ローレンツ変換で名を残し、アインシュタイン等と議論して育てたローレンツ

↑ Credit ; Wikipedea ↑

H・A・ローレンツ【1853年7月18日生まれ ~ 1928年2月4日没】

ライデン大学のローレンツ

名は Hendrik Antoon Lorentz。オランダのアーネムに生まれ、後に
Leiden University（ライデン大学）で学位を取得し、さらに同大学の理論物理学の教席
(Chair of Theoretical Physics) に就き、長年にわたり研究と教育に携わりました。ウィキペディア+1

ローレンツの主な業績

電気・磁気・光 (電磁気学) を統一的に記述する理論 (当時は “Maxwell–Lorentz 理論”)
を完成させ、荷電粒子に働く力を記述する式として Lorentz force（ローレンツ力）
を導入しました。これにより、磁場中を動く電子など荷電粒子の運動を定量的に
扱えるようになりました。アストロノー+1
さらに、1890〜1900年代にかけて、光や電磁現象を記述するため
異なる慣性座標系間での変換を研究し、時間と空間を変換する現在でいう
Lorentz transformation を導入。これによって、電磁気学の方程式が
異なる運動系でも同じ形を保てるようになりました。ウィキペディア+2PubMed+2
また、これらの理論 (電子論、電磁気学) は、後の Special Relativity や量子論など、20世紀物理学の土台となる重要な “橋渡し” を果たしました。ローレンツは、電磁気学という “古典理論” の枠組みを整えつつ、相対性や量子といった新しい理論への道を開いた人物の一人です。 PubMed+1

ローレンツの栄誉
彼は 1902 年に Nobel Prize in Physics を Pieter Zeeman と共同で受賞。
これは “磁場が放射 (光) に与える影響 (ゼーマン効果の理論的解釈)”
に関する研究によるものでした。ウィキペディア+1
その他にも、英国王立協会 (Royal Society) 外国フェロー選出、同協会の
コプリ―・メダル受賞など、多くの栄誉を得ています。ウィキペディア+1

理論の正確な位置づけ
ローレンツの理論は、当時一般的だった “エーテル (luminiferous ether)” 仮説を
前提にしていました。その上で、ローレンツ変換や「局所時間 (local time)」などの
概念を導入することで、光や電磁現象を異なる運動系でも矛盾なく
説明できるようにしたのです。ウィキペディア+1
しかし、「光速度不変の原理 (光速はどの慣性系でも同じ)」を理論的な “前提 (公理)”
として定式化したのは主にアルベルト・アインシュタインであり、
ローレンツの理論はその土台または
先行研究の一部と理解するのが歴史的・理論的により正確です。また、
後代の理論物理学者たち、特にアルベルト・アインシュタインは、ローレンツを “

私の人生で出会った最も重要な人物の一人” と評した、という逸話もあります。
PubMed+1

ランデン大学では他に、

エンリコ・フェルミ、
西周（日本の哲学者）、
ヘイケ・カメリー・オネス_
アルベルト・アインシュタイン、
クリスティアーン・ホイヘンス、
フィリップ・シーボルト（博物学者）、
ポール・エーレンフェスト

が学んだり、教えたり、議論をしたりしていました。

他、オランダで個人的に関心があるのは

デルフト工科大学です。そこは現在、

低温物理学で有名な拠点ですので別途、

機会があれば取りあげたいと思います。

ローレンツの主な業績

さて話戻ってローレンツですが、

電気・磁気・光の関係を解きほぐしました。

手法としては座標系の変換を効果的に使います。

特にアインシュタインが特殊相対性理論

を論じる際に起点の一つとして使った、

「光速度不変の定理」はローレンツが導いた

変換に関する考察があって成立しています。

ローレンツの人脈

ローレンツとアインシュタインはエーレンフェストの家でよく語り合っていたと言われています。時間が出来たら寄合って、その時々の関心のある議題について語り合っていたのでしょう。有益な夜の時間が過ごせたはずです。このブログで今ご紹介している写真はそんな中での風景です。きっと。

