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単位は進化する (DOJIN選書: 78) 新刊

究極の精度をめざして

単位は進化する
著者 安田 正美
ジャンル 科学読み物
シリーズ DOJIN選書
出版年月日 2018/08/20
ISBN 9784759816785
判型・ページ数 B6・224ページ
定価 本体1,700円+税
在庫 在庫あり
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内容説明

2018年,キログラム,アンペア,ケルビン,モルの四つの単位の新しい定義が提案される.新しい定義が提案される背景には,どのような事情があるのか.定義の変更は,私たちの生活にも影響を及ぼすのか.本書では,国際単位系(SI単位)で定義されている七つの単位のうち,長さ,質量,時間,電気,温度を取り上げ,精度の高い単位が求められる理由を,単位の定義の歴史的な変遷を踏まえ,科学の進歩と社会的なニーズへの対応という観点からわかりやすく説き起こす.新しい単位の世界へようこそ.

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目次

第1章 単位ってなんだろう〜世界を理解するための共通のものさし〜
一 単位の誕生(単位とは何か/ニーズに合わせて進化する単位/正確さというニーズ)
二 なぜ共通の単位が必要なのか(ツールは共通化に向かう/単位の違いは誤解のもと/共通化から高精度化へ)
三 いろいろな単位系(基本単位と組立単位/SI単位系以外の単位/SI単位への違和感)

第2章 単位はどのように決められているか
一 国際単位のはじまり(最初はメートルとキログラム/単位の普及義務/科学技術の進展が定義を変える)
二 なぜ単位は再定義されるのか(単位の興亡/年とともに重くなる? キログラム原器/2018年のSI単位の再定義)
【コラム①】単位をつくったら、使ってもらわなくてはならない

第3章 「長さ」は単位の進化のトップランナー
一 メートルはどのように決められたのか(進化のゴールにいちはやく到達/長さの単位の起源/メートル法を定める国家プロジェクト/主役となったメートル原器)
二 モノに依存しないを基準への進化(原子標準の時代の始まり――クリプトンランプ/基礎物理定数が定義に初登場——ヘリウムネオンレーザー/日本のレーザー装置開発秘話/どんな周波数でも測れる奇跡の装置――光周波数コム/理論と現実世界をつなぐ努力/溶け合う「長さ」と「時間」)
【コラム②】誤差を恐れた科学者
【コラム③】「真の値」と「誤差」「不確かさ」

第4章 単位の王様「質量」の失墜
一 キログラムの定義が120年ぶりに変わる!(キログラム原器ができるまで/時代遅れとなったキログラム原器/質量の定義は、なぜ変わらなかった?/定義の改訂を求める外圧と内圧)
二 重さを測ることの歴史(重さ計測の最初のニーズ/水を基準にする考え方/質量の再定義に向けて)
三 プランク定数の発見(プランク定数につながる分光学の登場/新しい物理学の誕生/プランク定数とは何か)
四 プランク定数を求める二つの国際プロジェクト(シリコンを使うX線密度結晶法/どのように計測するか/電気とつなげたキッブルバランス法/再定義に向けて)
【コラム④】測る装置を測る?――干渉計

第5章 飛躍的に精度が向上している「時間」
一 時間計測の歴史(時計の歴史/「1分」「1秒」の誕生/経度を知るために開発された時計/1年に1秒しかずれない振り子時計/機械から電気へ――クォーツ時計の誕生
二 1秒の定義の変遷(最初に定義された1秒/時計を構成する要素/振動の速さ=周波数/原子時計の誕生)
三 新たな時間の定義をめざして(著しい精度の向上/残された課題/時計の開発は「時系」の維持のため)
【コラム⑤】フランスの十進法時計
【コラム⑥】世界には三つの時間がある――天文時・原子時・協定時

第6章 単位の世界を支配する「電気」
一 電気の時代の幕開けと通信技術の発展(19世紀、電気の時代の幕が開いた/通信技術の歴史/電気通信の始まり/〝測る〟ニーズの誕生/無線通信へ/電灯の発明から、電流を測る技術の発明へ
二 紆余曲折を経た電気の標準化(原理原則と実用主義とのはざまに/電気の主役、アンペアの定義/測る技術も電気が支配する)

第7章 「温度」を適切にコントロールする
一 捉えどころのない温度を測る(温度計の可視化/セルシウス度とファーレンハイト度/ケルビン卿の「絶対零度」)
二 ケルビンはどのように定義されているか(水の三重点/国際温度目盛の設定/再定義を求める機運)
三 温度の精度向上の方向性を考える(ボルツマン定数と温度/温度の特殊性/逆転の発想から生まれた高温域の温度定点開発)
【コラム⑦】絶対零度は実在しない

第8章 高精度な単位は社会をどう変えるか
土台が変われば、世界は活性化する/光時計の先の時計と、時間計測技術の応用/単位は科学と社会をつなぎ、ミクロとマクロをつなぐ

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