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[電子書籍]ビッグクエスチョンズ 物理

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[電子書籍]ビッグクエスチョンズ 物理

電子書籍
価格: 1,680円(税込)
フォーマット
紙の書籍
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2,268円
1,680円
個数:
  • メーカーディスカヴァー
  • 発売日2014.5.23

商品概要

時間とは? 重力とは? 光とは? そして物理学とはなにか? 誰もが一度は考えたことのある大疑問とその答え

商品説明

科学や哲学の大疑問に、最先端の知見から答えていく『ビッグクエスチョンズ』シリーズの物理編。時間とは?重力とは?光とは?そして現実とは何か?

『ビッグクエスチョンズ』は、人類の歴史を通して、探究心旺盛な人々を悩ませてきた科学や哲学の大疑問に対し、一流の専門家が回答するシリーズです。「親しみやすく簡潔に」という編集方針により、その分野を概観しつつ、最新の知見を身につけることができます。

子供の口から飛び出してくるようなちょっとした疑問が、物理学では『ビッグクエスチョン』になりえます。

物理学には、探究すべきことがたくさんあるのです。時計を見ては時間の性質について思いを巡らせ、太陽の光を感じては遥かかなたで起きている核融合を想像する。さらに一歩踏み込んで、「光とは何か?」と問いかければ、自然界の最も深遠な謎に首を突っ込むことにもなります。ひょっとすると、物理学最大の秘密は、「宇宙は『ビッグクエスチョン』にあふれ、すべてを理解できる人など誰もいない」ということなのかもしれません。本書を通して、何の変哲もない素朴な疑問が、偉大な発見へとつながっていく様子を体感することができます。

本書では、時間とはなにか、重力とはなにか、光とはなにかといった基本概念を問うものから、量子論とはなにか、ひも理論とはなにかといった俯瞰的なもの、さらには、地球が近いうちに滅びてしまうのか、この世がシミュレーションではないか、現実とななにかといった実際的なものまで、実に様々な問いが登場します。そして、1章で一つずつ、最新の知見を総動員して、現代の物理学がたどり着いた回答をコンパクトに提示していきます。

本書を読み終えたとき、物理学の全体像が把握できると同時に、物理学の枠を超えた哲学的な領域に対する新たな思考が身につくはずです。

(「はじめに」より)
物理学では、大学教授でも答えられないような質問が子供の口から飛び出してくる。実のところ、物理学で『ビッグクエスチョン』を探すというのは、干し草の山から干し草を探しだすようなものだ。重要ではない問いなど存在しない。一見取るに足らない問いかけや実験が、物事の核心を突く質問であることも珍しくない。たとえば、物理法則を変更することができるのかと問うことは、この世に造物主が存在するかという思索につながっていくのだ。

近現代の科学者の中で最も聡明な科学者たちが没頭したのも物理学だ。アルベルト・アインシュタインは、相対性理論によって宇宙の概念を覆した。カール・セーガンは、今なお、公共テレビ放送で最多の視聴者数を誇る。リチャード・ファインマンは、スペースシャトル・チャレンジャー号の惨事を冷静に調査し、物理学がいかに重要で役立つものかを示した。スティーヴン・ホーキングは、ベストセラー『ホーキング、宇宙を語る』を著し、それまで宇宙のことなど考えたこともなかった人々を、宇宙論の世界へと誘った。物理学者以外で彼らに比肩するのは、DNAの発見者くらいだろう。

とはいえ、物理学と聞くと尻込みする人も多い。自分の理解できる範疇を完全に超えていると思い込んでいるようで、誰もが口を揃え、「物理学は全然わからなくて」などと言う。この本は、その思い込みを変えるきっかけになるだろう。

物理学には、探究すべきことがたくさんある。時計を見ては時間の性質について思いを巡らせ、太陽の光を感じては遥か彼方で起きている核融合を想像する。さらに一歩踏み込んで、「光とは何か?」と問いかければ、自然界の最も深遠な謎に首を突っ込むことにもなる。ひょっとすると、物理学最大の秘密は、「宇宙は『ビッグクエスチョン』にあふれ、すべてを理解できる人など誰もいない」ということなのかもしれない。

本書を通して、何の変哲もない素朴な疑問が、偉大な発見へとつながっていく様子をご覧いただけるだろう。

結局のところ、物理学とは何なのか? 物理学は何を教えてくれているのか? 宇宙について我々は何を理解していて、何を理解していないのか?

