましたが、その意義は金額を超えて、ヘヴィサイドという存在を後世に伝える役割を担っています。革新をもたらしたヘヴィサイドの発明と理論電磁気理論、微分方程式、信号伝送、関数解析など、多くの分野においてオリヴァー・ヘヴィサイドは革新的なアイデアを提唱し、理論と実用の橋渡しを行いました。本章では、彼が生み出した代表的な発明・理論的業績をピックアップし、現代にも通じるその影響力を探ります。マクスウェル方程式の再定式化とベクトル解析の普及マクスウェルの元の電磁気方程式は20個のスカラー式で構成され、非常に複雑でした。ヘヴィサイドはベクトル解析の演算子「回転(curl)」や「発散(divergence)」を導入し、これを4つのベクトル方程式に再構成しました。これにより、電磁気学の理解と教育は格段に効率化され、現代の「マクスウェル方程式」の原型となっています。物理学と工学の間の橋渡しとなったこの業績は、彼の最大の功績のひとつといえるでしょう。ヘヴィサイド階段関数・デルタ関数の導入ヘヴィサイド階段関数は、電気回路のオン/オフ切り替えを数学的に表現するために考案されたもので、制御工学や信号処理に欠かせないツールです。さらに彼は、現在「ディラックのデルタ関数」として知られる単位インパルス関数を、応用的に使用した最初の人物でもあります。ディラックが物理的解釈を与える以前から、ヘヴィサイドは工学的な直感によってこの関数を扱っていたのです。信号伝送理論と通信工学への応用ヘヴィサイドは、電信ケーブルを通じて信号をより速く・正確に伝えるための「伝送線路理論」を構築しました。これは、後に「電信者の方程式(telegrapher’s equations)」と呼ばれ、通信工学の基礎理論として今なお使われています。彼の理論によって、当時は1文字の伝送に10分かかっていた大西洋横断電信ケーブルの速度が、1分間に1文字にまで向上しました。また、彼はインダクタンス(コイル)をケーブルに直列に挿入することで信号損失を軽減できることも示し、実用的改善をもたらしました。〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/04_初回投稿 2025/04/11_改定投稿【スポンサーリンク】サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 イギリス関係 力学関係へ 熱統計力学関係へ 量子力学関係へAIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】[2025年4月時点での対応英訳]Oliver Heaviside(May 18, 1850 – February 3, 1925)Oliver Heaviside (1850–1925) was a British electrical engineer and physicist who made significant contributions through self-study, without being affiliated with any university or research institution. Although he was later awarded an honorary doctorate, a photograph from the University of Göttingen is often used in association with him. He conducted his research in England.Despite suffering from hearing loss, Heaviside advanced the fields of electrical communication and mathematical physics by introducing concepts such as impedance and the operational calculus, and by reformulating Maxwell’s equations. Throughout most of his life, he stood in opposition to the scientific establishment, yet he transformed the fields of electrical communication, mathematics, and science itself.Heaviside’s Achievements and InventionsReformulation of Maxwell’s Equations and the Evolution of Vector AnalysisHeaviside’s most renowned achievement was his reformulation of James Clerk Maxwell’s complex system of equations in electromagnetism into a modern, simplified form. The original framework consisted of 20 variables and 20 equations, forming a highly intricate structure. Heaviside utilized vector analysis—specifically, operations such as curl and divergence—to reduce these to just four equations.This reformulation significantly enhanced compatibility with the later developments in quantum physics. Additionally, he found the negative squares in quaternions intuitively uncomfortable, which led him to influence the development of hyperbolic quaternions as an alternative.Prediction of Gravitational Waves and Pioneering Use of Step FunctionsBased on his knowledge of electromagnetism, Heaviside discussed the possibility that gravity, like light, could propagate as waves—a visionary insight more than 20 years before Einstein’s general theory of relativity.He also devised Heaviside’s step function, used to describe the behavior of current when a switch is activated in an electrical circuit. Furthermore, he was the first physicist to introduce what is now known as the Dirac delta function (unit impulse function) into practical use in physics.Revolutionary Contributions to Communication Technology and Mathematical MethodsHeaviside independently developed the operational calculus method to solve differential equations, which was later formalized mathematically in connection with the Laplace transform and Bromwich integrals.He developed the transmission line theory to suppress signal degradation in telegraph lines. Most notably, for the transatlantic cable, his innovations improved communication efficiency more than tenfold—from one character every 10 minutes to one per minute.This breakthrough was based on the idea of connecting coils (inductors) in series with the line.Heaviside also independently discovered the Poynting vector, which describes the flow of electromagnetic energy.Summary of Heaviside’s Major Contributions✅ Reformulated Maxwell’s equations and introduced vector analysis✅ Predicted the existence of gravitational waves (prior to Einstein)✅ Practical application of step functions and delta functions✅ Developed operational calculus to solve differential equations✅ Greatly improved communication efficiency via transmission line theory✅ Independently derived the Poynting vector (electromagnetic energy flow)✅ Predicted the existence of the Kennelly–Heaviside layer (ionosphere)Terminology Introduced by Heaviside in ElectromagnetismHeaviside coined several terms in electromagnetism, including the following:Conductance: The real part of admittance, inverse of resistance (September 1885)Permeability (1885)Elastance: Inverse of permittance, or inverse of capacitance (1886)Inductance (February 1886)Impedance (July 1886)Permittance: Now known as capacitance (June 1887)Permittivity (June 1887)Admittance: Inverse of impedance (December 1887)Reluctance (May 1888)Electret: Electrical analog of a permanent magnet; materials like ferroelectrics that exhibit quasi-permanent electric polarizationIt is sometimes mistakenly stated that Heaviside coined the terms susceptance and reactance, but in fact, susceptance was coined by Charles Proteus Steinmetz, and reactance by M. Hospitalier.Oliver Heaviside’s Early LifeWhen thinking about Heaviside, one might imagine a man full of grit and perseverance. If possible, I’d love to have a conversation with him. Perhaps England has long been a land of such individuals—Michael Faraday comes to mind. Heaviside was born at 55 King’s Street (now Prender Street) in Camden Town, London.Oliver Heaviside was the youngest of three brothers, born to Thomas, a draftsman and wood engraver, and his wife Rachel. In his early childhood, he contracted scarlet fever, which left him partially deaf. At age 13, his family moved to Camden, where he entered a grammar school. Though he performed well academically, he left school at 16 and continued his studies through self-education.His uncle, Sir Charles Wheatstone—a co-inventor of the telegraph—took an interest in Oliver’s education and, in 1867, arranged for him to work at a telegraph company. There, Heaviside gained practical experience as an electrical engineer, working on cable installations at the Great Northern Telegraph Company.By the age of 22, he had already published papers in scientific journals, attracting the attention of prominent figures like William Thomson (Lord Kelvin) and James Clerk Maxwell. Although he was initially rejected by the Institution of Electrical Engineers, he was later admitted through Thomson’s recommendation. In 1873, Heaviside encountered Maxwell’s Treatise on Electricity and Magnetism, a discovery that would profoundly influence his future research.In his old age, Heaviside reflected:“I remember when I was young and first came across Maxwell’s great paper…I realized that this book was great, greater, and greatest, and that its power had unimaginable potential…I resolved to master it and began my work. I was very ignorant.I had no knowledge of mathematical analysis (I had only learned school algebra and trigonometry, and had mostly forgotten them),so my work was essentially for myself alone.It took me years to understand it as far as possible.Afterward, I put Maxwell’s paper aside and went my own way.And then, I progressed more quickly…You may understand that I have been preaching the gospel according to my own interpretation of Maxwell.”(Sarkar, T. K.; Mailloux, Robert; Oliner, Arthur A.; Salazar-Palma, M.; Sengupta, Dipak L. – 30 January 2006)Heaviside’s Middle Years: Home-Based Research and Technical InnovationsIn 1874, Heaviside resigned from his position as a telegraph engineer and returned to live with his family. This marked the end of his only period of formal employment, after which he immersed himself in home-based research. He brought groundbreaking innovations to telecommunications technology through developments such as transmission line theory, analysis of the skin effect, the reformulation of Maxwell’s equations using vector analysis, and the creation of his operator method for solving differential equations.Home Research and Transmission Line TheoryFrom 1874 onward, while continuing to study independently at home, Heaviside mathematically demonstrated that inductance in telegraph lines reduced attenuation and distortion, and equalized current propagation speeds across all frequencies. This work significantly contributed to distortionless signal transmission over telegraph lines.Contributions to Industry Journals and Theoretical FoundationsBetween 1882 and 1902, Heaviside regularly contributed articles to the trade journal The Electrician. Despite earning only modest compensation, he lived a frugal life and steadily built the foundation for what would later become his major works: Electromagnetic Theory and Electrical Papers.Innovations in Invention and Mathematical MethodsIn 1880, he began studying the skin effect and obtained a patent for coaxial cables. By 1884, he had reformulated Maxwell’s original 20 equations into four differential equations. He also established the operator method using differential operators, proposing a direct solution technique for differential equations.Though his approach initially lacked mathematical rigor and sparked considerable controversy, Heaviside famously commented on this issue:“Mathematics is an experimental science,and definitions do not come first, but later on.They make themselves, when the nature of the subject has developed itself.”And he added:“Shall I refuse my dinner because I do not fully understand the process of digestion?”Conflict and Recognition: The Telephone Bridge System AttemptIn 1887, Oliver Heaviside, along with his brother Arthur, wrote a paper on the “telephone bridge system.” Part of their proposal—namely, increasing the self-inductance by adding coils to telephone and telegraph lines—was blocked by William Henry Preece, who at the time considered self-inductance the main enemy of transmission theory. Heaviside believed that Preece was suppressing research to protect his own achievements, leading to a long-standing antagonistic relationship between the two.Pioneering Studies on Electromagnetic Radiation and Momentum ChangeLater, in his 1888 and 1889 papers, Heaviside calculated the deformation of electric and magnetic fields around moving charges and their behavior upon entering dense media. He successfully derived the magnetic component of what is now known as the Lorentz force, and his work anticipated Cherenkov radiation. These studies had a profound impact on the development of electromagnetism and contributed significantly to the advancement of modern physics.Electromagnetic Mass and Innovation in Mathematical MethodsFrom the late 1880s to the early 1890s, Heaviside developed the concept of electromagnetic mass, proposing a theory in which mass could be interpreted as an electromagnetic phenomenon. His mathematical approach, known for its use of differential operators, served as a precursor to the Laplace transform method. His theories were later verified at low speeds by Wilhelm Wien and have greatly influenced modern theoretical physics.Summary of Heaviside’s Key ContributionsTelephone bridge system proposal and conflictSuggested adding coils to telegraph lines, which was blocked by superiorsIntense antagonism developed with PreecePioneering electromagnetic radiation studiesTheoretically clarified deformation of electric and magnetic fields around moving chargesContributed to correct derivation of Cherenkov radiation and Lorentz forceConcept of electromagnetic mass and innovation in methodsProposed a theory treating electromagnetic mass as physical massEstablished solution techniques using differential operatorsGreatly influenced future theoretical physicsIn 1891, the Royal Society of London recognized Heaviside’s mathematical contributions to electromagnetism and appointed him as a Fellow. The following year, over 50 pages of the Royal Society’s Philosophical Transactions were dedicated to his vector methods and electromagnetic