アインシュタイン

最も有名なのは、１９０５年の３大論文
ブラウン運動、光電効果と光量子説、特殊相対性理論

そのうち、ブラウン運動と光電効果に関する研究で
ノーベル賞を受賞しています。

他にもレーザーの分野でアインシュタイン係数とか、固体物理のアインシュタインモデルとか、いろんなところに名前が出てきます。




★アインシュタインの業績
アインシュタイン(Albert Einstein, 1879.3.14~1955.4.18)が物 理学において大きな発見をした「奇跡の年 1905 年」

アルベルト・アインシュタイン(米国流に、アルバート・アインシュタインの 方がよいかもしれません)は、1879 年 3 月 14 日、南ドイツのウルムに生まれま した。少年時代をミュンヘンで過ごします。1900 年にチューリヒのスイス連邦 工科大学を卒業し、1902 年にベルンの連邦特許局の技師となります。この職に は、1909 年まで留まることになります。

1905 年、光量子説にもとづく光電効果の理論、ブラウン運動の理論、特殊相 対性理論、を提出しました。詳しく言えば、アインシュタインは 1905 年に 6 編 の論文を投稿し、5 編が出版されています。すなわち、

1. 光量子と光電効果(3月17日完成)、
2. 分子の大きさの新しい決定(4月30日完成)、
3. ブラウン運動の第一論文(5月11日受理)、
4. 特殊相対論の第一論文(6月30日受理)、
5. 特殊相対論の第二論文 (9 月 27 日受理)、
6. ブラウン運動の第二論文(12月19日受理)、 です。

博士論文(上記の論文 2)などで思考準備があったとはいえ、26 歳の若さで 1 年間に 3 つの大きな発見をするのは、まさに“奇跡”と言わざるを得ません。「天 才」という言葉で結論づけるには簡単すぎるとも思われます。

奇跡の年 1905 年の三大発見は、物理学のすべての分野と関連しています。

光量子は量子物理の基本概念であり、光は波動であるとともに、粒子の性質を もつことを意味します。現在、光電効果は固体物理、特に、固体における電子 状態の実験的解明に盛んに用いられています。

ブラウン運動は、非平衡統計力 学の典型的な課題です。アインシュタインの関係式(粘性係数と拡散係数の関係)は、揺動散逸定理の最も分かりやすい例とみなすことができます。この研究 は、原子や分子の実存を示しています。現在、原子・分子の存在を疑う人はい ませんが、100 年前であることを思い出してください。

特殊相対性理論は、あ まりにも有名な公式、E=mc2をふくみ(上記の論文 5)、素粒子・原子核物理のみ ならず、現代物理の常識となっています。

こうして、アインシュタインは、物 性物理、原子核物理、素粒子物理、のすべてに“贈り物”をくださいました。

さらに、アインシュタインは、一般相対性理論(1916)、重力波(1918)、ボース・ アインシュタイン統計(1924)、ボース・アインシュタイン凝縮(1925)、アインシ ュタイン・ドジッター宇宙模型(1932)、アインシュタイン・ポドルスキー・ロ ーゼン(EPR)のパラドックス(1935)、などの研究を行いました。1920 年以降は、 主に、相対性理論をさらに拡張して、万有引力と電磁気力との統一場理論を構 築することを試みました。
1921 年のノーベル物理学賞は、「理論物理学の諸研 究 特に光電効果の法則の発見」に対して与えられましたが、あと 2~3 のノ ーベル賞(化学賞を含めて)が授与されたとしても決して不思議ではありません。

アインシュタインは、量子論を理解しなかった、と非難されることがありま す。それは正しくありません。実際、量子論に関連しては、光量子仮説、固体 の比熱、ボース・アインシュタイン統計、自然放射遷移確率などなどの優れた 業績があります。むしろ、彼は、「God does not throw dice (神は、さいころを振 らない)」という言葉や EPR パラドックスに関する論文に代表されるように、 量子力学は完全ではないと考えました。
歴史は巡り、EPR パラドックスで指摘 された量子的相関は、Entanglement(量子もつれ)として、現在爆発的に進展する 量子情報処理・量子コンピューターの中心的概念となっています。
アインシュ タインは友人に、「私は一般相対論についてより 100 倍も量子論について考え た」と言ったそうです(「神は老獪にして...」アブラハム・パイス著、西島和彦 監訳、産業図書、9 ページ)。