書籍情報

著　者：

山田克哉

出版社：

講談社

出版年：

2023年8月

• 重力

数式を〝眺めながら〟解説を読む

この本の特徴の一つは、数式を眺めながら、言葉による解説を読んでいくこと。〝眺めながら〟というのがポイントで、けして数式で説明されるわけではない。

本書では、「質量」と「重さ」の違いから説き起こして、重力と量子力学のエッセンスを解説し、現代物理学の最前線である「量子重力理論」までを見ていく。ダークエネルギーやダークマターの話題も織り込まれている。「量子重力理論」については触れる程度。

ニュートン力学とアインシュタインの重力理論を解説

まずは、ニュートンによる運動の法則と万有引力の法則について丁寧に解説する。本書の前半は、ニュートン力学を学ぶ読書になる。

後半は、アインシュタインの重力理論である「一般相対性理論」のエッセンスを見ていく。この解説のはじまりのところに、著者は、つぎのように記している。

「アインシュタイン方程式＝重力場の方程式を理解するための第一歩として、まずはアインシュタインが見出した驚きの現象から見ていくことにしましょう。」
「なんと、走る速度によって、物質の質量が変化するというのです！……」

そして、重要だという式を示し、言葉による説明を加えながらその式を変形して見せ、「相対論的質量」とは何かを解説していく。

さらに「とても重要な式」を紹介する。この式を示しながら、静止質量がゼロの粒子は光速度で走ることなどを説明する。

そこから、「場」とは何か、重力場とはどのようなものかについて述べていく。このような流れで、本書のクライマックスである重力場の方程式（アインシュタイン方程式）の解説にたどり着く。

量子力学の基礎的なことも解説

書名のとおり「重力」をテーマにした本だが、3分の1程度は量子力学にまつわる解説となっている。量子力学の基礎的なことを説明し、副題の『相対論と量子論はなぜ「相容れない」のか』ということを最後に論じている。

感想・ひとこと

式や図を見ながら解説を読んでいくことを、良い学びになると思うか、めんどうだと思うか。もし前者なら、本書を手にとってみると良いのではないだろうか。