地球・宇宙の謎って、物理・数学に挑むって

選んでいただいたフィールドの本はこちら。さあ、もっとみてみよう。

物理/素粒子、宇宙

ヒッグスを超えて ポスト標準理論の素粒子物理学

日経サイエンス編集部:編

この本では、標準理論という宇宙物理研究ではほぼ完成したと考えられていた素粒子の理論を超える新しい物理学の研究が、具体的に紹介されている。標準理論とは、物質が創生される宇宙の初期、重力、電磁力、原子核に働く強い力、弱い力という自然界の4つの力を統一的に理解しようと、1970年代以降素粒子物理学で広まったもっとも有力な理論のことだ。2013年、物質に質量を与える謎の粒子と言われていたヒッグス粒子が発見され、大きな話題を呼んだ。ヒッグス粒子は標準理論の中で発見が遅れ、唯一実験的に見つかっていない粒子だったのだ。それが発見されることで、宇宙物理は新たな局面に入ったと言われる。まさに最先端の話題が満載だ。 (別冊日経サイエンス)



物理/素粒子、宇宙

量子力学はミステリー

山田克哉

古典力学とは違う量子力学の世界、つまり不思議な極微の世界を、数式をほとんど使わずに解説している。「誰も見ていないとき、月は存在しないかもしれない」といった、思わず知りたくなるテーマについて解説する中で、量子力学について知らない人でも興味を持って読み進められる。 (PHPサイエンス・ワールド新書)



物理/素粒子、宇宙

新装版 マックスウェルの悪魔

都築卓司

「空気はなぜ雪のように地上につもらないのか?」これに対し、「空気は雪よりも軽いから」「落ちる途中で衝突して再び上っているから」等、様々な回答が思いつくだろう。答えはぜひ読んで欲しい。本書タイトル「マックスウェルの悪魔」は、混ざってしまった水と酒とをもとの水と酒とに分けてくれる小人として登場する。さらに彼らはエネルギー源のない発電所を稼働させ、動力のない車を動かす。そんな小人の存在の可能性に気づかされる本書。高校物理で学ぶ熱とエネルギーの正体を、分かりやすく、しかし簡単にしすぎず解説した良書。40年以上前、1970年に初版が出たが、最後の章で熱力学的観点から我々が現在暮らす2000年代の社会の予測をしており、その予測がほとんど当たっているのにも驚かされる。 (ブルーバックス)



流れ 自然が創り出す美しいパターン2

フィリップ・ボール

フィリップ・ボール著による万物のパターンの謎に迫る3部作の2冊目。「流れ」がテーマだ。どうして鳥や魚は自然に列をなすのか。砂丘はきれいな模様をかくのか。人や車の流れ、液体や気体など、様々な物質の粒子が“流れ”の状態にあるとき、どんな秩序が生まれるのか。流れが描く美しいパターンを楽しく探っている。高校生にも読みやすく書かれている。 (塩原通緒:訳/ハヤカワ・ノンフィクション文庫)



人類が知っていることすべての短い歴史

ビル・ブライソン

宇宙創造から人類誕生までの137億年の歴史を1000ページで解説した科学書。この一冊で素粒子物理学から熱力学、進化論まで、科学の重要事項が全て学べる。かといって、堅苦しい科学解説書ではなく、ニュートンやダーウィンなど、有名な科学者らの逸話もいきいきと語られているため、この本を読めば科学に親しみが持てることは請け合いだ。 (楡井浩一:訳/新潮文庫)



物理/素粒子、宇宙

プリゴジンの考えてきたこと

北原和夫

時間はなぜ未来に流れるのかを突き詰めた科学者プリゴジン。非平衡の研究でノーベル賞を受賞したプリゴジンについて、その研究内容と人となりを30年指導を受けてきた著者が描く。高校の化学の知識で読み切れる。 (岩波科学ライブラリー)



数学

計算しない数学

根上生也

「数学=計算」という概念を覆してくれる本。身近な所にある数学を「計算」せずに解く解法のひらめきに触れられる。また、「離散数学」という大学で初めて出会う、組合せパズルのような数学も紹介している。 (青春新書)



