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ハンス・エルステッド
【思考実験を提唱して黄金時代を率いた|電流と磁場を考察】‐11/30改訂

こんにちはコウジです。
半年ごとの既存記事見直しの作業です。
今回は中世18世紀に概念・手法を確立していった偉人を紹介します。
では、ご覧ください。内容を整理し、リンクを見直しました。
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(以下原稿)

キルケゴールとヘーゲル
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【1777年8月14日生まれ ~ 1851年3月9日没】

デンマーク黄金時代の
リーダー_ エルステッド

C.A. Jensen (1792-1870), Portraet af naturvidenskabsmanden H.C. Oersted, 1832-1833


Wikimedia Commons(Public Domain)
ガウスと同じ年に生まれています。

(Hans Christian Ørsted, 1777–1851) は、デンマークの物理学者・化学者であり、
電流が磁場を生み出す現象を発見した人物として知られています。彼の名前は、
磁場の強さを示す単位 オーステッド(Oe) や、
デンマーク再生可能エネルギー企業の社名にも残っています。

彼の生涯は、デンマーク黄金時代 と呼ばれる文化・科学の隆盛期と重なり、
その哲学的・社会的な影響力は大きかったと言われています。

ガウスやエルステッドの時代は電磁気学が

未開の時代だったとも言えます。

得られている知識が未だ断片的で、

全体像が見えていない状態で

手探りの把握を一つ一つ、数学的な

式化を含めて、ぐいぐい進めていたのです。また、

会社名としてもエルステッドは名を残しています。

デンマーク黄金時代と呼ばれる時代があり

その時代のリーダーでした。
思想が哲学として論じられて
哲学的論拠を考察していったのです。
そして、

エルステッドは「思考実験」の概念を
打ち出した人です。物理的現象を説明する際に
「思考実験(Gedankenexperiment)」を用いた
という評価があるのです。たとえば、電流と磁場の関係を説明するために、
実験装置を頭の中でシミュレートしながら自然法則の
本質を探るアプローチを取ったと言われています。正に
パラダイムシフトを起こした人です。
具体的に思考実験の事例をあげて見ましょう。
時代と共に。
具体的な実験として実感できます。

ゼノンのパラドックス:
エレアのゼノン(ギリシアの哲学者)は、運動の概念を確立するために、
いくつかのパラドックスを提唱しました。たとえば、
アキレスとカメ・パラドックスは、アキレスがレースでカメに
有利なスタートを与えるならば、彼が常に残りの距離の半分を
カバーしなければならないので、彼がそれに決して追いつくことが
できないことを示唆します。これらのパラドックスは、
無限の性質と限度の数学的な概念について疑問を提起しました。

(以下、それ以前)

プラトンの洞穴寓話:
この思案実験(古代のギリシアの哲学者プラトンによって示される)は、
現実と認識の性質を調査します。寓話において、人々は洞穴内で鎖でつながれて、
現実として壁で影を認めます。それは、我々の認識が世界の本当の性質を正確に
意味するかどうかについて疑問を提起します。

ガリレオの落体:
ガリレオ・ガリレイは、一般運動のアリストテレスの見方に挑む為に
思案実験を行いました。彼は、異なる質量の2つの対象が同じ高さから
同時に落とされるならば、彼らが同時に地面に到着するだろうと提唱しました。
これは、より重い物がより速くなるというアリストテレスの確信を否定しました。
ガリレオの実験は、古典力学の発達への道を開きました。

ニュートンの砲弾:
アイザック・ニュートンは、軌道の運動の概念を調査するために、
この思案実験を使いました。彼は、速さを上げることで山から砲弾を
発射することを想像しました。砲弾が十分な速さで発射されるならば、
それは曲がった軌道に沿って行って、結局地球を軌道に乗って回り続ける
だろうと予測したのです。この思案実験は、重力の理解を展開するのを助けました。

ヤングのダブルスリット実験:
ヤングの実験が光の波動説‐粒子説の二元性としばしば関係しています。
それは波でまず最初に行われました。トーマス・ヤングの実験は、
2つの切れ込みを入れたゲーツを使い、結果として生じる干渉パターンを観察してみました。
この実験は光の波状の性質を示して、光が小片だけとして単にふるまう
という普通の確信に挑戦しました。

エルステッドは

コペンハーゲン中心に活躍していました。

其処は後に量子力学が出来ていく上で

重要な議論が交わされる場になります。

また、エルステッドは

童話作家のアンデルセンとは親友です。

また、エルステッドの兄弟はデンマーク

首相を務めています。

こうった「こぼれ話」が豪華な人です。

 エルステッドの業績

物理学者としての業績として大きいのは

電流が磁場を作っていることの発見です。

それは1820年4月の出来事でした。電流近傍の

方位磁針は北でない方向を向いたのです。

そこから数年の内にビオ・サバールの法則、

アンペールの法則に繋がります。

 

エルステッドが物理学と深く関わる

きっかけとなったのはドイツのリッター

という物理学者との出会いでした。

エルステッド独自のカント哲学に

育まれた思想は後の物理学にはっきりした

方向性を与えたと思えます。

エルステッドは多才な人物で、

博士論文ではカント哲学を扱っています。

他に美学と物理学でも学生時代に

賞を受けています。電流と磁場の関係も

カント哲学での思想、自然の単一性

が発想の根底にあったと言われています。

晩年は詩集を出版しています。

気球から始まった文章でした。




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 About Oersted

Hans Christian Ørsted

That person is the one who has left its name as a unit of Magnetic field. He was born in the same year as Gauss.

It can be said that the era of Gauss and Oersted was an era when electromagnetics was undeveloped. The knowledge gained was still fragmented, and I was groping for each and every one of them, including mathematical formulation, without seeing the whole picture. In addition, the name remains as the company name. There was an era called the Danish Golden Age, and Oersted was the leader of that era.

Oersted is said to have come up with the concept of a “thought experiment.” He is exactly the person who caused the paradigm shift. He was active in Copenhagen.

It will be a place where important discussions will be held later in the development of quantum mechanics.

Oersted is also a close friend of the fairy tale writer Andersen. In addition, Oersted’s brother is the Prime Minister of Denmark. Such a “spill story” is a gorgeous person.

 Job of Oersted

A major achievement of his work as a physicist is his discovery that electric current creates a magnetic field. It was an event in April 1820. The compass near the current pointed in a direction other than north. Within a few years, it will lead to Biot-Savart’s law and Ampere’s law.

It was the encounter with a physicist named Ritter in Germany that inspired Oersted to become deeply involved in physics.
I think that the ideas nurtured by Oersted’s original Kant philosophy gave a clear direction to later physics.

Oersted is a versatile person, and his dissertation deals with Kant’s philosophy. He has also received awards in his school days in aesthetics and physics. It is said that the relationship between electric current and magnetic field was based on the idea of ​​Kant’s philosophy and the unity of nature.

Oersted published a collection of poems in his later years. He was a sentence that started with a balloon.

