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アルバート・アインシュタイン

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学校ぎらいだったミュンヘンでの少年時代

アルバート・アインシュタイン(1879~1955)は、ドイツのウルムで生まれ、まもなくミュンヘンに移り住みました。少年期のアインシュタインは、学校の成績は良かったのですが、学校はきらいだったようで、一人で数学の勉強をしていたといわれます。

ニュートン力学を批判したマッハの影響を受ける

成長したアインシュタインは、チューリッヒのスイス連邦工科大学を受験、一度は失敗しますが1年後合格します。大学では、数学と物理学を学ぼうとしましたが、当時の物理学の講義は古典的、いわば「古くさい」内容でした。そのころ、絶対的だったニュートン力学を批判した物理学者にエルンスト・マッハがいました。アインシュタインは、マッハの著書『力学とその発展』に影響を受け、また当時の最先端研究であった電磁気学にのめりこんだりと、やはり少年時代と同じように、独学的に自分の学問の世界をかたちづくっていきます。

光も重力で曲がるとした「一般相対性理論」を完成

大学を卒業したアインシュタインはスイス連邦特許局に職を得、仕事のかたわら自分の研究を進めます。そして1905年、26歳のときに、それまで「波」であると考えられていた光が、「粒子」であるとした論文を発表します。この「光量子論」で、アインシュタインはのちにノーベル賞を受賞することになります。同じ年、「光速度不変の原理」と「相対性の原理」からなる「特殊相対性理論」を発表、アインシュタインは新進気鋭の物理学者として一躍注目を集めることになります。1916年、物理原理として完成度を高めた「一般相対性理論」を完成、ここで示された理論からの予測――「光も重力によって曲げられる」は、1919年の皆既日食の観測により見事に証明され、アインシュタインには世界中から「天才」の称号が冠せられたのです。

頭の中で「思考実験」をくり返し、普遍理論を組み立てる

アインシュタインのような科学者は理論物理学者と呼ばれます。実験や観測データの結果から定理をみちびくのではなく、宇宙のしくみや物質のふるまいなどをうまく説明できる仮説を立て、自分の頭の中で「思考実験」をくり返しながら、普遍性のある理論を組み立てていくわけです。

「人生最大の不覚」となげいた、「宇宙項」導入の失敗

1917年、アインシュタインは一般相対性理論をもとに「宇宙モデル」を発表します。宇宙における時間・空間・エネルギーが方程式によってあらわされる、整然とした宇宙の姿でした。自分のつくった方程式では、宇宙はいつか縮んでしまうという結果が出ていたのですが、このときアインシュタインは、宇宙時間的に変化しないと考えていたため、縮小を止める力を「宇宙項」として組み入れました。その後、宇宙の膨張が観測されたため、「宇宙項」はまちがいとされるようになります。しかし、アインシュタイン自身「宇宙項の導入はわが人生最大の不覚」と嘆きましたが、宇宙が膨張し続けるかどうかは、いぜんとして研究の段階にあります。「宇宙項」の導入が本当に失敗だったのか、まだ結論が出ていないのです。