光のしくみ

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光は、当たり前でありながら、不思議な存在です。 私たちは毎日、黄色い暖かさに包まれ、白熱電球や蛍光灯で暗闇をしのいでいます。 しかし、光とはいったい何なのでしょうか。 埃の舞う部屋に差し込む一筋の光、嵐の後に現れる虹、コップの中のストローがバラバラに見える時、私たちはその本質を垣間見ることができる。 しかし、このような現象は、さらなる疑問を引き起こすだけである。 光は波なのか、光線なのか、それとも粒子の流れなのか? 光は単色なのか、それともたくさんの色が混ざっているのか? 音のように周波数があるのか? 吸収、反射、屈折、回折など、光の一般的な特性にはどのようなものがあるのでしょうか。

科学者はすべての答えを知っていると思うかもしれませんが、光は科学者を驚かし続けているのです。 ここにその一例があります。 私たちは、光は宇宙の他の何ものよりも速く移動することを当然のこととしてきました。 ところが1999年、ハーバード大学の研究者たちは、ボーズ-アインシュタイン凝縮と呼ばれる物質の状態を通過させることによって、光線を時速38マイル(時速61キロ)まで減速させることに成功したのです。 これは通常の約1800万倍の速さである。 ほんの数年前までは誰もこんなことが可能だとは思っていなかったが、これが光の気まぐれなあり方なのだ。

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それでも、私たちの理解には長い道のりがありました。 科学の歴史上、最も優秀な頭脳の何人かは、その強力な知性をこのテーマに集中させてきました。 アルバート・アインシュタインは、光線の上に乗るとどんな感じになるかを想像してみました。 “もし人が光線を追いかけて走るとしたら?”と彼は尋ねた。 「もし、人が光線の上に乗っていたらどうだろう? … 人が十分に速く走るとしたら、それはもはや全く動かないだろうか?”

しかし、アインシュタインは話を先取りしています。 光の働きを理解するには、それを正しい歴史的文脈に置く必要がある。 ここでは、初期の科学者や哲学者が、視覚を刺激し、物事を見えるようにするこの不思議な物質の本質について熟考しています

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