Ａ・アインシュタイン
【物理を考え続けた人｜光電効果・ブラウン運動・相対性理論｜EPS論文】

WhoWasAlbertEinstein
【スポンサーリンク】
【1879年3月14日生まれ ～ 1955年4月18日没】

現時点で最も有名な物理学者でしょう。

アインシュタイン（Albert Einstein）は

様々なパラダイムシフトを起こし

20世紀初頭に

物理学に大きな変化をもたらしました。

本稿でご紹介している集合写真はソルベー会議
の時期の写真とローレンツとのツーショットです。
アインシュタインはド・ブロイ、ディラック、ボーアらと
語りあい、議論を続け共通認識を形成していきました。
量子力学を誕生させていったメンバーなのです。

【画像出典：Wikimedia Commons】

【”Albert Einstein Head”（1947年 Princeton公式写真）】

1905年―「奇跡の年」と呼ばれる三つの論文

1905年、26歳だったアインシュタインはスイス特許局に勤務しながら、
わずか一年の間に物理学の歴史を変える三本の論文を発表しました。
この年は現在でも「奇跡の年（Annus Mirabilis）」と呼ばれています。

光量子仮説（光電効果の理論）

ブラウン運動（原子・分子の存在を統計的に裏付けた研究）

特殊相対性理論（時間と空間の概念を書き換えた理論）

それぞれ異なる分野の研究でしたが、共通していたのは
「自然現象を最も基本的な原理から考え直す」
という姿勢でした。
1905年の三論文は、20世紀物理学の出発点となり、
その後の量子力学と相対論の発展へつながっていきます。

 こういった考察から空間・時間の概念を変えていき、ミクロの物質の考察を進めています。
光量子仮説で物質の二面性を明確にしています。その一方で顕微鏡でしか
観察できないサイズの花粉がビリヤードの球と同様に弾性衝突しているモデルを示し、
微小サイズの領域でモデル化が可能だと示します。

色々な学者と討議を重ねて、現実に対しての理解を深めていきます。具体的に
マリ・キューリーと親交を深めていて、チューリッヒ大学教職に推薦をしてもらっています。

相対性理論とは何か

アインシュタインと言えば相対性理論を思い浮かべる人が多いでしょう。実際、
相対性理論とは「時間や空間は絶対ではない」という考え方を数学的・物理学的に
体系化した理論です。

1905年に発表された特殊相対性理論では、「真空中の光の速さは誰が測定しても一定」
という事実を出発点としました。その結果、速く運動する物体では時間の進み方が遅くなり、
長さが縮み、質量やエネルギーの関係も変化することが導かれます。
高速で飛ぶ宇宙船の中と地上では時間の進み方がわずかに異なるという
「時間の遅れ」は、この理論から導かれる代表的な結果です。

さらに1915年には一般相対性理論を完成させました。
こちらでは重力を単に「力」ではなく、
空間と時間（時空）が物質によって曲げられる現象として説明しています。
例えば太陽のような巨大な質量を持つ天体の周囲では時空がゆがみ、
その曲がった時空の上を地球や惑星が運動していると考えるのです。
ニュートン力学では重力は離れた物体同士が引き合う力でしたが、
アインシュタインは「時空そのものの幾何学」として重力を理解しました。

この理論は現在でも人工衛星のGPS測位や宇宙物理学、
ブラックホールや重力波の研究などで不可欠となっています。
2015年には重力波が直接観測され、
アインシュタインの予言が約100年後に実証されました。
相対性理論は単なる難解な数式ではなく、
現代社会を支える基礎理論の一つとなっているのです。

光電効果とは何か

アインシュタインは一般には相対性理論で知られていますが、
ノーベル物理学賞を受賞した理由は「光電効果」の研究でした。
光電効果とは、金属に光を当てると電子が飛び出す現象です。
19世紀末には既に知られていた現象でしたが、
当時の波動としての光の理論だけでは説明できませんでした。

1905年、アインシュタインはプランクの量子仮説を発展させ、
光は連続した波ではなく、一定のエネルギーを持つ粒子
（現在では光子と呼ばれる）として振る舞う場合があると考えました。
電子は光子一つからエネルギーを受け取ることで金属表面から飛び出すため、
光の強さではなく「光の色（振動数）」が重要になると説明したのです。

この考え方によって、それまで説明できなかった
「弱い青色光では電子が飛び出すが、強い赤色光では飛び出さない」
という現象も理解できるようになりました。
後にロバート・ミリカンらの精密実験によって理論は実証され、
1921年、アインシュタインはこの功績によって
ノーベル物理学賞を受賞しています。

概念理解として光電効果は現代でも極めて重要です。
太陽電池、CCD・CMOSイメージセンサー、
光電子増倍管、各種光センサーなど、
身近な電子機器の多くはこの原理を利用しています。
また、この研究は量子力学誕生の大きな出発点となり、
ボーア、ド・ブロイ、ハイゼンベルク、
シュレーディンガーらによる量子論の発展へとつながりました。
アインシュタイン自身は後年、
量子力学の確率解釈に疑問を抱くようになりますが、
その出発点を築いた人物でもあったのです。

少年時代のアインシュタイン

アインシュタインは少年時代から物理学者として
「考える」土壌を育んでいました。そういった話をする際に
よく語られるのは、居眠りから目覚めた後に
考え続けたと言われている思考実験です。

それは、「光の速さで光を追いかけたらどうなるか」
という思考実験です。子供が大人から「光は速い」
という事実と「光を使って物が見える」
という2つの事実を学んだとしたら、
その後に子供ならではの素朴な考えで、
「それならば・・・・」と考え続けていったのです。

