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J・R・マイヤー
【熱と仕事の変換|エネルギーの概念の確立に貢献】-6/1改訂

こんにちはコウジです。
「マイヤー」の原稿を改訂します。

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世界は物理で出来ている
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【1814年11月25日生まれ ~ 1878年3月20日没】

エネルギーの概念の提唱者マイヤー

その名を書き下すとユリウス・ロベルト・フォン・マイヤー_
Julius Robert von Mayer,

ドイツの物理学者で。熱と仕事が互いに変換することが

可能だと考え、エネルギー保存の法則を研究しました。

また、比熱に関するマイヤーの関係式でよく知られています。

先ず、マイヤーはチュービンゲン大学で医学を学びました。実験が好きだったマイヤーは大学で医学の他に化学の講義も受けていました。同時に学生組合を組織して当局と対立したりもしていたようです。結果としてマイヤーには停学処分が下されてしまいます。ところが、マイヤーは負げずに停学期間を利用して、有益な時間を過ごしていたようです。しぶとい男ですね。

熱とエネルギーを考えたマイヤー

その後、見聞を広めるべくマイヤーはオランダの植民地で軍医となります。東インド諸島での航海中にマイヤーはある点に気付きます。瀉血になった船員の静脈血は、寒い地域のそれより鮮やかな赤い色をしていたのです。マイヤーが設けた仮説は

①血中酸素が多いと血液は赤い

②熱帯では酸素は余り
必要ないのではないか

③熱帯では体温維持に
必要な酸素が少なくて良い。

それだから熱と運動の関係性についてさらに推論を進めると、酸素の消費は「体温の維持」にも関係するし、「人間の運動の結果」にも関係するのであろう。だから熱と運動とは何らかのかかわりがあるのではないかと思われたのです。マイヤー独自の視点ですね。その後も独自に実験を繰り広げます。

マイヤーはニュートン力学での力や熱、電気に由来する力を広く捉えて、後に仕事量で示されるような概念を想定します。それまで別に議論されてきた物理量のあいだでやり取りがなされ、今でいうエネルギー保存則を確立していきます。

ヘルマン・フォン・ヘルムホルツやリービッヒもマイヤーの業績を評価していき、その結果として、マイヤーは、より広く知られるようになりました。王立協会よりコプリ・メダルも送られています。

そして、
メダルを受けた7年後の
1878年3月20日に、64歳で亡くなりました。

エルンスト・マッハ
「マイヤーは自然の探求において、
比類なく重要かつ広汎な見識をもっていた」
と評価しています。

とくに、
その評価はエネルギーの概念の確立に
貢献した点が大きく、エネルギーの概念の
提唱者として評価する人も居ました。

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If you write down the name,
Julius Robert von Mayer,

A German physicist. He believes that heat and work can be converted to each other, and is well known for the law of conservation of energy and Mayer’s relations for specific heat.

First, Meyer studied medicine at the University of Tubingen. He liked experiments, and Meyer also took chemistry lectures in addition to medicine at university. He also seems to have organized a student union and confronted the authorities at the same time. As a result, Meyer will be suspended.

Mayer and Energy

However, Meyer seemed to have had a good time taking advantage of his suspension period without losing. He is a reluctant man. Later, Meyer became a surgeon in the Dutch colony to spread his knowledge. During his voyage in the East Indies, Meyer notices something. The venous blood of the phlebotomized sailors had a brighter red color than that of cold regions. Meyer’s hypothesis is

① Blood is red when there is a lot of oxygen in the blood

② There is too much oxygen in the tropics
Isn’t it necessary?

③ To maintain body temperature in the tropics
It requires less oxygen.

Therefore, further inference about the relationship between heat and exercise suggests that oxygen consumption is related to “maintenance of body temperature” and “results of human exercise”. That’s why I suspected that heat and exercise had something to do with each other. It’s his unique perspective. After that, we will continue to experiment independently.

