これが物理学だ！ マサチューセッツ工科大学「感動」講義

ウォルター・ルーウィン / 東江一紀

授業をネットで無料公開しているマサチューセッツ工科大学。世界中で大人気なのが、ルーウィン教授の物理学入門講義。教室に鉄球の振り子を下げ、反対側のガラスを粉々に砕き、返ってくる鉄球が、教授の顔面を粉々に砕く寸前で止まる様を見せて、エネルギー保存の法則を伝える、など、物理学の美しい法則を身近な事象で体をはって説明をしていく。虹はなぜ、あのような色の順番なのか？ ビッグバンはどんな音がしたのか？ NHKでも放映され、世界中で人気の授業を完全書籍化。

• カテゴリ: ビジネス・実用
• ジャンル: 学術・語学 / 理工
• 出版社: 文藝春秋
• 掲載誌・レーベル: 文春e-book
• ページ数: 403ページ
• 電子版発売日: 2013年02月08日
• コンテンツ形式: EPUB
• サイズ(目安): 6MB

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マサチューセッツ工科大学のルーウィン教授の物理学の講座を収録したもの。1章 物理学を学ぶことの特権 ２章 物理学は測定できなければならない。 3章 息を呑むほど美しいニュートンの法則 4章 人間はどこまで深く潜ることができるのか 5章 虹の彼方に 6章 ビックバンはどんな音がしたのか 7章 電気の奇跡 8章 磁力のミステリー 9章 エネルギー保存の法則 10章 まったく新しい天文学の誕生 11章 気球で宇宙からのX線をとらえる 12章 中性子星から部落ホールへ 13天空の舞踏 14章 謎のX線爆発 最終章 世界が違って見えてくる

物理を理解しているのとそうではないのでは世の中の見え方が根本的に違ってくる。

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NHKの白熱教室を視聴した方が先の人間です。
そこからこの人面白い！と本書を読んだ他 iTunes U で動画視聴もしました。本に書かれていることはテレビで言っていたことほぼそのまま(元ネタだから当たり前か)、本よりも動画で彼が動いているのをぜひ見てほしいです。本があれば勉強はできるけど、講義でしかできないことを彼はやっているのではないでしょうか。内容としては日本だと中学～高校くらいだと思うので、こんな授業が日本の学校で行われれば良いのに！と思っています。
おかげさまで、お天気雨のときに誰よりも早く虹を見つけられるようになった気がします(笑)。学校の水道でも虹を作って遊びましたよ。

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楽しかった！

まだ第一回しか観ていなかった「白熱教室」の録画をフォルダごと夫に消されてしまい、仕方なくこの本を読みましたが、結果的には大正解。テレビでは触れていなかったであろうルーウィン先生の生い立ちや芸術への情熱なども含め、本当に興味深く、終始惹きつけられて読みました。

虹の話、音の話、宇宙の話。どれもロマンに満ちています。おすすめです。

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推薦理由：
本書は、マサチューセッツ工科大学物理学入門講座のウォルター・ルーウィン教授の講義を書籍化したものである。我々の日常生活から宇宙の彼方まで、様々な事象を物理学の理論で鮮やかに説明していくルーウィン教授の講義は美しく感動的で、原書のタイトル『FOR THE LOVE OF PHYSICS』の通り、物理学への愛が伝わってくる。紹介されている多くの実験が大変面白く、ウェブサイトで公開され世界中で人気がある。本書で物理学の楽しさに触れて欲しい。

