ふしぎな思考実験の世界 ~科学の大発見の秘密を解きあかす~ (知りたい! サイエンス)

著者 : 桑嶋幹

• 技術評論社 (2012年11月23日発売)

作品紹介・あらすじ

猿が長い時間をかけてキーボードを打ち続けるとやがてシェイクスピアの作品の文章ができあがる?足の速いアキレスが歩みののろい亀を追いかけてもアキレスは亀を永遠に追い越すことはできない?光の考察から導かれた特殊相対性理論と量子論!…本書は、仮定した前提から思考のみによって遂行していく思考実験の入門書である。

感想・レビュー・書評

[hidemasuさんの感想 · 2013年5月3日]

自然の不思議、物理学の奥深さ等、改めて感じることがてきる本。

[newhabitsさんの感想 · 2013年2月24日]

No.529

[yama219さんの感想 · 2013年2月17日]

重いものが先に落ちることが常識だった時代に、思考実験で同じ重さの２つの物体を紐でつないだ場合の落下速度の思考実験の話が面白かった。確かに紐で繋ぐと２つの物体を一つとみなすことができるので重量は倍になるが、紐でつないだだけでは落下速度は変わらない。ということは重さが違っても落ちるスピードは同じであるという結論につながっていく。実際に実験をしなくても頭のなかで行った思考実験の世界を説明した本だが、その思考実験の歴史がすなわち科学の歴史であるということが分かった。

[ikitaさんの感想 · 2013年1月20日]

実際の実験ではなく考える事で理論を整理する？アルキメデスと亀などの例のように、すごく哲学的な面もあり面白い。
でも、、☆3

第1章
猿はシエイクスピアになれるのか？
一無限の猿定理一
無限の猿定理とはどんな定理か
確率について考えてみよう
シェイクスピアが打ち出される確率
無限の猿定理は実験で確かめることはできない
思考実験の例
再びサイコロの目は確率によって決まるのか
世の中の出来事はすべて予測できるか

第2章
運動は不可能なのか？
一ゼノンのパラドックスー
哲学の始まり
万物の根源は何か
世界は絶えず変化している
あるものはあり、あらぬものはあらぬ
万物の根元は数である
ピタゴラス学派とエレア学派の思想の違い
存在しないことを証明する背理法
ピタゴラス学派のアキレス腱
42「やπは直線上のどこにあるか
ゼノンのパラドックス
ゼノンのパラドックスー二分割
ゼノンのパラドックスーアキレスと亀
ゼノンのパラドックスー矢
ゼノンのパラドックスー競技場
ゼノンは多を否定しようとした

第3章
光の正体を探る
一光の粒子説vs波動説一
光速は無限大と考えられていた
光速は無限大に待ったをかけたガリレオ
地図の作成が光速の測定のきっかけを作る
光速が有限であることを証明したレーマー
光行差から光速を求めたブラッドリー
地球上の測定可能な距離で光速測定が始まる
古代の人々にとっての光
虹の探究が光の正体の解明のきっかけに
粒子説VS波動説の始まり
物体の陰に回り込む光
薄い膜で色づく光
ものが二重に見える石
光の粒子説の勝利
光の波動説の復活

第4章
光の波はどのように空間を伝わるのか
一工一テルは存在するか一
波はどのように伝わるのか
光の波は何を媒質として伝わるのか
波が媒質を伝わる速さ
電気と磁石の研究が扉を開く
電気と磁気の関係の発見
電気モーターの発明
ソレノイドと電磁石の発見
電磁誘導の発見
電気や磁気の力はどのように伝わるのか
電気力線と磁力線
ガウスの法則
光と電磁気には関係があるのか
磁気と光の関係を調べる
マクスウェルと電磁気学
マクスウェルの方程式
電磁波が空間を伝わる仕組み
電磁波は何を媒質として伝わるのか
エーテルを突き止めるための思考実験
マイケルソン・モーリーの実験
基準となるものはエーテルではなかった

第5章
双子の年齢は変わらない？
一特殊相対性理論と双子のパラドックスー
ガリレオの相対性原理
ニュートンの絶対空間と絶対時間
ニュートンのバケツの思考実験とマツ八の原理
絶対空間と絶対時間の手がかりとなったエーテル
物体が縮むという仮説
物体が収縮すると時間の進みも遅くなる
ボアンカレの相対性原理
アインシュタインの特殊相対性理論
光速度不変の原理
電車内のボールの運動を電車の中と外から見た場合
電車内の光の伝播を電車の中と外から見た場合
光時計の思考実験で時間の遅れを考える
静止している光時計を動いている電車の中から見た場合
時間の遅れを計算してみよう
光速に近い速さで宇宙船がすれ違うと速さはどうなる
映画『猿の惑星』では何が起こったのか？
双子のパラドックス
特殊相対性理論から一般相対性理論へ

第6章
自然現象は確率で決まる？
一量子論シュレーディンガーの猫一
溶鉱炉で見つかった光の不思議な現象
プランクのエネルギー量子仮説
光竃効果という不思議な現象
アインシュタインの光量子仮説
物質は原子からできている
原子の構造を探究する
水素の原子スペクトルとバルマー系列
ボーアの原子モデル
波の光が粒子なら粒子の電子も波だ
電子の波はどのような波か
電子雲は確率分布だった
電子の波は収縮して粒子の電子になる
確率解釈は正しいのか
電子は波の性質をもっていた
電子の波の正体は解明できないのか
八イゼンベルグの不確定性原理
電子は1個だけで干渉する
ファインマンの二重スリットの思考実験
シュし一ディンガーの猫
他世界解釈へ
科学と思考実験