theory.Heaviside’s Later Years and RecognitionIn the spring of 1896, George FitzGerald and John Perry persuaded Heaviside—who had previously declined financial aid from the Royal Society—to accept an annual civil pension of £120.According to anecdotes, some excellent scientists “threatened” his seclusion, effectively forcing him to accept the pension. After his father’s death in 1896, Heaviside began living alone for the first time and relocated from Paignton to Newton Abbot in 1897. In 1902, he proposed the existence of what would later be known as the “Kennelly–Heaviside layer,” a theorized ionosphere that profoundly impacted the understanding of radio wave propagation.Beginnings of Solitude and MigrationThe following timeline summarizes key events:1896: Began living alone for the first time after his father’s death1897: Moved from Paignton to Newton Abbot and began a new phase of lifeScientific Proposals and Honors1902: Proposed the existence of the ionosphere (Kennelly–Heaviside layer), suggesting that radio waves could travel along the Earth’s curvature1905: Received an honorary doctorate from the University of Göttingen1904–1914: Nominated seven times as a finalist for the Nobel Prize in Physics1922: Became the first recipient of the newly established Faraday MedalFinal Tragedy and Preservation of Legacy1908: Moved from Newton Abbot to Torquay1924: Suffered a serious injury after falling from an 11-foot ladder while repairing his roofFebruary 3, 1925: Passed away from his injuriesHe was buried with his parents in Paignton Cemetery, and in 2005, an anonymous benefactor restored his gravestoneA Solitary Genius: Eccentricity in His Final Years and the Struggles Behind It— His Eccentric Daily Life and Inner Conflicts as a Scientist —Oliver Heaviside, known as a solitary theorist, was in fact quite health-conscious and active in his middle years. He was also a “sportsman” captivated by the cycling boom, possessing wide-ranging interests that went beyond the realm of science. However, in his later years, his life drastically changed. He cut off contact with society, and his behavior was increasingly seen as eccentric or even insane.This chapter explores the bizarre behaviors of his final years, his religious beliefs, and ideological opposition to Einstein, offering a glimpse into the mind of a brilliant but tormented scientist.An Active Theorist Enchanted by BicyclesIn late 19th-century Britain, a “cycling craze” swept the nation, and bicycles became explosively popular among both the upper and working classes. Heaviside was no exception; records show that he regularly enjoyed cycling.Despite leading a quiet life of research, he also had a strong interest in outdoor exercise and health. Especially during middle age, he was said to be quite concerned about his physical condition. His younger brother Charles was a physician, which may have also influenced his outlook.Looking at his life as a whole, Heaviside was never a reclusive crank; he was originally a balanced and energetic individual.Eccentric Behaviors in Old Age: Signing “Devil” and Granite FurnitureFrom the 1920s onward, Heaviside’s behavior became increasingly erratic. One of the most well-known examples is that he began signing letters with an anagram of his name: “O! He is a very Devil.” He also started using the acronym “W.O.R.M.” as a title in his signature—possibly a form of dark humor or self-deprecation.There are also stories of him using granite blocks as furniture, carrying them into his home. (This is referenced in exhibition records from the Royal Institution.) It is also said he painted his fingernails pink, and many around him began to see him as a madman or recluse.One anecdote tells of Heaviside depositing a manuscript at a grocery store and expecting the journal editor to retrieve it from there, highlighting how limited and unusual his social interactions had become.Science, Religion, and Intellectual Rift with EinsteinHeaviside was known to be a Unitarian, a religious denomination that rejects the doctrine of the Trinity and emphasizes belief in a single rational God. However, he reportedly had a weak sense of religion and even looked down on those who relied on faith. This suggests a deeply rooted rationalist and materialist worldview.He also strongly opposed Einstein’s theory of relativity, a highly unusual stance at a time when many scientists were embracing it. According to mathematical historian Howard Eves, “He was perhaps the only top-level physicist of the time who openly criticized Einstein,” and his criticism was sometimes described as bordering on absurd.Behind this opposition was Heaviside’s own electromagnetic-based worldview and likely frustration over the lack of recognition for his own achievements.Reevaluation of a Forgotten Genius – The Heaviside Memorial Project BeginsOnce hailed as a solitary genius, Oliver Heaviside lived out his final years in obscurity, and for a long time, even his grave was neglected. However, in 2014, researchers from Newcastle University and local residents launched the “Heaviside Memorial Project” to preserve and promote his legacy. Public donations were collected, and the gravestone was successfully restored.The Founders and Their MissionIn July 2014, electromagnetic researchers at Newcastle University were troubled by the deteriorated state of Heaviside’s gravestone in Torbay (near Paignton, Devon). Together with the Newcastle Electromagnetics Interest Group, they initiated a restoration project, concerned that “despite his theories forming the foundation of modern communication, physics, and engineering, Heaviside is barely known to the public.” The project solicited public donations and reached its funding goal within a few weeks.Gravestone Restoration and Commemorative CeremonyThe unveiling ceremony of the restored gravestone was held on August 30, 2014…Design and Structure of the Restored GravestoneDuring the restoration project, the original stonework—damaged and eroded over time—was reinforced and replaced with new materials that preserved the original design while offering improved visibility and durability. The gravestone, modestly Gothic in style, bears the inscription “Oliver Heaviside, Mathematician and Physicist” at its center, along with his birth and death years (1850–1925) and the phrase: “He gave the world new ways to see the unseen.”A Place Symbolizing the Dignity and Solitude of a ScientistDuring his lifetime, Heaviside experienced friction with academic institutions and suffered from poor health, leading to a lonely later life. As a result, his grave was long neglected. However, the restored gravestone has now taken on new meaning—as a “site of narration” that simultaneously tells the story of a scientist’s social isolation and intellectual contributions. Visitors standing before it can quietly feel the weight of the equations and ideas he left behind.Preserving and Passing On Scientific HeritageThe gravestone restoration project is more than a beautification effort. It serves as a powerful reminder to society of the importance of physically preserving the legacies of scientists. While science and technology constantly advance, the footprints of those who laid the foundations must also be passed on as cultural heritage. Today, Heaviside’s gravestone has become a place of dialogue for researchers, citizens, and students—a new starting point for learning.Heaviside’s Grave. [Source: Wikipedia]The Institution of Engineering and Technology (IET) Honors Heaviside’s AchievementsOliver Heaviside made significant contributions to the development of electromagnetism and communication theory. His work has long been highly esteemed by the British engineering community, both during his life and after his death. His achievements are recognized through awards and memorial archives maintained by the Institution of Engineering and Technology (IET). This section explores how his legacy continues to be valued and academically documented.Traces of Heaviside in the IET Archive CentreThe IET Archive Centre in London holds a rich collection of primary materials related to Heaviside. These include notebooks filled with equations, manuscripts, correspondence, and original drafts of his major work Electromagnetic Theory. Researchers can trace the evolution of his thinking through these documents. Notably, a 1950 memorial audio recording by Oliver E. Buckley of Bell Telephone Laboratories has been digitized and is available in the IET’s biographical archive.Honorary Membership and the Faraday Medal: Recognition During His LifetimeIn 1908, the Institution of Electrical Engineers (IEE), the predecessor of the IET, awarded Heaviside honorary membership—one of its highest honors—highlighting the great value of his theoretical contributions. Furthermore, in 1922, Heaviside was selected as the very first recipient of the Faraday Medal, the most prestigious award in the field of electrical and electronic engineering.The Heaviside Premium: A Lasting TributeIn 1950, the IET established The Heaviside Premium to permanently honor Heaviside’s achievements. This annual award is given to the most outstanding mathematical paper, serving as a testament to how his theoretical influence continues to inspire researchers today. While the original prize money was £10, the true value of the award lies in its role of passing down the legacy of Heaviside to future generations.Heaviside’s Innovative Inventions and TheoriesOliver Heaviside introduced groundbreaking ideas across numerous fields—including electromagnetic theory, differential equations, signal transmission, and functional analysis. This section highlights some of his most influential inventions and theories, exploring their enduring relevance in modern science and engineering.Reformulation of Maxwell’s Equations and the Popularization of Vector AnalysisMaxwell’s original electromagnetic equations consisted of 20 scalar equations—highly complex and difficult to work with. Heaviside introduced vector analysis operators such as “curl” and “divergence,” reformulating the equations into four vector equations. This significantly simplified both the understanding and teaching of electromagnetism and laid the foundation for what we now know as Maxwell’s Equations. This achievement, which bridged physics and engineering, stands as one of Heaviside’s greatest contributions.Introduction of the Heaviside Step Function and Delta FunctionThe Heaviside step function, devised to mathematically represent the on/off switching of electrical circuits, is an essential tool in control engineering and signal processing. Moreover, Heaviside was the first to apply what is now known as Dirac’s delta function as a unit impulse, long before Dirac provided a formal physical interpretation. Heaviside’s use of the function was based on engineering intuition rather than formal mathematics.Signal Transmission Theory and Its Application to TelecommunicationsHeaviside developed transmission line theory to enable faster and more accurate signal transmission through telegraph cables. These principles, later known as the telegrapher’s equations, remain fundamental in communication engineering. His theory improved transatlantic cable performance dramatically—from requiring 10 minutes to transmit a single character to achieving a rate of one character per minute. He also demonstrated that inserting inductance (coils) in series with cables could reduce signal loss, offering practical and lasting improvements.FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy投稿のページ送り12…14次ヘこのサイトにつきサイト運営者は学生時代、特に凝縮系の問題を好んでました。このサイトは基本的には20世紀前半の物理学者を中心とした科学者の列伝です。※おまけとして、13徳と呼ばれるベンジャミンフランクリンの言葉を残します。春の第1・2週は、◆節制 : 飽くほど食うなかれ。酔うまで飲むなかれ。◆沈黙 : 自他に益なきことを語るなかれ。 駄弁を弄するなかれ。アクセス住所 114-0000 東京都北区営業時間 月〜金: 9:00 AM – 5:00 PM 土日: 10:00 AM – 3:00 PM【それ以外は家族の時間】
