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ナナメヨミ

このコラムは、よく知られた作品における人物、チーム、組織などから、何らか学びを拾おうという試みである。歴史物を扱うときなどは時代考証を厳密にしていくというよりは、描かれた人物、事象などはとりあえずそういうものだとしておき、それに基づいて書いていこうと考えている。

第9回:『理論』を取り扱うための作法

2014年12月24日

量子革命―アインシュタインとボーア、偉大なる頭脳の激突

今回取り上げるのは、『量子革命―アインシュタインとボーア、偉大なる頭脳の激突』です。基礎理論をめぐる争いから変革に対する態度を読み解きます。

『量子革命―アインシュタインとボーア、偉大なる頭脳の激突』 マンジット クマール (著), Manjit Kumar (原著), 青木 薫 (翻訳)

物理学者同士の戦い

物理学というのは自然科学の中でも特に厳格で、強固な領域だと思われている[1]。物理学の強固さの元になっているのは前提となる基礎理論が厳密に定義されていることである。当然、基礎となる理論は多くの検証を経てその地位を得ることになる。その基礎理論を崩すことは、ただのアイデアやSFとしてはできるかもしれない。しかし、本当に基礎理論を更新するということは、人間の自然に関する見方を完全に入れ替えようという挑戦になる。アインシュタインの相対性理論が重要な発見だとされているのは、相対性理論が直接的に示した結果だけでなく、その理論によって古典物理学の前提を解体したため、その影響が多岐にわたったということでもある。

同時に、新しい理論が採用されるということはそれなりに痛みを伴うことになる。その時点で最も高度で洗練された理解だと思っていたものを否定することになるからだ。確かに、アインシュタインはニュートンが作った世界像を覆す発見をしたのだが、当時、ニュートン力学をよく理解していた人からすれば葛藤もより大きかっただろう。

今回ご紹介する『量子革命[2]』は、そんなアインシュタインと量子力学を体系化したボーア、2人を軸に20世紀初頭の量子力学確立までの時代の物理学界を追いかけたストーリーである。

この時代、原子レベルの世界で発見が相次いだ。後で名前が出てくる人の発見だけでも次のようになる。私などにとっては『教科書の上の英雄』というところだ。

~プランク定数(プランク)、ラザフォード散乱(ラザフォード)、パウリの排他原理(パウリ)、不確定性原理(ハイゼンベルク)、シュレーディンガー方程式(シュレーディンガー)、コペンハーゲン解釈(ボーア)、・・・そして相対性理論と光電効果とブラウン運動(アインシュタイン)(もちろん一人が一つだけとは限らない)。~

これらの発見が大体19世紀の終わりから20世紀の最初の30年ぐらいでほとんど行われたのである。一人一人を取り上げても1冊ずつ本が書けるぐらいの物理学者であり、一つ一つが重要な発見である。また、ラザフォードがボーアを見いだし、ボーアがパウリやハイゼンベルクなどを見いだしたように、優秀な人材が優秀な人材を呼び、物理学以外の知見(数学や実験技術の進歩)も集中することで、このような時代が生じたともいえる。世界の見方が変わるほどの変革とはどのように進んでいくものなのかを臨場感を持って追いかけられる非常に面白い本である。

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