Meyer broadly captures forces in Newtonian mechanics, heat, and forces derived from electricity, and envisions concepts that will be shown later in terms of workload. He interacts between the physical quantities that have been discussed separately, and later establishes the law of conservation of energy.

Hermann von Helmholtz and Liebig also evaluated Meyer’s achievements, and as a result, Meyer became more widely known. He has also been sent a Copley Medal by the Royal Society. He died at the age of 64 on March 20, 1878, seven years after receiving his medal. “Meyer had an unparalleled importance and widespread insight in the quest for nature,” Ernst Mach said. In particular, the evaluation contributed greatly to the establishment of the concept of energy, and some people evaluated it as an advocate of the concept of energy.

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W・R・ハミルトン
【複素数を用いて四則演算を保存しない四元数を一般化】⁻5/30改訂

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「ハミルトン」の原稿を改訂します。

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【1805年8月4日 ~ 1865年9月2日】
その名を全て書いておくとウィリアム・ローワン・ハミルトン
【William Rowan Hamilton】で、
60代初めに亡くなった
アイルランド生まれの
数学者、物理学者です。
【1804年にアーロンバーと決闘したアメリカ人とは全くの別人です。】
【時計のブランドであるハミルトンとも関連が見受けられません。】
とくにハミルトン形式という
定式化で名を残しています。
神童として幼少時代を過ごし、
少し早い時代のラグランジュや
ラプラスの仕事を学んでいきました。
今でも初学者が
ラグランジュアン、ハミルトニアン、、
と学んでいきますがハミルトニアンを
ラグランジュアンの後に学ぶ方が
混乱が少ないと思います。
ラグランジュの仕事の上にハミルトン
の仕事がなされたと考えて下さい。
双方の形式美化はニュートン力学の理解発展に
大変有益です。
特にハミルトニアンは16歳で
ラプラスの「天体力学」を理解し、
問題点を指摘したと言われています。
ただ理論を教科書から学んでいるだけ
の学生とは大きな違いですね。
物事の本質をつかもうと
努力している姿が伺われます。

光学への数学の応用、ハミルトニアン、数学理論による自然現象の予言、
解析力学の創始、代数系の基礎付けなど、前半生の業績は非常に華々しく、
「ニュートンの再来」と呼ばれた当時の評判に恥じないものです。


ハミルトンはブルーム橋を渡る散歩のなかで四元数を発見しました。
今でもその碑文が残っています。散歩の途中で閃きを得たハミルトン
は、四元数を定義する式を橋に刻み付けたと言われています。

複素数を実数と演算規則により公理化していたハミルトンは、
複素数を三次元以上に一般化することに心血を注ぎ、
十年程を経た1843年10月16日、ブルーム橋 に
さしかかった所でついに四元数の概念に到達するのです。
四則演算を保存しない四元数です。

ハミルトンの死後、肉汁まみれの論文の中で四次元に関しての
数式群が見つかりましたが、難しく間違いもあったので
長い事、長い事、百年ほど意味が理解されませんでした。

彼らしい最後だった気がします。そんな人生を歩んだ人です。
ダブリンのブルーム橋にある石碑には彼の業績が刻まれています。
そこで彼は四次元量を考え出したと言われています。

i² = j² = k² = ijk = −1での話から始まる物語です。

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William Rowan Hamilton if you write down all the names
Died in the early 60s at [William Rowan Hamilton]
An Irish-born mathematician and physicist.

He is particularly famous for his Hamiltonian formulation.
He spent his childhood as a child prodigy
I learned the work of Laplace. Even now, beginners
I will learn with Lagrangian and Hamiltonian, but Hamiltonian
I think it’s less confusing to learn after Lagrangian.

Think of Hamilton’s work on top of Lagrange’s work. In particular, Hamiltonian is said to have understood Laplace’s “celestial mechanics” at the age of 16 and pointed out problems. It’s a big difference from a student who just learns theory from a textbook. You can see him trying to get the essence of things.

