(第57回)“4” 科学「4」の物語 その1

桜井進

 ふしぎの「し」は「4」のことなのかもしれない。

 宇宙とは何か? 数とは何か? 生命とは何か?
 究極の問いに挑戦し続ける、物理学、数学そして生物学。そこに「4」の物語が待っていた。
 4つの力の統一こそが物理学の聖杯であり、その統一理論に私たちの宇宙は4次元時空の謎が関係してくる。
 4つの色だけで地図の塗り分けが可能か。4色問題はグラフ理論へ翻訳され4色定理として解決された。
 4つの塩基配列が支配する生命の設計図。自らのすべての塩基配列を読むという、途方もない目的をわれわれホモ・サピエンスは達成した。
 根源の探求を使命とする科学は「4」を見つけた。

 どの「4」の物語も「4」に行き着くまでのストーリーとそこから始まる「4」探求のストーリーがある。
 「なぜ『4』でなければならないのか」
 「『4』のすべてを知りたい」
 「4」は不思議の「し」であり、使命の「し」でもある。物理学、数学、生物学がたどる「4」の物語を追う。

●4つの力を統一せよ!

 電磁気力、弱い力、強い力、そして重力。世界は「モノ」と「力」でできている。20世紀の物理学はそのことをとことん突き詰め、大きな成功を収めた。はたして「モノ」と「力」はどちらも「素粒子」で根源的に説明できる理論「場の理論」にたどり着き、その建設が始まった。

 重力とはニュートンの万有引力のことである。
 17、18世紀の教会が説く理屈とは、天上界と地上界、それぞれの法則は別物であるということだった。ニュートンは、月とリンゴに働く力に本質的な違いはなく同じものであると考え、万有引力の法則を打ち立てた。
ここで、F は地球と月またはリンゴに働く力[N]、M は地球、m は月またはリンゴの質量[kg]、G は万有引力定数6.67428×10-11[m3s-2kg-1]、R は地球と月またはリンゴとの距離[m] である。
アイザック・ニュートン(1642-1727)
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