 

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ヨハン・C・F・ガウス
【ガウス分布|磁束密度の単位|ガウスの法則】-11/29改訂

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ガウス正規分布Tシャツ
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【1777年4月30日生まれ ~ 1855年2月23日没】

ガウスの肖像画(パブリックドメイン)

Wikimedia Commons(Public Domain)

 

ドイツ生まれのガウス

(Johann Carl Friedrich Gauss, 1777–1855)**

ガウスは18〜19世紀に活躍したドイツの数学者であり、
統計学、数論、微分積分、天文学、測地学、電磁気学 など
多くの分野の基礎をつくった男で
「数学の王(Princeps mathematicorum)」と呼ばれます。

私的なイメージでは物理学というよりも数学で多くの仕事を残しています。 

数学のガウス、物理のガウス、天文学のガウス——
彼の名前が残る概念は数え切れません。


■ ガウスの主要業績

● ガウス分布(正規分布)

統計解析で最も重要な分布のひとつ。
多くのデータが平均値の周りに左右対称の山型になる性質を
ガウスが詳細に検討し、解析手法を確立しました。

● 最小二乗法(Least Squares)

観測値の誤差を最小化する方法として、
天体観測のために最小二乗法を独立に発見。
現代のデータサイエンス・AI 分野でも基礎となっています。

● 天文学:小惑星ケレスの軌道計算

1801年、消失した小惑星ケレスを最小二乗法を使い“再発見”。
これにより天文学界の名声を確立。


■ 電磁気学への貢献(ガウスの法則)

ガウスの法則は、電磁気学のマクスウェル方程式の一つ:

閉曲面を貫く電束の総和 = 内部の電荷量に比例する

というきわめてシンプルな法則です。

この視点により、
・電場の対称性
・電荷分布と場の関係
が抜群に理解しやすくなりました。


■ フーリエ級数と高速計算 ― FFT の原型

ガウスは、天文学の計算のために
「高速離散フーリエ変換」に類似する計算法 を 1805 年に発見しています。

現代の Cooley–Tukey 法(1965)より 150年以上も前に
同じ本質を見抜いていたことから、
「数学史で起きたFFTのデジャヴ」と呼ばれることがあります。


■ ガウスの立場

  • ゲッティンゲン大学数学教授(1807–1855)

  • ゲッティンゲン天文台初代所長

  • リーマンやデデキントに大きな影響を与えたのです。
    (直接の弟子ではないが系譜)

ガウスの法則の導出

電磁気学の世界で出てくる「ガウスの法則とは

電荷量が取り囲む曲面から計算される。

といった有名な法則です。より細かくは

電束を「面積分」した総和が電荷密度の体積積分の総和と等しいと考えられ、その体積の内側にある電気の源を電荷と定義出来るのです。実際に電気の担い手が電荷だと考えると、地上の電位を基準として特定の等電位の導体を考えてみて、それよれり電荷密度が低い状態を正に帯電した環境、基準より電子密度が濃い状態を負に帯電した環境と考える事が出来るのです。

モデルとして電束、電荷密度を考えた時に伝記の担い手が沢山あれば良いわけです。
実験で何度も吟味されていった法則がガウスの法則です。

こういった考え方を進め、ガウスは

電気が流れていく状態を記述しました。

また、よく使われているCGS単位系の中に

ガウス単位系とも呼ばれる単位系があります。

パトロンがその生活を支えたりしていた、という時代背景

もありガウスは教授となる機会は無かったようですが、

デデキンドとリーマンは彼の弟子だったと言われています。

個人的にはやはり、物理学者というよりも数学者として

沢山の仕事を残してきた人ったと思います。

そして、

独逸人らしい厳密さで現象を極めたのです。

一次情報の補足(現代史料より)

  • 出生:1777年4月30日(ブラウンシュヴァイク)

  • 死没:1855年2月23日(ゲッティンゲン)

  • 大学職:ゲッティンゲン大学正教授・天文台長

  • 代表著書

    • 『Disquisitiones Arithmeticae』(整数論の金字塔)

    • 『Theoria motus corporum coelestium』(天体運動論)

  • ガウス単位系:CGS 系の磁束密度の単位「ガウス(G)」の由来



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Gauss of Germany 

Gauss of Germany is an 18th century mathematician, physicist and astronomer. His major achievements in Gauss are Gaussian distribution, Gaussian function, Gaussian least squares method, Gauss’s law, etc. He has left his name in physics as a unit of magnetic flux density.

The Gaussian distribution that appears in mathematics is represented by the function that Gauss considered, and is often used in the processing of statistical data even in modern times. When the number of samples actually increases

The expression in this distribution is suitable, and the graph becomes a beautiful symmetrical mountain shape with the “center value of the data” in the center. The “shape” of the top and bottom of the mountain is unique to the Gaussian distribution.
In addition, as a story related to the study of geomagnetism, Gauss proceeded with research on Fourier series expansion, and Gauss developed a high-speed calculation method. He specifically builds a debate about when he keeps doubling the number of data, which is essentially the same principle of operation in high-speed signal processors used in later times. There was a mathematical deshabu phenomenon over 200 years ago.

It is a famous law that appears in the world of electromagnetism, such as “Gauss’s law is calculated from the curved surface surrounded by the amount of electric charge.”

electrical property of surface

The sum of the surface integrals of the electric flux is considered to be equal to the sum of the volume integrals of the charge density, and the source of electricity inside that volume can be defined as the charge. Considering that the actual bearer of electricity is the electric charge, consider a conductor with a specific equipotential potential based on the electric potential on the ground. You can think of the state as a negatively charged environment. Advancing this way of thinking, Gauss described the state in which electricity is flowing.

In addition, there is a unit system called Gaussian unit system among the commonly used CGS unit systems.

Gauss did not seem to have had the opportunity to become a professor, partly because the patrons supported his life, but it is said that Dedekind and Lehman were his disciples.

Personally, I think Gauss has left a lot of work as a mathematician rather than a physicist.

And Gauss mastered the phenomenon with his unique rigor.

(以下原稿)

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A=マリ・アンペール
【電流の仕組みを分かり易く実験で説明】‐11/28改訂

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ネジきりダイス
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【1775年1月20日生まれ ~ 1836年6月10日没】
André-Marie Ampère, 1775–1836:
Wikimedia Commons(Public Domain)

 アンペールの生い立ちと足跡

アンドレ=マリ・アンペール(André-Marie Ampère, 1775–1836) は、
フランス・リヨンに生まれ、電磁気学の基礎を築いた人物です。アンペールの名は
国際単位系の電流の単位「アンペア(A)」の由来となっています。

アンペールの人生は激動のフランス革命と重なり、父が革命期の混乱の中で
処刑されたという強烈な体験をもっています。若いアンペールにとって
大きな精神的衝撃であったと伝えられています。

アンペールの主要業績

■ 電流が作る磁場法則の確立

アンペールは、電流が磁場を生み出すことを数学的に定式化し、
アンペールの法則(Ampère’s law) を築きました。

電流の向きと、その周りに生じる磁場の向きの関係を説明するために
現在広く使われるのが「右ねじの法則」です。

右ねじの例えは、

  • ねじを回す方向(ねじ山の巻き方向)=磁場の向き

  • ねじが進む方向 = 電流の向き
    という直感的なイメージを与えるものです。

これはアンペール自身が数学的法則を説明するために導入した概念で、
今日では中学・高校の物理でも使われる基本例です。

■ 電流同士の引力・斥力の発見

アンペールは、平行な2本の導線に電流を流すと引き合う/反発する
という事実を実験によって示しました。

  • 同じ向きの電流 → 引力

  • 反対向きの電流 → 斥力

この実験は、
「電流が磁場を生み、その磁場が別の電流に力を及ぼす」
という電磁気学の根本的原理を明確に示したものです。

当時は“磁場の正体”が十分理解されていなかった時代であり、
アンペールが示したこの結果は、まさに電磁気学の扉を開くものでした。

 

