Placeholder Image

字幕表 動画を再生する

  • Over 100 years ago, physicists were

    100年前物理学者たちは

  • trying to figure out how things glow,

    部質がなんって輝くを理解しようとした

  • like molten glass or hot lava.

    溶けたガラスや熱い溶岩のようなものです。

  • It seems like a simple question and was

    それはシンプルな問題にみえるですが

  • being pondered by such physicists

    20世紀にレイリー男爵(Lord Rayleigh)は

  • as Lord Rayleigh at the turn of the 20th century.

    深い考えをしました

  • I give you a wooden skewer that, when touched to a flame,

    この木棒を炎に触れたときは

  • glows orange-red.

    橙赤色の光を輝く

  • Rayleigh knew that the color of this glow

    レイリーは、このグローの色は物質の温度に

  • depends on temperature, like the sun that

    依存していることを知っていました

  • has a surface temperature of 5,500 degrees Celsius radiates

    太陽のように、表面温度が摂氏5,500度

  • a bunch of different colors that together look white to us.

    異なる色の光をませて白く見えます

  • Or me-- at 37 degrees Celsius, I have this invisible halo

    または私、37℃で目に見えない

  • of infrared light.

    赤外光を放射ています

  • Fun fact.

    豆知識

  • Infrared light is invisible to humans,

    人には赤外光を見えません

  • but snakes can actually sense it from up to a meter away

    しかしヘビは1キロメートル以外獲物から散失した赤外光を

  • to detect prey.

    18 00:00:48,110 --> 00:00:49,740 感知することができます

  • Rayleigh wanted to understand where the light came from

    レイリーは光をどこから来たのか理解したいと思っていました

  • and come up with a rule that would

    そして、それが放出する各色の量を予測する

  • predict how much of each color it would emit.

    ルールを思いつきました

  • This is its spectrum.

    これはスペクトルです

  • Another fun fact.

    もう一つの豆知識

  • Lord Rayleigh was the guy who figured out, mathematically,

    レイリー卿は最初に空が青い理由を

  • why the sky is blue.

    数学的に解釈した人でした

  • So Rayleigh thought of the simplest possible object,

    だから、レイリーはすべての光を吸収する

  • something that absorbs all light.

    最もシンプル物体を仮定しました

  • Objects absorb, emit, and reflect light.

    物体は光を吸収し、放射し、反射する。

  • Rayleigh's object would only absorb and emit, but not

    レイリーの物体は吸収と放射するだけ

  • reflect.

    反射しません

  • So all you would see when you look at it

    そしで見るい色は物体自身色と

  • is its glow or its radiation.

    放射された光のに

  • Physicists call this a blackbody.

    物理学者はこれを黒体と呼ぶ

  • Technically, a blackbody isn't black, it's glowing.

    黒体は黒ではない、光を輝いている

  • But whatever, physicists.

    しかし・・

  • A true blackbody doesn't exist in real life

    本当の黒体は、実際の生活の中で存在しない

  • because nothing absorbs all light

    すべての光を吸収すろ物はいない

  • and radiates perfectly, although stars like the sun

    でも太陽のような星は

  • come pretty close.

    それと近い

  • Kind of funny, right, that the brightest thing

    皮肉ですが

  • we know in our solar system is the closest thing

    私達知っている太陽系に最も明るいものは

  • we know to a blackbody.

    黒体と一番近いものです

  • Physicists.

    00:01:43,510 --> 00:01:45,980 とにかく、あの時物理学者はまだ

  • Anyway, at that time, physicists didn't really

    原子や分子という概念まだ理解していません

  • understand atoms and molecules.

    彼らはすべて物体は振動して粒子から作られ

  • They thought everything was made of particles

    と考えしました

  • that vibrate like springs.

    レイリーと彼同僚ジェームズ・ジーンズは

  • Rayleigh and his colleague, James Jeans,

    振動して粒子作られた黒体を想像しました

  • imagined a blackbody made of these vibrating particles

    振動によって

  • where the vibration was continuously

    エネルギーは光という形に放射され

  • converted to light.