考えること自体は誰でも出来る事ではありますが、
そこから先、解決出来ない疑問を覚えていて、
大事だと思い、解決した結果が
人類共通の知の財産となったのです。
そこには必ず苦労と乗り越えた時の喜びがあります。

苦労人のアインシュタイン

時代的な話があります。アインシュタインは
ユダヤ系であるので大変苦労しているのです。
当時のドイツはナチスの時代で
ホロコーストが実際に行われていました。
また、アインシュタインはドイツの為に
原爆の製造をすることに貢献出来た筈です。

実際にはナチス政権下のドイツを離れアメリカへ渡ります。
その後、原爆開発を促すルーズベルト大統領宛書簡に署名しましたが、
マンハッタン計画そのものには直接参加していません。
それでも、科学が戦争に利用されていく現実に、
複雑な思いを抱いていたと伝えられています。
個人の物理学者として多少の無力感を
感じていたのではないでしょうか。

またいつかアルバート・アインシュタイン
の子供であるハンス・アインシュタイン について
記述することが出来ればと思っています。

そして物理に対して考え続けました。ソルベー会議で
議論を重ね、量子の実態そのもの（観測問題）
に疑問を抱きました。アインシュタインの思考は、
いわゆるEPS論文での隠れた変数の議論へと繋がりました。
更には現在で言う「エンタングルメント」、
ひいては「量子コンピューター」へと繋がっています。

また因みに、「神はサイコロを振りたまわん（ふりません）」
という有名な言葉をアインシュタインが残した
とされていますが、正確にはこの言葉は
「アインシュタインがボルンへの手紙の中で残した言葉」
です。「アインシュタインが（よく？）使った言葉」
というのが真実でしょう。
確率概念の問題を端的に表現しています。
そして神を議論に巻き込みたくないという
「アインシュタインの思い」も感じます。

アインシュタインの言葉 

苦労人のアインシュタインは数々の名言を残していますが、

私が好きな言葉を最後に残します。

アインシュタインの意志の強さを感じます。

「think and think for months and years.

Ninety-nine times, the conclusion is false.

The hundredth time I am right.」

私は、数ヶ月も何年も考え続けます。

99回まで、その結論は正しくないですが、

100回目に正しい答えを出すことができるのです。

関連記事

◀ 前の人物：ヘンドリック・ローレンツ

▶ 次の人物：ニールス・ボーア

この分野の物理学者

マックス・プランク（量子論の創始者）

ヘンドリック・ローレンツ（相対論の基礎を築いた理論物理学者）

ロバート・ミリカン（光電効果を精密実験で検証）

アーネスト・ラザフォード（原子核の発見）

ニールス・ボーア（量子論を発展）

エルヴィン・シュレーディンガー（波動方程式の提唱者）

ヴェルナー・ハイゼンベルク（不確定性原理）

ポール・ディラック（反物質の予言）

リーゼ・マイトナー（核分裂の理論的解釈）

オットー・ハーン（核分裂の実験的発見）

〆

｜コスパ最強・テックジム｜
プログラミング教室の無料カウンセリング【【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。
最近は全て返信出来ていませんが
問題点には必ず返信・改定をします。

nowkouji226@gmail.com

2020/09/06_初稿投稿
2026/08/22_改定投稿

舞台別の纏めへ
時代別（順）のご紹介
ドイツ関係のご紹介へ
オランダ関係の紹介へ
ライデン大学のご紹介へ
熱統計関連のご紹介へ
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10月時点での対応英訳）

 famous physicist  Einstein　

Isn’t it the most famous physicist at the moment? Introducing Albert Einstein, a paradigm shift that brought about major changes in physics in the early 20th century. In particular, in 1905, 26-year-old Einstein published three historical treatises. “Photon hypothesis,” “Brownian motion theory,” and “special relativity.”

Three paper’s

The photonunization theory is a paper that quantizes light properties, the Brownian motion is a paper that analyzes molecular motion from pollen behavior, and the special relativity is a study of moving objects that are close to light velocity.

From these considerations, we are changing the concept of space and time, and are proceeding with the consideration of microscopic matter. He discusses with various scholars and deepens his understanding of reality. He specifically has a close relationship with Mari Curie and has been recommended by the University of Zurich teaching profession.

Einstein in childfood 

Einstein has cultivated a “thinking” soil as a physicist since his childhood. When talking about such things, a thought experiment that is said to have continued to think after waking up from a doze is often talked about. In other words, it is a thought experiment of “what happens if you chase light at the speed of light”. If a child learns from an adult the fact that “light is fast” and “you can see things using light”, then the simple idea of ​​a child is “If so …” I kept thinking.

Anyone can think about it, but from that point onward, I remembered the questions that I couldn’t solve, thought it was important, and the results of the solutions became a common property of humankind. There is always the hardship and the joy of overcoming it.

Germany at that time

Einstein is of Jewish descent, so he is having a hard time. Germany at that time was in the Nazi era, so the Holocaust actually existed. Einstein could also have contributed to the production of the atomic bomb for Germany. He actually leaves the collapsing German Empire and joins the Manhattan Project in the United States. Perhaps he felt a little helpless as an individual physicist. I also hope to be able to describe Hans Einstein, a child of Albert Einstein, someday.

Einstein, a hard worker, has left a number of quotes, but the last one I like. I feel the strength of Einstein’s will.

“Think and think for months and years. Ninety-nine times, the conclusion is false. The hundredth time I am right.”

〆