His first half achievements, such as the application of mathematics to optics, Hamiltonian, the prediction of natural phenomena by mathematical theory, the founding of analytical mechanics, and the foundation of algebraic systems, were so spectacular that he was called “The Return of Newton”. There is something that is not ashamed of the reputation at that time.

An inscription on the discovery of quaternions on the Bloom Bridge. Hamilton, who got an inspiration during the walk, carved a formula to define the quaternion on the bridge.
Hamilton, who had absolutized complex numbers with real numbers and operational rules, was devoted to generalizing complex numbers to the third order and above, and about a decade later, on October 16, 1843, when he approached the Bloom Bridge (en). Finally we reach the concept of quaternions. Quaternion that does not save arithmetic operations

I found a group of mathematical formulas about 4 dimensions in a gravy-covered paper, but I couldn’t understand the meaning for a long time, a long time, or a hundred years because there were difficult mistakes. I think it was the last time for them. A person who has lived such a life. His achievements are engraved on the stone monument on the Bloom Bridge in Dublin. So he is said to have come up with a four-dimensional quantity. i² = j² = k² = ijk = -1 The story begins with the story.

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H・レンツ【変動磁場に対する誘導起電力を法則化|電磁気学】⁻5/29改訂

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レンツの法則実験機
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【1804年2月12日生まれ ~ 1865年2月10日没】

冒険家レンツ

ハインリヒ・レンツはドイツ系ロシア人物理学者で

ロシアで生まれてます。若き日に

オットー・フォン・コツェブー

が中心となった第3回の世界一周調査隊のメンバー

として海洋環境の物理的側面を調査しています。

レンツは色々な国の港に立ち寄り海水成分を調べたり

したのでしょう。私ならそこで釣りをして生物学の

研究をしている仲間に協力したいと思います。

先ずは水深を調べて、色々な生餌を使います。

 

レンツの法則の意義

さて、レンツの業績として有名なのは

レンツの法則ですね。その内容は変動磁場

との関連で、誘導起電力が発生しますが

その方向が初めの磁場発生を妨げる

方向に発生する。というものです。

実例としてコイルに磁石を近づけると

コイルに電流が発生して、それ故に

コイルが磁石化して磁石とコイルが

反発します。感覚的に分かり辛いのは

磁石から出る磁力線が空間を

伝わる様子です。現代の理解では

真空中でも伝わる電磁波ですが

レンツがもたらした様な知見があって

初めて分かると思います。それだから

実験を繰り返し、定式化した事は

とても素晴らしいと思います。

このレンツの法則は現代では電磁

ブレーキに応用されたりしています。

 

レンツの時代はマクスウェルの時代と

離れていません。

この19世紀初頭は電磁気学が完成していく

時代だと捉える事が出来るでしょう。

現代人が使いこなす言葉、電磁波・

原子・電子・光電圧・・・

そういった知見のない中で磁力と電力

を関連させてエレクトロニクスへと

繋がっていく理論大系を作っていった

のです。まさにパラダイムシフトの

連続でした。目に見えない法則を使い

今やリニアモーターカーが動き回るのです。

 

またレンツは、ジュールの法則を独立して

導いていました。この業績も特筆すべきです。

電気と熱の世界をつなげたのです。



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Lentz and the world

Heinrich Lenz is a German-Russian physicist born in Russia. At a young age, he is a member of the 3rd Round the World Survey, led by Otto von Kozebu, investigating the physical aspects of the marine environment.

Lenz may have stopped by ports in various countries to investigate seawater components. I would like to cooperate with my colleagues who are fishing there and studying biology. First, check the water depth and use various live foods.

Meaning of Lentz’s low

By the way, Lenz’s law is famous for Lenz’s achievements. The content is related to the fluctuating magnetic field, and the induced electromotive force is generated, but the direction is the direction that hinders the initial magnetic field generation. That is.