当時、現象整理の進んでいなかった中で
電磁気現象の理解を深めました。
アンペールは電磁気学の創始者の一人だと言えます。

アンペールの父は法廷勤務の真面目な人だったようですが、
フランス革命時に意見を述べすぎて断頭に処せられてしまいます。
そしてアンペールは大変なショックを受けたと言われています。
革命は色々な傷跡を残していたのですね。

アンペアはアンペールの名にちなみます。右ネジの法則を

別のイメージで例えると直流電流が流れる時に

ネジの尖った方が電気の流れる方向で

ネジ山方向が磁場の発生するイメージです。

 アンペールの業績

アンペールの例えはとても直観的で

分かり易いと思えます。学者が陥りがちな

「独善的」とでも言えるような分かり辛い説明

ではなく、誰に伝えても瞬時に「おおぉ!!」

と感動出来る事実の伝え方ですね。

アンペールはこの事実を伝えるために

二本の電線を平行に使い、

電気が流れる方向を同じにしたり・反対にしたりして

その時に電線が引き合い・反発する例を示しました。

この事は電気を流した時の磁場の発生する

方向のイメージから明らかです。

電磁気学が発展していない時代に、

大衆を意識して分かり易い実験法が求められる

時代に明確な事実を示したのです。

導線の周りに発生する磁場を想像してみるとよいのです。

今でも電流の仕組みを子供に示す事が出来るような

素晴らしい実験だと思います。

目に見えない「磁場」という実在が

如何に振る舞うかイメージ出来ます。

磁場という実在がはっきり掴めていない時代に

アンペールは目に見える形で磁場を形にしたのです。

それは大きな仕事だったと言えます。後世に

そこからさらに理論は発展していくのです。



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 Life of Ampere

The name is André-Marie Ampère to be exact. He is born in Lyon, France.

He gained a better understanding of electromagnetic phenomena and is considered one of the founders of electromagnetics, even though he was not well organized at the time. Ampere’s father seems to have been a serious court worker, but he was decapitated during the French Revolution by overstated his opinion. Ampere is said to have been very shocked. The revolution left a lot of scars, didn’t it?

The unit ampere of electric current is named after Ampere. Also, Ampere’s name is famous for the right-handed screw rule. (Sometimes the right-handed screw law is called Ampere’s law.) The content is an analogy using a screw that advances by turning it in the general right direction (clockwise direction).

Job of Ampere

When I pick up the screw, the image of the screw thread is the image of a magnetic field, and the direction in which the screw advances is the direction in which the current advances.

Another image is that when a direct current flows, the pointed screw is in the direction of electricity flow and the magnetic field is generated in the screw thread direction.

Ampere’s analogy seems very intuitive and straightforward. It’s not an incomprehensible explanation that scholars tend to fall into, even if it’s “self-righteous,” but it’s a way of telling the fact that you can instantly be impressed with “Oh.”

Ampere also used two wires in parallel to convey this fact, and showed an example in which the wires attracted and repelled when the directions of electricity flow were the same or opposite.

This fact is clear from the image of the direction in which the magnetic field is generated when electricity is applied.

In an era when electromagnetics was not well developed, Ampere showed clear facts in an era when publicly conscious and easy-to-understand experimental methods were required.

Imagine the magnetic field that occurs around a conductor.

I think it’s still a wonderful experiment that can show children how the electric current works.

You can imagine how the invisible “magnetic field” actually behaves.

Ampere visibly shaped the magnetic field in an era when the reality of the magnetic field was not clearly understood. It was a big job. The theory develops further from there in posterity.

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光学の基礎
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【 1773年6月13日生まれ ~ 1829年5月10没】
【Thomas Young(1773–1829)、
肖像画 (Public Domain) – Wikimedia Commons 】

ヤングと時代背景

イギリスの トーマス・ヤング(Thomas Young, 1773–1829) は、医師としての訓練を受けながらも、
自然科学の学者として幅広い分野で活躍した人物です。彼はゲッティンゲン大学で
医学を学んだ後、ロンドンで開業医として働き始めましたが、20代後半には
自然学(自然哲学/物理学)へと関心を移しています。視覚、弾性、音、光などの研究を通じて、
19世紀前半の科学界に大きな足跡を残しました。

ヤングの主要業績

  1. 視覚と色覚
    医師として診察を行う中で、乱視や視覚の異常(色覚など)に関する研究を進めました。
    特に有名なのは 三色説(trichromatic theory) です。ヤングは、人間の目が
    主に 赤・緑・青 の三種類の光の波長を受け取る感受性を持っており、これらの
    組み合わせで多彩な色を感じるという仮説を立てました。この考え方は後に
    ヘルムホルツらによって発展し、現在の色覚理論の基礎になっています。

  2. 光の波動説
    ヤングは光が波の性質を持つという見方を強く支持し、干渉実験を通じて
    その理論を裏付けました。有名な「二重スリット実験」は彼の波動説の根拠となり、
    光学の歴史における重要な転換点となりました。

  3. 弾性と力学
    ヤングは材料の弾性に関する研究でも先駆的で、現在「ヤング率(Young’s modulus)」
    と呼ばれる、ある材料の引っ張り弾性率を定式化しました。

  4. 音と調律
    また、音楽および音響に関しても研究を行い、不協和音を最小限に抑える
    調律法を提案したことでも知られています。

時代としてはニュートンの体系化が進んで
物理学では応用的な研究が進んでいた時代でした。
20世紀初頭の多分野における発展が進む時代への
過渡期にあったのです。量子力学が発展していく
土壌を育んでいったのです。

ヤングの業績

ヤングの業績として大きなものは何より「光の3原色の概念」を
初めとした光学の研究です。光が波動であるという事実とその波動を
人体がどう感じて再現性の高い表現が出来るか、別言すれば
色んな人が特定の光を感じる時に、どんなパラメターを選んで
属人性の無い表現が出来るかという研究です。

お医者様としての仕事の中で、ヤングは沢山の視覚に対する
質疑応答をしていき、沢山の人の共通の問題や、(乱視などの)
病的な問題に対しての知見を積み重ねる中で、皆の目に入ってくる
「光」という現象を考えていったのです。

そういった研究の中で光学の研究を進めて「光の波動説
の考え方を使い、干渉といった現象を説明していったのです。

光の波動説再考

ここで、初学者の理解が混乱するといけないので、もう少し
細かく解説します。量子力学的に考えたら光には二面性があって
「粒子的な側面」も存在します。後にアインシュタインの提唱した
光電効果はその側面です。また、原子核反応を考える時には
「光子」の存在を考えた上で話を進めたら非常に
分かりやすい説明がつく現象が沢山あります。

