404 科学で語る現代思想・序の2 特殊相対論から一般相対論へ

　19世紀までの科学、それはニュートンの力学とマックスウェルの電磁気学から成り立っていた。電磁気学とは電気と磁石の科学、そして光についての科学で。
　電気と磁石と光、何故これらが一体になって考えられるかというと、（可視）光は電磁波の一種だから。つまりX線もAM波も紫外線もマイクロ波も秒速30万km。しかしなぜ電磁波かというと、電気が発生する場（電場）が磁気が生じて磁場が発生し、その磁場で電気が流れて電場が生まれる、それが電磁波の正体だから。そしてこの電気と磁気の相互作用の波の速度が秒速30万km。当時すでにわかっていた（可視）光の速さと同じだったのです。
　ニュートンの力学はご存じ高校で習う物理の法則。その重力理論は強力で天体はもちろん、地上の全ての物理現象、落下、ばね、風車などなど、について説明できる理論でした。
　もっとも地上や天体の速さは光と比べて゜桁外れに遅い。だからその中間はどうなっているかが問題になるのですが、それについてもローレンツという科学者が計算式を見つけていました。それは光の速さを越える現象は観測されていないことから要請された式でした。
　その物理的意味を与えたのが「運動物体の電気力学」、（特殊）相対性理論の論文、つまりアインシュタインの理論だったのです。（重さ、質量のある）物体は力を与え続けても、いくらエネルギーを注ぎ込んでも、光速になることはない。では与えた力、注ぎ込んだエネルギーはどこにいったかというと、その物体の質量になったということ。だから、加速しにくくなる。
　しかしそれに留まらず、「光速度一定」を原則とすると様々な奇怪な、面白い現象を説明できるのですが（ウラシマ効果がその帰結の一つ）、「科学で語る現代思想」ではアインシュタインが次に研究した一般相対論の方が重要で。それはニュートンの力学を越える重力理論だった。
　なぜアインシュタインは最初の相対論でも科学に衝撃を与えたのにそのバージョンアップを企てたのか？　それは特殊相対論が速さは光速でも等速運動しか（原則として）扱っていなかったから。それでは惑星の公転や物体の加速現象を式に出来ない。それで思いついたのが落ちている時、思考実験とはいえ安全のために二段ベッドの上から飛び降りたとしましょうか、その人にかかる重力は消えていること。
　しかしそれからが大変だった。特殊についてはミンコフスキー教授が空間と時間をx軸とy軸とした座標系（ミンコフスキー空間）を提唱して見通しが良くなったのですが。こと一般に関しては座標系自体が変形、曲がりくねるることが明らかになった。曲がった空間を記述する幾何学もあったけど、それが恐ろしく難しく、大学生時代からの友人に頼ることになった。
　そんな経緯で完成した一般相対性理論、実は最初の相対性理論は1905年の2本の論文で完成してるけど、一般の方は考察の経緯自体が論文になってて、重力が時空を歪ませるという一見捉えどころのない理論だった。しかし私は一般相対性理論を（人間）社会に援用したい欲があって。でもそれには当時の宇宙観を知る必要があるのでした。（大塩高志）

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