書籍『ピタゴラスの定理でわかる相対性理論』の補講

第10回 アインシュタインの論文の原文に挑戦!物体の慣性はそのエネルギー量に関係するか? Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?

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今回は9.7節開けてしまったパンドラの箱(212ページ)について書いてみました。有名なE=mc2の法則です。

石油など温室効果ガスの利用を減らさないと地球環境が破壊されようとする今,原子力発電の意味を問い直されています。アインシュタインは原子力発電の基本の原理になる法則の発見に関する論文を1905年9月27に物理学年報に寄稿したのです。ただし,彼はこの論文で原子力発電という発想を述べているわけではありません。基本的に物体のエネルギーと質量あるいはより一般的に慣性の関係について,ある可能性を指摘しているように思われます。

この論文にまつわる盗作問題やハーゼンエールのことについては,すでに第2回に書いたのですが,今回は真正面から取り組みましょう。

原文を読むメリット

アインシュタインのことに興味を持つ人は大変に多いのですが,彼の論文を原文で読んだという人は少ないでしょう。大学の物理学科の学生でさえアインシュタインを原文で読む機会が与えられることもなく,自ら読もうという意欲を感じる暇がないかもしれません。

ここでは,特殊相対性原理に関する2番目の論文を読み下してみます。その原文は

から入手できます。ここにはアルファベット順にタイトルが並んでいるので,Istで始まる論文をクリックします。

アインシュタインの文体は簡明で,ドイツ語特有の複雑な論理を展開してはいないと感じます。ドイツ語を第2外国語として勉強している大学生にはちょうどよい教材ではないかと思います。

筆者にとってもドイツ語は楽ではないことを白状します。40年以上も前に本当に仕方がなくてドイツ語でモータの設計に関する論文を書いたことはあるのですが,長いあいだ本気で読む必要性も少なくなったので,ほとんど忘れたようなものです。これを機会に文法と単語を思い出しながら読んで翻訳してみました。

若いときに,自分の考えたことを第2外国語で表現する試みから得たメリットもありました。2つ挙げます。

  • (1)書く前に,読む必要がある。しかも自分の専門領域の論文を読むのがよい。筆者の場合は,モータの設計に関するドイツ語論文を数編精読し,その英訳をつくり,自分の英訳からドイツ語を復元する訓練をした。こうすることによって専門領域の動詞の使い方を習得できる。
  • (2)相対性理論や量子力学は,ドイツ語を母語とする物理学者や数学者から生まれたが,これを読むときにドイツ文学や哲学など文系ドイツ語教師の指導では無理がある。通常の辞書を引きながらの解釈は,誤解と誤訳につながる。内容を完全に理解し批評できる指導者を得るのがベストだがそれは理想かもしれない。

こういうことを念頭において,本論文を日本語訳してみたのですが,ひょっとすると間違いもあるかもしれませんので,読者中に何か気がつく方がおられたらぜひご指摘をいただきたいと思います。

この論文の日本語訳はすでにあると思うのですが,筆者はあえてもっていません。原文を読んだあとで英語の定訳を見ているのですが,それはあくまで確認のためですし,若干の意訳があったりして疑問もあり,筆者にはわかりにくかったりする部分があります。

そこで,あくまでアインシュタインが綴った文章と数式をたどってみようと思います。

なお,英語版の論文 [Does the inertia of a body depend on its energy content?] は,

から入手できます(アドレスは変更される可能性があります)。

モータ理論は時空の基本的な法則

この記事を書きながら筆者は,モータの理論(筆者のElektrodynamik)を作りなおそうとしています。ここで紹介するアインシュタインの論文でも一つの基礎としたマックスウェル方程式と,イギリスの物理学者Poyntingが提唱した電磁エネルギーの定理を基盤として,モータの原理は,時空の基本的な法則であるとする考え方です。それがまた地球温暖化を防ぐ手段にもなるのではあるまいかという発想です。

Poyntingの定理は1884年に発表された理論ですが,よく吟味するとそれはマックスウェルの方程式から誘導されるものです。筆者のモータ理論は,マックスウェル方程式とニュートン力学を基盤にしたものであるといえます。ちなみに,この論文の一年前のハーゼンエールの論文でE=(3/4)mc2を導く中でも,Poyntingのエネルギー流が頻繁に引用されています。

さらにアインシュタインは,相対性原理を基盤として,空間の電磁エネルギーについてPoyntingの発想にはなかった思考を加えていますが,このことが重要だと思います。

こういうことに思いを馳せながら,電磁気学の議論の相手をしてくれる友人を喫茶店で待つ間の30分に今回の訳の草稿の7割ほど書くことができました。草稿は1時間ほどの仕事ですが,見直しと推敲はその数十倍の時間を要するものでした。

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