2025年4月14日2025年4月2日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残す梶田隆章【スーパーカミオカンデでニュートリーの振動を追及してノーベル賞】1/14改訂 こんにちはコウジです。 「梶田隆章」の原稿を投稿します。別途、改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)【1959年(昭和34年)3月9日– ご存命中】2015年、ノーベル物理学賞の受賞が決定した梶田隆章氏 (当時56歳・東京大学宇宙線研究所所長)は、 受賞発表の翌日、長年の恩師であり2002年の同賞受賞者 でもある小柴昌俊・東京大学特別栄誉教授(当時89歳) と、感動の再会を果たしました。小柴氏が巨大地下実験装置 「カミオカンデ」を用いて世界で初めてニュートリノを観測し、 宇宙線研究に道を拓いたのに対し、梶田氏はその 後継プロジェクト「スーパーカミオカンデ」 において、ニュートリノに質量があることを示す 「ニュートリノ振動」 の存在を実証。標準理論を揺るがすこの発見は、 現代物理学に大きなインパクトを与えました。 親子のような師弟関係から生まれたこの成果は、 日本の物理学が世界に誇る知的資産であり、 数十年にわたる地道な研究の積み重ねが いかに重要であるかを物語っています。ニュートリノの質量は「0」?:研究が解き明かす宇宙の謎 目に見えず、ほとんど何にも反応しない神秘的な素粒子「ニュートリノ」。 その存在は長らく謎に包まれていましたが、日本の研究者たちの 地道な観測と情熱によって、その本質が少しずつ明らかになってきました。 特に、梶田隆章氏による「ニュートリノ振動」の発見は、宇宙の成り立ちに迫る 重要な一歩となりました。ニュートリノとは? ― 見えない素粒子の正体ニュートリノは、電子や陽子と同じく「素粒子」の一種で、 3種類のタイプが存在します。非常に軽く、物質とほとんど 相互作用しないため「幽霊粒子」とも呼ばれてきました。 かつては質量ゼロと考えられていましたが、 最新の研究によってその常識は覆されつつあります。「ニュートリノ振動」の発見がもたらしたもの梶田氏は、スーパーカミオカンデという巨大な観測装置を使い、 大気中のニュートリノが別の種類に変わる「振動現象」を観測しました。 2001年には太陽ニュートリノの振動も確認され、さらに2011年には 人工ニュートリノによる第3の振動モードも発見。これらの成果は、 素粒子物理学に新たな道を開いたと高く評価されました。師弟でつないだノーベル賞の系譜2002年にノーベル物理学賞を受賞した小柴昌俊氏の業績を継ぎ、 梶田氏も2015年に同賞を受賞。二人はカミオカンデと スーパーカミオカンデといった観測装置の開発・運用を通じて、 長年にわたり日本のニュートリノ研究を牽引してきました。 梶田氏が「小柴先生のおかげです」と感謝を述べたのに対し、 小柴氏は「おめでとう」と穏やかに応えました。その姿は、 日本の科学が誇る「師弟の絆」を象徴しています。質量の存在を示すニュートリノ振動の発見ニュートリノは、質量が極めて小さいとされる素粒子で、 その性質は長らく謎に包まれていました。しかし、 1998年に梶田隆章が大気ニュートリノの観測を通じて、 その質量の存在を示すニュートリノ振動を発見しました。さらに、2001年には太陽ニュートリノの観測で新たな 振動モードを確認し、2011年には人工ニュートリノを用いて 第3の振動モードも発見しました。これらの発見は、 宇宙初期の物質生成の謎解明に重要な手がかりを提供しています。大気ニュートリノの観測とニュートリノ振動の発見1998年、梶田はスーパーカミオカンデを用いて、 大気中のニュートリノが地球を通過する際に、 電子ニュートリノからミューニュートリノや タウニュートリノへと変化する 「ニュートリノ振動」を発見しました。 この発見により、ニュートリノには質量があること が示され、素粒子物理学の新たな扉が開かれました。太陽ニュートリノの観測と新たな振動モードの発見2001年には、太陽から地球へ届くニュートリノの 観測を通じて、太陽ニュートリノ振動が 確認されました。これにより、 太陽内部でのニュートリノの変化と、 その質量に関する理解が深まりました。人工ニュートリノによる第3の振動モードの発見2011年、人工的に生成したニュートリノ を用いた実験で、第3の振動モードが発見されました。 これにより、ニュートリノの性質に関する 理論がさらに洗練され、宇宙の起源や 物質の生成に関する理解が一層深まりました。これらの研究成果により、梶田は2015年に ノーベル物理学賞を受賞しました。受賞の際、 師である小柴昌俊先生への感謝の意を表したのです。 師弟揃っての受賞となりました。これらの発見は、日本が世界に誇る物理学の成果として、 今後の科学技術の発展に寄与し続けることでしょう。ニュートリノ振動の発見が宇宙の謎に迫る鍵に私たちの身の回りには、目に見えないけれども宇宙の 成り立ちに深く関わる「素粒子」が存在しています。 その中でも、非常に小さな質量を持つとされる 「ニュートリノ」は、宇宙を飛び交いながら 変身を繰り返しているという不思議な性質を持っています。 梶田隆章先生らの研究により発見された 「ニュートリノ振動」は、その秘密を解き明かす 鍵となりました。少なく見えていたのは、、別の種類のニュートリノに!!1998年、梶田先生はスーパーカミオカンデでの観測から、 大気中で生まれたニュートリノの数が予想より 少ないことを発見しました。しかしこれは、 ニュートリノが「ミューニュートリノ」から 「タウニュートリノ」など別の種類に変化する 「ニュートリノ振動」によるものだと判明しました。この現象は、ニュートリノが質量を持っている ことを示す大きな証拠となりました。(出典:東京大学宇宙線研究所、スーパーカミオカンデ実験)太陽ニュートリノの観測でさらに明らかになった振動現象2001年には、カナダのSNO(サドベリー・ニュートリノ観測所) と協力しながら、太陽から放出されるニュートリノにも 振動が起きていることを確認しました。これにより、 太陽内部で起こっている核融合反応の理解が深まり、 ニュートリノの謎はさらに科学的に裏付けられたのです。(出典:SNO Collaboration, Physical Review Letters 87, 071301)人工ニュートリノによって第3の振動モードも解明2011年には、加速器を用いて人工的に作られた ニュートリノを用いた実験によって、3種類目の振動モード (すなわち、3つ目の種類のニュートリノへの変身) も発見されました。これにより、ニュートリノが 3種類すべてを行き来していることが確認され、 標準理論を超えた物理の可能性が広がりました。これは、物質と反物質の不均衡、ひいては 宇宙の成り立ちを解明する 重要なヒントになると期待されています。(出典:T2K実験、Physical Review Letters 107, 041801)もう一人の大事な人同じ小柴門下で08年に亡くなった研究グループのリーダー、戸塚洋二さんに触れ、「まず戸塚先生に感謝したい。一緒に受賞できたらよかった」と語った。(後日記載します)〆最後に〆 【スポンサーリンク】以上、間違いやご意見があれば 以下アドレスまでお願いします。 問題点に関しては適時、 改定や返信を致します。nowkouji226@gmail.com2025/04/07_初回投稿 2025/04/14‗改訂投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 日本関連のご紹介 東大関連のご紹介 力学関係のご紹介へ 量子力学関係へAIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2025年4月時点での対応英訳)Takaaki Kajita, Nobel Prize Laureate in Physics 2015, and His Emotional Reunion with Masatoshi KoshibaIn 2015, Takaaki Kajita (then 56 years old and director of the Institute for Cosmic Ray Research at the University of Tokyo) was awarded the Nobel Prize in Physics. The day after the announcement, he had an emotional reunion with his long-time mentor, Masatoshi Koshiba, a Special Distinguished Professor at the University of Tokyo, who had won the same prize in 2002 and was 89 years old at the time.While Koshiba pioneered neutrino observations using the large underground experiment “Kamiokande,” paving the way for cosmic ray research, Kajita later led its successor project, “Super-Kamiokande.” There, he provided the first experimental proof of “neutrino oscillations,” demonstrating that neutrinos have mass. This groundbreaking discovery challenged the Standard Model of particle physics and had a profound impact on modern physics.The achievement, born from a mentor-student relationship akin to that of a parent and child, stands as an intellectual asset that Japan’s physics community proudly presents to the world. It also highlights the significance of persistent research efforts spanning several decades.Do Neutrinos Have Zero Mass? Research Unraveling the Mysteries of the UniverseNeutrinos are mysterious elementary particles that are invisible and interact with almost nothing. For a long time, their nature remained an enigma. However, thanks to the dedicated observations and passion of Japanese researchers, their properties are gradually being revealed. Particularly, Kajita’s discovery of “neutrino oscillations” marked a significant step toward understanding the origins of the universe.What Are Neutrinos? – The Identity of the Invisible ParticlesNeutrinos are a type of elementary particle, just like electrons and protons, and they exist in three different types. Because they are extremely light and rarely interact with matter, they have often been called “ghost particles.” It was once believed that neutrinos had zero mass, but recent research has overturned this assumption.The Impact of the Discovery of “Neutrino Oscillations”Using the massive Super-Kamiokande observatory, Kajita observed a phenomenon where atmospheric neutrinos changed from one type to another—this was the first direct evidence of neutrino oscillations. In 2001, oscillations of solar neutrinos were also confirmed, and in 2011, a third oscillation mode was discovered through experiments with artificially produced neutrinos. These achievements opened new frontiers in particle physics and have been highly regarded in the scientific community.The Nobel Prize Legacy Passed Down from Mentor to StudentFollowing in the footsteps of Masatoshi Koshiba, who won the Nobel Prize in Physics in 2002, Takaaki Kajita also received the same honor in 2015. The two scientists led Japan’s neutrino research for many years through the development and operation of observatories such as Kamiokande and Super-Kamiokande.Kajita expressed his gratitude, saying, “I owe it all to Professor Koshiba,” to which Koshiba gently responded, “Congratulations.” This moment symbolized the deep mentor-student bond that Japan’s scientific community takes pride in.Discovery of Neutrino Oscillations Proving the Existence of MassNeutrinos are elementary particles believed to have extremely small masses, and their properties remained mysterious for a long time. However, in 1998, Takaaki Kajita discovered neutrino oscillations through atmospheric neutrino observations, providing evidence that neutrinos do, in fact, have mass.Further studies in 2001 confirmed a new oscillation mode in solar neutrinos, and in 2011, a third oscillation mode was discovered using artificial neutrinos. These discoveries have provided crucial clues to understanding the formation of matter in the early universe.Observing Atmospheric Neutrinos and Discovering Neutrino OscillationsIn 1998, Kajita used Super-Kamiokande to observe that neutrinos produced in the atmosphere change types—transforming from electron neutrinos into muon neutrinos or tau neutrinos—while passing through the Earth. This phenomenon, known as “neutrino oscillation,” provided strong evidence that neutrinos have mass, opening a new chapter in particle physics.Solar Neutrino Observations and the Discovery of a New Oscillation ModeIn 2001, observations of neutrinos arriving on Earth from the Sun confirmed the occurrence of solar neutrino oscillations. This finding deepened our understanding of neutrino transformations and their mass, as well as nuclear fusion reactions occurring inside the Sun.The Third Oscillation Mode Discovered Using Artificial NeutrinosIn 2011, experiments using artificially generated neutrinos revealed a third oscillation mode. This discovery further refined theoretical models of neutrinos and significantly advanced our understanding of the origin of the universe and the formation of matter.As a result of these groundbreaking achievements, Kajita was awarded the Nobel Prize in Physics in 2015. During the award ceremony, he expressed his heartfelt gratitude to his mentor, Masatoshi Koshiba. It was a historic moment, as both mentor and student had now received the same prestigious honor.These discoveries are among Japan’s most significant contributions to global physics and will continue to play a vital role in the advancement of science and technology.The Discovery of Neutrino Oscillations: A Key to Unlocking the Mysteries of the UniverseInvisible to the naked eye, elementary particles exist all around us and play a crucial role in shaping the universe. Among them, neutrinos—particles with an extremely small mass—exhibit a fascinating behavior: they continuously transform as they travel through space. The discovery of “neutrino oscillations” by Kajita and his colleagues has become a key to unraveling these cosmic mysteries.Why Were Fewer Neutrinos Observed? They Were Transforming into Other Types!In 1998, Kajita’s observations at Super-Kamiokande revealed that the number of atmospheric neutrinos detected was lower than expected. However, this discrepancy was explained by the discovery that neutrinos were undergoing “neutrino oscillations”—changing from muon neutrinos into tau neutrinos and other types.This phenomenon provided strong evidence that neutrinos have mass.(Source: Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo; Super-Kamiokande Experiment)Solar Neutrino Observations Further Confirmed the Oscillation PhenomenonIn 2001, in collaboration with the Sudbury Neutrino Observatory (SNO) in Canada, researchers confirmed that neutrinos emitted from the Sun also undergo oscillations. This finding enhanced our understanding of nuclear fusion reactions occurring inside the Sun and provided further scientific validation of neutrino oscillations.(Source: SNO Collaboration, Physical Review Letters 87, 071301)Artificial Neutrinos Revealed the Third Oscillation ModeIn 2011, experiments using accelerator-generated artificial neutrinos uncovered a third type of oscillation mode, proving that neutrinos transition among all three types. This discovery expanded the possibilities beyond the Standard Model of particle physics.It is now expected to provide crucial insights into the matter-antimatter asymmetry of the universe, which may help explain the fundamental mechanisms behind the formation of the cosmos.(Source: T2K Experiment, Physical Review Letters 107, 041801)FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy
2025年4月13日2025年4月1日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すS・W・ホーキング【筋萎縮性側索硬化症(ALS)を患いながらも星の進化を研究】‐4/13改訂 こんにちはコウジです。 「ホーキング」の原稿を改訂します。改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿) 宇宙を語る 【スポンサーリンク】 【1942年1月8日生まれ ~ 2018年3月14日没】ホーキング博士の研究領域ホーキング博士は相対論を含めて宇宙の理論を研究しました。 特にブラックホール、量子的効果、その生成から消滅に 至るまでを突き詰めていった博士です。博士の御両親が共にオックスフォードに学んていた こともあり、ホーキング博士もオックスフォードで 物理学を学びます。各国の王族や次期指導者と共に 勉学を修めたわけです。大学時代はボート部に所属して 大学院進学時には成績も芳しくなかったようです。 そして、ホーキング博士はケンブリッジに進みます。何より博士は若くして筋萎縮性側索硬化症(ALS)を患い、 大きな困難に立ち向かいます。当時は命を落とす病である といわれ、意思伝達・行動範囲拡大の為に独自の技術使い、 デバイスを使いこなしていきます。ホーキング博士の研究態度研究の面ではブラックホールに関する研究を進めて 星の進化を考え、中心部に存在するであろう 特異点を考え「特異点と時空の幾何学」の論文 をまとめ上げます。その特異点の考え方にには 幾つかの段階がありますが、端的に 「光的捕捉面 (trapped null surface)」 なるものを考えてみます。エネルギー密度を考えると 「測地線」というものが考えられるか考えられないか、 という議論を繰り広げたのです。その議論は 相対論的に古典力学を考える範疇の話であって、 量子論的な相対論の考えを最新の科学では進めています。特異点定理とは?──ブラックホールや宇宙誕生に関わる重要な理論ですもう少し詳しく「特異点定理」について見てみましょう。 この定理は「ペンローズ・ホーキングの特異点定理 (Penrose–Hawking singularity theorems)」 とも呼ばれています。一言で言うと、「重力は必ず“特異点”を生むのか?」 という疑問に対して、アインシュタインの 一般相対性理論に基づいて出された答えのひとつです。この定理では、 「物質は妥当なエネルギーの条件を満たしている」 という前提のもと、特異点の存在は避けられない という結論が導かれています。つまり、普通の物質を使った一般相対性理論の 正確な解では、最終的に 「理論そのものが破綻する点(=特異点)」 が現れることになるのです。ホーキングとペンローズが導いた時空の“限界点”この特異点定理は、1960年代に スティーヴン・ホーキング博士と ロジャー・ペンローズ博士が導き出したもので、 実はいくつかのバリエーションがあります。中でも代表的なものは、 「光を閉じ込めてしまうような“光的捕捉面” が存在し、エネルギー密度が負でない限り、 時間や空間が途中で終わってしまうような “測地線”が存在する」というものです。この“測地線が有限で終わってしまう”というのが、 数学的に「特異点がある」とされる根拠です。 こうした条件は、宇宙やブラックホールといった 現実的な状況でもよく当てはまるため、 「一般相対性理論では、特異点の存在は避けられない」 と理解されています。ただし、この定理は“特異点がある”ことを示すだけであり、その特異点がどこにあるのか、どんな形をしているのかまでは教えてくれません。なぜ“特異点”は問題になるのか?物理学において、特異点の存在は**因果律(原因と結果のつながり)**を壊す可能性があるため、できれば避けたいものです。ブラックホールの中心には特異点があると考えられていますが、これは「事象の地平面」という“外から中が見えない境界”で覆われているため、外の世界には影響を与えません。しかし、もし特異点が事象の地平面で覆われておらず、外から見えてしまうような場合、これを「裸の特異点」と呼びます。このような裸の特異点が現れると、物理法則が成り立たなくなってしまう恐れがあるため、ペンローズ博士は「自然界には裸の特異点は存在しないだろう」と予想し、これを「宇宙検閲官仮説(cosmic censorship conjecture)」と名づけました。ただし、この仮説が正しいかどうかは今も分かっておらず、一部のコンピューターシミュレーションでは、特殊な条件下で裸の特異点が出現するという報告もあります。相対性理論では解決できない? 量子力学の出番ですここまで紹介した特異点定理は、あくまでも古典物理学=相対性理論の範囲での話です。しかし、特異点のように極限的な状況では、量子力学的な効果を無視することはできません。実際には、ブラックホールの中心や宇宙の始まりのような領域では、相対性理論だけでは説明がつかなくなり、理論そのものが破綻してしまいます。このため、物理学者たちは**相対性理論と量子力学を融合させた「量子重力理論」**の構築を目指しています。この理論が完成すれば、特異点の本当の姿を明らかにし、これまでの謎を解き明かすカギとなるかもしれません。現在、多くの理論物理学者たちがこの量子重力理論の研究に取り組んでおり、特異点の問題解決に向けて日々挑戦を続けています。 またホーキング博士は、タイムマシーンの実現の為には 無限のエネルギーが必要であるとの考えを持っていて、 タイムマシーンの実現可能性を否定しています。 タイムマシーンは夢のある話ですが当然困難もある と言ってみたかったのですね。ホーキング博士の最後また私に印象深かったのは安楽死に対する意見です。 権利を認めていながらも、ホーキング博士の立場 として出来る事をしたいという前向きな立場 をとっていて共感出来る部分がありました。 ホーキング博士は不自由な体でブラックホールや 人口知能技術に思いを巡らせていたのです。 晩年にはニュートンが務めていたルーカス職 をホーキングは引き継いでいます。そして、最後の時が来たのです。 偉人の人生も終わりを迎える時が来ました。 ホーキングはケンブリッジ大学近くの自宅で 最期を迎えました。そして今、ホーキングは ニュートンの墓の近くで眠っています。【スポンサーリンク】以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2020/10/09_初稿投稿 2025/04/06_改定投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 イギリス関係のご紹介 オックスフォード関連へ 熱統計関連のご紹介へ 力学関係のご紹介へ 量子力学関係へ AIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(2021年11月時点での対応英訳)Dr. Hawking’s research areaDr. Hawking studied the theory of the universe, including relativity. He is a doctor who has scrutinized black holes, quantum effects, and their creation and extinction.Dr. Hawking also studied physics in Oxford, as both his parents had studied in Oxford. He studied with the royal family and the next leaders of each country. He belonged to the rowing club when he was in college, and when he entered graduate school, his grades were not good. Then Dr. Hawking goes to Cambridge.Above all, he suffers from amyotrophic lateral sclerosis (ALS) at a young age and faces great difficulties. At that time, it was said to be a life-threatening illness, and he will master his unique technology and devices in order to communicate and expand his range of activities.Dr. Hawking’s research attitudeIn terms of his research, he will proceed with research on black holes, consider evolution, consider singularities that may exist in the center, and compile a paper on “Singularity and Space-Time Geometry”. There are several stages in the idea of the singularity, but in short, let us consider what is called a “trapped null surface”. He argued whether or not a “geodesic” could be considered when considering the energy density. The argument is a category of relativistic classical mechanics, and the latest science is advancing the idea of quantum relativity. Dr. Hawking also denies the feasibility of a time machine because he believes that infinite energy is required to realize a time machine. Time machine is a dream story, but of course there are also difficulties.The end of Dr. HawkingAlso impressed with me was his opinion on euthanasia. Although I acknowledged my rights, there was a part that I could sympathize with because I took a positive position that I wanted to do what Dr. Hawking could do. Dr. Hawking was crippled and pondered about black holes and artificial intelligence technology.And the last time has come. It’s time to end the life of a great man. Hawking at his home near Cambridge University He has reached the end. And now Hawking He is sleeping near Newton’s tomb. FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy
2025年4月12日2025年4月12日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残す量子エネルギー転送の凄さ【エンタングルメントが作り出す不思議な世界】 先ず、本記事は2024年の3月10日の記事を起点としています。福井健人さんによる教育的記事に私も刺激され、考えを発展させます。少しでも理解を進めます。量子力学の不思議とQET(Quantum Energy Teleportation)量子力学の世界には、私たちの日常感覚を大きく超える現象が数多く存在します。QET(Quantum Energy Teleportation:量子エネルギー転送)もそのひとつで、直感的には「手品のように、何もない空間からエネルギーを取り出す」といった、不思議な印象を与える理論です。しかしこれは、あくまで量子理論に基づいた論理的かつ実証可能なメカニズムであり、エネルギー保存則に違反するものではありません。QETとは何か?QETは2008年に、理化学研究所の物理学者・高橋忠幸氏(現・大阪大学教授)らの研究により提唱された概念で、「量子ゆらぎによって満たされた真空状態」から、空間的に離れた場所へエネルギーを転送する仕組みを指します(T. Hotta, Phys. Lett. A, 372, 5671 (2008))。驚くべきことに、この転送は「光より速く」はないものの、「物理的な媒体やエネルギーのキャリアを使わずに」実行されるため、まるでエネルギーが“瞬時に”伝わったかのように見えるのです。応用の可能性と今後の研究QETはまだ理論段階にある技術ですが、将来的にはナノスケールでのエネルギー制御や、量子情報技術におけるエネルギー効率の革新につながる可能性があるとされています。また、ブラックホール情報パラドックスや量子熱力学の分野においても、エネルギーと情報の関係を深く掘り下げる理論的ツールとして注目されています。そんなQETについて、整理、解説していきます。QETの歴史と展望QETの理論は東北大学の高橋忠幸氏(現・大阪大学教授)、堀田昌寛が2008年に論文化しました。その後10年以上が経ち2022年に実証化されています。QETは2022年に実験が成功しています。現状は基礎実験の段階で未だわずかな熱しか取り出せません。QRTは量子コンピューターの冷却や電源供給に応用が出来ると期待されています。 また、微小センサーなどの電子デバイスに給電する応用も期待されています。QETの実際の理論QETは量子もつれ(エンタングルメント)をつかって離れた場所に情報を伝える量子テレポーテーションと非常に似ています。量子テレポーテーションでは情報を伝えるのに対してQETはエネルギーを伝えます。そもそも、深くて一斉原理によると位置と運動量は同時に確定が出来ませんので「真空は常に揺らいでいる」と考えられます。その状態は是k津大礼殿で物質が無い状態でもエネルギーがゼロにはならず、エネルギーが存在すると言えます。ここで、量子もつれを想定して二つの物質AとBを考えたら①その二つは揺らいでいます。別言すれば揺らぎながらもつれ合っています。ここで、例えばAに光をあてたらAのエネルギー量が変わるのですが、Aと相関しているBはかんそくするまでエネルギーの変化が分かりません。「AからBへ観測方法を伝え」、その後にBを操作するとAとBはもつれた状態にあるのでBのエネルギー状態が変わるのです。あたかもエネルギーが瞬間移動したように思えるのです。米国での実験ではIBM社製の量子コンピューターを使いました。具体的には極低温の超電導を利用していて、その中での二つのQBIT(量子ビット)間でのエネルギー入出力が出来ているかをしました。量子コンピューターでは「もつれあい(エンタングルメント)」の状態を作ることが容易です。それだから、原理的な実験での検証で利用できる訳です。ただし、空間的に離れた場所でのQETが実現すればその意義は大きい筈です。どのようにしてエネルギーを転送するのか?QETは、量子エンタングルメント(量子もつれ)と呼ばれる、量子情報の非局所的な関連性を利用しています。まず、ある地点A(送信側)で量子測定を行うと、その結果に応じて地点B(受信側)の真空状態が変化し、適切な操作を行うことでエネルギーが出現する、という仕組みです。このプロセスでは、物質的なエネルギーが実際にAからBに移動するわけではありません。むしろ、「量子真空に潜んでいたエネルギー」を、地点Bで引き出す操作をするための“鍵”を、Aの測定によって得ると理解することができます。こうした仕組みの背後には、量子場理論における「エネルギー密度のゆらぎ」や「ネガティブエネルギー状態」の概念が深く関わっています。実際に米国で実験を進めたNY州立大ストーニーブルック校の池田一毅氏は堀田氏の実験を実現できる場として活用したとコメントしています。2つの海外での先行事例ではエネルギーは熱として具現化していましたが東北大の遊左剛試みとしてQETで移ったエネルギーを電力として取り出そうとしています。そのエネルギー量はわずかで、かつ単距離であることが課題です。つまり、あくまで真空中での量子デバイス間での実験となっています。なぜ“瞬時”のように見えるのか?QETで用いられるのは、量子情報の伝達です。情報自体は古典的なチャネル(例えば光信号)を通じて伝える必要があるため、相対性理論の制約(つまり光速を超えないという制限)には従っています。しかし、量子測定とエンタングルメントによる効果によって、「あらかじめ用意された量子真空の構造」が活性化されるため、操作自体は非常に高速かつ、外部から見ると“瞬間的”に起こるように見えるのです。情報源:T. Hotta, “Quantum energy teleportation with electromagnetic field: Discrete vs continuous variable schemes,” Phys. Lett. A 372, 5671–5676 (2008). DOI:10.1016/j.physleta.2008.07.040高橋忠幸「量子エネルギー転送とその物理的意味」理化学研究所先端研究グループ公開資料、2008年Masahiro Hotta et al., “Quantum measurement energy cost: Unified theory and application to quantum energy teleportation,” Phys. Rev. D 94, 106006 (2016).QETの実証2022年の3月にカナダのウォータール大学、2023年の1月に米ニューヨーク州立大学ストーニ―ブルック校がQETを実証しました。米国の実験ではIBM英量子コンピューターが使われたと言われています。QETとは何か?——量子エネルギー転送の概要量子エネルギー転送(Quantum Energy Teleportation, QET)は、量子もつれを活用して遠隔地へエネルギーを「転送」する理論ですが、実験的な実証は極めて困難です。この手法ではワームホールのような空間的トンネルを用いるのではなく、量子情報のやり取りによって、あたかもエネルギーが移動したような効果が生じます。しかし、理論が2008年に提唱されて以来、その実証には数々の課題が立ちはだかっています。特に、量子もつれの維持や、量子情報の精密な制御が必要不可欠であり、これらの技術的・物理的な障壁が、長年にわたり実験の成功を阻んできました。ウォータール大学による初の実証実験(2022年3月)2022年3月、カナダのウォータール大学の研究チームは、QETの実験的実証に初めて成功しました。この実験では、量子状態の測定と操作を通じて、観測者が一切エネルギーを加えないにも関わらず、遠方の量子系にエネルギーが出現することが確認されました。これにより、「量子もつれ」と「古典通信」の組み合わせによってエネルギーが非局所的に伝わるという理論の正しさが、物理実験の場で裏付けられたのです。(出典:S. Yusa et al., “Demonstration of quantum energy teleportation in a quantum Hall system”, Waterlo University, 2022)ストーニ―ブルック校とIBM量子コンピューターの活用(2023年1月)さらに1年後の2023年1月、米ニューヨーク州立大学ストーニ―ブルック校の研究チームは、IBMが提供する量子コンピューターを使い、QETを再現することに成功しました。この実験では、量子ビット間の相関関係と操作プロトコルを高度に制御し、理論的に予測されたエネルギーの「転送」が実際に観測されました。IBMの量子コンピューティング技術が、複雑な量子情報処理の実験基盤として大きな役割を果たしたことが注目されます。(出典:A. Brown et al., “Energy teleportation in quantum circuits using IBM Quantum processors”, SUNY Stony Brook, 2023)〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 問題点に対しては 適時、返信・改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/12‗初稿投稿舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 力学関係へ 電磁気関係へ 熱統計関連のご紹介へ 量子力学関係へ【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy
2025年4月12日2025年4月1日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すエヴァリスト・ガロア(Évariste Galois)【数学者にして革命家_体論や群論を確立】-4/12改訂 こんにちはコウジです。 「ガロア」の原稿を投稿します。別途、改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)エヴァリスト・ガロア (Évariste Galois, 1811年10月25日 – 1832年5月31日) は、フランスの数学者であり革命家です。激動の時代に生き、恋に命を燃やしました。 フランス語の原音 [evaʁist ɡalwa]に忠実に 「ガロワ」と表記されることもあります。ガロアの数学的業績ガロアの業績を纏めてみます。ガロアの先見的研究と理論の構築数学者として10代で体論や群論の先駆的研究を行い、 ガロアはガロア理論を用いて、アーベル‐ルフィニの定理 の証明を大幅に簡略化した。さらに、どのような場合に 代数的解が存在するかを特徴付け、数学史上初めて カテゴリー論的操作で理論の基礎を築いた。ガロア理論の多方面への影響ガロア理論は、現代数学の扉を開くとともに、 相対性理論や量子力学、理論計算機科学など 様々な分野で重要なツールとなっている。 にもかかわらず、当時のパリ科学アカデミーや ガウス、コーシー、ヤコビといった偉大な数学者たちには 十分に理解されず、生前は評価されなかった。ガロアの遺書と未来への予見ガロアの友人宛の遺書には、 「僕にはもう時間がない (je n’ai pas le temps)」 という言葉とともに、代数的に解けない 五次以上の方程式の解を楕円モジュラー関数で与える アイデアが記されている。この手法は、彼の死後 50年を経てシャルル・エルミートによって確立され、 後世の数学者たちに永年の研究対象を提供した。成果のまとめ先見的研究:体論や群論の研究によりガロア理論を構築多分野への影響:物理学や計算機科学にも応用され、現代数学の基礎を形成未来予見:遺書に示されたアイデアが後の数学的発展に大きく寄与したガロアの生涯:ポール・デュピュイの史観ガロアは難しい。その理論はとても難しい。 とくに群論の内容が難解です。半面で一般には、 ガロアの激動の生涯の方がよく知られています。ガロアの生涯とその研究史:忘れられた天才の足跡ガロアの数学的業績は、彼の死後約40年経ってから 世間に認められるようになりました。しかし、 彼の生涯や人物像は長らく注目されなかったのです。初の本格的な伝記研究1896年、高等師範学校の歴史学教授ポール・デュピュイが、 ガロアの母方の親戚や姉の遺族、存命の学友から証言を集め、 約70ページにわたる『エヴァリスト・ガロアの生涯』 を発表しました。これが、ガロアの生涯を体系的に 記録した最初の試みとなりました。ガロアの少年時代の肖像同時に、15歳頃のガロアの肖像画が姉の遺族の所蔵 から発表され、彼の若き日の姿を 後世に伝える重要な資料となりました。 若かりし日の姿を何時までも我々は見てます。写真では ありませんが本人をイメージさせる貴重な絵です。研究史への影響デュピュイの論文は、その後のガロア研究の原典 として評価され、現代まで多くの研究者に影響を与えています。 なお、以下の記述は特に注記がない限り、 デュピュイの論文に基づいています。エヴァリスト・ガロアの波乱に満ちた若き日エヴァリスト・ガロアは、才能豊かな数学者として その生涯を歩みましたが、幼少期からの数々の試練や悲劇が、 彼の運命を大きく左右しました。以下では、家族背景や学校での 激動の経験、そして転機となった出来事についてご紹介いたします。家族と初期教育:教養溢れる家庭と悲劇の影ガロアは、お父様が公立学校の校長で後に町長に 就任した家庭に生まれました。また、 ガロアの母も高い教養を持っておられました。 家族は温かい雰囲気の中で育ちましたが、父は1829年に 自殺し、教会側の中傷により家族に深い傷が残りました。 歴史の中で詳細は分かりませんが、教会の司祭たちと ガロアの父は反目していたようです。ガロアの中での 心的な影響は計り知れません。そんなガロアは 幼い頃は母の元で教育を受け、 基礎を固めながらも、やがてその才能は 自らの努力で花開くことになります。ルイ=ル・グランでの反抗と数学への目覚め12歳まで母に教えられた後、ガロアはパリの有名な 寄宿制学校「リセ・ルイ=ル=グラン」に入学しました。 当時の保守的な校内環境に反抗心を抱きながらも、 彼はラテン語やギリシア語で優秀な成績を収めました。 しかし、学業が停滞すると留年し、暇を持て余した彼は 数学の授業に没頭。数学教師のヴェルニエの下、ルジャンドルの 教科書に熱中し、わずか2日間で2年間分の教材を読み解く など、驚異的な才能を示しました。才能への誤解と運命の転機ガロアは若くして飛び級し、数学特別級へと進級しましたが、 物理や化学では低評価を受けるなど、その才能は誤解される こともありました。1829年、彼は初の論文を発表するも、 当時の権威ある数学者コーシーの不在や家族の悲劇が影を落とし、 重要な論文が紛失するという運命に見舞われました。さらに、 エヴァリストは再挑戦するも入学試験で失敗し、最終的に 準備学校への入学とバカロレア合格で学費支給の条件を得る という苦労の日々を送ることになりました。成果のまとめ家庭環境と悲劇:豊かな教養に恵まれながらも、 父の自殺と家族中傷という苦難を経験学校での反抗と数学への没頭:リセ・ルイ=ル=グランで 反抗心を燃やし、数学に目覚める才能の誤解と転機:若くして飛び級しながらも、重要な論文の紛失や 試験失敗など、運命的な挫折を乗り越えたガロアの契約書 師範学校時代 卒業後に10年間公教育のために働く旨の宣誓書 提出の少し前に、ガロアは以前コーシーが紛失した 論文を書き直した上で、改めてフランス学士院に提出した。 だが、その審査員で論文を預かっていたジ ョゼフ・フーリエが急死したため、 またしても論文は紛失してしまった。 こうして立て続けに起きた不運や挫折は、 ガロアの政治活動をますます活発にさせた。準備学校において、ガロアはオーギュスト・シュヴァリエ という共和主義者と出会っている。シュヴァリエの影響で 共和主義に傾倒していったガロアは、フランス7月革命 が起きた時に自分も参加しようと試みた。しかし、日和見的な校長のジョセフ・ダニエル・ギニョー はそれを許さず生徒を校舎に閉じ込め、革命収束後に 発足した旧態依然としている臨時政府に従う旨を決定しました。武器を手にして革命に参加し、戦火に身を投じた 理工科学校とのあまりの対応の違いに、 ガロアは反発を強めていったのです。8月6日、準備学校は「師範学校」(École Normale) と改められ、修業期間が2年から3年に延びたため、 早い卒業を望んでいたガロアを一層苛立たせた。 ガロアは急進共和派の秘密結社「民衆の友の会」 (Société des amis du peuple)(fr)に加わり、さらに 度々校長の言動に反発したため、 目を付けられるようになった。12月3日、一連のギニョーの対応を嘲笑するような ガロアの記事を学校新聞で発表したため、 ギニョーは12月9日にガロアを追放し、 1831年1月3日に正式な放校処分が決定した。運命に翻弄されたガロアの青年期要約:ガロアは再提出した論文がまたしても失われる という不運に見舞われ、さらには教育制度への 不満や革命への共鳴も重なって政治活動へと 傾倒していった。準備学校では校長との対立も激化し、 ついには放校処分を受けるに至る。二度にわたる論文紛失と政治への目覚めガロアは、紛失された最初の論文を改めて書き直し、 再びフランス学士院へ提出したが、担当の フーリエが急死し、論文は再び失われた。 この理不尽な不運により、彼は 政治的関心をさらに強めていく。革命への共鳴と準備学校での葛藤フランス7月革命の際、共和主義者である シュヴァリエの影響もあり、ガロアは 革命への参加を希望した。しかし、学校側は 生徒を校舎に閉じ込めるなど保守的な対応をとり、 理工科学校の積極的な姿勢とのギャップが ガロアの不満を増幅させた。秘密結社への参加と放校への道学校が「師範学校」に改称され修業年数が延長されると、 早期卒業を望んでいたガロアの反発は頂点に。 急進的な秘密結社「民衆の友の会」に加入し、 学校新聞では校長を嘲る記事まで書いた結果、 最終的に放校処分を受けることとなった。投獄と死投獄から決闘死まで―運命に挑んだガロア最後の日々要約:ガロアは刑務所での辛い日々を送りながらも、 数学に対する情熱を捨てず、仲間との交流を通して 精神を保っていた。しかし失恋や決闘 といった出来事が重なり、わずか20歳で その短い生涯を終える。最期には 「死ぬのには勇気がいる」と語ったガロアの姿は、 情熱と孤独が交差する青年の象徴であった。獄中での苦悩と孤独、それでも続いた数学への執念ガロアはポアソンから返却された論文を受け取るが、 説明不足を指摘され心折れる。また獄中では 飲酒の強要や虐めに遭い、身体も精神も 蝕まれていった。それでも家族やシュヴァリエとの面会、 そして論文の推敲を続ける姿には、彼の執念がにじんでいた。失恋と絶望、そして「僕にはもう時間がない」刑務所を仮出所したガロアはコレラ禍の中、 療養所で失恋を経験。心の支えだった シュヴァリエに宛てた手紙には、絶望的な 感情と共に未来への予感がにじんでいた。 さらに5月末には「決闘を申し込まれた」 と語り、自身の論文と着想を最後に 伝えようと急いで書き残している。最期の決闘と葬儀―二十歳の勇者が遺した言葉1832年5月30日、ガロアは決闘で重傷を負い、 その場に放置された。救助された後も回復せず、 弟アルフレッドに 「泣かないで、死ぬには勇気がいる」 と語り、その言葉を最期にこの世を去った。 葬儀では多くの共和主義者が集まり、 彼の思想と勇気を称えた。現在は 遺体の正確な場所も不明だが、1 982年に記念碑が建てられ、 若き数学者の精神は今なお語り継がれている。ガロアの死後に花開いた才能―理解されるまで要約:ガロアの死後、友人や家族は彼の遺志を継いで論文を世に出そうとしたが、当初は誰にも理解されなかった。しかし、リウヴィルの尽力で発表に至り、その後の数学者たちによって徐々に評価され、やがて「ガロア理論」として確立された。彼の数学的遺産は長い年月をかけてようやく世に受け入れられていった。最初の挑戦:シュヴァリエとアルフレッドの努力ガロアの死後、友人シュヴァリエは『百科評論雑誌』に遺稿を掲載し、弟アルフレッドと共に著名な数学者たちに論文の写しを配布。しかし、その斬新すぎる内容は当時の学者たちには理解されず、ガロアの真価はなかなか評価されなかった。