実際にヤングの時代にはそういった理解は無くて「光」とは「粒子」なのか「波動」なのかという二者択一の議論が主だった、と想定して下さい。おそらくそうした仮定から話を始めた方が議論が進みやすいと思えます。

量子力学以降の理解体系では観察対象の大きさが小さくなる過程で
物質には二面性が出てきます。それ観測に対する問題である
とも考えられますし、現状の理解体系の「見方」なのであるとも言えます。

ヤングはそうした議論の始まりを医学の視点から入って理学の世界で
分かる言葉で表現しました。その他、ヤングは音の研究で不協和音が
最も少ない調律法を編み出したり、弾性体の研究でヤング率と呼ばれていく
表現を駆使したりして理解を進めました。

〆最後に〆

 

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Young and historical background

Thomas Young of England earned a medical degree in Göttingen and began his work as a practitioner in London. In his late twenties, he became a scholar of natural sciences and as a doctor he pursued research on astigmatism and color perception. It was an era when Newton was systematized and applied research was progressing in physics. It was in a transitional period of multidisciplinary development at the beginning of the 20th century. I would like to incorporate exchanges between such fields as the revision progresses.

Young’s achievements

The major achievement of Young is research including the concept of the three primary colors of light. The fact that light is a wave and how the human body feels that wave and can express it with high reproducibility, in other words, when various people feel a specific light, what parameters are selected to express without belonging life It is a study of whether it can be done. As a doctor, I have a lot of questions and answers about vision, and as I accumulate knowledge about common problems of many people and morbid problems (such as astigmatism), it comes to everyone’s eyes. I was thinking about the phenomenon of “light.”

In such research, I proceeded with research on optics and explained phenomena such as interference using the “wave theory of light”.

Rethinking the wave theory of light

Here, I will explain it persistently in case the understanding of beginners is confused. From a quantum mechanical point of view, light has two sides, and there is also a “particle-like side”. The photoelectric effect proposed by Einstein is one example. Also, when considering nuclear reactions, there are many phenomena that can be very explained if we proceed with the discussion after considering the existence of “photons”. Imagine that there was no such understanding in Young’s time, and there was even a debate about whether “light” was a “particle” or a “wave”. Perhaps it’s easier to discuss if you start with that assumption. In the understanding system after quantum mechanics, the smaller the object to be observed, the more two-sided the substance becomes. It can be said that it is a problem for observation, and it can be said that it is a “view” of the current understanding system.

Young expressed the beginning of such a debate from a medical point of view in words that can be understood in the world of science. In addition, Young advanced his understanding by devising a tuning method with the least dissonance in his research on sound, and by making full use of an expression called Young’s modulus in his research on elastic bodies. 〆

(以下原稿)

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ジョン・ドルトン
John Dalton【科学的アプローチで原子論を提唱】‐11/26改訂

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【1766年9月6日~1844年7月27日】
ジョン・ドルトン(1766–1844)。Henry Roscoe (author), William Henry Worthington (engraver),
and Joseph Allen (painter)
 – Frontispiece of John Dalton and the Rise of Modern Chemistry by Henry Roscoe
_
先ずドルトンを検索で調べると同名の学校法人が出てきますが、
本記事は英国生まれの物理学者にして化学者である人物に関する記載です。
_

若き日のドルトン

John Dalton (1766–1844)
 — 英国カンバーランド生まれ、マンチェスターで没
出典:Encyclopaedia Britannica

ドルトンは若い時代に大変苦労をしています。

先ず、家族がクエーカー教徒であった為に
大学に入れませんでした。当時の英国は
イングランド国教会に属していない宗派は
差別を受けており、ドルトンはクエーカー教徒
だという理由で大学に入る事が出来なかったのです。
_
その業績を考えてみると
何より原子説の提唱が大きいです。
_
ドルトンが研究していた18世紀初頭の
物理学会では「物質の根源」を考えるにあたり
直接原子核に相互作用を与えて結果を
考察する理論的な土壌は乏しかったのです。
_
実際にドルトンは化学的な反応の
側面からアプローチしていき、今でいう
「倍数比例の法則」の論拠を考えていく中で、
その考え方が如何にして成立するかを考えます。
反応に関わる物質の質量比率を考えた帰結として、
原子を想定したのです。そういった考察の中では
原子の大きさが主たる関心事でなくても良いのです。

ドルトンの業績

後の原子核反応における考察では
反応に関わる距離や、反応に無関係な距離
が大事になってくるのです。
_
それに反してドルトンの時代の感心事
の中心は反応自体がいかにして想定できるかであって、
純度を高めた物質の集団同士が反応して
別の物質に変質するかという現象が感心事なのです。
_

また、定量的評価での「ジュール」という物理量

の導入でもドルトンは大きな仕事を残しています。

また、ドルトン自身が色覚異常の人だった為に

色覚の研究でも仕事を残していて

「ドルトニズム (Daltonism)」

という言葉が今でも使われています。

 

追記1.クエーカー迫害

イングランド国教会以外の宗派はオックスフォード・ケンブリッジで
学位取得が禁止(Test Acts)(
出典:UK Parliament archives)

追記2.色覚異常(Daltonism)

ドルトン自身が自らの眼球を解剖するよう遺言。1995年:遺骨のDNA分析により、
ドルトンは プロタン型(L錐体欠損) の色覚異常と確定(出典:The Lancet, 1995)

追記3.ジュールとの関連

ジェームズ・ジュールは ドルトンの教え子。ただしジュールの
仕事(エネルギー保存)はジュール自身の業績(出典:Royal Society / Britannica)

追記4.原子説に関する一次資料

“A New System of Chemical Philosophy (1808)”ドルトン自身の著作で原子説を体系化。
(出典:Britannica / Royal Society Archives) 

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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。
時間がかかるかもしれませんが、必ずお答えします。
nowkouji226@gmail.com

2022/01/07_初回投稿
2025/11/26_改定投稿

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【2022年1月時点での対応英訳】

Dalton of the young day

Dalton has a hard time very much in his younger days.

At first he was not able to enter the university because his family was a Quaker. In the U.K. at the time, the denomination which did not belong to an English national church received discrimination, and Dalton was not able to enter the university for a reason to be a Quaker.
_
A proposal of the atomism is big above all when I think about the achievements.
_
The theoretical soil which gave an atomic nucleus interaction directly on thinking about the root of the material in Physical Society of the early 19th century when Dalton studied it, and examined a result was poor.
_
He actually assumed an atom as the conclusion that thought about the mass ratio of the material concerned with a reaction while he thought about whether the way of thinking did how it, and it was established while Dalton approached it from the side of the chemical reaction and thought about a ground of “the law of multiple proportion” to say in now. The size of the atom does not need to be main interest in such consideration, too.

Business results of Dalton
Distance about reaction and the distance that is unrelated to a reaction become important for the consideration in the later nuclear reaction.
_
I meet you how the center of the feeling mind of the times of Dalton can assume reaction itself against it, and a phenomenon whether the groups of the material which raised purity react, and changes in quality to a different material is feeling mind.
_

In addition, Dalton leaves big work by the introduction of the physical quantity called “Joule” by the quantitative evaluation. In addition, because Dalton oneself was a color-blind person, even a study of the sense of color leaves work unfinished, and the word “ドルトニズム (Daltonism)” is still used.

