古典物理学 宇田雄一著 |
タイトル：古典物理学 著者：宇田雄一 初版1999年7月 B5版 381頁 ワープロ印刷 手製本 5000円 国立国会図書館所蔵 無料で閲覧出来るサイト 参考図集 |
| ブック・レヴュー |
| 古典物理学とは、ニュートン力学（1687年発表）からアインシュタインの一般相対性理論（1916年完成）に至るまでの一連の物理学理論の総称です。相対性理論を古典物理学に含めない用語法が用いられたのは相対性理論が出現してからしばらくの間だけであり、量子論が成立してからおよそ一世紀が経過しようとしている現在では、古典物理学は量子力学より前の理論を指す言葉として用いられ、したがって、相対性理論は古典物理学に含められます。 物理学においては「学」という語は、理論構築の営みを指して用いられる事もありますが、その結果得られた理論を指して用いられる事もあります。 実は1932年1933年、物理学の世界に大変革が起こった。量子力学と呼ばれる新理論が誕生したのだ。量子力学によれば、古典物理学の理論は自然を厳密に記述するものではない。これを機に物理学者は、量子力学以前の理論を古典物理学、量子力学的形式を踏んだ理論を量子論と呼ぶ様に成った。本書が取り扱うのは、量子論的でないからという理由で現在では自然の厳密な記述ではないとされる、古典物理学だ。 本書は古典物理学の教科書ではない。エルンスト・マッハが「マッハ力学」伏見譲訳講談社で古典力学に対して取ったのと同じ態度を僕が古典物理学の基礎全体に対して取った結果出来上がったのが本書である。マッハが「マッハ力学」を著した時代（1883年）にはまだ古典物理学の全体が出来上がっていなかったので、私のやった事をマッハが成し遂げる事は出来なかったのである。「本書は教科書ではない」とは正に「マッハ力学」の「初版への序文」の冒頭で述べられている文句そのものである。マッハはアインシュタインの一般相対性理論が完成した正にその年にこの世を去っている。私は、マッハがもしもっと長生きしていたならやったであろう事を本書において成し遂げたのである。マッハが成し遂げようとした事とは、彼流に言うと「物理学から形而上学的要素を排除する事」であったわけだが、これを私流に言うと「物理学理論は実験・観測によって確認し得る何事かについて少しでも言及しているのかいないのかを確かめる事」に成る。本書ではこの問題をメイン・テーマの1つとして掲げる。ただし、私の議論の方がマッハのよりも遙かに徹底しており、本書に比べれば「マッハ力学」は単に着想を述べたものに過ぎないとさえ言えるだろう。 さらに、私が本書で述べるのはこのテーマについてだけではない。私はもっと欲張りだ。マッハの問題意識が物理学の下限「物理学は少なくともどれだけの事を言うのか」についてであるのに対して、私は物理学の上限「物理学は多くともどれだけの事を言うのか」についても本書に記述した。これは物理学者の間で「初期条件によって運動方程式の解は一意的に決定される」という言われ方をするポピュラーな法則の記述だ。そのような、専門家の間ではポピュラーな知識を、提示するだけでなく私は、一般相対性理論を除く全ての（古典物理学の基礎）理論を共通の鋳型にはめ込んで見せて、古典物理学の理論のワン・パターンぶりを暴露すると共に、その鋳型を使って、「統一」や「繰り込み」などの高度な概念を説明する事まで試みた。この際に用いる鋳型「マッハ模型」は、これまたマッハの着想に基づいて作られている。 「統一」は現代物理学の中心テーマであるし「繰り込み」も現代物理学において現れる理論的困難の処理方法として現代でも大きなテーマであり続けている。私はこれらが量子論に特有な問題ではないという見識を踏まえて、それらの本質を古典物理学の範囲内で解き明かして見せた。本書においてである。このように、古典物理学の基礎理論の全体の整然とした記述と、古典物理学が抱える理論的困難の提示とその処理方法（繰り込み）の記述、および物理理論が目標とする「統一」の概念を定義した事、によって本書はユークリッドの「原論」に匹敵する書物にも成っていると私は自負している。リーマン幾何学が現れてユークリッド幾何学の公理が必然性を失ったからと言って「原論」の価値が損なわれたわけではないのと同様に、量子論によって古典物理学が否定されたからと言って本書「古典物理学」の価値が損なわれるわけではないと私は考える。本書「古典物理学」は1916年までに人類が到達し得た完結した知識体系の輝かしい記念碑であり、ユークリッドの「原論」がそうであった様に、今後の様々な分野での知識体系構築の手本と成り得るものなのである。哲学者トーマス・ホッブズが「リバイアサン」を著すに当たってユークリッド幾何学を手本としていた事は広く知られているし、その他の学者にとっても長い間ユークリッド幾何学は模範であり続けた。 |
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