アインシュタインの奇跡の年

「奇跡の年」である1905年ごろのアインシュタイン

アインシュタインの奇跡の年︵アインシュタインのきせきのとし︶とは、アルベルト・アインシュタインが4つの論文を科学雑誌﹃アナーレン・デア・フィジーク﹄(Annalen der Physik)で発表した1905年のことである。この4つの論文は、空間、時間、質量、エネルギーといった基本的な概念に対する科学的理解に革命をもたらし、現代物理学の基礎を築いた。アインシュタインがこれらの優れた論文を1年で発表したことから、1905年は﹁奇跡の年﹂︵ラテン語でAnnus mirabilis︵アナス・ミラビリス︶、ドイツ語でWunderjahr︶と呼ばれている。

論文

1つ目の論文は光電効果を説明したもので、アインシュタインへのノーベル物理学賞の授賞はこの論文に対するものである。

2つ目の論文﹃熱の分子論から要求される静止液体中の懸濁粒子の運動について﹄は、ブラウン運動を説明したもので、これにより、それまで原子の存在を認めるのに消極的だった物理学者たちがそれを認めるようになった。

3つ目の論文﹃運動物体の電気力学について﹄は、特殊相対性理論について述べたものである。

4つ目の論文は、特殊相対性理論の帰結として、有名な方程式$E=mc^{2}$$E=mc^{2}$で表される質量とエネルギーの等価性を述べたもので、原子エネルギーの発見と利用につながった。

これらの4つの論文は、量子力学や一般相対性理論とともに、現代物理学の基礎となっている。

背景

ベルンのクラム通り49番地にある当時のアインシュタインの住居︵現 アインシュタイン・ハウス︶。論文のほとんどは、このアパートの2階にある彼の住居で書かれた。

これらの論文が書かれた当時、アインシュタインは、科学的な参考資料を全て入手することは容易ではなかったが、﹃アナーレン・デア・フィジーク﹄には定期的に目を通し、レビューを寄稿していた。また、彼の理論を議論できる科学者仲間もほとんどいなかった。スイスのベルンにある特許庁で審査官をしていた彼は、同僚のミケーレ・ベッソについて、﹁ヨーロッパ中を探しても、これ以上のアイデアの相談相手は見つからなかった﹂と後に語っている。同僚や自称﹁アカデミー・オリンピア﹂の他のメンバー︵モーリス・ソロヴィンとコンラート・ハービヒト︶、妻のミレヴァ・マリッチも、アインシュタインの研究に何らかの影響を与えていたが、それがどの程度かは不明である。

これらの論文を通じて、アインシュタインは当時の物理学上の重要な疑問や問題に取り組んだ。1900年、ウィリアム・トムソン︵ケルビン卿︶は﹁熱と光の力学的理論を覆う19世紀の雲﹂と題した講演で、マイケルソン・モーリーの実験の結果や黒体放射について、物理学では納得のいく説明ができないと指摘した。特殊相対性理論の導入により、マイケルソン・モーリーの実験の結果を説明することができた。アインシュタインの光電効果の説明は、マックス・プランクが黒体放射の説明に成功した量子論を発展させたものだった。

特殊相対性理論など、アインシュタインの業績は他の分野でも高く評価されていたが、1921年のノーベル物理学賞の受賞は、光電効果の研究に対してであった。ノーベル委員会は、特殊相対性理論が実験的に証明されることを待ち望んでいた。しかしそれがなされたのは、1938年と1941年のアイヴズとスティルウェル、1941年のRossiとHall による時間の遅れの実験によってだった。

記念

国際純粋・応用物理学連合(IUPAP)は、アインシュタインの奇跡の年から100年目となる2005年を﹁世界物理年﹂として記念することを決議した。

脚注

二次資料

• Gribbin, John, and Gribbin, Mary. Annus Mirabilis: 1905, Albert Einstein, and the Theory of Relativity, Chamberlain Bros., 2005. ISBN 1-59609-144-4. (Includes DVD.)
• Renn, Jürgen, and Dieter Hoffmann, "1905—a miraculous year". 2005 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38 S437-S448 (Max Planck Institute for the History of Science) [Issue 9 (14 May 2005)]. doi:10.1088/0953-4075/38/9/001.
• Stachel, John, et al., Einstein's Miraculous Year. Princeton University Press, 1998. ISBN 0-691-05938-1.

関連項目

• アインシュタインの原論文

外部リンク

• Collection of the Annus Mirabilis papers and their English translations（英語）