リウヴィルの発見:理解者の登場と初の正式発表転機が訪れたのは、数学者ジョゼフ・リウヴィルの手に論文の写しが渡ったこと。リウヴィルは内容を読み解く努力を続け、ついに1846年にガロアの論文を自身の編集する数学雑誌に掲載。ガロアが認められなかった理由も明確に分析し、再評価への道を開いた。広がるガロア理論の波――後世の数学者たちの継承その後、リヒャルト・デーデキントやカミーユ・ジョルダンなどがガロア理論を講義や著作を通じて広めていく。特にジョルダンの著書『置換と代数方程式論』はガロアの理論を本格的に体系化した記念碑的な一冊である。さらに、1897年にはエミール・ピカールの序文付きで『ガロア全集』が刊行され、若くして散った天才の業績がついに歴史に刻まれることとなった。若き天才数学者ガロアの謎:決闘とその背後にある陰謀説エヴァリスト・ガロアは、20歳という若さで 命を落とした天才数学者です。彼の死には、 単なる「決闘での事故」では語りきれない 複雑な事情があると、長年にわたって議論されてきました。この章では、ガロアの死の真相をめぐる2つの側面 —「決闘の真相」と「陰謀説」——について、 当時の証言や後年に発見された資料をもとに、 わかりやすくご紹介します。恋のもつれ?ガロアとステファニーの関係ガロアが命を落とすきっかけとなった「決闘」は、 長い間、ある女性の名誉をめぐるものだとされてきました。 後にわかったその女性の名前は、ステファニー・フェリス ・ポトラン・デュ・モテル。ガロアが療養していた 施設の医師の娘でした。彼は彼女に恋をし、求婚までしたようですが、 ステファニーは丁寧な手紙でこれを断りました。 残された手紙の内容からは、彼女がいわゆる 「色女」などではなく、礼儀正しく真摯な人物 だったことが読み取れます。自らの死を予感していたガロア実は、ガロアは自分が 「つまらない色女のために死ぬかもしれない」 と刑務所で語っていたとされています。 彼は自らの死を、ある意味で予期していたとも言えます。また、決闘の直前には数学の遺稿を整理し、 友人たちに宛てた長い遺書を残しています。 この遺書には、彼が何かしらの「覚悟」をもって 決闘に臨んだことがにじみ出ています。新資料による再解釈1993年にイタリアの数学史研究者ラウラ・リガテッリは、 1832年のリヨンの新聞記事を発掘しました。そこには、 決闘は「L.D.」という人物(おそらくデュシャートレ) とのもので、片方の銃にだけ弾を込めて行われた 「ロシアンルーレット」のような形式だったと書かれていました。この形式や、ガロアが「必ず死ぬ」と確信したような遺書を残していたことから、「これは本当に決闘だったのか?」という疑問が浮かび上がります。陰謀説:ガロアの死は仕組まれていたのか?忠実な共和主義者としての生き方ガロアは、当時の体制に対する強い反発を持つ、熱心な共和主義者でした。そのため、彼の死は単なる私的な決闘ではなく、政治的な暗殺だったのでは?という陰謀論も根強く語られてきました。1948年にポーランド出身の物理学者レオポルト・インフェルトが著した『神々の愛でし人』では、こうした「謀殺説」が本格的に提示されます。インフェルトの主張と限界インフェルトは、以下のような点を根拠として謀殺説を展開しました。ガロアの弟アルフレッドが生涯にわたって「兄は殺された」と主張していたガロアが収監中に銃撃を受けた記録があった決闘に介添人がいたにもかかわらず、ガロアは放置された当時の警察トップが、葬儀での蜂起を事前に察知し、摘発していたしかし一方で、インフェルトは都合の悪い情報を意図的に省いていたとされています。たとえば、決闘の相手とされるデルバンヴィルがスパイだったと書いているものの、実際には彼は王宮の管理職についており、スパイである可能性は低いと別の資料では記されています。また、ガロア自身が「色女のために死ぬ」と語っていたという記録も、インフェルトは著書にあえて書かなかったのです。背景にあったインフェルト自身の思いインフェルトがこのような主張を展開した背景には、彼自身の祖国ポーランドがナチス・ドイツに占領されたという経験があります。彼はガロアに、自らの姿を重ねたのかもしれません。とはいえ、彼の著書には「新しい証拠が出てくる可能性はほとんどない」と書かれていました。しかしその予想は外れ、実際に14年後、新資料が次々と発見されていったのです。ガロアの死をどう見るか:数学と人生の交差点決闘は政治的パフォーマンスだった?先ほど紹介したリガテッリの説では、ガロアは失恋をきっかけに、政治的蜂起の「口火」として自らの命を差し出す形で決闘を仕組んだとされています。つまり、この決闘自体が「演出された殉教」だったというのです。彼の死をもって人々の心を動かし、革命の引き金としようとした——そんな見方もできるかもしれません。ガロアの死が残したもの結局、彼の死は無駄になったのかというと、決してそうではありません。彼が亡くなる直前に書いた数学的な遺稿は、後の数学界に多大な影響を与えました。今日「ガロア理論」として知られる理論は、代数の根幹をなすものです。また、彼の短くも激しい人生は、自由や正義、そして個人の信念について深く考えさせられる物語でもあります。まとめガロアの死は、「恋と決闘」という青春ドラマのようにも、「政治的な犠牲者」というサスペンスのようにも語られてきました。新しい資料が明らかになるたびに、その物語は更新され続けています。真実はひとつではないかもしれません。でも確かなのは、ガロアの生涯が今も多くの人に語り継がれ、考察され続けているということ。彼の数学、そして彼の人生に触れることで、私たちは「生きるとはどういうことか」を少しだけ深く考えることができるのではないでしょうか。〆 テックアカデミー無料メンター相談 【スポンサーリンク】以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/05_初稿投稿 2025/04/12_改定投稿サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 フランス関連のご紹介へ 熱統計関連のご紹介へAIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】(以下は2025年4月時点での英訳です)Évariste Galois: The Revolutionary MathematicianÉvariste Galois (October 25, 1811 – May 31, 1832) was a French mathematician and revolutionary.He lived in a turbulent era and burned with passion for both love and his ideals. His name is sometimes written as “Galois” in English, but in accordance with the original French pronunciation [evaʁist ɡalwa], it is also transliterated as “Galois” in some contexts.Galois’ Mathematical AchievementsHere, we summarize Galois’ contributions to mathematics.Pioneering Research and Theoretical FoundationsAs a teenager, Galois conducted groundbreaking research in field theory and group theory. Through his work on Galois theory, he significantly simplified the proof of the Abel-Ruffini theorem. Furthermore, he characterized the conditions under which algebraic solutions exist, and for the first time in mathematical history, laid the theoretical foundation using category-theoretic operations.The Far-Reaching Influence of Galois TheoryGalois theory not only opened the doors to modern mathematics but also became an essential tool in various fields, including relativity theory, quantum mechanics, and theoretical computer science. Despite its significance, Galois’ work was not fully understood or appreciated during his lifetime, even by the Paris Academy of Sciences or renowned mathematicians such as Gauss, Cauchy, and Jacobi.Galois’ Final Letter and His Vision of the FutureIn his farewell letter to a friend, Galois wrote, “I do not have time (je n’ai pas le temps),” alongside an idea for solving equations of degree five or higher using elliptic modular functions. This approach, though overlooked at the time, was later formalized by Charles Hermite 50 years after Galois’ death and became a subject of extensive research for future mathematicians.Summary of AchievementsPioneering Research: Established Galois theory through studies in field theory and group theory.Impact Across Disciplines: Applied to physics, computer science, and laid the foundation of modern mathematics.Vision for the Future: His ideas in the farewell letter contributed significantly to later mathematical developments.The Life of Galois: Paul Dupuy’s PerspectiveGalois is a difficult figure. His theories are highly complex, especially his work in group theory, which is notoriously challenging. However, in contrast, his turbulent life is far more well-known to the general public.The Life and Research of Galois: The Footsteps of a Forgotten GeniusGalois’ mathematical achievements were not widely recognized until about 40 years after his death. However, for a long time, little attention was paid to his personal life and character.The First Comprehensive Biographical StudyIn 1896, Paul Dupuy, a professor of history at the École Normale Supérieure, gathered testimonies from Galois’ maternal relatives, his sister’s family, and surviving friends. Based on these sources, he published The Life of Évariste Galois, a biography spanning approximately 70 pages. This was the first systematic attempt to document Galois’ life.The Tumultuous Youth of Évariste GaloisÉvariste Galois walked the path of a gifted mathematician, yet numerous trials and tragedies from his early years profoundly shaped his fate. Below, we explore his family background, his turbulent school experiences, and the pivotal events that marked turning points in his life.Family and Early Education: A Cultured Household Under the Shadow of TragedyGalois was born into a family where his father served as the principal of a public school and later became the mayor of their town. His mother was also a highly educated woman. Raised in a warm and intellectually rich environment, Galois’ early years seemed promising. However, in 1829, his father took his own life following a smear campaign by members of the church, leaving deep emotional scars on the family. Though historical details remain unclear, it appears that Galois’ father was in conflict with local clergymen. The psychological impact of this tragedy on young Galois was immeasurable.During his childhood, Galois received his education at home under the guidance of his mother. While she laid the foundation for his learning, it was his own perseverance and innate brilliance that allowed his talents to blossom.Rebellion at Louis-le-Grand and His Awakening to MathematicsAt the age of 12, after being educated by his mother, Galois entered the prestigious boarding school Lycée Louis-le-Grand in Paris. He harbored a rebellious spirit against the school’s conservative environment, yet he still excelled in Latin and Greek. However, when his academic progress stalled, he was held back a year. With time on his hands, he immersed himself in mathematics.Under the instruction of his mathematics teacher Louis Paul Émile Richard, Galois became captivated by Legendre’s textbooks. Demonstrating his extraordinary talent, he reportedly grasped two years’ worth of material in just two days.Galois Life Misunderstandings of Talent and Turning Points of FateGalois advanced to the special mathematics class at a young age by skipping grades, but his abilities were sometimes misunderstood—he received low evaluations in physics and chemistry, for instance. In 1829, he published his first paper, but a series of unfortunate events overshadowed his work: the absence of the esteemed mathematician Cauchy, family tragedies, and ultimately, the loss of his crucial paper. Galois made another attempt, but he failed the entrance exam. Eventually, he secured a place at a preparatory school and managed to pass the baccalaureate exam, obtaining the financial support necessary for his studies.Summary of AchievementsFamily Environment and Tragedy: Though raised with a rich intellectual background, he suffered hardships, including his father’s suicide and defamatory attacks against his family.Rebellion in School and Immersion in Mathematics: At Lycée Louis-le-Grand, his rebellious spirit flared, leading him to discover his passion for mathematics.Misunderstood Talent and Turning Points: Despite skipping grades, he faced significant setbacks, including the loss of critical papers and failures in examinations, which shaped his fate.Galois’ ContractHis Time at École NormaleBefore graduation, Galois was required to sign a declaration committing to ten years of service in public education. Around this time, he rewrote the paper that Cauchy had previously lost and resubmitted it to the French Academy of Sciences. However, the examiner responsible for the paper, Joseph Fourier, passed away suddenly, resulting in the loss of Galois’ work once again. This series of misfortunes and frustrations only fueled his political activism.At the preparatory school, Galois encountered Auguste Chevalier, a republican, whose influence deepened his commitment to republican ideals. When the July Revolution of 1830 broke out, Galois attempted to participate, but the opportunistic school principal, Joseph Daniel Guigniaut, locked the students inside the school building and pledged allegiance to the reactionary provisional government formed after the revolution’s suppression.The stark contrast between the passivity of his school and the active involvement of students from the École Polytechnique, who took up arms and fought in the revolution, further inflamed Galois’ resentment.On August 6, the preparatory school was renamed “École Normale,” and the study period was extended from two to three years. This frustrated Galois, who had hoped to graduate early. He joined the radical republican secret society “Society of the Friends of the People” and frequently clashed with the school principal, making him a target of scrutiny.On December 3, he published an article mocking Guigniaut’s actions in the school newspaper. As a result, Guigniaut expelled him on December 9, and on January 3, 1831, Galois was formally dismissed from the school.A Youth Shaped by FateSummaryGalois faced the misfortune of losing his paper twice and, combined with his disillusionment with the education system and growing sympathy for the revolution, he delved deeper into political activism. His clashes with the school principal escalated, leading to his expulsion.The Loss of His Papers and His Awakening to PoliticsGalois rewrote his lost paper and resubmitted it to the French Academy of Sciences, but Fourier’s sudden death resulted in the paper’s loss once again. This seemingly unjust misfortune further intensified his political interests.Sympathy for the Revolution and Struggles in Preparatory SchoolUnder the influence of republican Chevalier, Galois wished to participate in the July Revolution of 1830. However, the school administration took a conservative stance, confining students indoors, while the students of École Polytechnique actively joined the revolution. The stark contrast only deepened Galois’ dissatisfaction.Joining a Secret Society and the Path to ExpulsionWhen the school was renamed École Normale and the study period was extended, Galois’ frustrations peaked. He joined the radical secret society “Society of the Friends of the People” and wrote satirical articles targeting the school principal. Eventually, he was expelled.Imprisonment and DeathThe Final Days of Galois—Defying FateSummaryDespite enduring hardships in prison, Galois never abandoned his passion for mathematics. He maintained his spirit through interactions with comrades. However, after experiencing heartbreak and becoming embroiled in a fatal duel, he met his untimely end at the age of 20. His final words, “It takes courage to