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宇宙

光は物理学者を悩ませていた

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当時の物理学者がどんなことで悩んでいたか。いろんな矛盾がありますが、もっとも有名なものは光の問題です。当時、すでに光の速さというものは分かっていましたが、それはきわめて速い。いちばん速い。すると、どうやってそんなに速く伝わるのかという疑問が起こってきます。これをニュートンの力学で理解しようとすると、まず光を伝える媒質というものを考えざるをえなくなる。

物理学者は、電気、磁気の学問の基礎をニュートンの力学で一元的に理解しようと悩んでいた。そういう整合性という問題を立てて考えていた。すでに完成されている電磁気学というものを、さらに根本的なところから説明しようとして悩んでいた。これは逆の見方をすれば、すでに応用の段階に入って誰の目にも常識となっていた学問の中に、悩むにたるものすごいものが隠されていたということです。

ちょうど、音が伝わるのは空気という媒質の中を音波という形で伝わるように、光にもそれを伝える媒質を考える。よく知られているように、音は空気中よりは硬いものの中を速く伝わります。鉄棒に耳をくっつけて、端の方をカーンと打つとすぐに伝わってきます。これは危険なのでやってもらっちや困るのですが、線路に耳をつけていると、姿が見えないのに汽車の音だけは聞こえたものです。遠くの線路工夫のハンマーの音もまず線路を伝わってきます。

硬い媒質ほど音波を速く伝えます

光というものは、真空と思っているところもひょいひょい飛び交う。しかし、これをニュートンの力学で理解しようとすると、真空だと思っているところにものすごく硬い媒質がびっしりと詰まっていると考えなくてはならない。

硬い媒質ほど音波を速く伝えます。これがニュートンの力学による考え方。すると、光はものすごく速い、いちばん速いわけですから、ニューンの力学で考えると極端に硬いものの中を進んでいると考えざるをえません。非常に剛性の大きい硬いものの中を振動が伝わっているものが光である。

媒質とはどんなものか、ちょっと想像もつきませんが、当時の学者はこの不思議な性質をもつ媒質にエーテル、という名前をつけています。しかし、これは常識で考えてもきわめておかしい。エーテルの中を自由にものが進めるのだろうか。空間にものすごく硬いエーテルがびっしり詰まっているのなら、われわれは歩くこともできないのではないだろうか、と心配になります。

ニュートンの力学ではエーテルというものがどうしても必要です。ニュートンの力学は偉大だと信じられていたので、この矛盾はそのまま残されていた。エーテルというものは、非常に理解しにくいものとして、多くの物理学者の頭の中に存在していたわけです。

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