As an example, when a magnet is brought close to the coil, an electric current is generated in the coil, and therefore the coil becomes magnetized and the magnet and the coil repel each other. What is difficult to understand sensuously is how the magnetic field lines emitted from the magnet travel through the space. In modern understanding, electromagnetic waves are transmitted even in a vacuum, but I think that they can only be understood with the knowledge that Lenz brought. That’s why I think it’s wonderful to repeat the experiment and formulate it. This Lenz’s law is applied to electromagnetic brakes in modern times.

The era of Lenz is close to Maxwell, and this era can be regarded as the era when electromagnetics is being completed. Words used by modern people, electromagnetic waves, atoms, electrons, photovoltages … Without such knowledge, we created a theoretical system that connects magnetic force and electric power to electronics. It was just a series of paradigm shifts. Maglevs are now moving around using invisible laws.

Lenz also independently led to Joule’s law. This achievement is also noteworthy. It connected the world of electricity and heat.

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A・J・フレネル
【光が横波であると説明しての偏向や屈折を説明】‐5/23改訂

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ナポレオンのポスター
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【1788年5月10日 ~ 1827年7月14日】

フレネルとナポレオン

その名はオーギュスタン・ジャン・フレネル;
Augustin Jean Fresnelです。

フランスのノルマンディー地方で
建築家の父のもとに生まれます。
ナポレオン時代に生きた人で、
ナポレオンの運命で人生を大きな影響を受けました。
物理学者としてナポレオンに関わった
ヴォルタとは対照的です。
ヴォルタはナポレオンに好かれていて
伯爵の栄誉を受けています。

それに対してフレネルはナポレオンの
敵方についているのです。先ず、
フレネルは国立土木学校を卒業後に
色々な地方の地方の現場に赴任して
建設の仕事の経験を重ねます。

その傍らで関心のあった
光学関係の知見を得ていきます。
1815年におけるナポレオン・ボナパルトの
エルバ島脱出の際には国王勢の味方
となりましたが、その為にナポレオン施政下では
軟禁生活を余儀なくされます。
私見(しけん:私の考え)では、
この時の時間の過ごし方が少しニュートン
似ている気がしてしまいます。

実際にニュートンはペスト流行時に
学術交流できない時間を活用して
プリンキピアに繋がる思索の時間を作り、
まとめ上げました。

フレネルはナポレオン施政時の軟禁生活の
時間を使って光学の研究を進め、
波動性による考え方を確立して
回析現象を示したのです。

ニュートンもフレネルも共に
暗黒時代に光への道筋を模索しました。 

ナポレオンの百日天下が終わり、ルイ18世が再び即位すると
フレネルは復職しパリで技師としての仕事を再開しました。

フレネルと光 

パリでの仕事としてフレネルは生活の為の仕事をし乍ら
光学の研究を続けました。クリクリスティアーン・ホイヘンス
トマス・ヤングらなどによると光の伝番についての当時、
縦波だろうと考えられていました。つまり、光は波動(波)として
考えられますが、光は音波と同様に媒質(実は真空でも伝わります)
を伝わる時は「縦波」であると考えられていたのです。
それに対してフレネルは、偏光の説明を突き詰めて、
光の波動説を実証したうえで、光が横波であると考えたのです。
『ここでの「縦波」や「横波」は進行方向に対してそれぞれ
「平行」が「垂直」であるかに対応します。』

こうしたフレネルの光学理論は、複屈折現象などを上手く説明しました。またフレネルは、地球のような移動体での光路差について研究していきました。それはマイケルソン・モーレーの実験に繋がり、特殊相対論に示唆を与えたと言われています。

フレネルは光学理論をまとめあげ、1823年に「反射が偏光に与える諸変形の法則に関する論文」として発しました。この功績は広く称えられ、、フランス科学アカデミーの会員に選ばれたほか、物理学の世界で次々と認められました。