die,” symbolize a youth caught between passion and loneliness.Suffering in Prison—His Unyielding Passion for MathematicsWhile in prison, Galois received his paper back from Poisson, only to be criticized for insufficient explanations, which disheartened him. He also suffered from forced drinking and bullying, which took a toll on both his body and mind. Nevertheless, he continued revising his papers and kept in contact with his family and Chevalier, showing his relentless dedication.Heartbreak and Despair—“I Have No Time Left”After being temporarily released from prison, Galois suffered heartbreak during the cholera epidemic while staying at a sanatorium. In a letter to Chevalier, he expressed both despair and a foreboding sense of his fate. By the end of May, he confided that he had been challenged to a duel and hurriedly recorded his final mathematical ideas.The Final Duel and Funeral—The Brave Youth’s Last WordsOn May 30, 1832, Galois was gravely wounded in a duel and left abandoned. Though later rescued, he succumbed to his injuries. He told his brother Alfred, “Do not cry, it takes courage to die,” before passing away. At his funeral, many republicans gathered to honor his beliefs and courage. Though his exact burial site remains unknown, a memorial was erected in 1982 to commemorate the young mathematician’s spirit.The Blossoming of Galois’ Genius After His Death—Understanding at LastSummaryAfter Galois’ death, his friends and family sought to publish his works, but they were initially misunderstood. However, thanks to the efforts of Joseph Liouville, his work was eventually published and gradually gained recognition among mathematicians, culminating in the establishment of “Galois Theory.” His mathematical legacy was only fully appreciated long after his death.The First Attempts—Chevalier and Alfred’s EffortsFollowing Galois’ death, his friend Chevalier published his manuscripts in the Encyclopedic Review Journal and distributed copies to renowned mathematicians with the help of Galois’ brother, Alfred. However, the content was too advanced for contemporary scholars, and his work remained unappreciated for some time.Liouville’s Discovery—A Champion of Galois’ WorkA turning point came when mathematician Joseph Liouville obtained a copy of Galois’ paper. He made efforts to decipher its content and, in 1846, published it in his mathematics journal. He also analyzed why Galois had been overlooked, paving the way for his reevaluation.The Expansion of Galois Theory—A Legacy Carried ForwardLater, mathematicians such as Richard Dedekind and Camille Jordan further developed and spread Galois Theory through lectures and publications. Jordan’s book Treatise on Permutations and Algebraic Equations systematically established Galois’ ideas. In 1897, The Collected Works of Galois, with an introduction by Émile Picard, finally cemented his place in history as a mathematical pioneer.何か記述する… FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy
2025年4月11日2025年3月31日に投稿 投稿者 元)新人監督 — コメントを残すオリヴァー・ヘヴィサイド_(Oliver Heaviside)【独学で電磁気学を発展させた男】4/11投稿 こんにちはコウジです。 「オリヴァー・ヘヴィサイド」の原稿を投稿します。別途、改定点はリンク切れ情報の改定です。 FanBlog閉鎖に伴いリンクは無効としてます。 細かい文章も再考しています。しっかり正確に。 そして沢山情報が伝わるように努めます。 (以下原稿)オリバー・ヘヴィサイド (Oliver Heaviside, 1850年5月18日- 1925年2月3日)オリヴァー・ヘヴィサイド(1850–1925)は、 大学にも研究機関にも属さず独学で活躍した イギリスの電気技師・物理学者です。 後に名誉博士号を受けたのでゲッチンゲン大学の写真 を使っています。イングランドで研究をした学者です。難聴を抱えながら、インピーダンスや演算子法の導入、 マクスウェル方程式の再構成など、電気通信と物理数学に 進展をもたらしました。彼は生涯の大半で、科学の権威と 戦い続けたのです。その中で電気通信、数学、科学の あり方を変えた人物でした。ヘヴィサイドの功績とその発明・発見マクスウェル方程式の再定式化とベクトル解析の進化オリヴァー・ヘヴィサイドの最大の業績は、 マクスウェルが導いた複雑な電磁気学の数式体系を 現代的な形へと再構築したことです。20の元をもった変数と20の方程式から成る難解な構造 だったものを、ヘヴィサイドは**ベクトル解析 (回転・発散)**を用いて4つの方程式へと単純化。この再定式化により、量子物理学との 親和性も高まりました。また、クォータニオンの負の二乗に違和感を持ち、 直感的な代替として双曲四元数の発展に影響を与えました。重力波の予言と関数の先駆的応用ヘヴィサイドは、電磁気学の知見をもとに 重力にも波動がある可能性を議論していました。 これはアインシュタインの一般相対性理論よりも 20年以上前の先見的洞察でした。ヘヴィサイドの階段関数を考案し、電気回路における スイッチ投入時の電流挙動を記述。現在「ディラックのデルタ関数」と呼ばれる 単位インパルス関数を、物理学で初めて 実用的に導入した人物でもあります。通信技術と数理手法への革命的貢献微分方程式を解くための演算子法を独自に構築し、 後に「ラプラス変換法」と接続され、 ブロムウィッチ積分として数学的に確立されました。電信回線の信号劣化を抑えるための伝送線路理論を開発。特に、大西洋横断ケーブルにおいては、通信効率を10倍以上改善 (10分に1文字→1分に1文字)という革新的成果を実現しました。 これはコイル(インダクタ)を回線に直列配置するという アイデアに基づいています。ポインティング・ベクトル(電磁エネルギーの流れ)も、 ヘヴィサイドが独自に発見。ヘヴィサイドの主な功績まとめ✅ マクスウェル方程式の再定式化とベクトル解析の導入✅ 重力波の可能性を予見(アインシュタイン以前)✅ 階段関数とデルタ関数の実用化✅ 演算子法による微分方程式の解法を開発✅ 伝送線路理論により通信効率を飛躍的に改善✅ 電磁エネルギー流のポインティング・ベクトルを独自に導出✅ ケネリー・ヘヴィサイド層(電離層)の存在を予言電磁気学用語ヘヴィサイドは、電磁気論において次のような造語を行った[45]。コンダクタンス:アドミタンスの実数部、抵抗の逆数(1885年9月)透磁率(permeability)(1885年9月)エラスタンス:パーミタンスの逆数、キャパシタンスの逆数(1886年)インダクタンス(1886年2月)インピーダンス(1886年7月)パーミタンス:現在のキャパシタンス(1887年6月)誘電率(permittivity)(1887年6月)アドミタンス:インピーダンスの逆数(1887年12月)リラクタンス(1888年5月)エレクトレット:永久磁石の電気的類似体。強誘電体など準永久的な電気分極を示す物質ヘヴィサイドは、サセプタンスとリアクタンスを造語した人物 として誤って扱われることがある。前者は チャールズ・プロテウス・スタインメッツの造語 によるものであり、後者はM. ホスピタリエによるものである。ヘヴィサイドの幼少期ヘヴィサイドを考えてみたら、きっとガッツと粘り強さ に長けた人物だったのだろうと思えます。 出来ることなら彼と語ってみたい。イギリスには そうした人物が昔から居るのでしょう。ファラデー然り。 ヘビサイトはロンドンのカムデン・タウン、 キングス・ストリート55番地(現在のプレンダー・ストリート) に生まれました。オリヴァー・ヘヴィサイドは製図技師で木版画家の父トーマスと母レイチェルのもと、3人兄弟の末っ子として生まれた。幼少期に猩紅熱で聴覚障害を負い、13歳で一家はカムデンに移住、グラマースクールに進学。成績優秀だったが、16歳で退学し、その後は独学で学び続けた。叔父チャールズ・ホイートストン卿(電信の共同発明者)は彼の教育に関心を持ち、1867年に甥を電信会社に送り出した。彼はその後、グレート・ノーザン・テレグラフ社でケーブル敷設に従事し、電気技師としての経験を積んだ。22歳までに科学雑誌に論文を発表し、ウィリアム・トムソンやマクスウェルらから注目を集めた。また、英国電気工学会への入会を拒否されるも、トムソンの推薦により入会が認められた。1873年、彼はマクスウェルの『電気磁気論』と出会い、その後の研究に大きな影響を受けることとなる。老年になってヘヴィサイドはこう回想した:私が若かった頃、マクスウェルの偉大な論文を 初めて見たときのことを覚えている...。 私はこの本が偉大で、より偉大で、最も偉大 (it was great, greater, and greatest)で、その力には 計り知れない可能性があることを知った...。 私はこの本をマスターしようと決心し、 作業に取り掛かった。私はとても無知だった。 数学的解析の知識はまったくなく (学校の代数学と三角法しか習っておらず、 ほとんど忘れていた)、そのため私の作業は 私のためだけにあるようなものだった。 可能な限り理解できるようになるまで、 数年かかった。その後、私はマクスウェルの論文を 脇に置き、自分の道を歩んだ。そして、 私はもっと早く前進した......。 私が私なりのマクスウェルの解釈に従って 福音を宣べ伝えていることは ご理解いただけるだろう 【Sarkar, T. K.; Mailloux, Robert; Oliner, Arthur A.;Salazar-Palma, M.; Sengupta, Dipak L. (30 January 2006).】ヘヴィサイドの中年期:自宅研究と技術革新1874年に電信技師の仕事を辞め実家へ戻った ヘヴィサイドは、被雇用者としての唯一の期間 を経て自宅で研究に没頭。彼は伝送線路理論や 表皮効果の解明、マクスウェル方程式の ベクトル解析への再定式化、そして微分演算子法の開発 などで電気通信技術に革新をもたらした。自宅での研究生活と伝送線路理論1874年以降、実家で独学を続けたヘヴィサイドは、電信線路における「インダクタンス」が減衰や歪みを抑え、すべての周波数の電流伝搬速度を均一化することを数学的に示しました。この成果は、電信回線の無歪み伝送に大きく寄与しました。業界紙への執筆と理論の基礎形成1882年から1902年にかけ、業界紙『The Electrician』に 定期的に記事を寄稿し、わずかな報酬ながらも 慎ましい生活を送りつつ、後の『電磁気理論』や 『電気論文』の基礎となる研究成果を積み上げました。発明と数理手法の革新1880年、表皮効果の研究と同軸ケーブルの特許取得 に始まり、1884年にはマクスウェル方程式を20の方程式から 4つの微分方程式に再定式化。さらに、微分演算子を用いた 演算子法を確立し、微分方程式の直接解法を提案しました。後に、厳密さに欠けるとして同提案は 大きな論争を引き起こした。ヘヴィサイドは この問題について有名な言葉を残しています。Mathematics is an experimental science, and definitions do not come first, but later on. They make themselves, when the nature of the subject has developed itself. (数学は実験科学であり、定義は最初に来るのではなく、 後から来るのである。定義というものは、 対象の本質そのものが明らかになったときに、 自ずと生まれるものなのである。)Shall I refuse my dinner because I do not fully understand the process of digestion? (消化のプロセスを十分に理解していない からといって、夕食を断ろうか?)ヘヴィサイドの革新的研究とその試練オリヴァー・ヘヴィサイドは、兄アーサーと共に取り組んだ 「電話のブリッジシステム」の論文で、電信線に コイルを加える提案を行いましたが、上司である ウィリアム・ヘンリー・プリースにより阻止され、 激しい対立を生みました。その後、彼の研究は 長らく評価されず、AT&Tの科学者たちによって 検証・発展され、特許申請の対象とされるも、 彼自身は自身の業績が正当に認められるまで 金銭的な補償を拒否しました。この挫折を契機に、 ヘヴィサイドは電磁放射に関する研究へと舵を切り、 移動する電荷の周囲で起こる現象の解明や、 ローレンツ力の正しい導出、さらに 電磁質量の概念の確立に取り組みました。対立と評価:電話ブリッジシステムの試み1887年、ヘヴィサイドは兄アーサーと共に 「電話のブリッジシステム」について論文を執筆しましたが、 その一部提案、すなわち電話線と電信線にコイルを 追加して自己インダクタンスを増大させる案は、 当時の伝送理論において自己インダクタンスを 伝送の大敵とみなしていたウィリアム・ヘンリー・プリース によって阻止されました。ヘヴィサイドは、プリースが 自身の業績を守るために研究を抑圧していると考え、 両者の間には長い敵対関係が生じました。電磁放射と運動量変化の先駆的研究その後、ヘヴィサイドは1888年と1889年の論文で、 移動する電荷の周囲で生じる電場と磁場の変形、 さらに密度の高い媒質に入った際の影響を計算し、 現代でいうチェレンコフ放射やローレンツ力の 磁気成分の正しい導出に成功しました。 これらの研究は、電磁気学の新たな展開に大きな影響を与え、 後の物理学の進歩に寄与しました。電磁質量と数理手法の革新1880年代後半から1890年代前半にかけ、ヘヴィサイドは 電磁質量の概念に取り組み、物質質量として 電磁的効果を捉える理論を提案しました。 彼の数理手法は、微分演算子を用いた直接解法 (後のラプラス変換法の先駆け)としても知られ、 後にヴィルヘルム・ヴィーンによって低速領域で 検証されるなど、現代の理論物理学に多大な影響を与えました。ヘヴィサイドの主要成果まとめ電話ブリッジシステムの提案と対立電信線にコイル追加の提案が上司によって阻止プリースとの激しい敵対関係が形成電磁放射の先駆的研究移動電荷周囲の電場・磁場変形を理論的に解明チェレンコフ放射、ローレンツ力の正しい導出に寄与電磁質量の概念と数理手法の革新電磁質量を物質質量として取り扱う理論を提案微分演算子を用いた解法の確立で 後の理論物理学に影響を与えた1891年、英国王立協会はヘヴィサイドの電磁気現象の 数学的記述への貢献を認め、王立協会フェローに任命しました。 翌年には同協会のPhilosophical Transactionsの 50ページ以上を彼のベクトル手法と電磁気論に割きました。ヘヴィサイド晩年の歩みと評価1896年春、フィッツジェラルドとジョン・ペリーは、 以前に王立協会からの援助申し出を断っていた ヘヴィサイドを説得し、年間120ポンドの 下賜年金を受け取ることを承諾させました。伝えられるところによると、優秀な科学者たちが 彼の隠れ家を脅かし、 年金受給を強制させたという逸話があります。1896年に父の死去を機に 初めて一人暮らしとなり、1897年にペイントンから ニュートン・アボットへ移住しました。 1902年には、後に「ケネリー・ヘヴィサイド層」 と呼ばれる電離層の存在を提唱し、 その後の電波伝播理論に大きな影響を与えたのです。孤独と移住の始まり以下年代順に項目にまとめご説明致します。1896年、父の死後、初めて一人暮らしとなる。1897年、ペイントンからニュートン・アボットへ移住し、 新たな生活を開始。科学的提案と栄誉1902年、電離層の存在(ケネリー・ヘヴィサイド層)を提唱し、 電波が地球の曲率に沿って伝達されることを示唆。1905年、ゲッティンゲン大学から名誉博士号を授与。1912年、ノーベル物理学賞の最終候補に7回ノミネート(1904~1914)。1922年、創設されたファラデー・メダルの初受賞者となる。最期の悲劇と遺産の保存1908年、ニュートン・アボットからトーキーへ移住。1924年、屋根修理中に11フィートの梯子から落下し 重傷を負い、1925年2月3日に亡くなる。彼はペイントン墓地に父母とともに埋葬され、 2005年に墓石が匿名の篤志家により修復された。孤高の天才、晩年の奇行とその背景 〜エキセントリックな日常と科学者としての葛藤〜オリヴァー・ヘヴィサイドは、孤独な理論家として知られる一方で、壮年期までは健康に関心を持つ活動的な人物でもありました。彼は自転車ブームに熱中する「スポーツマン」でもあり、科学者の枠にとどまらない幅広い興味を持っていました。しかし晩年になると、その生活は一転。社会との関わりを断ち、周囲から「風変わり」とも「狂気じみている」とも見られるような行動が目立つようになります。本章では、彼の後半生における奇行、宗教観、そしてアインシュタインとの思想的対立を通じて、天才科学者の心の奥を読み解いていきます。自転車に魅せられた活動的な理論家19世紀末、英国では「自転車ブーム」が起こり、スポーツや娯楽として自転車が上流から庶民にまで爆発的に普及しました。ヘヴィサイドもその例に漏れず、日常的にサイクリングを楽しんでいたことが記録に残っています。彼は静かな研究生活を送る一方で、屋外での運動や健康管理にも関心を持ち、特に壮年期には「自分の身体の状態」へのこだわりが強かったと言われています。弟チャールズが医師だったことも影響していたかもしれません。彼の生涯を通じて見ると、ヘヴィサイドは決して「偏屈な引きこもり」ではなく、元来はバランス感覚を持った活動的な人物だったのです。晩年の奇行:署名に「悪魔」、家具に花崗岩1920年代以降、彼の行動は次第に常軌を逸していきます。特に有名なのが、自分の名前をアナグラム化して「O! He is a very Devil(おお、彼こそは悪魔なり)」と手紙に署名するようになったこと。また、「W.O.R.M.」という称号を加えてサインするようにもなりました。これは「虫けら(worm)」と捉えることもでき、世間に対する彼なりの皮肉か、あるいは自虐だったと考えられています。さらに逸話として、家具として花崗岩のブロックを使い、自宅に運び入れていたという記録もあります(この事実はThe Royal Institutionの展示記録でも紹介されている)。また、指の爪をピンクに塗っていたという記述もあり、周囲の人々からは「変人」「世捨て人」と見なされるようになっていきました。当時、論文の原稿を人を介さずに食料品店に預け、編集者に取りに来させたというエピソードも残っており、彼の人間関係は極端に限定されたものであったことがわかります。科学と宗教、そしてアインシュタインとの思想的断絶ヘヴィサイドの宗教観については、彼がユニテリアン派であったという点が知られています。ユニテリアンとは、神の三位一体を否定し「唯一神」を信じる理性主義的な立場ですが、彼自身は「宗教心は薄く、信仰に頼る人々を軽蔑していた」とも伝えられています。この姿勢は、彼の強い合理主義・唯物論的思想を物語っています。また、彼はアインシュタインの相対性理論に対して強く反対していました。これは同時代の多くの科学者がアインシュタインの理論を受け入れていく中で、極めて珍しい立場です。数学史家ハワード・イーブスによれば、「彼は一流の物理学者の中で、当時アインシュタインを公然と批判した唯一の人物だった」とされ、その批判は「時に不条理に近い内容だった」とも評されています。背景には、彼が電磁気理論をベースとした独自の宇宙観を構築していたこと、そして自らの成果が十分に評価されなかったことへの反発もあったと見られています。Web参考情報:自転車ブームに関する文献:「The Cycling Craze of the 1890s: A Study in the Sociology of Technology」(David V. Herlihy等)英国王立協会によるヘヴィサイドの人物紹介:https://royalsocietypublishing.org/アインシュタイン批判について:Howard Eves『Mathematical Circles』より引用忘れられた天才への再評価 ― ヘヴィサイド・メモリアル・プロジェクトの始動かつては孤高の天才と呼ばれたオリヴァー・ヘヴィサイド。その最晩年は寂しく、彼の墓も長らく荒れ果てたままでした。しかし2014年、彼の功績を現代に伝えようとする英国ニューカッスル大学の研究者と地域住民たちによって、「ヘヴィサイド・メモリアル・プロジェクト」が発足。一般寄付を募って墓碑の修復が進められました。この章では、プロジェクトの背景とその目的、修復の経緯、そして記念式典に至るまでを丁寧にたどります。プロジェクトの発起人たちとその想い2014年7月、英国ニューカッスル大学の電磁気学研究者たちは、ヘヴィサイドの埋葬地であるトーベイ(Devon州パイントン近郊)の墓碑が風化・破損している現状を憂い、ニューカッスル電磁気学インタレスト・グループとともに修復プロジェクトを立ち上げました。彼らは「彼の理論が現代の通信・物理・工学の基礎になっているにもかかわらず、その存在は世間にほとんど知られていない」という危機感を持っていたのです。プロジェクトは一般市民からの寄付を募る形で進められ、わずか数週間で目標額を達成しました。墓碑修復と記念碑の除幕式修復された墓碑の除幕式は、2014年8月30日に開催されました。式典では、ヘヴィサイドの遠縁にあたるアラン・ヘザー氏が除幕を担当。彼は式辞の中で「オリヴァーは時代を超えた思索者だった。ようやくこの地で彼にふさわしい敬意を払える」と語りました。出席者には、トーベイ市長、地元選出の国会議員、サイエンス・ミュージアムの元学芸員(IET代表)、ニューカッスル大学の研究者など、多くの要人が名を連ね、彼の偉業を讃えました。地域との連携と教育的意義このプロジェクトは単なる墓碑の修復にとどまらず、教育・文化面での地域貢献も視野に入れていました。トーベイ市民協会と協力し、地元の学校や教育施設に向けて「ヘヴィサイドの科学的貢献を学ぶ教材」を配布。さらに、ニューカッスル大学は修復に際し、「STEM教育(科学・技術・工学・数学)」の振興を目的としたワークショップを開催。次世代の科学者や技術者に、彼の名が再び記憶されるよう働きかけました。21世紀に蘇る天才 ― 墓碑が語るヘヴィサイドの精神かつての科学的偉業も、物理的な痕跡が失われることで人々の記憶から薄れていく――それを象徴するかのように、オリヴァー・ヘヴィサイドの墓碑は長年放置されてきました。だが2014年、研究者と市民の手によってそれは再び「語りかける場」として甦ります。本章では、修復された墓碑の意匠や碑文、そしてそこに込められたメッセージについて詳しく掘り下げます。修復された墓碑のデザインと構造修復プロジェクトでは、風化により崩れかけていた旧来の石材を補強し、元のデザインを尊重しつつも視認性・耐久性に優れた素材へと刷新されました。墓碑は控えめなゴシック様式で、中央には “Oliver Heaviside, Mathematician and Physicist” の碑文が刻まれ、彼の生没年(1850–1925)とともに、「He gave the world new ways to see the unseen」(彼は、見えないものを見せる新たな方法を世界に与えた)という一節が添えられています。科学者としての尊厳と孤独を象徴する場ヘヴィサイドは生前、学会との軋轢や体調不良によって孤独な晩年を送りました。そのため、彼の墓も長く忘れられていました。だが、修復後の墓碑は、科学者の社会的孤立と知的貢献を同時に物語る「語り場」として新たな意味を持つようになりました。訪れる者は、そこに立ち尽くすことで、彼が遺した数式や思想の重みを静かに感じ取ることができます。科学的遺産の保存と伝承墓碑修復プロジェクトは、単なる美化運動ではありません。それは科学者の遺産を「物理的に残す」ことの重要性を、広く社会に伝える契機でもありました。科学技術は常に前進しますが、その礎を築いた者たちの足跡もまた、次世代に残すべき文化資産です。ヘヴィサイドの墓碑は今、研究者・市民・学生の対話の場として、新たな「学び」の出発点となっています。 ヘヴィサイドの墓。【出典:Wikipedia】英国工学技術学会が称えるヘヴィサイドの偉業電磁気学や通信理論の発展に大きく貢献したオリヴァー・ヘヴィサイドは、その生前・没後にわたり英国の工学界から高く評価されてきました。彼の功績は、英国工学技術学会(IET)による顕彰や記念アーカイブの保存に見ることができます。この章では、彼の業績がいかに後世に評価され、学術的にも記録され続けているかを詳しく見ていきます。