内容の紹介、感想など：
物理学とは複雑な数式の集合のように思える。しかも、あのマサチューセッツ工科大学の物理学の講義なら、厳しい顔をした物理学者が、常人には理解不可能な数式と専門用語を並べ立てて、日常生活とは無縁に思える難しい事を述べているに違いない。そんなイメージを吹き飛ばすのが本書に書かれているウォルター・ルーウィン教授の講義だ。
ニュートンの法則の講義では、エレベーターの中で体重計に乗るという分かり易い例から宇宙船の中で宇宙飛行士が浮遊する無重力状態は自由落下状態なのだと説明し、圧力の講義ではストローで飲み物を吸い上げる仕組みや、シュノーケルを使って潜れる水深の限界などを解説して日頃注意も払わなかった重力や空気圧がこれらの日常的な事象に様々な影響を及ぼしている事に気付かせる。
特に彼の講義を魅力的なものにしているのは実験だ。ワイングラスの固有振動数の音をスピーカーから出してワイングラスを粉々に割って見せたり、自分の体を帯電させて蛍光管を発光させたり、エネルギー保存の法則を証明するために、15kgの鉄球の軌道上に自分の頭部を置くという命がけの事までする。このような実験を見せながらその結果を導く物理学の理論を説明していくのだから、面白くないはずがない。振り子の周期がおもりの重さにかかわりなく一定であることを証明する実験では、何と学生の前で天井から吊り下げられた振り子のおもりに乗って揺れてみせるのだ。本書の見返し部分にこの写真が載っている。
ルーウィン教授の講義からは、物理学に対する限りない愛と、それを学生に伝えようとする情熱が感じられる。理科系であろうとなかろうと、全ての人が興味を持たずにいられないルーウィン教授の講義を本書で体験して欲しい。
本書に載っているルーウィン教授の講義や数々の実験の多くをウェブサイトで観ることができる。URLが記載されているので、大物理学者が天井からぶら下がって揺れている様子を観てみよう。

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　物理を知ってしまうと世界ががらりと違って見える。その楽しさを存分に伝えてくれる快著。
　青空や夕焼けはなぜあのような色なのか？虹ができる仕組みは？といった身近な物理のほかに，力学，電磁気学，量子論といった物理の基本も楽しく紹介。自身の専門のX線天文学のあゆみについても語ってくれる。気球やX線観測衛星による研究ネタは一見あまり一般受けしなさそうだが，まったくそんなことはなく，実に興味深かった。
　冒頭の自伝部分も読ませる。ナチス支配下のオランダでの生活，強制収容所での祖父母の死，フォン・ブラウンの活躍に対する複雑な心境，映画『ライフ・イズ・ビューティフル』への反感…。教授の人生が詰まった一冊。

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話題になるだけあって、面白くサクサク読めるところが良い。「ロウソクの科学」の現代物理版、といったところか。

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物理の面白さを実験中心に分かりやすく書かれている。特にＸ線天文学、中性子星、ブラックホールｈ集中して記されている。レイリー散乱、虹、ひも理論、プラズマ、Maxwell方程式、渦電流、赤方偏移は実生活にも即したものだ。今一度思い出していきたい。

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日常とかけ離れているように思う物理学がとても身近で、体で理解できる授業である。生で受講して見たかった。

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MITで物理学を主専攻していない学生向けに行われている物理学講義を書物化してくれた一冊。

物理学を主専攻していない学生向けとありますが、（大学で物理を勉強していた自分の感想だと）高校時代物理が好きだった/得意だったか大学で物理を勉強していたとかでないと本書の面白さを理解するのはちょっと難しいかなと思いました。
（また、じっくり理解しながら読み進めるのに結構時間がかかりました。）

あらためて物理は面白く、知れば知るほど思考力の幅が広がりそこから新しい何かを生み出せそうな気もするので、人生の最後まで少し地道に勉強していこうと思った一冊でした！

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MITの一般教養の物理をやっている先生による本。講義の様子は動画で公開もされている。前半はその授業の内容に準じている様子で、後半戦は専門のＸ線天文学についてその歴史を自分の体験で語る。後半はちょっと難しいといえば難しい。

ヒッグス粒子のノーベル賞のとき、理論物理学者と実験物理学者のどちらに賞が送られるべきか（実際は「理論」のほうだった）議論されているのを見かけたが、著者は実験物理学者。だからか身近な現象に根ざした（虹とか）話が多くて素人にもしたしみやすい。とにかく測定の精度の大事さを強調するところもさすが。「ここでわたしが、天体物理学の理論の大多数はいずれ誤りであることが判明するなどと断言しても、同業の理論家たちの機嫌を損ねる心配はないだろう。そんなわけで、わたしを含めた観測天体物理学者の多くは、大半の理論にあまり注意を払わない。」


・年周視差により数千光年までの恒星との距離を測ることができる。太陽に最も近いプロキシマ・ケンタウリ（4.3光年）の年周視差は0.76秒角。10セント貨を3.5kmはなれたところに置くと1秒角。月を1800枚にスライスしたのも1秒角。天文学には精密な観測が必要になる由。