    そのモデルから、彼らは黒体が放射する光の色は

  • From that model, they came up with a rule

    温度と関連する

  • to predict what colors a blackbody would radiate

    を予測した

  • at certain temperatures.

    しかし、残念ながら

  • But the unfortunate happened.

    彼らのモデルは

  • Their reasoning implied that a blackbody

    ものが無限量の紫外線を放出しいるとしめした

  • should emit infinite amounts of ultraviolet light.

    彼らは、ニュートン物理学通常の規則を適用しようとした

  • They tried to apply their usual rules of Newtonian physics

    結果が合わなかった

  • and came up with nonsense.

    私たちは今、これを「紫外線の大惨事」と呼び

  • We now call this the ultraviolet catastrophe.

    おお〜ニュート

  • Oh, eye of a Newton.

    彼ら考えたのは間違いている

  • Something was very wrong with their work.

    黒体は無限量の放射線放出することはできません

  • A blackbody can't emit infinite amounts of radiation

    それはエネルギー守恒法則違反する

  • because that would violate laws of conservation of energy.

    そして日常の経験から

  • And just from, like, experience, when you put toast

    トースターにトーストを入れるとすぐに

  • in your toaster, it doesn't promptly

    焼きできるわけない

  • burn your toast to smithereens.

    観察結果と理論矛盾するとき

  • When observation contradicts theory like this,

    多くの場合はこの理論がなにを欠けている

  • it often means there's something missing in the theory.

    レイリーとジーンズは物理学の理論に

  • Rayleigh and Jeans had found a glaring error

    大きな誤りを発見した。

  • in physics theory.

    ばん〜ばん〜ばん〜

  • Bum, bum, bum!

    レイリーとジーンズはこの発見を公開しました同年

  • The same year that Rayleigh and Jeans published their work,

    ドイツの物理学者マックス・プランクも

  • a German physicist, named Max Planck,

    放射線研究をしていました

  • was studying radiation for a different .

    彼は熱が常に熱い物体から低温物体に

  • Reason he wanted to understand why heat always

    流れる理由を理解したかった

  • flows from a hot object to a cold object.

    そしてその問題を解決するとき

  • And in his quest to solve that problem,

    意外とレイリーの誤りを修正した

  • he unintentionally fixed their error.

    彼は黒体離散した光の量は

  • He assumed that a blackbody could only emit light

    特定していると仮定した

  • in discrete quantities.

    周波数と同じくらい

  • Its energy comes in chunks, equal to the frequency

    毎回のエネルギーは光の周波数掛けこの数値

  • of the light multiplied by this-- a number we now

    つまりプランク定数

  • know as Planck's Constant.

    これは奇妙です

  • This is weird.

    蛇口のように一度に

  • It would be like if your faucet could only

    1杯の水しか出せない

  • pour full glasses of water at a time.

    しかし、プランクはこの仮設受け入れった

  • But when Planck assumed light was quantized,

    観察結果と理論一致した

  • theory matched with observation.

    彼は「紫外線の大惨事」解決しました

  • He solved the ultraviolet catastrophe.

    しかし、マックス・プランクは

  • But here's the crazy part.

    気付きませんでした

  • Max Planck didn't immediately realize how big of a deal

    これはどれほと驚き発見でした

  • this was.

    誰もなかったです

  • Nobody did.

    いつものように

  • He was just doing the thing that we all

    彼は数学の宿題をした

  • do with our math homework, when your answer doesn't match

    答え間違った、訂正しただけ

  • the answer in the back of the book

    その答えはたまたま正解たっだ

  • so you just switch a plus for a minus

    しかし、かれは本当の意味わかりませんでした

  • but you're not really sure why.

    プランクはかれの公式を現実の世界で

  • Planck didn't understand what his work

    何を意味するのか理解できませんでした

  • meant in the real world.

    数年後、アインシュタインが

  • It wasn't until a couple years later that Einstein realized

    このエネルギーのパケットが、光が単なる波ではないことを意味する

  • that these packets of energy meant that light wasn't just

    ことに気付きました

  • a wave.