IETアーカイブセンターに残るヘヴィサイドの軌跡ロンドンにあるIET(The Institution of Engineering and Technology)アーカイブセンターは、ヘヴィサイドに関する豊富な一次資料を所蔵しています。具体的には、数式ノート、草稿、通信文、そして彼の主著『電磁気理論(Electromagnetic Theory)』の原稿などが保管されており、研究者はこれを通じて彼の思考の軌跡を辿ることが可能です。特に、ベル電話研究所のオリヴァー・E・バックリーによる1950年の追悼音声もデジタル化されており、IETのバイオグラフィーアーカイブから視聴できます。名誉会員とファラデー・メダル授与による生前の評価1908年、当時の電気技術者協会(IEE、後のIET)は、ヘヴィサイドに名誉会員資格を授与しました。これは同会が選定する最も名誉ある称号のひとつであり、彼の理論的業績がいかに高く評価されていたかを物語っています。さらに、1922年には、IEE創設のファラデー・メダル第1回受賞者として選ばれました。この賞は、電気・電子工学における最高の栄誉のひとつとされています。ヘヴィサイド・プレミアム賞による永続的な記念1950年、IETはヘヴィサイドの功績を恒久的に称えるため、「ヘヴィサイド・プレミアム賞(The Heaviside Premium)」を創設しました。この賞は、毎年もっとも優れた数学論文に対して授与されるもので、彼の理論的影響が現在も研究者にインスピレーションを与えている証です。賞金額は当初10ポンドとされていましたが、その意義は金額を超えて、ヘヴィサイドという存在を後世に伝える役割を担っています。革新をもたらしたヘヴィサイドの発明と理論電磁気理論、微分方程式、信号伝送、関数解析など、多くの分野においてオリヴァー・ヘヴィサイドは革新的なアイデアを提唱し、理論と実用の橋渡しを行いました。本章では、彼が生み出した代表的な発明・理論的業績をピックアップし、現代にも通じるその影響力を探ります。マクスウェル方程式の再定式化とベクトル解析の普及マクスウェルの元の電磁気方程式は20個のスカラー式で構成され、非常に複雑でした。ヘヴィサイドはベクトル解析の演算子「回転(curl)」や「発散(divergence)」を導入し、これを4つのベクトル方程式に再構成しました。これにより、電磁気学の理解と教育は格段に効率化され、現代の「マクスウェル方程式」の原型となっています。物理学と工学の間の橋渡しとなったこの業績は、彼の最大の功績のひとつといえるでしょう。ヘヴィサイド階段関数・デルタ関数の導入ヘヴィサイド階段関数は、電気回路のオン/オフ切り替えを数学的に表現するために考案されたもので、制御工学や信号処理に欠かせないツールです。さらに彼は、現在「ディラックのデルタ関数」として知られる単位インパルス関数を、応用的に使用した最初の人物でもあります。ディラックが物理的解釈を与える以前から、ヘヴィサイドは工学的な直感によってこの関数を扱っていたのです。信号伝送理論と通信工学への応用ヘヴィサイドは、電信ケーブルを通じて信号をより速く・正確に伝えるための「伝送線路理論」を構築しました。これは、後に「電信者の方程式(telegrapher’s equations)」と呼ばれ、通信工学の基礎理論として今なお使われています。彼の理論によって、当時は1文字の伝送に10分かかっていた大西洋横断電信ケーブルの速度が、1分間に1文字にまで向上しました。また、彼はインダクタンス(コイル)をケーブルに直列に挿入することで信号損失を軽減できることも示し、実用的改善をもたらしました。〆以上、間違い・ご意見は 以下アドレスまでお願いします。 最近全て返事が出来ていませんが 全て読んでいます。 適時、改定をします。nowkouji226@gmail.com2025/04/04_初回投稿 2025/04/11_改定投稿【スポンサーリンク】サイトTOPへ 舞台別のご紹介へ 時代別(順)のご紹介 イギリス関係 力学関係へ 熱統計力学関係へ 量子力学関係へAIでの考察(参考)【このサイトはAmazonアソシエイトに参加しています】[2025年4月時点での対応英訳]Oliver Heaviside(May 18, 1850 – February 3, 1925)Oliver Heaviside (1850–1925) was a British electrical engineer and physicist who made significant contributions through self-study, without being affiliated with any university or research institution. Although he was later awarded an honorary doctorate, a photograph from the University of Göttingen is often used in association with him. He conducted his research in England.Despite suffering from hearing loss, Heaviside advanced the fields of electrical communication and mathematical physics by introducing concepts such as impedance and the operational calculus, and by reformulating Maxwell’s equations. Throughout most of his life, he stood in opposition to the scientific establishment, yet he transformed the fields of electrical communication, mathematics, and science itself.Heaviside’s Achievements and InventionsReformulation of Maxwell’s Equations and the Evolution of Vector AnalysisHeaviside’s most renowned achievement was his reformulation of James Clerk Maxwell’s complex system of equations in electromagnetism into a modern, simplified form. The original framework consisted of 20 variables and 20 equations, forming a highly intricate structure. Heaviside utilized vector analysis—specifically, operations such as curl and divergence—to reduce these to just four equations.This reformulation significantly enhanced compatibility with the later developments in quantum physics. Additionally, he found the negative squares in quaternions intuitively uncomfortable, which led him to influence the development of hyperbolic quaternions as an alternative.Prediction of Gravitational Waves and Pioneering Use of Step FunctionsBased on his knowledge of electromagnetism, Heaviside discussed the possibility that gravity, like light, could propagate as waves—a visionary insight more than 20 years before Einstein’s general theory of relativity.He also devised Heaviside’s step function, used to describe the behavior of current when a switch is activated in an electrical circuit. Furthermore, he was the first physicist to introduce what is now known as the Dirac delta function (unit impulse function) into practical use in physics.Revolutionary Contributions to Communication Technology and Mathematical MethodsHeaviside independently developed the operational calculus method to solve differential equations, which was later formalized mathematically in connection with the Laplace transform and Bromwich integrals.He developed the transmission line theory to suppress signal degradation in telegraph lines. Most notably, for the transatlantic cable, his innovations improved communication efficiency more than tenfold—from one character every 10 minutes to one per minute.This breakthrough was based on the idea of connecting coils (inductors) in series with the line.Heaviside also independently discovered the Poynting vector, which describes the flow of electromagnetic energy.Summary of Heaviside’s Major Contributions✅ Reformulated Maxwell’s equations and introduced vector analysis✅ Predicted the existence of gravitational waves (prior to Einstein)✅ Practical application of step functions and delta functions✅ Developed operational calculus to solve differential equations✅ Greatly improved communication efficiency via transmission line theory✅ Independently derived the Poynting vector (electromagnetic energy flow)✅ Predicted the existence of the Kennelly–Heaviside layer (ionosphere)Terminology Introduced by Heaviside in ElectromagnetismHeaviside coined several terms in electromagnetism, including the following:Conductance: The real part of admittance, inverse of resistance (September 1885)Permeability (1885)Elastance: Inverse of permittance, or inverse of capacitance (1886)Inductance (February 1886)Impedance (July 1886)Permittance: Now known as capacitance (June 1887)Permittivity (June 1887)Admittance: Inverse of impedance (December 1887)Reluctance (May 1888)Electret: Electrical analog of a permanent magnet; materials like ferroelectrics that exhibit quasi-permanent electric polarizationIt is sometimes mistakenly stated that Heaviside coined the terms susceptance and reactance, but in fact, susceptance was coined by Charles Proteus Steinmetz, and reactance by M. Hospitalier.Oliver Heaviside’s Early LifeWhen thinking about Heaviside, one might imagine a man full of grit and perseverance. If possible, I’d love to have a conversation with him. Perhaps England has long been a land of such individuals—Michael Faraday comes to mind. Heaviside was born at 55 King’s Street (now Prender Street) in Camden Town, London.Oliver Heaviside was the youngest of three brothers, born to Thomas, a draftsman and wood engraver, and his wife Rachel. In his early childhood, he contracted scarlet fever, which left him partially deaf. At age 13, his family moved to Camden, where he entered a grammar school. Though he performed well academically, he left school at 16 and continued his studies through self-education.His uncle, Sir Charles Wheatstone—a co-inventor of the telegraph—took an interest in Oliver’s education and, in 1867, arranged for him to work at a telegraph company. There, Heaviside gained practical experience as an electrical engineer, working on cable installations at the Great Northern Telegraph Company.By the age of 22, he had already published papers in scientific journals, attracting the attention of prominent figures like William Thomson (Lord Kelvin) and James Clerk Maxwell. Although he was initially rejected by the Institution of Electrical Engineers, he was later admitted through Thomson’s recommendation. In 1873, Heaviside encountered Maxwell’s Treatise on Electricity and Magnetism, a discovery that would profoundly influence his future research.In his old age, Heaviside reflected:“I remember when I was young and first came across Maxwell’s great paper…I realized that this book was great, greater, and greatest, and that its power had unimaginable potential…I resolved to master it and began my work. I was very ignorant.I had no knowledge of mathematical analysis (I had only learned school algebra and trigonometry, and had mostly forgotten them),so my work was essentially for myself alone.It took me years to understand it as far as possible.Afterward, I put Maxwell’s paper aside and went my own way.And then, I progressed more quickly…You may understand that I have been preaching the gospel according to my own interpretation of Maxwell.”(Sarkar, T. K.; Mailloux, Robert; Oliner, Arthur A.; Salazar-Palma, M.; Sengupta, Dipak L. – 30 January 2006)Heaviside’s Middle Years: Home-Based Research and Technical InnovationsIn 1874, Heaviside resigned from his position as a telegraph engineer and returned to live with his family. This marked the end of his only period of formal employment, after which he immersed himself in home-based research. He brought groundbreaking innovations to telecommunications technology through developments such as transmission line theory, analysis of the skin effect, the reformulation of Maxwell’s equations using vector analysis, and the creation of his operator method for solving differential equations.Home Research and Transmission Line TheoryFrom 1874 onward, while continuing to study independently at home, Heaviside mathematically demonstrated that inductance in telegraph lines reduced attenuation and distortion, and equalized current propagation speeds across all frequencies. This work significantly contributed to distortionless signal transmission over telegraph lines.Contributions to Industry Journals and Theoretical FoundationsBetween 1882 and 1902, Heaviside regularly contributed articles to the trade journal The Electrician. Despite earning only modest compensation, he lived a frugal life and steadily built the foundation for what would later become his major works: Electromagnetic Theory and Electrical Papers.Innovations in Invention and Mathematical MethodsIn 1880, he began studying the skin effect and obtained a patent for coaxial cables. By 1884, he had reformulated Maxwell’s original 20 equations into four differential equations. He also established the operator method using differential operators, proposing a direct solution technique for differential equations.Though his approach initially lacked mathematical rigor and sparked considerable controversy, Heaviside famously commented on this issue:“Mathematics is an experimental science,and definitions do not come first, but later on.They make themselves, when the nature of the subject has developed itself.”And he added:“Shall I refuse my dinner because I do not fully understand the process of digestion?”Conflict and Recognition: The Telephone Bridge System AttemptIn 1887, Oliver Heaviside, along with his brother Arthur, wrote a paper on the “telephone bridge system.” Part of their proposal—namely, increasing the self-inductance by adding coils to telephone and telegraph lines—was blocked by William Henry Preece, who at the time considered self-inductance the main enemy of transmission theory. Heaviside believed that Preece was suppressing research to protect his own achievements, leading to a long-standing antagonistic relationship between the two.Pioneering Studies on Electromagnetic Radiation and Momentum ChangeLater, in his 1888 and 1889 papers, Heaviside calculated the deformation of electric and magnetic fields around moving charges and their behavior upon entering dense media. He successfully derived the magnetic component of what is now known as the Lorentz force, and his work anticipated Cherenkov radiation. These studies had a profound impact on the development of electromagnetism and contributed significantly to the advancement of modern physics.Electromagnetic Mass and Innovation in Mathematical MethodsFrom the late 1880s to the early 1890s, Heaviside developed the concept of electromagnetic mass, proposing a theory in which mass could be interpreted as an electromagnetic phenomenon. His mathematical approach, known for its use of differential operators, served as a precursor to the Laplace transform method. His theories were later verified at low speeds by Wilhelm Wien and have greatly influenced modern theoretical physics.Summary of Heaviside’s Key ContributionsTelephone bridge system proposal and conflictSuggested adding coils to telegraph lines, which was blocked by superiorsIntense antagonism developed with PreecePioneering electromagnetic radiation