物理/素粒子、宇宙

クォーク 第2版

南部陽一郎

2008年、ノーベル物理学賞を受賞した南部陽一郎先生の一般向け素粒子物理の解説書。南部先生は、素粒子論を理解する上で非常に重要な概念一つ「自発的対称性の破れ」や、強い力の基礎理論「量子色力学」を発見。過去半世紀のあいだに華々しい発展を遂げた素粒子物理学の理論体系がわかる。あまり手加減はされていないので、じっくり読んでみるとよいだろう。また、素粒子物理学全体を概観できるだけでなく、その発展過程で物理学者たちがどのように考えて、その学問体系を築いてきたのかということもわかる。少し古いので最新の研究については書かれていないが、素粒子物理学の理論体系を本格的に学ぶ前に、素粒子物理学とはどのような学問かを知るのに役立つ。 (ブルーバックス)



物理/素粒子、宇宙

中学・高校物理のほんとうの使い道

京極一樹

中学、高校時代に、三角関数や微分・積分などは何のために学ぶのだろう、と思ったことはないだろうか。数学に限らず物理においても、課題には背景があることがわかると、より面白く学ぶことができる。この本では、教科書よりもリアルに、より身近に物理学の使い道を知ることができる。 (じっぴコンパクト新書)



物理/素粒子、宇宙

生命の星の条件を探る

阿部豊

地球以外の天体で生命体はまだ見つかっていない。この本はその謎に迫っていく。宇宙には水素は大量にあり、また酸素も相当にある。この2つが結合してできる水も実は大量にある。太陽系でも、木星・土星などを回る衛星のいくつかは「氷」でできている。また近年、地球によく似た系外惑星が発見されている。しかし、地球のような"海がちょっとある惑星”を作るのは結構難しいという。想像以上に、地球は絶妙なバランスで成立してきたというわけだ。ではどういう条件なら「地球のような惑星」になりうるのか。地球物理学で使う惑星大気シミュレーションを駆使しながら、地球・惑星の知識を総合して調べていくことで見えてくる良書である。 (文藝春秋)



枝分かれ 自然が創り出す美しいパターン3

フィリップ・ボール

自然に潜むパターンの数理を、美しいビジュアルを楽しみながら明かすフィリップ・ボール著の3部作の3冊目。木の成長と枝の付き方などについて、個々にどのようなルールを規定すれば全体としてどのような振る舞いが得られるのか、わかりやすく書かれている。木だけでなく、ガラスの割れ目、山肌、川筋…生物・無生物を問わず、自然が創り出す“枝分かれの科学”が展開される。 (桃井緑美子:訳/ハヤカワ・ノンフィクション文庫)



数学

数学を使わない数学の講義

小室直樹

数学の視点や方法論について、様々な角度から説明した本。高度な内容でありながら、わかりやすく、数学的アプローチという観点から見ても面白い。同著者による『数学嫌いな人のための数学―数学原論』(東洋経済新報社)も合わせて読むとよい。 (ワック出版)



物理/素粒子、宇宙

物理法則はいかにして発見されたか

R.P.ファインマン

高校まで学んできた物理学(古典物理学)の考え方とは全く違う、20世紀以降の物理学(=物質世界観)に触れることができる。重力法則、量子論の波の考え方、物理法則の対称性など、ノーベル物理学賞者であるファインマン独特の楽しい語り口で幅広く物理に触れられる。難しい章もあるが、要点をフォローするだけでも科学的視野が広がる。 (江沢洋:訳/岩波現代文庫)



物理/素粒子、宇宙

高校数学でわかる相対性理論 特殊相対理論の完全理解を目指して

竹内淳

20世紀の物理学に衝撃を与えたのは、アインシュタインの「相対性理論」だ。1905年に特殊相対性理論を発表し、10年後に一般相対性理論を発表したが、両方に共通し重要なのは、「時空間の概念を大きく変えた」こと。この本では特殊相対性理論を扱うが、実はその数学のレベルはそれほど高くなく、高校の数学と物理学の知識があれば、特殊相対性理論をほぼマスターできると書かれている。 (ブルーバックス)



