相対性理論がもたらした不朽の名声
20世紀最大の科学的成果の一つとされる「相対性理論」は、135年前にドイツに生まれた一人の科学者を不滅の存在へと押し上げました。アルバート・アインシュタインは世界の科学知性の象徴となり、1921年にはノーベル物理学賞を受賞します。ところが後年、学界を驚かせたのは、彼の学校の成績が決して飛び抜けて優秀ではなかったという事実でした。
一見すると、矛盾は常に天才のそばにあったようです。彼の研究と探究心は、人類史上最も凶悪な兵器の一つである原子爆弾開発の基礎としても用いられました。もちろん、アインシュタイン自身はそのような結末を想定して研究していたわけではありません。むしろ彼の人生は、彼自身が深く魅了されていた哲学者たちの言葉――人間の知識と創造性は、崇高なものをも生み出せば、破滅的なものをも生み出しうる――を証明するものといえるでしょう。本稿では、アルバート・アインシュタインの生涯を彩る出来事を振り返ります。
ドイツ・ウルムに生まれた天才少年
ヘルマン・アインシュタインとパウリーネ・コッホの間に生まれたアルバート・アインシュタインは、1879年3月14日、旧ドイツ帝国南部の都市ウルムで誕生しました。両親はともにユダヤ教徒でした。幼い頃から、後に史上最も有名な物理学者・科学者となる少年の才能は次第に現れてきます。彼は外国語の習得には苦労しましたが、自然科学・物理学・数学については並外れた理解力を発揮しました。
思春期のアインシュタインと学校の教師たちとの衝突は決して珍しいことではありませんでした。当時の教育機関は、政府の方針のもとで極めて硬直した画一的な学習方法を生徒に強いており、軍隊さながらの規律は、人類史上屈指の明晰な頭脳を持つ少年にとって頭痛の種でした。15歳のとき、彼は誰の指導も受けずに独学で微分と積分の学習を開始します。これは、後に理論構築の強力な武器となる数学的道具を自らの力で習得しようとした、彼の類まれな才覚と学習能力を示す好例です。
チューリヒでの学びと特許庁での7年間
21歳のとき、この傑出した科学者は中央ヨーロッパで最も権威ある理学教育機関であるチューリヒ連邦工科大学(ETH)で数学と物理学の専攻課程を修了しました。1902年、長らく失業状態にあったアインシュタインは、友人であり同級生でもあったマルセル・グロスマンの助力により、スイス・ベルンの連邦知的財産局(特許庁)に職を得ます。
ベルンの特許庁で過ごした7年間(1902〜1909年)は、疑いなくこの著名な物理学者の人生で最も多産で実り多い時期となりました。1905年には、ブラウン運動に関する詳細な解説や光電効果の研究、特殊相対性理論、さらに質量とエネルギーの等価性(E=mc²)に関する分析など、数々の重要業績を発表しています。ブラウン運動に関する論文によってチューリヒ大学から博士号を取得し、光電効果の研究は1921年のノーベル物理学賞受賞へとつながりました。
ベルリン移住と「第四の次元」としての時間
アインシュタインはベルン大学やプラハ大学で理論物理学を講じました。この時期に、「時間は既知の三次元空間に加えて考慮すべき第四次元として扱われるべきだ」という確信を抱くようになります。第一次世界大戦勃発の直前にプロイセン科学アカデミーの会員に招かれた彼は、ベルリンへ移住。以降17年間をこの街で過ごし、1920年代に自身の理論に対して数多く向けられた批判や攻撃から特殊相対性理論を擁護し続けました。
そして1932年12月、悪名高いアドルフ・ヒトラーがワイマール共和国とドイツの民主主義の破壊に着手するわずか1ヶ月前、アルバート・アインシュタインはアメリカ合衆国へ脱出します。以降は亡くなるまでアメリカで暮らし、プリンストン高等研究所の教授職を務めました。
二つの相対性理論
特殊相対性理論(1905年)
アルバート・アインシュタインが最もよく知られている理論は、いうまでもなく特殊相対性理論(1905年)と一般相対性理論(1915年)です。前者は、平坦な時空の枠組みにおける運動の物理学を説明するものであり、ベルンの特許庁で働く傍らで完成させました。高速で運動する物体の挙動や、それらの電磁相互作用を規定するもので、その成果は慣性系の研究に広く活用されています。
一般相対性理論(1915年)
後者の一般相対性理論は、プロイセン科学アカデミーでの講演において初めて発表されました。この理論は、時空の幾何学が物質の影響を受けるとする立場から、重力場の相対論的理論を打ち立てたものです。その重要性は、質量の大きな物体(惑星など)が存在する場合、時空に曲率が生じ、それが重力場として認識されるという分析点にあります。この予言はのちに太陽近傍での光の湾曲の観測などを通じて実証され、アインシュタインの名声を一気に世界規模のものへと高めました。
悲劇的なパラドックスで閉じた生涯
アルバート・アインシュタインは76歳で、アメリカ・ニュージャージー州プリンストンにてこの世を去りました。この傑出した科学者の人生を締めくくったのは、あまりにも悲劇的な皮肉でした。彼の理論は最初の原子爆弾の開発につながり、それは科学者が決して望んだことのない結果だったのです。