・ケフェイド変光星は光学的輝度と変光周期に相関がある。これを利用して1億光年までの距離を測ることができる。


・17世紀半ばに気圧計を作ったのがトリチェリ。密度の高い液体ほどコンパクトに作れるので、水の13.6倍の密度を持つ水銀を使った。長さ1mのガラス管に水銀を注ぎ、管の口を指でふさいでひっくり返してから水銀を満たした深皿に入れて指を離した。水銀がいくらか流れ出したが76cmの高さの水銀柱ができた（気圧の変動により上下する）。管の上部にできた空間は、実験室でもっとも初期に作られた真空のひとつとなった。


・飛行機を飛ばす力。ボーイング747を例にすると、揚力の80％以上が反作用揚力（翼の下を流れる空気が下向きに押されることによる）、20％未満がベルヌーイの揚力（翼の上下の気圧差）。→なんかこの説は間違いらしい。よくわからん。


・虹を見つけるコツ。太陽に背を向け、自分の頭の影を見つけ、自分とそこを結ぶ線から全方向に42度離れた位置に注目する。また、虹の内側（青い側）の空は明るいが、外側（赤い側）の空は暗い。光の屈折の性質による。

・水滴の代わりにガラスでも虹を作れる。黒い厚紙、スプレー式透明接着剤、球状で無色透明のガラスビーズ（直径0.15から0.25mm）を使う。


・深宇宙さえも完全な真空ではない。地球上でつくりうるどんな真空よりも完全な真空に近いが、プラズマと呼ばれるイオン化した気体がおもに存在する。

・ワイングラスなどの共鳴。どこかから余分なエネルギーをもらえるお得なシステムのようにも見えるが、実際はその固有振動数において投じられたエネルギーを最も有効に活用しているだけ。

・長い縄跳びをじゅうぶんに速くまわすと、縄がふたつをの弧を描く。中央に動かない1点（節）ができる。縄が二次固有振動数で振動し始めたのだ。振動するものはすべて複数の固有振動数を持っている（三次以上もある）。楽器の弦は同時に複数の固有振動数で振動して倍音を出す。


・物質の中には正電荷を引き寄せるものと、正電荷を手放して負の電荷を引き寄せるものとがある。それら相反する物質同士をこすり合わせるとそれぞれ逆の電荷を帯びる。それを表に並べたのが帯電列。

・この地球上でわたしたちと関係のある原子・分子のほとんどは電気的に中性。室温の純水であれば1,000万個の分子のうちイオン化しているのは1個だけ。

・ボルトとは電位の単位である。例えばアメリカのコンセントのふたつの穴の電位差は120ボルト。電場の強さはボルト毎メートルであらわす。

・平均的な雷が放出するエネルギーを電力に換算すると1兆ワット。しかいｓ数十マイクロ秒しか続かないので、1回の落雷の総エネルギーは100ワット電球1か月分くらい。

・高周波の電流は導体の外側を流れる（表皮効果）。雷の時、車のなかが安全な理由はこれ。ただ最近はグラスファイバー製の部品が増えているので危ないかも。


・ヒトは100ジュール/秒の赤外線を発している。100ワット電球と同程度。


・蟹星雲（牡牛座X-1）は1054年に観測された超新星爆発の残骸で6,000光年離れている。1000年後の今でもX線を放出しながら天文ショーが続いている。

・中性子星は高速で自転する。フィギュアスケート選手がスピンする時、伸ばした腕を体に引き寄せるとスピンの速度が増すのと同じ理屈（角運動量の保存）で恒星時代の自転が加速する。蟹星雲の中性子星は30回転/秒で、これまで観測された最高のものは716回/秒。おおくの中性子星は磁極から電波ビームを発するが、磁極と自転軸にずれがあるため、観測する側としては間歇的にビームが出ているように見える。単独パルサー。

・われわれの見ている星の１／３が連星である。一方の星は軌道の半分で地球に近づき、残りでは遠ざかる。もう一方は逆の動きをする。それぞれのスペクトルに赤方偏移と青方偏移の吸収線がそれぞれ見られる。それで連星系だとわかる。

・惑星の公転周期は17世紀になる前ずっとから高い精度で知られていた。太陽と惑星の距離も高い精度で知られていたが、あくまで相対的な尺度（例：金星と太陽の平均距離が地球の72.4%）でだった。→天地明察