    光も粒子で作られています

  • It's made of particles that we now call photons.

    それで物理学者考え始めました

  • So then physicists started thinking

    光子を放出する原子とうなるでしょうか

  • about what this meant for atoms that emit those photons,

    そして量子論力学と言う新領域たどり着きました

  • and The Theory of Quantum Mechanics began to unfold.

    原子のなか電子は光子という形てエネルギーを放出します

  • Atoms emit photons when their electrons lose energy,

    放出したこの電子が光量子と読んです

  • and so their electrons must lose energy in chunks-- in quanta.

    それが量子力学

  • Quantum mechanics.

    マックス・プランクは

  • The consequences of Max Planck's discovery

    光量子発見した

  • that light comes in quanta, in packets,

    量子力学の始祖です

  • snowballed into what we now know as quantum mechanics.

    量子力学は奇妙です

  • Quantum mechanics is bizarre.

    微視的世界と私達知っていた世界

  • The microscopic world just misbehaves.

    と全然違いう

  • Like, we're talking many billions of times smaller

    わずか人間髪毛の十億分の一の世界

  • than the width of a human hair.

    例えば、電子はいろ場所であることができます

  • For example, an electron can be in multiple places

    同時に

  • at the same time.

    確した位置を持っていません

  • In fact, an electron has no precise location.

    しかし、奇妙なことは電子を測定すろと

  • But the weird thing is, when you measure the electron,

    かれは特定の場所でいます

  • you find it in a specific place.

    まろで測定しないと場所を持っていないようです

  • It's like it has no location until you measure it.

    この人気原子画像は現実と違います

  • This popular image of an atom is wrong.

    ほとんどの時間

  • Instead, most of the time it looks

    陽子の周りは雲のような電子雲がある

  • like a cloud of probability around the proton.

    これがほんとに電子モデルです

  • This cloud of probability is the electron.

    それについて考えて

  • Think about it.

    あなたの体を構成したのは

  • The particles that make up your body

    粒子じゃない

  • aren't a stack of solid objects.

    たくさんの電子雲によって合わせてしたの

  • They're a collection of probability clouds.

    量子力学であまりも理不尽です

  • Quantum mechanics is unsatisfyingly unintuitive.

    しかし、いつも正しい結果を証明されています

  • But time and again, it has proven to be real,

    例えばコンピュータに適用されます チップ、レーザー、LEDなと応用され

  • applied in computer chips, lasers, even LEDs.

    電子雲は

  • An electron probability cloud is only

    量子奇妙なクッキーのニブルにすぎません

  • a nibble of the cookie that is quantum weirdness.

    そして、100年以上研究を過ぎた

  • And after more than 100 years of study on the topic,

    まだ分からないことがたくさんある

  • there's still more to learn, which

    だからいま大型ハドロンコライダーによで粒子を加速する

  • is why we're doing things like colliding particles

    ぶつかせて

  • at the Large Hadron Collider.

    ほんの少しの例として

  • Just as a small example.

    私はこの話が大好き

  • I love this story because it shows how important it

    間違っていることもすごく重要を示しているからです

  • is to be wrong.

    科学は固定されて事実と数字じゃない

  • Science isn't fixed facts and figures.

    常に改良と進化されています

  • It's constantly being modified and improved.

    レイリーさんの間違いなかったら

  • Without Rayleigh uncovering this huge theoretical error that

    物理学者は紫外線大惨事が

  • was the ultraviolet catastrophe, physicists

    示すただし世界を見つきませでしょう

  • may have never come up with the rules

    この小さな新しい宇宙

  • to describe a brand new tiny, tiny universe.

    鑑賞ありがとうございました

  • Thank you so much for watching, and happy physicsing.

    [MUSICのPLAYING]

  • [MUSIC PLAYING]

Over 100 years ago, physicists were

100年前物理学者たちは

字幕と単語

ワンタップで英和辞典検索 単語をクリックすると、意味が表示されます