最後にフレネルはとても病弱でした。
残念な事に結核を患い39歳で若くして亡くなってます。



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Fresnel and Napoleon

Its name is Augustin Jean Fresnel. Born to an architect’s father in the Normandy region of France. A man who lived during the Napoleonic era, Napoleon’s fate greatly influenced his life. First, after graduating from the National Civil Engineering School, Fresnel will be assigned to various local sites to gain experience in construction work. Beside him, he gains optics insights that he was interested in. He became an ally of the royal family when

Napoleon Bonaparte escaped from Elba Island in 1815, which forced him to live under house arrest under Napoleon’s administration. In my opinion, the way I spend my time at this time is a bit like Newton. In fact, Newton made use of the time when academic exchange was not possible during the plague epidemic to create and organize a time for thinking that would lead to Principia. Fresnel used his time under house arrest during Napoleon’s administration to study optics, establishing a wave-based mindset and showing the phenomenon of diffraction.

When Napoleon’s Hundred Days ended and Louis XVIII reigned, Fresnel returned to work and resumed his work as his engineer in Paris.

Fresnel and light

As his work in Paris, Fresnel continued his optics research while working for a living. It was thought that the thoughts of Christiaan Huygens and Thomas Young on the transmission of light at that time would be longitudinal waves. In other words, light can be thought of as a wave, but when it travels through a medium (actually, it can also be transmitted in a vacuum) like sound waves, it was thought to be a “longitudinal wave.”

Fresnel, on the other hand, scrutinized the explanation of polarized light, demonstrated the wave theory of light, and thought that light was a transverse wave.
“The” longitudinal wave “and” transverse wave “here correspond to whether” parallel “is” vertical “with respect to the traveling direction. 』\

Fresnel’s optical theory explained the birefringence phenomenon well. Fresnel has also studied optical path lengths in mobile objects such as the Earth. It is said that it led to Michelson-Morley’s experiment and gave suggestions to special relativity.

Fresnel summarized the theory of optics and published it in 1823 as “A Paper on the Laws of Deformation of Reflection on Polarized Lights”. This achievement was widely praised, he was elected a member of the French Academy of Sciences and was recognized one after another in the world of physics.

Finally Fresnel was very sick. He unfortunately suffered from tuberculosis and died at the young age of 39.

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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】⁻5/21改訂

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キルケゴールとヘーゲル
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デンマーク黄金時代の
リーダー_ エルステッド

ハンス・クリスティアン・エルステッド

; Hans Christian Ørsted

磁場の単位としてその名を残している人です。

ガウスと同じ年に生まれています。

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
打ち出した人だと言われています。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。

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】⁻5/20改訂

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ガウス正規分布Tシャツ
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ドイツ生まれのガウス

ドイツのガウスは18世紀の数学者にして、物理学者にして、

天文学者です。ガウスの業績として大きいのはガウス分布、

ガウス関数、ガウスの最小自乗法、ガウスの法則等です。

物理学というよりも数学で仕事を残しています。 

物理では磁束密度の単位に名を残しています。

数学で出てくるガウス分布はガウスの考察した関数

で表されていて、現代でも統計データの処理

で多用されます。実際にサンプル数が多くなると

この分布での表現が適していて「データの中心値」

を真ん中にしてグラフが綺麗な左右対称の山型となります。

山の頂上と裾野の「形」がガウス分布特有の形になります。

 

また、地球磁気の研究に関連した話として、

フーリエ級数展開に関しての研究を進め、

高速な計算方法を開発しました。特に、

データ数を2倍し続ける場合についての議論を構築

していますが、それは後の時代に使われる

高速信号処理器の中での作動原理と本質的に同じものでした。

200年以上前に数学的な「デシャブー現象」があったのです。

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。



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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.

