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タカさんの読書日記索引に戻る


物質のすべては光   フランク・ウィルチェック   早川書房    

 

ニュートン力学では「物質とは何か」の答えは「質量のあるもの」ということだ。

この答えは我々にとって経験的にも受入れ易いものだが、アインシュタインのE = m c2 が示しているのは質量すなわち物質は根源的な存在という訳ではなく質量とは質量の無いものからも生まれる(互換する)と言っている訳で直感的にこれを理解するのは中々難しい。

そもそも質量のないものから質量が生まれるはどういうことなのか。

素粒子理論における「漸近的自由性」の研究成果でノーベル賞を受賞した著者は、本書で物質の質量は一体いかなる起源を持つのかについてなんとも斬新な理論を解説してくれる。

物質の基本粒子である原子の質量(重さ)の99.99%を占めるのは原子核、すなわち陽子、中性子の質量である。

陽子、中性子はクオークとグルーオンからできているということもわかっているのだからあらゆる物質の質量はこれらクオークとグルーオンの質量を合わせたもののはずだと考えるのが、我々の直感的理解にもっとも近いと思うのだが――――。

しかし、クオークとグルーオンはほとんど質量をもっていないことはよく知られている。

ということは結局、物質の質量は質量のないところから湧き出してきているということになるのだろうか。

相対性理論や量子論を体感的に理解する能力にさえ欠ける素人にとって著者の説く素粒子物理学の最先端は余りにも奇妙に思えるのだが、ここでアインシュタインのあの公式 E = m c2 が、m = E/ c2 と置き換えることができ、この式は質量がエネルギーと光から生まれるということを意味していることを思い起こせば、「質量は質量のないところから生まれる」という理論は何等不思議ではないことに気付く。

さてそうなると、物質が存在しうると我々が知覚している空間とはそもそもどのようなものなのか。物質と空間、そして時間のどれがリアルであり、どれが幻なのか―――――。ますます訳が分からなくなってくる。

ダークマター、ダークエネルギーとはそもそも何なのか、時間とは何なのか等々、物理学の謎は尽きない。

ますます興味が湧いてくるではないか。

(09年12月発行)


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