文系でも5分で読める科学の歴史

今回は、いつもとは少し毛色を変えて、
科学（物理）の歴史について書いていきたいと思います。

この記事は、厳密に科学の歴史を議論するのではなくて、
誰にでも気軽に読んでもらえることを目的に、
「短く簡単に」を目指して書かれています。

ですから、説明は非常に大雑把なものになってしまうと思います。
興味のある方は、是非、ご自身で本などで勉強されることをお勧めします。
（この本などがオススメです。）

また、間違いなどを発見された場合は、ご連絡いただけると幸いです。

科学の始まり

では、さっそく始めたいと思います。

時は、1543年。天動説が信じられていたヨーロッパで、
コペルニクスが著書「天球の回転について」で地動説を主張します。

そして、科学の父と呼ばれるガリレオ・ガリレイや、
万有引力の法則で有名な大天才アイザック・ニュートンが、
それをさらに発展させていきます。

そうして、現在の高校でも教えられている、
ニュートン力学（古典力学）が完成していきます。


また、19世紀半ばに、マクスウェルが
マクスウェルの方程式を導き、電磁気学を集大成させました。

このニュートン力学と電磁気学が古典物理学と呼ばれる物理学で、
現在、高校で教えられてる物理のメインテーマです。

古典物理学が確立した当時の物理学者たちは、
これで宇宙の根本的な物理法則は全て解き明かしまったので、
もう大発見は残っていないだろうと心配していたそうです。

科学者たちの心配は……

しかし、そんな心配は不用だったようです。
後に物理学はさらに発展していきます。

では、実際にどのように発展していったのでしょうか？

ニュートン力学では前提として、宇宙には、

モノを容れる器である空間と、一様な時の流れである時間が最初から存在する

と考えられていました。

ところが、これは有名なアインシュタインの相対論によって
否定されてしまいました。

相対論によれば、人が動くと空間が縮んでしまったり、
時間が遅れてしまったりするのです。


また、ニュートン力学では運動の法則によって、
モノの位置と速度、そしてそのモノに加えられる力を
知ることができれば、そのモノの運動を未来永劫にわたって
正確に予測することができます。

これが何を意味するのかというと、宇宙ができた時に、
既に今の状態は全て決まっているということです。

つまり、今、あなたがこの記事を読んでいるのも、
宇宙ができた時から既に決まっていたということです。

しかし、これも量子論によって否定されてしまいます。
量子論によれば、原子は確率的な挙動をするのです。


このように、相対論や量子論によってニュートン力学は
厳密には正しくないことが示されていきます。
（この相対論と量子論を現代物理学と呼びます。）

しかし、もちろんニュートン力学は意味がないのかと言えば、それは違います。
現代の文明は古典物理学なしには成り立たないでしょう。

例えば、車を動かし飛行機を飛ばしている基本原理は、
ニュートン力学から導かれるものばかりです。

ちなみに、カーナビなどに使われるGPSは相対論を利用しています。
また、LSI（大規模集積回路）などは量子論を利用しています。

と、（本当に大雑把ですが）天動説・地動説から始まって、
相対論・量子論まで物理学の発展の歴史を概観してきました。

このように、科学の発展の歴史は、
古い理論の間違いを改め、新しいものに置き換えていくことの繰り返し
だったのです。

現在も、科学は完璧には達していない

ところで、この現代物理学と呼ばれる相対論と量子論ですが、
この二つの理論は矛盾を抱えていて両立し得ないそうです。

つまり、相対論・量子論ですら完璧ではないのです。


ですから、

「量子論と相対論が統一されるのか？」

あるいは、

「量子論と相対論をも上回る新しい理論が登場するのか？」

は、わかりませんが、

今後も、物理学は発展を続けていくことでしょう。


参考文献：
橋元淳一郎著 「だれも教えてくれない橋元先生のみんなの物理」 学習研究社（2001年）