 

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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】⁻5/19改訂

こんにちはコウジです。
「アンペール」の原稿を改訂します。

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(以下原稿)

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】

 アンペールの生い立ちと足跡

その名は正確にはアンドレ=マリ・アンペール_

André-Marie Ampère。フランス・リヨンに生まれます。

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。また、

アンペールの名は右ねじの法則で有名です。

(右ねじの法則をアンペールの法則という時があります)

内容としては、一般的な右方向(時計方向)に

回していく事で進むような、ねじを使った例えです。

そのねじを手に取ってみた時にネジ山のイメージ

が磁場をイメージしていて、ネジが進んでいく方向が

電流の進んでいく方向をイメージしてます。

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。

また、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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「ヤング」の原稿を改訂します。

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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】

ヤングと時代背景

イギリスのヤング(Thomas Young)は
ゲッティンゲンで医学の学位を得て
ロンドンで開業医として仕事を始めます。
20代後半で自然学の学者となり、同時に
医師として乱視や色の知覚などの研究をします。
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

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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】-5/17改訂

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【1766年9月6日~1844年7月27日】
_
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


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。

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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.

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ピエール・ラプラス‗
P-S Laplace_1749/3/23-1827/3/5‐5/16改訂

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応用解析学入門
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天文学者ラプラス

ラプラスはフランスの数学者にして物理学者、天文学者です。

ニュートンの後に時代に天文学の理解を進めました。名著である
「天体力学概論」(traité intitulé Mécanique Céleste)「確率論の解析理論」
をまとめています。 1789年には、その功績を評価され
ロンドン王立協会フェローに選ばれています。

ラプラスの業績

ラプラシアン(ラプラス作用素):Δの二乗:ベクトルの勾配と表現できます。

ラプラス方程式:ラプラシアンを=0としたは2階の微分方程式で,
一般的に3つの座標変数をちます。

カント-ラプラスの星雲説:1755年にカントが唱え、96年にラプラスが補説。
太陽系の起源として星雲状ガス塊であると考えました。

決定論者ラプラス

ラプラスは決定論者です。ある時点の後に起きるすべての現象は、
それ以前の条件に起因し、完全に決定されていると考えていました。

Wikipediaによると決定論とは「ある特定の時間の宇宙のすべての粒子の運動状態が
分かれば、これから起きるすべての現象はあらかじめ計算できるという考え方」です。

「全ての事象の原因と結果は因果律に支配されているが故に、
未来は一意的に決定される」
とする
「因果的決定論」に属しています。

決定論のなかでも「強い」部類のものであるとされているのです。

但しラプラスは真面目に考えています。いわゆるラプラスのいう
「ラプラスの悪魔」に対して考察しているのです。
考えたら無茶苦茶な悪魔です。

「ある瞬間における全ての物質の力学的状態を知ることが出来る。
同時に、全てののデータを解析できるだけの能力の知性」という悪魔です。

まさに「決定論的での神ってる存在」です。
因果律に重みを置きすぎているともいえますね。

定まっている未来を完全に見通すことができる者」という
概念的なとしての「仮定(命題)」だといえます。

現代的な一つの答えとしては「ラプラスの悪魔は居ません。」
そもそも悪魔の考えには時間の可逆性が黙認されていて
いわゆる「エントロピー増大」の概念がありません。
枡から落ちた豆達は同じ枡に戻れないのです。

ラプラスは「特定の時間の宇宙の全ての粒子(原子と考えて良いです)の運動状態が分かれば、これから起きる全ての現象は予め計算出来る」という考えに至りました。それを全て理解している空想上の存在を「ラプラスの悪魔」と想定しました。後々の我々の考え方で悪魔を考えていくと難題が幾つも出てきます。

単純化の為に原子の重心のような物だけを考えて、それらが相互作用する状況を考えてみた所で無意味です。原子は生成消滅していますし、原子間を介在するフォトンとかフォノンとかいった準粒子が原子の間で介在して相互作用するからです。「ラプラスの悪魔」この考え方は決定論のなかでも特に、未来は一意的に決定的であるとする「因果的決定論」に従っています。