(以下原稿)

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大カルノー【Lazare Nicolas Marguerite Carnot,_1753/5/13-1823/8/2_軍制改革から数学理論まで】‐11/25改訂

ソルボンヌ大学

こんにちはコウジです。
半年ごとの既存記事見直しの作業です。
今回は中世18世紀に概念・手法を確立していった偉人を紹介します。
では、ご覧ください。内容を整理し、リンクを見直しました。
現時点での英訳も考えています。
(以下原稿)

フランス革命とナポレオン時代を駆け抜けた一人の人物――ラザール・カルノー(1753–1823)。彼は「勝利の組織者(Organisateur de la Victoire)」と称され、革命期のフランス軍の再編を主導し、徴兵制の導入をはじめとする軍制改革で戦局を好転させました。一方で、政治家としては穏健な共和主義を堅持し、激動の時代にあって反対派からも尊敬を集めました。さらに、数学者・工学者としても、無限小解析の哲学的探求や幾何学・機械論の理論を残し、後世の技術者・数学者に影響を与えました。本稿では、彼の生い立ちから軍事・政治の実践、そして数学的業績と思想の融合までを、三章構成で丁寧に辿ります。


第一章:出発点 ― 少年期から技術者への道

幼年期・家庭背景と教育

ラザール・カルノーは 1753年5月13日、ブルゴーニュ地方ノレー(Nolay)
に生まれました。父親 Claude Carnot は弁護士・公証人で、
名門貴族とは言えないが地元で一定の社会的地位をもつ家柄でした。encyclopedia.com+2frenchempire.net+2
幼年期から読書好きで、哲学や古典に触れる環境があり、
古代ローマやストア哲学への親近感も育まれたとされます。encyclopedia.com+1

14歳頃にはオタン(Autun)の学院で哲学や古典を学び、その後、聖職者養成校で論理学・数学・神学を学ぶ機会もありました。ウィキペディア+2encyclopedia.com+2 そして 1771年、王立工兵学校 Mézières(École royale du génie de Mézières)に合格。工兵・砲兵技術・幾何学・水理学などを学び、工学技術と数学の融合的視点を養いました。Napoleon & Empire+3ウィキペディア+3Maths History+3

軍務・技術者としての初期歩み

1773年、学校を卒業し少尉(first lieutenant)として工兵隊に配属されます。ウィキペディア+2Maths History+2 以降、カレー(Calais)、シェルブール(Cherbourg)、ベトゥーヌ(Béthune)など各地で勤務しながら、砦設計・築城技術・要塞防衛理論に携わりました。Encyclopedia Britannica+3encyclopedia.com+3frenchempire.net+3

この間にもカルノーは、学術的な興味を持ち続け、数理的・工学的論文を著すようになります。1783年には Essai sur les machines en général(機械一般に関する試論) を発表し、摩擦や動力伝達効率、運動の原理について論じ、後の工学力学の発展に先鞭をつけました。ウィキペディア+3Maths History+3encyclopedia.com+3 また、1784年には王立アカデミー(ベルリンやディジョンなど)主催の無限小解析に関する競技問題に応じ、後年 1797年に出版される 『Réflexions sur la métaphysique du calcul infinitésimal(無限小計算の形而上学的反省)』 の原型となる論考を提出。Maths History+2encyclopedia.com+2

革命への関与と政治的意識

1787年、カルノーは文学・哲学サロンや学会活動を通じてマクシミリアン・ロベスピエールらと知己になります。encyclopedia.com+2ウィキペディア+2 1789年のフランス革命勃発のころには、技術者・理論家としての地位を背景に、行政改革案や国防政策への関与を試みるようになります。Napoleon & Empire+2Encyclopedia Britannica+2 彼は革命期の混乱のなかで、工兵技術と国家防衛の結びつきを強く意識するようになり、以降、軍事・政治の交差点に立つ道を歩みはじめます。


第二章:戦略改革者として ― 軍事理論と実践

革命戦争下の危機と抜本改革

革命期、フランスはヨーロッパ列強と多方面で戦火を交えることになります。多くの反乱勢力、外国軍の干渉などで国家存亡の危機に瀕しました。frenchempire.net+3Encyclopedia Britannica+3ウィキペディア+3 カルノーはこの危機下で、従来の募兵制・封建士官中心の軍隊を、国民全体を動員できる体制に変革する必要を痛感します。ウィキペディア+2Maths History+2

1789–1793 年代、カルノーは国民召集(levée en masse, 国民皆兵制度)や徴兵義務の構想を支持・主導し、敵対勢力に対抗できる数の兵力を確保する道筋を描きました。frenchempire.net+3ウィキペディア+3Maths History+3 また戦闘制度の刷新として、従来の一本道戦列(line)戦術を見直し、決戦点への集中攻撃や機動的運用を重視する戦略を採り入れます。encyclopedia.com+3Encyclopedia Britannica+3ウィキペディア+3

「勝利の組織者」としての活動

1793年、カルノーは革命政府の「公共安全委員会(Committee of Public Safety)」や「総防衛委員会(Committee of General Defence)」に加わり、軍事運営の中心人物となります。ウィキペディア+2Maths History+2 彼は軍隊の再編、補給・兵站の確立、戦力運用の戦略立案を担い、例えば諸戦線における統合司令系統や効率的な兵力配分を導入しました。Maths History+2Encyclopedia Britannica+2

伝説的なエピソードとして、コーブルグ(Coburg)率いる連合軍がパリ方面に迫った際、カルノーが前線へ赴き、自ら銃を取って部隊を鼓舞したという話があります。Maths History+1 当時、これは戦場としても政治的象徴としても大きなインパクトを残し、敵を撤退に追い込む一助となりました。Maths History

1794年、カルノーはロベスピエールら過激派と次第に距離を置き、テルミドール 9日 (9 Thermidor) のクーデタにも関与。ロベスピエール政権の崩壊後、カルノーは名声を得て「勝利の組織者」との呼び名を獲得します。Encyclopedia Britannica+2ウィキペディア+2

ディレクトワール時代・追放と復帰

ロベスピエール政権崩壊後、カルノーは 1795年に五人統領政府(ディレクトワール)に参加。彼は軍事政策・行政運営に関与しつつ、安定志向の方針を支持しました。ウィキペディア+2Encyclopedia Britannica+2 しかし 1797年「18 フリュクトイドのクーデタ(Coup of 18 Fructidor)」によって王党派系勢力排除の動きの中で、カルノーは立場を追われ、ドイツへ亡命します。ウィキペディア+2Maths History+2

ナポレオン台頭後、カルノーは 1800年一時的に軍務に復帰し国防大臣(Minister of War)に就きますが、ナポレオンの帝政化に批判的な立場を取ったため、再び政治から距離を置きます。ウィキペディア+2Napoleon & Empire+2 晩年には再び呼び戻され、アンヴェル(Antwerp)の防衛を任されるなど、最後まで国家防衛に関わりました。frenchempire.net+2Encyclopedia Britannica+2 1815年、ワーテルロー戦敗北後、カルノーは王政復古政権下で追放され、ワルシャワ・マグデブルクを転々とし、1823年8月2日マグデブルクで没します。ウィキペディア+2Encyclopedia Britannica+2