地球科学

貝が語る縄文海進 南関東、+2℃の世界 増補版

松島義章

縄文海進とは、約1万年前(縄文時代前期)、最終氷期のあと気候が温暖化に転じ、現在の海面より約2~3メートル高くなったことを指す。その証拠に、当時の海岸線にあたる場所に多くの貝塚が存在することが知られる。この本では、アサリやハマグリなど身近な貝類について、過去の気候や地形、また地層のでき方や貝塚からの出土状況など、古生物学の研究内容がさまざまの情報を統合しつつ、具体的に解説されている。また、化石だけを扱うのではなく、地層、年代、環境等、まわりの環境との関係を考えながら研究がなされていることを紹介している。 (有隣新書)



地球科学

琉球列島の自然講座 サンゴ礁・島の生き物たち・自然環境

琉球大学理学部「琉球列島の自然講座」編集委員会:編

我が国唯一の亜熱帯地域である“琉球列島”について学べる本。図や写真を多用して専門用語や数式をできる限り避けており、南のサンゴ礁の島の地史、自然、生き物、気象などについてわかりやすく説明している。将来の環境像を知るために、様々な学問領域が共に力を合わせて取り組む異分野融合をしながら、過去〜現在の自然を調べることが必要であることがわかる。 (ボーダーインク)



物理/素粒子、宇宙

相対性理論とタイムトラベル キップ・ソーン博士が語る時空旅行

ニュートン別冊

アインシュタインの相対性理論的な時間とか何か、時間の進む向きとは何か、エントロピーが増大する方向に「時間の矢」は決まっている…などなど、物理学は時間をどうとらえるかから始まり、タイムマシンは科学的に実現可能かまで網羅する。また幾何学的な立場から見ると、相対性理論は微分幾何学の応用例の一つと言える。時間や空間が絶対的な基準ではなく、時空間という抽象的な空間が曲がる――つまり、曲がった幾何学と捉えることができ、興味深い。 (ニュートンプレス)



数学

フェルマーの最終定理 

サイモン・シン

フェルマーは、17世紀のフランスの数学者。「数論の父」と呼ばれる。数論とは数、特に整数の性質について研究する数学のことで、代数学の一分野。職業は弁護士、数学は余暇に行ったが、晩年、本の余白に書き残したという逸話で有名なのがフェルマーの定理だ。長らく証明も反証もなされなかったが、360年後、アンドリュー・ワイルズによって完全に証明され、ワイルズの定理あるいはフェルマー・ワイルズの定理とも呼ばれるようになった。この本は、3世紀に及ぶ数学者たちの苦闘を描く、数学ノンフィクション。数学の分野の醍醐味だけでなく、学問的な難問に挑戦してきた数学者のドラマを通して学問の醍醐味を味わえる。 (青木薫:訳/新潮文庫)



物理/素粒子、宇宙

物理学はいかに創られたか

アインシュタイン、インフェルト

物理学に関する歴史的に有名な入門書。著者はアルバート・アインシュタインとレオポルト・インフェルト。ガリレイやニュートン以来の古典的な物理思想から始まり、アインシュタイン自身の相対性理論、そして同じくらい20世紀の物理学に大きな影響を与えた量子論について、解き明かしている。インフェルトはアインシュタインの弟子で、ポーランドのユダヤ人物理学者。必ずしも数学が得意ではなかったアインシュタインに対して多くの数学的助言をしたといわれる。もっともこの本では数式は用いず、巧みな比喩と明快な叙述で書かれている。翻訳も素晴らしく、物理学の魅力が小学生から一般向けにやさしくしかも格調高く語られる。 (石原純:訳/岩波新書)



数学

数学の好きな人のために 続・数学をいかに使うか 

志村五郎

著者は日本を代表する数学者。360年間未解決だったフェルマー最終定理の予想の解決に貢献したほか、多くの数学の難問を解決した。保型形式という現代数論で重要な役割を果たす研究の大家である志村五郎博士が数学初心者に向けて数学について、またその学び方をていねいに述べる。線形代数や解析学を知っている人が、それをどう他の数学に役立てていけるかについて書いている。 (ちくま学芸文庫)


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