■ヴァン・ヴレックの感受率研究とクーン・ロス——Midwinter and Janssen 2013

Charles Midwinter and Michel Janssen, “Kuhn Losses Regained: Van Vleck from Spectra to Susceptibilities,” Research and Pedagogy: A History of Quantum Physics Through its Textbooks, ed. M. Badino and J. Navarro (Berlin: Edition Open Access, 2013), Ch. 7.

量子論形成期における最前線の研究と教科書のあいだの相互作用を調べた論集の一論考.アメリカの物理学者ヴァン・ヴレック(1899-1980)の前期量子論から量子力学への移行を検討する.1926年ごろまで,アメリカの物理学者は分光学に集中しており,ヴァン・ヴレックも前期量子論に関する長いNRC紀要報告「量子の原理と線スペクトル」(1926)を書いた.その後彼は電気・磁気感受率の研究に向かい,1927年から28年にかけて3本の論文を書いた.これは教科書『電気・磁気感受率の理論』(1932)のもとになった.感受率の理論は,彼にとっては,前期量子論を捨てて新しい量子力学へと向かうべき根拠となった.しかも量子力学は,前期量子論(モデルにより変化)がかつて置き換えてしまった感受率の古典論的表現(1/3)を元通りにすることで,感受率の理論において成功を収めたのだ.このことはヴァン・ヴレックは繰り返し強調している.アンダーソンの評価に見られるように,ヴァン・ヴレックの1932年の教科書は成功を収め,ヴァン・ヴレックは「現代磁気論の父」と呼ばれるようになった.

この過程は,クーン・ロス(古いパラダイムでの成功が新しいパラダイムには継承されないこと)の回復を表す.感受率の場合,古典論での成功が前期量子論には引き継がれなかったが,その後量子力学の導入により回復されたのである.散乱理論においても同様のクーン・ロスの回復が見られるが,クラマースの散乱理論で回復されるそのプロセスは,実験との関係においては感受率の理論の場合とは若干異なる.散乱理論ではただちに実験との整合性が失われたが,感受率の理論の場合では,信頼できる実験値が登場したのは量子力学登場以後になってであった.

クーンによれば,パラダイム・シフトの後で書かれた教科書はそれ以前の歴史とどう接続をつけたらいいのか分からないために歴史を歪めたり歴史を落としたりするが,ヴァン・ヴレックの1932年の教科書の場合は,歴史的経緯に十分な配慮がなされており,古典論・前期量子論を踏まえた上で量子力学的理論が展開される.これは,概念的変革にもかかわらず,数学的テクニックそのものはこれらの異なる理論のあいだで連続していたからである.まず,前期量子論と行列力学は,双方ともある意味では古典物理学の法則を堅持したと言える.ヴァン・ヴレックの場合,前期量子論で使われていた摂動論(これ自体は天体力学に由来する)や統計力学のテクニックを1932年になっても使用している.問題は異なっているが,数学的テクニックは連続している.これが可能なのは,ある意味で古典力学の数学的構造が生き残ったからだ.このような連続性のゆえに,ヴァン・ヴレックは1926年の紀要の内容を1932年の量子力学においても適用することができた(異なる複数のパラダイムにわたって共通の道具が使われていることに注意).歴史家が連続性を強調するか(細部を見る場合)非連続性を強調するか(鳥瞰する場合)は視点の違いによるのだが,ヴァン・ヴレックの事例はこの観点の違いをうまく例示する.

Written on June 26, 2018.