今この瞬間にも、どこかで、何か信じられないようなことが世に知られる日を待っている。本書がさらなる探究の始まりとなることを、心より願っている。

* 日本語が印刷された透明なカバーがついており、カバーを外すと欧文のみのオシャレな装丁となります

目次

はじめに

物理学の本質とは?
 迷信からの脱却
 理解の限界
 物理学に対する謙虚な姿勢
 社会的責任
 マイクロエレクトロニクス革命
 終わりのない旅

時間とは何か?
 時の流れ
 時間の矢の進行方向
 伸縮する時間
 相対性
 時間は実在しない
 時間と空間の伸縮
 量子重力理論

量子論とは何か?
 コペンハーゲン解釈
 箱の中の猫
 干渉する弾丸
 あふれ出る情報
 情報と実在性
 コラム 量子コンピューター

重力とは何か?
 万有引力の法則
 別世界からの流れ込み
 一般相対性理論
 質量のエネルギー
 質量を量る

固体とは何か?
 原子の内部
 原子核の内部
 心に描かれたクォーク
 真空のエネルギー
 つかみどころのない固体
 コラム 電子は不可分なものだろうか?

永久機関は可能か?
 何もせずに何かを得る
 エネルギーの保存
 奇跡のエンジン
 熱力学の第0法則
 エントロピーの流れ
 コラム 我々の宇宙:究極のただ飯

すべては予測可能なのだろうか?
 賽は投げられていたが……
 原因推定
 超高精度の予測と複雑系
 不確実性についての確かなこと
 神のサイコロ
 ランダムな宇宙とともに生きる
 コラム ただのノイズではないランダムノイズ

神の粒子とは何か?
 ヒッグス粒子の誕生
 ヒッグス粒子の探索
 粒子加速器
 ヒッグス粒子を垣間見る
 超対称性理論という最後の砦
 粒子の検出

「私」はこの世に一人しかいないのか?
 有限の宇宙
 宇宙の謎
 インフレーションという解決策
 アインシュタインの誤り
 量子の世界
 量子の世界の多世界解釈

時間旅行は可能か?
 ループする時間
 時間をループさせる方法
 ワームホールの中へ
 時間をくぐり抜ける近道
 時間の流れを守る
 未来へ

近い将来地球は滅びるのか?
 漂流する極点
 北を指さない方位磁針
 渦巻く球体
 岩に刻まれた記録
 偉大なる防御壁
 磁気シールドが破綻したら
 コラム 太陽からの襲撃

なぜE=mc2なのか?
 エネルギーはなくならない
 保存の法則と保存量
 熱力学
 相対論的電磁気学
 光は質量を運ぶ
 質量の生まれる場所

宇宙とその歴史は変えられるのか?
 量子の絡み合い
 ベルと不気味な遠隔作用
 量子テレポーテーション
 雲間を泳ぐ巨大な龍
 宇宙の歴史を変える
 宇宙の始まりに何が起きたのか?
 絶えず変化し続ける宇宙

カオス理論は災いの種?
 カオスに至る道
 ストレンジアトラクタの不思議な美しさ
 自然界のカオス
 予想通りに予測不可能
 コラム フラクタル

光とは何か?
 波から粒子になり、また波になる
 エーテルによる干渉
 粒子説の復活
 光は電磁波
 光の速度を固定する
 粒子であり、波であり

ひも理論とは何か?
 ひも理論から超ひも理論へ
 ひも理論が描く重力
 最終理論?
 万人のための宇宙
 これは科学なのか?
 ひもの根底にあるもの
 余剰次元を確かめる

宇宙はどのように始まったのか?
 ビッグバン
 反物質の発見
 反物質を集める
 対称性の破れ
 コラム 対消滅だけが末路ではない
 マヨロンの働き
 コラム 反物質の駆動力

我々はシミュレーションの中にいるのか?
 特別な宇宙
 特別なバランス
 宇宙をもてあそぶ
 世界を新たにシミュレートする
 演算処理の節約

最も強い力は何か?
 重力の正体
 電気と磁気の統合
 アインシュタインの失策
 核の結合力
 統一に向けた奮闘
 超対称性

そもそも現実とは何か?
 イデアと現実
 情報という新たな現実
 情報の速度
 情報も保存される?
 量子情報
 洗練された懐疑論者