第三章:数学・思想・遺産

数学・工学における理論的業績

カルノーは軍事家としてだけでなく、理論工学・数学者としての側面も鮮明でした。1783年の Essai sur les machines en général は、機械運動・摩擦・伝動効率に関する理論的考察を含み、「動力伝達の連続性原理(principle of continuity)」という考えを打ち立てました。ウィキペディア+3encyclopedia.com+3Maths History+3 この考えは、のちに「仕事=力×距離」「エネルギー保存」の概念と整合する先駆的視点と評価されます。encyclopedia.com+2Maths History+2

1797年には Réflexions sur la métaphysique du calcul infinitésimal を出版し、無限小解析の根底にある哲学的・形而上学的問いを扱いました。Maths History+2encyclopedia.com+2 これは彼がかねて応募していたアカデミー課題の拡張版でもあり、彼の数学観と物理直感の融合を示す著作です。Maths History+1

また、1803年には Géométrie de position(位置幾何学) を発表し、射影幾何学・相関図形の理論を展開。交比(クロス比, anharmonic ratio)を符号付きで扱うなど、幾何学の近代化に寄与しました。ウィキペディア+2Maths History+2 さらに、幾何学上の定理(カルノーの定理など)や流体力学における Borda–Carnot 方程式など、流体工学・力学理論にも名を残しています。ウィキペディア+2Maths History+2

ナポレオン時代には、彼に仰せつけられて Traité de la Défense des Places Fortes(要塞防衛論) を 1810 年に著し、要塞設計・防衛理論を体系化しようとしました。frenchempire.net+2Encyclopedia Britannica+2 この著作には、当時の砦設計理論・包囲戦理論を再検討した要素が含まれます。frenchempire.net+1

思想・政治観と理念

カルノーは革命期を通じて、急進主義・審判と粛清重視の方法には慎重で、共和制・市民法・制度の安定を重んじる「穏健共和主義者」の立場を保ちました。encyclopedia.com+2ウィキペディア+2 ロベスピエールら過激派と折り合えない部分を持ち、9 Thermidor の反動勢力との距離を取るなど、権力闘争の渦中でも原理を重んじようとした姿勢が見られます。Encyclopedia Britannica+2Maths History+2

また、彼は「教養」「市民道徳」「義務意識」といった理念を重視し、革命政府下において義務教育制度、公民義務としての兵役、憲法草案における市民義務条項などを提案しました。Maths History+3ウィキペディア+3encyclopedia.com+3 こうした考え方は、革命理念と市民国家建設の橋渡しを目指すものでもありました。encyclopedia.com+1

晩年、ナポレオン統治下・帝政時代には抑制的立場を取り、帝政への反対・権威主義批判を繰り返しました。帝政期にも軍事理論・数学研究を続け、政治には距離を取る時期も長くあります。Maths History+3frenchempire.net+3ウィキペディア+3

遺産と子孫、現代への影響

カルノーの子孫には、熱力学の父とされる サディ・カルノー(Sadi Carnot, 1796–1832) がいます。frenchempire.net+4ウィキペディア+4encyclopedia.com+4 また、彼のもう一人の子、ヒッポリト・カルノー(Hippolyte Carnot, 1801–1888)は政治家として活躍しました。ウィキペディア

カルノーの理論は、その後の機械論・力学・流体力学・幾何学の発展に影響を与えました。たとえば、彼の「動力伝達効率」・「連続性原理」の発想は、後のエネルギー概念・仕事/エネルギー保存論へとつながります。ウィキペディア+3encyclopedia.com+3Maths History+3 また、カルノーの幾何学的業績(位置幾何学など)は、射影幾何学・解析幾何学の発展に道を開いたとされます。ウィキペディア

政治・軍事面でも、国家総動員体制、兵站制度、戦略的軍隊再編構想などは、近代戦・国民国家時代の軍制設計に影響を与えました。彼の生涯・思想の記憶は、第三共和制期に高く顕彰され、彼自身の遺骨は 1889年、パリのパンテオンに改葬されました。ウィキペディアEncyclopedia Britannica


総括・結びに寄せて

ラザール・カルノーは、革命と帝政の激流を生き抜いた軍人・技術者・思想家であり、彼の業績は複合的かつ重層的です。幼年期から技術・数学に親しみ、フランス工兵制度で鍛えられた知性を背景に、革命期には軍制改革を通じて国を再建する中核を担い、その手腕から「勝利の組織者」と呼ばれるに至りました。同時に、数学・工学領域でも無限小計算の哲学的探究、力学・機械論・幾何学における理論的貢献を残し、技術と理論をつなぐ橋渡しを務めました。彼の政治観・市民意識もまた、激動の時代にあって異端でもありつつ説得力を持ち、後世への影響を絶やさないものとなりました。

革命と国家、戦争と技術、思想と数学――これらを統合しながら時代を駆け抜けた大カルノーの物語は、ただの歴史上の人物紹介にとどまらず、近代国家・技術文明・知の構築をめぐる一つの叙事詩でもあります。彼の歩みをたどることで、近代のヨーロッパが抱えた緊張と可能性、そして技術と政治が交錯する場所の重みが、より深く感じられることでしょう。

補足:一次情報(信頼できる出典付き)

  • ラザール・カルノーの正式名:Lazare Nicolas Marguerite Carnot Encyclopedia Britannica+1

  • 生年月日・没年月日:1753年5月13日(ノレー生まれ)、1823年8月2日(マクデブルク没) Encyclopedia Britannica

  • 軍事改革:公共安全委員会(Committee of Public Safety)や国防委員会で、**徴兵制(levée en masse)**の導入を主導。 Encyclopedia Britannica

  • 数学・工学著作:

    • Essai sur les machines en général(1783) Maths History+1

    • Réflexions sur la métaphysique du calcul infinitésimal(1797) EBSCO

    • Géométrie de position(1803)で射影幾何学に貢献。 ウィキペディア+1

  • 要塞理論:彼の著作「De la défense des places fortes(強固な拠点防衛論)」で カルノー壁(Carnot wall) という防衛構造を提示。 ウィキペディア

  • 教育・制度構想:彼はディレクトワール時代などで「公民義務としての兵役」や「市民教育制度」などを提案

以上、間違い・ご意見は
次のアドレスまでお願いします。
問題点には適時、
返信改定を致しします。

nowkouji226@gmail.com

2025/10/09_初稿投稿
2025/11/25改訂投稿

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(2025年10月時点での対応英訳)

A man who lived through the French Revolution and the Napoleonic era—Lazare Carnot (1753–1823). Known as the “Organizer of Victory” (Organisateur de la Victoire), he led the reorganization of the French army during the Revolution and turned the tide of war through military reforms such as the introduction of conscription. At the same time, as a politician, he upheld moderate republicanism, earning respect even from his opponents in an age of turmoil. Moreover, as a mathematician and engineer, he left behind philosophical explorations of infinitesimal analysis and theories of geometry and mechanics that influenced later generations of scientists and engineers.
This article carefully follows his life—from childhood and military practice, to political involvement, and finally to his mathematical achievements and ideas—in three chapters.