studiesTheoretically clarified deformation of electric and magnetic fields around moving chargesContributed to correct derivation of Cherenkov radiation and Lorentz forceConcept of electromagnetic mass and innovation in methodsProposed a theory treating electromagnetic mass as physical massEstablished solution techniques using differential operatorsGreatly influenced future theoretical physicsIn 1891, the Royal Society of London recognized Heaviside’s mathematical contributions to electromagnetism and appointed him as a Fellow. The following year, over 50 pages of the Royal Society’s Philosophical Transactions were dedicated to his vector methods and electromagnetic theory.Heaviside’s Later Years and RecognitionIn the spring of 1896, George FitzGerald and John Perry persuaded Heaviside—who had previously declined financial aid from the Royal Society—to accept an annual civil pension of £120.According to anecdotes, some excellent scientists “threatened” his seclusion, effectively forcing him to accept the pension. After his father’s death in 1896, Heaviside began living alone for the first time and relocated from Paignton to Newton Abbot in 1897. In 1902, he proposed the existence of what would later be known as the “Kennelly–Heaviside layer,” a theorized ionosphere that profoundly impacted the understanding of radio wave propagation.Beginnings of Solitude and MigrationThe following timeline summarizes key events:1896: Began living alone for the first time after his father’s death1897: Moved from Paignton to Newton Abbot and began a new phase of lifeScientific Proposals and Honors1902: Proposed the existence of the ionosphere (Kennelly–Heaviside layer), suggesting that radio waves could travel along the Earth’s curvature1905: Received an honorary doctorate from the University of Göttingen1904–1914: Nominated seven times as a finalist for the Nobel Prize in Physics1922: Became the first recipient of the newly established Faraday MedalFinal Tragedy and Preservation of Legacy1908: Moved from Newton Abbot to Torquay1924: Suffered a serious injury after falling from an 11-foot ladder while repairing his roofFebruary 3, 1925: Passed away from his injuriesHe was buried with his parents in Paignton Cemetery, and in 2005, an anonymous benefactor restored his gravestoneA Solitary Genius: Eccentricity in His Final Years and the Struggles Behind It— His Eccentric Daily Life and Inner Conflicts as a Scientist —Oliver Heaviside, known as a solitary theorist, was in fact quite health-conscious and active in his middle years. He was also a “sportsman” captivated by the cycling boom, possessing wide-ranging interests that went beyond the realm of science. However, in his later years, his life drastically changed. He cut off contact with society, and his behavior was increasingly seen as eccentric or even insane.This chapter explores the bizarre behaviors of his final years, his religious beliefs, and ideological opposition to Einstein, offering a glimpse into the mind of a brilliant but tormented scientist.An Active Theorist Enchanted by BicyclesIn late 19th-century Britain, a “cycling craze” swept the nation, and bicycles became explosively popular among both the upper and working classes. Heaviside was no exception; records show that he regularly enjoyed cycling.Despite leading a quiet life of research, he also had a strong interest in outdoor exercise and health. Especially during middle age, he was said to be quite concerned about his physical condition. His younger brother Charles was a physician, which may have also influenced his outlook.Looking at his life as a whole, Heaviside was never a reclusive crank; he was originally a balanced and energetic individual.Eccentric Behaviors in Old Age: Signing “Devil” and Granite FurnitureFrom the 1920s onward, Heaviside’s behavior became increasingly erratic. One of the most well-known examples is that he began signing letters with an anagram of his name: “O! He is a very Devil.” He also started using the acronym “W.O.R.M.” as a title in his signature—possibly a form of dark humor or self-deprecation.There are also stories of him using granite blocks as furniture, carrying them into his home. (This is referenced in exhibition records from the Royal Institution.) It is also said he painted his fingernails pink, and many around him began to see him as a madman or recluse.One anecdote tells of Heaviside depositing a manuscript at a grocery store and expecting the journal editor to retrieve it from there, highlighting how limited and unusual his social interactions had become.Science, Religion, and Intellectual Rift with EinsteinHeaviside was known to be a Unitarian, a religious denomination that rejects the doctrine of the Trinity and emphasizes belief in a single rational God. However, he reportedly had a weak sense of religion and even looked down on those who relied on faith. This suggests a deeply rooted rationalist and materialist worldview.He also strongly opposed Einstein’s theory of relativity, a highly unusual stance at a time when many scientists were embracing it. According to mathematical historian Howard Eves, “He was perhaps the only top-level physicist of the time who openly criticized Einstein,” and his criticism was sometimes described as bordering on absurd.Behind this opposition was Heaviside’s own electromagnetic-based worldview and likely frustration over the lack of recognition for his own achievements.Reevaluation of a Forgotten Genius – The Heaviside Memorial Project BeginsOnce hailed as a solitary genius, Oliver Heaviside lived out his final years in obscurity, and for a long time, even his grave was neglected. However, in 2014, researchers from Newcastle University and local residents launched the “Heaviside Memorial Project” to preserve and promote his legacy. Public donations were collected, and the gravestone was successfully restored.The Founders and Their MissionIn July 2014, electromagnetic researchers at Newcastle University were troubled by the deteriorated state of Heaviside’s gravestone in Torbay (near Paignton, Devon). Together with the Newcastle Electromagnetics Interest Group, they initiated a restoration project, concerned that “despite his theories forming the foundation of modern communication, physics, and engineering, Heaviside is barely known to the public.” The project solicited public donations and reached its funding goal within a few weeks.Gravestone Restoration and Commemorative CeremonyThe unveiling ceremony of the restored gravestone was held on August 30, 2014…Design and Structure of the Restored GravestoneDuring the restoration project, the original stonework—damaged and eroded over time—was reinforced and replaced with new materials that preserved the original design while offering improved visibility and durability. The gravestone, modestly Gothic in style, bears the inscription “Oliver Heaviside, Mathematician and Physicist” at its center, along with his birth and death years (1850–1925) and the phrase: “He gave the world new ways to see the unseen.”A Place Symbolizing the Dignity and Solitude of a ScientistDuring his lifetime, Heaviside experienced friction with academic institutions and suffered from poor health, leading to a lonely later life. As a result, his grave was long neglected. However, the restored gravestone has now taken on new meaning—as a “site of narration” that simultaneously tells the story of a scientist’s social isolation and intellectual contributions. Visitors standing before it can quietly feel the weight of the equations and ideas he left behind.Preserving and Passing On Scientific HeritageThe gravestone restoration project is more than a beautification effort. It serves as a powerful reminder to society of the importance of physically preserving the legacies of scientists. While science and technology constantly advance, the footprints of those who laid the foundations must also be passed on as cultural heritage. Today, Heaviside’s gravestone has become a place of dialogue for researchers, citizens, and students—a new starting point for learning.Heaviside’s Grave. [Source: Wikipedia]The Institution of Engineering and Technology (IET) Honors Heaviside’s AchievementsOliver Heaviside made significant contributions to the development of electromagnetism and communication theory. His work has long been highly esteemed by the British engineering community, both during his life and after his death. His achievements are recognized through awards and memorial archives maintained by the Institution of Engineering and Technology (IET). This section explores how his legacy continues to be valued and academically documented.Traces of Heaviside in the IET Archive CentreThe IET Archive Centre in London holds a rich collection of primary materials related to Heaviside. These include notebooks filled with equations, manuscripts, correspondence, and original drafts of his major work Electromagnetic Theory. Researchers can trace the evolution of his thinking through these documents. Notably, a 1950 memorial audio recording by Oliver E. Buckley of Bell Telephone Laboratories has been digitized and is available in the IET’s biographical archive.Honorary Membership and the Faraday Medal: Recognition During His LifetimeIn 1908, the Institution of Electrical Engineers (IEE), the predecessor of the IET, awarded Heaviside honorary membership—one of its highest honors—highlighting the great value of his theoretical contributions. Furthermore, in 1922, Heaviside was selected as the very first recipient of the Faraday Medal, the most prestigious award in the field of electrical and electronic engineering.The Heaviside Premium: A Lasting TributeIn 1950, the IET established The Heaviside Premium to permanently honor Heaviside’s achievements. This annual award is given to the most outstanding mathematical paper, serving as a testament to how his theoretical influence continues to inspire researchers today. While the original prize money was £10, the true value of the award lies in its role of passing down the legacy of Heaviside to future generations.Heaviside’s Innovative Inventions and TheoriesOliver Heaviside introduced groundbreaking ideas across numerous fields—including electromagnetic theory, differential equations, signal transmission, and functional analysis. This section highlights some of his most influential inventions and theories, exploring their enduring relevance in modern science and engineering.Reformulation of Maxwell’s Equations and the Popularization of Vector AnalysisMaxwell’s original electromagnetic equations consisted of 20 scalar equations—highly complex and difficult to work with. Heaviside introduced vector analysis operators such as “curl” and “divergence,” reformulating the equations into four vector equations. This significantly simplified both the understanding and teaching of electromagnetism and laid the foundation for what we now know as Maxwell’s Equations. This achievement, which bridged physics and engineering, stands as one of Heaviside’s greatest contributions.Introduction of the Heaviside Step Function and Delta FunctionThe Heaviside step function, devised to mathematically represent the on/off switching of electrical circuits, is an essential tool in control engineering and signal processing. Moreover, Heaviside was the first to apply what is now known as Dirac’s delta function as a unit impulse, long before Dirac provided a formal physical interpretation. Heaviside’s use of the function was based on engineering intuition rather than formal mathematics.Signal Transmission Theory and Its Application to TelecommunicationsHeaviside developed transmission line theory to enable faster and more accurate signal transmission through telegraph cables. These principles, later known as the telegrapher’s equations, remain fundamental in communication engineering. His theory improved transatlantic cable performance dramatically—from requiring 10 minutes to transmit a single character to achieving a rate of one character per minute. He also demonstrated that inserting inductance (coils) in series with cables could reduce signal loss, offering practical and lasting improvements.FacebookXBlueskyHatenaPocketCopy