ローレンツの業績は、電磁気学、電子論、

光学、相対性理論と多岐にわたります。

弟子のゼーマンが電子に起因するスペクトル線

が磁場中で分裂する事実を示した時には

理論的論拠を与えノーベル賞を受けています。

荷電粒子を考えた時には

①静電場からの力が働き
②静磁場からの力が働き
③電場中で速度ｖで働くとき力が働き、

その総和としてローレンツ力が表現されます。

また、ローレンツ変換は相対論を語る時の

基礎になっています。更に、双極子の性質を表

すローレンツ・ローレンツの式などでローレンツは

名前を残しています。その中で

特に印象深い業績はやはり変換に関する物でしょう。

ローレンツの独自性

ローレンツは座標系の変換の中で局所時間
と移動体の長さの収縮を議論していきます。そこから、
「ローレンツ収縮」といった言葉も生まれてます。
理論への要請として、
マイケルソン・モーレの実験を理論から
説明するには光速度普遍の枠組みで
事実を組み立てなければなりません。
これが可能な理論的土台として
ローレンツ変換は秀逸だったのです。

最後に、そのご臨終の話を語りたいと思います。

ローレンツの葬儀当日は追悼の意を込め、

オランダ中の電話が3分間電話が止められました。

英国王立協会会長だったアーネスト・ラザフォードが

お別れの言葉を述べる中で多くの人が

ローレンツを惜しみました。

〆

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2020/10/24_初版投稿
2025/12/31_改定投稿

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（2021年9月時点での対応英訳）

Lorenz of Leiden University

Its name is Hendrik Antoon Lorentz to be exact. Leiden University is famous for physics in the Netherlands, and Lorenz is from there. Ehrenfest will open the colloquium later, but one of the people who nurtured such a university in terms of theory is Lorenz. Besides at this university

Enrico Fermi,
Nishi Amane (Japanese philosopher),
Heike Kamerlingh Ones_
Albert Einstein,
Christiaan Huygens,
Philipp Siebold (naturalist),
Paul Ehrenfest

Was learning, teaching, and discussing. Another personal interest in the Netherlands is the Delft University of Technology. It is currently a well-known base for cryogenic physics, so I would like to take up it if there is another opportunity.

Lorenz’s main achievements

Now back to Lorenz, I unraveled the relationship between electricity, magnetism, and light. His technique is to effectively use coordinate system transformations.

In particular, the “light velocity invariant theorem” that Einstein used as one of the starting points when discussing special relativity was established with consideration of the transformation derived by Lorenz. Of course, Einstein praised his personality and achievements and described Lorenz as “the most important person he met in his life.”

Lorenz connections

Lorenz and Einstein are said to have often talked at Ehrenfest’s house. When I had time, I would have come together and talked about the agenda of interest at that time. You should have had a good night time. The photos I’m introducing in this blog are the scenery in such a situation.

Lorenz’s achievements range from electromagnetism, electron theory, optics, and theory of relativity. When his disciple Zeeman showed the fact that electron-induced spectral lines split in a magnetic field, he gave a theoretical rationale and received the Nobel Prize. When he thought of charged particles

① Force from electrostatic field works
② Force from static magnetic field works
③ When working at speed v in an electric field, force works,

Lorentz force is expressed as the sum. Lorentz transformations are also the basis for talking about relativity. In addition, Lorentz has left its name in the Lorentz-Lorenz formula, which expresses the properties of dipoles. The most impressive of these is probably the one related to conversion.

Lorenz’s uniqueness

Lorenz discusses the contraction of local time and mobile length in the transformation of the coordinate system. From there, the word “Lorentz contraction” is also born. As a request to his theory, to explain Michaelson Moret’s experiment from theory, we must construct the facts in the framework of universal light velocity. The Lorentz transformations were excellent as the theoretical basis for this.

Finally, I would like to tell you the story of the end.

On the day of Lorenz’s funeral, telephone calls throughout the Netherlands were suspended for three minutes in memory. Many missed Lorenz as Ernest Rutherford, president of the Royal Society, said goodbye.