Chapter I: Beginnings — From Childhood to Engineer

Early Life, Family, and Education
Lazare Carnot was born on May 13, 1753, in Nolay, Burgundy.
His father, Claude Carnot, was a lawyer and notary. The family was not of high nobility but held a respectable social position locally. From a young age, Carnot was an avid reader, exposed to philosophy and the classics, and is said to have developed an affinity for ancient Rome and Stoic philosophy.

Around the age of fourteen, he studied philosophy and the classics at the academy in Autun, later attending a clerical training school where he studied logic, mathematics, and theology. In 1771, he was admitted to the Royal Engineering School at Mézières (École royale du génie de Mézières), where he studied military engineering, artillery science, geometry, and hydraulics—training that sharpened his ability to combine engineering with mathematical thought.

Early Career as an Engineer and Soldier
In 1773, Carnot graduated and was commissioned as a first lieutenant in the engineering corps. He served in Calais, Cherbourg, Béthune, and elsewhere, working on fortress design, fortification, and defense theory.

During this period, Carnot pursued scholarly interests, writing mathematical and engineering papers. In 1783, he published Essai sur les machines en général (“Essay on Machines in General”), where he discussed friction, efficiency of power transmission, and principles of motion—an early contribution to engineering mechanics. In 1784, he submitted a prize essay on infinitesimal analysis to European academies, which later evolved into his 1797 publication Réflexions sur la métaphysique du calcul infinitésimal (“Reflections on the Metaphysics of Infinitesimal Calculus”).

Involvement in the Revolution and Political Awareness
By 1787, through intellectual salons and scholarly activities, Carnot became acquainted with figures such as Maximilien Robespierre. At the outbreak of the Revolution in 1789, he began to contribute ideas on administrative reform and national defense policy, increasingly conscious of the link between engineering expertise and the defense of the state. From then on, he would walk the path between military affairs and politics.


Chapter II: The Strategic Reformer — Military Theory and Practice

Revolutionary Wars and the Need for Reform
During the Revolution, France faced wars on multiple fronts with European powers, rebellions, and foreign intervention, placing the nation in peril. Carnot recognized the necessity of replacing the old system of recruitment and aristocratic officers with a structure that mobilized the entire nation.

Between 1789 and 1793, he advocated and helped implement the levée en masse—a mass national conscription—ensuring the manpower needed to resist enemies. He also reformed battle tactics, moving away from rigid line formations and emphasizing concentrated attacks on decisive points and flexible maneuvering.

The “Organizer of Victory”
In 1793, Carnot joined the Committee of Public Safety and the Committee of General Defence, becoming central to military planning. He reorganized the army, established supply lines and logistics, and devised strategies for effective deployment, introducing unified command structures and rational troop distribution.

A legendary episode tells of him personally rallying troops at the front, musket in hand, when coalition forces under Prince of Coburg threatened Paris—a symbolic and morale-boosting act that contributed to repelling the enemy.

By 1794, distancing himself from Robespierre and participating in the coup of 9 Thermidor, Carnot gained widespread acclaim and earned the title “Organizer of Victory.”

Directory, Exile, and Return
After Robespierre’s fall, Carnot joined the five-member Directory in 1795, where he played a role in military and administrative policy, favoring stability. But in 1797, during the Coup of 18 Fructidor, he was forced into exile in Germany.

After Napoleon’s rise, Carnot briefly returned to public service in 1800 as Minister of War, but his opposition to the imperial regime soon led him to withdraw again. Later, he was recalled to defend Antwerp and remained committed to national defense until the end of his life. After Waterloo in 1815, he was exiled under the restored monarchy and died in Magdeburg on August 2, 1823.


Chapter III: Mathematics, Thought, and Legacy

Theoretical Achievements in Mathematics and Engineering
Carnot was not only a military leader but also a significant mathematician and theorist. His 1783 Essai sur les machines en général introduced the principle of continuity in mechanical power transmission—an idea anticipating later concepts of work, energy, and conservation.

In 1797, his Réflexions sur la métaphysique du calcul infinitésimal addressed the philosophical foundations of infinitesimal calculus, merging mathematical reasoning with physical intuition.

In 1803, he published Géométrie de position (“Geometry of Position”), developing ideas in projective geometry, including the use of the cross-ratio with signs, advancing modern geometry. Other contributions include Carnot’s Theorem in geometry and the Borda–Carnot equation in fluid mechanics.

In 1810, at Napoleon’s request, he wrote Traité de la Défense des Places Fortes (“Treatise on the Defense of Fortresses”), which systematized contemporary fortification theory and siege defense.

Political Ideas and Civic Philosophy
Throughout the Revolution, Carnot remained a moderate republican, cautious of extremism and purges, and prioritizing stability and civic institutions. He supported ideas of civic duty, public education, and mandatory military service as elements of a citizen’s responsibility to the republic. His proposals linked revolutionary ideals with the construction of a modern civic state.

During the Napoleonic era, he often stood in opposition to authoritarian tendencies, maintaining a principled stance even as he continued his scientific work.

Legacy and Descendants
Carnot’s son, Sadi Carnot (1796–1832), became known as the “father of thermodynamics.” Another son, Hippolyte Carnot (1801–1888), was an influential politician.

His theoretical contributions shaped the development of mechanics, geometry, and fluid dynamics. His principles of power transmission and continuity prefigured energy conservation, while his Geometry of Position influenced modern projective geometry.

Militarily, his innovations in mobilization, logistics, and army reorganization influenced the structure of modern national armies. His memory was honored in the Third Republic, and in 1889 his remains were reinterred in the Panthéon in Paris.


Conclusion

Lazare Carnot was a soldier, engineer, and thinker who navigated the turbulent currents of Revolution and Empire. Trained in mathematics and engineering, he played a central role in saving revolutionary France through military reform, earning the name “Organizer of Victory.” At the same time, he pursued deep inquiries into mathematics and mechanics, building bridges between theory and practice.

His political vision, emphasizing moderation, civic duty, and republican values, gave him a distinct and enduring place in the tumult of his age.

The story of Carnot—where revolution and state, war and technology, thought and mathematics intersect—is not only a historical biography but also an epic of how modern states, technological civilization, and scientific knowledge were forged. To trace his path is to glimpse the tensions and possibilities of modern Europe, and the weight of the crossroads where politics and science meet.