結局、ラプラスの没後に確立された量子論での認識形式を取り入れた時点でラプラスの「悪魔の議論」は無意味となりました。単純に悪魔の描く姿を当てはめた所で現実との相関がとれず机上の空論の感が否めません。コペンハーゲン解釈が正しいとする時点で「悪魔の議論」は成り立たないとする批判もありました。観測が量子力学の制限を受ける中で厳密解釈を成り立たせてしまうと、仮定が限りなく多くなるのです。

結局のところ「ラプラスの悪魔」とは、「ある瞬間での全ての構成原子達の力学的状態と相互間に働く力を知る事が出来たとしたら、かつ仮に全てのデータ(パラメター)を解析出来る能力を備えた知性」が世の中に居たとしたら、、という仮定のもとに進められた議論だったのです。そこから話を広めてあらゆる因果律の決定した姿を見通せる「悪魔」のような「ずる賢い存在」を考えたりもしました。

話が独り歩きした後は、もはや「原子の議論」よりも「分からない話」を挟んで
「不可解な結論出す議論」を不快に思う気分と雰囲気だけが残るかと思えます。

ただ、こんなご紹介をして致しましたが、ラプラスの業績にもう一度立ち返ると目を見張る所が多々あります。現代制御で使うPIDの考えに繋がる伝達特性を使った考え方等は当時の数学者の中でも比類なき部類に入るかと思えます。この点は改めて特筆すべきです。

政治家ラプラス

ラプラスはナポレオン・ボナパルトの統領政府で1ヵ月余の間、
内務大臣に登用され元老院議員を努めていました。

その後に王政復古の大号令が出されて後は、ルイ18世の下で
貴族院議員として活躍しています。意外な一面ですね!!

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astronomer laplace

Laplace was a French mathematician, physicist, and astronomer.

He advanced the understanding of astronomy in an era after Newton. A masterpiece
“Introduction to Celestial Mechanics” (traité intitulé Mécanique Céleste) “Analytical Theory of Probability Theory”
I am summarizing. In 1789 he was recognized for his
He has been elected a Fellow of the Royal Society of London.

Laplace’s achievements

Laplacian (Laplace operator): Δ squared: Can be expressed as the gradient of a vector.

Laplace equation: Setting the Laplacian = 0 is a second-order differential equation,
Generally, there are three coordinate variables.

Kant-Laplace’s nebula theory: Posted by Kant in 1755, supplemented by Laplace in 1996.
He believed that the origin of the solar system was a nebular gas mass.

determinist laplace

Laplace is a determinist. All phenomena that occur after a certain point are
It was attributed to previous conditions and was thought to be completely determined.

According to Wikipedia, determinism means that “the state of motion of
all particles in the universe at a particular time is
The idea is that if we understand this, all phenomena that will occur
in the future can be calculated in advance.

“Because the cause and effect of all events are governed by the law of causality,
the future is uniquely determined.”
It belongs to “causal determinism”.
It is considered to be one of the “strong” types of determinism.

However, Laplace is thinking seriously. So-called Laplace’s
He is considering “Laplace’s Demon.”
If you think about it, he’s an unreasonable devil.

“It is possible to know the mechanical state of all matter at a given moment.
At the same time, it is a devil with an intelligence that is capable of analyzing all data.

It’s exactly like a “deterministic God”.
It can be said that he places too much weight on the law of cause and effect.

“A person who can completely foresee the fixed future.”
It can be said to be a conceptual “assumption (proposition).”

politician laplace

Laplace served in Napoleon Bonaparte’s government for just over a month.
He was appointed Minister of the Interior and served as a member of the Senate. .

After that, the Great Decree for the Restoration of the Monarchy was issued,
and after that, under Louis XVIII.
He is an active member of the House of Lords. That’s a surprising side!!