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―

出版社：技術評論社
ISBN：978-4-7741-5384-1
本体価格：1,580円
発売日：2012年11月23日
著者：桑嶋幹　著

詳細は技術評論社サイトへ

この本の概要

思考実験とは，実験装置を用いることなく，ある状況で理論から導かれるはずの現象を，仮定した前提から思考のみによって遂行することである。つまり「考える実験」である。ほぼ文章だけで結果を導くその過程は，読み物としても面白く科学の「見方」を養うことにもなる。

こんな方におすすめ

• 物理学や数学に興味のある方
• 科学的思考を養いたい方

目次

第1章　猿はシェイクスピアになれるのか？　─無限の猿定理─

• 1-1　無限の猿定理とはどんな定理か
• 1-2　確率について考えてみよう
• 1-3　シェイクスピアが打ち出される確率
• 1-4　無限の猿定理は実験で確かめることはできない
• 1-5　思考実験の例
• 1-6　再びサイコロの目は確率によって決まるのか
• 1-7　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？　─ゼノンのパラドックス─

• 2-1　哲学の始まり
• 2-2　万物の根源は何か
• 2-3　世界は絶えず変化している
• 2-4　あるものはあり，あらぬものはあらぬ
• 2-5　万物の根元は数である
• 2-6　ピタゴラス学派とエレア学派の思想の違い
• 2-7　存在しないことを証明する背理法
• 2-8　ピタゴラス学派のアキレス腱
• 2-9　√2やπは直線上のどこにあるか
• 2-10　ゼノンのパラドックス
• 2-11　ゼノンのパラドックス─二分割
• 2-12　ゼノンのパラドックス─アキレスと亀
• 2-13　ゼノンのパラドックス－矢
• 2-14　ゼノンのパラドックス－競技場
• 2-15　ゼノンは多を否定しようとした

第3章　光の正体を探る　─光の粒子説vs　波動説─

• 3-1　光速は無限大と考えられていた
• 3-2　光速は無限大に待ったをかけたガリレオ
• 3-3　地図の作成が光速の測定のきっかけを作る
• 3-4　光速が有限であることを証明したレーマー
• 3-5　光行差から光速を求めたブラッドリー
• 3-6　地球上の測定可能な距離で光速測定が始まる
• 3-7　古代の人々にとっての光
• 3-8　虹の探究が光の正体の解明のきっかけに
• 3-9　粒子説vs　波動説の始まり
• 3-10　物体の陰に回り込む光
• 3-11　薄い膜で色づく光
• 3-12　ものが二重に見える石
• 3-13　光の粒子説の勝利
• 3-14　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　─エーテルは存在するか─

• 4-1　波はどのように伝わるのか
• 4-2　光の波は何を媒質として伝わるのか
• 4-3　波が媒質を伝わる速さ
• 4-4　電気と磁石の研究が扉を開く
• 4-5　電気と磁気の関係の発見
• 4-6　電気モーターの発明
• 4-7　ソレノイドと電磁石の発見
• 4-8　電磁誘導の発見
• 4-9　電気や磁気の力はどのように伝わるのか
• 4-10　電気力線と磁力線
• 4-11　ガウスの法則
• 4-12　光と電磁気には関係があるのか
• 4-13　磁気と光の関係を調べる
• 4-14　マクスウェルと電磁気学
• 4-15　マクスウェルの方程式
• 4-16　電磁波が空間を伝わる仕組み
• 4-17　電磁波は何を媒質として伝わるのか
• 4-18　エーテルを突き止めるための思考実験
• 4-19　マイケルソン・モーリーの実験
• 4-20　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？　─特殊相対性理論と双子のパラドックス─

• 5-1　ガリレオの相対性原理
• 5-2　ニュートンの絶対空間と絶対時間
• 5-3　ニュートンのバケツの思考実験とマッハの原理
• 5-4　絶対空間と絶対時間の手がかりとなったエーテル
• 5-5　物体が縮むという仮説
• 5-6　物体が収縮すると時間の進みも遅くなる
• 5-7　ポアンカレの相対性原理
• 5-8　アインシュタインの特殊相対性理論
• 5-9　光速度不変の原理
• 5-10　電車内のボ－ルの運動を電車の中と外から見た場合
• 5-11　電車内の光の伝播を電車の中と外から見た場合
• 5-12　光時計の思考実験で時間の遅れを考える
• 5-13　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
• 5-14　時間の遅れを計算してみよう
• 5-15　光速に近い速さで宇宙船がすれ違うと速さはどうなる
• 5-16　映画『猿の惑星』では何が起こったのか？
• 5-17　双子のパラドックス
• 5-18　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？　─量子論　シュレーディンガーの猫─

• 6-1　溶鉱炉で見つかった光の不思議な現象
• 6-2　プランクの量子仮説
• 6-3　光電効果という不思議な現象
• 6-4　アインシュタインの光量子仮説
• 6-5　物質は原子からできている
• 6-6　原子の構造を探究する
• 6-7　水素の原子スペクトルとバルマー系列
• 6-8　ボーアの原子モデル
• 6-9　波の光が粒子なら粒子の電子も波だ
• 6-10　電子の波はどのような波か
• 6-11　電子雲は確率分布だった
• 6-12　電子の波は収縮して粒子の電子になる
• 6-13　確率解釈は正しいのか
• 6-14　電子は波の性質をもっていた
• 6-15　電子の波の正体は解明できないのか
• 6-16　ハイゼンベルグの不確定性原理
• 6-17　電子は１個だけで干渉する
• 6-18　ファインマンの二重スリットの思考実験
• 6-19　シュレーディンガーの猫
• 6-20　他世界解釈へ
• 6-21　科学と思考実験