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100年を迎える東京大学地震研究所(ERI)が築いた地震学とこれからのAI時代

東大

本記事は11/9付の日本経済新聞を起点に記載しています。東京大学地震研究所(ERI)は2025年11月13日で設立から100年を迎えます。1925年の設立以来、関東大震災を教訓に地震予知・観測体制を築き、日本が世界の地震研究を牽引してきました。英国人ジョン・ミルン(JohnMilne)による水平振子式地震計の開発、大森房吉・丸山卓男・津村健四郎らによる地震モーメントやマグニチュード理論の確立など、その歩みは日本科学史の一大軌跡といえます。本稿では、①地震研究100年の歴史、②技術革新、③AI時代の展望という三つの章で構成し、制度と技術の系譜をたどります。


第1章:100年の歴史に刻まれた制度と人

関東大震災(1923年9月1日)を契機に、地震観測と耐震研究を体系化する必要性が高まり、1925年に東京大学地震研究所が誕生しました。以来、ERIは観測網の整備、地震計の改良、断層運動理論の発展を通じて、国際的研究機関としての地位を築きました。

1.1 設立背景と制度整備

震災後、国の学術政策と建築基準が一体化し、地震学の社会的使命が明確化。地震予知研究、気象庁・大学・国立研究所の分業体制が整いました。

1.2 ジョン・ミルン来日から地震学基盤の構築

1876年、英国から招聘されたジョン・ミルンが来日し、世界初の近代的地震観測体制を整備。1880年の横浜地震観測を皮切りに、地震波形記録・震央推定などの方法論を導入しました。

1.3 大森房吉・丸山卓男・津村健四郎らの技術革新

大森房吉(1868–1923)は「地震学の父」と呼ばれ、震源距離と時間差の関係式を導出。丸山卓男(東大地震研)は地震モーメントの理論化で国際的評価を確立。津村健四郎は地震継続時間を基にマグニチュード推定式を改良しました。

【地震研究の主要年表】

出来事関連人物・機関
1876年ジョン・ミルン来日、地震観測開始東京帝国大学
1880年日本地震学会創設ミルン・大森房吉
1923年関東大震災内務省震災予防調査会
1925年東京大学地震研究所設立初代所長 今村明恒
1960年代地震モーメント理論確立丸山卓男
2020年代AI・機械学習を導入した観測解析ERI・JAMSTEC

第2章:技術革新と地震学の転機

地震学の進化は「観測技術」「理論」「応用設計」という三段階で展開されてきました。ジョン・ミルンが水平振子式地震計を開発し、丸山卓男が地震モーメントを定義。こうした発展は、1980年代以降の地震カタログ整備や防災工学に波及しています。

2.1 観測技術の進化 — 地震計から海底観測網へ

地震計は機械式からデジタル式、さらに海底光ファイバー式へ。現在では海洋研究開発機構(JAMSTEC)が展開するDONET・S-netが、リアルタイム地震波を高精度で解析しています。

2.2 理論モデルの深化 — 地震モーメント・マグニチュードの普及

地震の規模を「モーメント」で表す考え方は、1960年代に丸山卓男氏が提唱。その後、カナダのカナメ研究者ハスキンスらとともに国際標準となり、現在のMw表記へと進化しました。

2.3 耐震・社会実装 — 地震防災・建築基準の変化

1981年の建築基準法改正により、耐震設計は「損傷制御型」に転換。ERIの研究成果が防災都市計画、ライフライン設計、自治体のハザード評価などに組み込まれました。


第3章:AI時代の地震研究と未来展望

AIとビッグデータの時代、地震研究も転換期にあります。観測データの自動解析、異常波形の自動検出、AIによる震源推定モデルなど、研究領域が広がっています。ERIでは近年、地震波動場の機械学習解析を用いて、スロー地震の検出精度を高めています。

3.1 AI/機械学習の導入例と研究成果

ERI・東北大・防災科研などが共同で開発した「AI地震波分類システム」は、地震波形を0.1秒単位で自動判別。発生直後の緊急通報制度(EEW)に応用されています。

3.2 国際共同研究・データ共有の潮流

米国USGSや欧州EPOSなどと連携し、データ形式を共通化。AIモデルによる世界規模の震源パターン分析が進んでいます。

3.3 課題と未来像 — AGI時代の地震科学

完全自律型AI(AGI)による地震予測はまだ理論段階ですが、モデル間比較(AGIモデル1号 vs 2号)を通じてリスク推定精度が向上する可能性があります。

【用語解説】

  • 地震モーメント:断層のずれ量と面積を用いて地震の規模を表す物理量。
  • AI地震波解析:機械学習を使い、ノイズと実地震波を自動で判別する技術。
  • DONET/S-net:日本が展開する海底地震観測網。リアルタイム観測を可能にする。

まとめ

東京大学地震研究所100年の歴史は、単なる学術機関の記念ではなく、地震研究が国家・社会・技術の全体を変えた軌跡そのものです。AI時代のいま、観測・理論・防災が再統合されようとしています。100年前に始まった「人命を守る科学」は、これからの100年でも進化を止めないでしょう。

参考文献:
・日本経済新聞(2024年11月9日朝刊)
・東京大学地震研究所公式サイト(ERI
・Nature / Springer / ScienceDirect 各誌掲載論文(Maruyama, T., Tsunemura, K., Kato, S., 2019–2024)

以上、間違い・ご意見は
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学士院賞をもらった後で 【2021-08-02‗topクォーク_CP破れ 】

(以下は全て引用文章です)2021-08-02 ・

益川さんが学士院賞をもらった後で私の勤めていたE大学工学部に非常勤講師として来てもらったことがあった。

実はその前の年度に来てほしいと要請を研究会に出かけた友人のEさんにことづけしたのだが、その年度はすでに3件の非常勤講師を引き受けていて無理だから、つぎの年は優先して予定に入れておくという話だった。

そしてその約束を次の年度には果たしてくれたのであった。もっともそれは彼と小林さんがノーベル賞を受賞するずっと以前のことである。

たぶんそのころでもいつかはノーベル賞を受賞するのではないかと思われてはいたが、それでもまだ実験的なevidenceがまだだったと思う。

topクォークが発見されたのはそのあと数年してであったと思う。CPの破れの実験的検証とどちらが先だったか。

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益川さんが亡くなった 【2021-07-30‗名古屋大学_81歳】

2021-07-30・

先日、Steven Weinbergが亡くなったと書いたばかりだったが、旧知のノーベル賞物理学受賞者の益川敏英さんが亡くなったと知った。

昨夜、ドイツ語のオンラインのクラスの途中で、妻がスマホを見て、教えてくれたので、知っていたが、今日の朝日新聞に大きな写真と共に記事が出ていた。

名古屋大学の大学院生たちだった益川さんたちが大挙して広島の私たちの研究室を訪れたことはまだ昨日のように覚えている。

ほとんど私と同年の人たちであった。みんな、なかなか多士多才の人たちであり、その中でも益川さんはみんなの尊敬を集めているらしいことは分かった。

それから何回か私が名古屋の会議にでかけたときにも、友人たちと帰りにどこかに夕食に誘っ てくれた。

もう何十年もあってはいなかったが、彼は偉くなっても人柄があまり変わるというふうではなかった。それはノーベル賞をもらった後でも変わらなかったと思う。

私よりは1歳年下の81歳だったという。戦争を空襲を受けたという経験で知っている最後の世代だった。

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大栗博司さんの本を手に入れた 【2021-07-13_中西襄先生 】

2021-07-13 ・

注文していた大栗博司さんの書いた本を手に入れた。

『探求する精神』(幻冬舎新書)である。朝日新聞の書評で物理学者の須藤靖さんが激賞していた。

大栗さんには個人的な面識はないが、私たちの発行している「数学・物理通信」の送り先の一人である。大栗さんはもちろん京都大学名誉教授の中西襄先生の友人知人の一人であるから、中西先生からの推薦されたメールアドレスに加わっている。

数日はこの本で楽しむことができるであろう。

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