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ロバート・アンドリュース・ミリカン（1868年3月22日 - 1953年12月19日）は、アメリカの実験物理学者で、1923年に「電気の素電荷と光電効果に関する研究」によりノーベル物理学賞を受賞した。[ 2 ]
ミリカンは、1921年から1945年までカリフォルニア工科大学（当時、同校の統治機関）の執行評議会の議長を務め、同校を米国有数の研究機関へと発展させるのに貢献した。 [ 3 ] [ 4 ]また、1921年から1953年まで、現在は科学と公共のための協会として知られるサイエンス・サービスの理事会にも所属していた。
ロバート・アンドリュース・ミリカンは、1868年3月22日にイリノイ州モリソンで、サイラス・フランクリン・ミリカン牧師とメアリー・ジェーン・アンドリュースの次男として生まれた。マクオケタ・コミュニティ高校に通った後、 1886年にオーバリン大学に入学し、1891年に学士号、1893年に修士号を取得した。1895年には、白熱面から放出される光の偏光に関する論文でコロンビア大学から博士号を取得した。[ 4 ] [ 5 ]
2年生の終わりに、ギリシャ語の教授から、翌年に予備課程で初等物理学の授業を担当してほしいと頼まれました。物理学は全く知らないと答えると、教授は「私のギリシャ語が得意な人なら誰でも物理学を教えられる」と言いました。「わかりました」と私は言いました。「結果は先生にお任せしますが、できる限りやってみます。」私はすぐにエイブリーの『物理学の基礎』を購入し、1889年の夏休みの大半を自宅で過ごし、物理学を習得しようと努めました。[...] 1889年の最初の物理学の授業ほど、私の人生でうまく教えたことはなかったと思います。私は自分の知識をクラスの生徒たちより先に進めようと非常に熱心に取り組んでいたので、生徒たちも私の興味と熱意に感化されたのかもしれません。[ 6 ]
ミリカンの教育への熱意は生涯を通じて続き、彼は多くの点で時代を先取りした、人気があり影響力のある入門教科書シリーズの共著者でもありました[ 7 ]。当時の他の書籍と比較すると、物理学者が考えていた方法で主題を扱っていました。また、単に学生に数値を公式に代入させるのではなく、概念的な質問をする宿題問題も多数含まれていました。
1895年、ミリカンはドイツへ旅行し、ベルリン大学とゲッティンゲン大学で1年間過ごした。翌年、彼は米国に戻り、シカゴ大学の助手となった。1910年には物理学教授に任命された。[ 4 ]
1917年、太陽天文学者のジョージ・エレリー・ヘールは、ミリカンに毎年数ヶ月間、カリフォルニア州パサデナにある小規模な学術機関であるスループ工科大学で過ごすよう説得した。ヘールはこの大学を科学研究と教育の一大拠点にしたいと考えていた。1920年、スループ工科大学はカリフォルニア工科大学（Caltech）と改名され、翌年、ミリカンはシカゴ大学を離れ、Caltechのノーマン・ブリッジ物理学研究所の所長に就任した。彼は1945年に退職するまでその職を務めた。この間、彼はCaltechの執行評議会の議長も務めた。[ 8 ]
ミリカンは1953年12月19日、カリフォルニア州サンマリノで85歳で死去した。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]彼はカリフォルニア州グレンデールのフォレストローン記念公園墓地の「名誉の庭」に埋葬されている。[ 12 ]
1909年、ミリカンは単一電子の電荷を測定する実験に取り組んだ。JJトムソンはすでに電子の電荷対質量比を発見していた。しかし、実際の電荷と質量の値は不明であった。したがって、これらの2つの値のうち1つが発見されれば、もう1つは容易に計算できる。ミリカンと当時彼の大学院生であったハーベイ・フレッチャーは、油滴実験を用いて電子の電荷を測定した（電子の質量とアボガドロ定数も、電子の電荷との関係が既知であったため測定した）。[ 13 ]
ミリカンは、フレッチャーが博士論文に関連する結果の全著者であると主張する代わりに、その功績を独り占めした。[ 14 ]ミリカンは、この研究もあって1923年のノーベル物理学賞を受賞し、フレッチャーは死ぬまでこの合意を秘密にしていた。[ 15 ] 1910年に最初の結果を発表した後、[ 16 ]フェリックス・エーレンハフト による矛盾する観察が、2人の物理学者の間で論争を引き起こした。[ 17 ]装置を改良した後、ミリカンは1913年に彼の画期的な研究を発表した。[ 18 ]
素電荷は基本的な物理定数の 1 つであり、その値を正確に知ることは非常に重要です。彼の実験では、2 つの金属電極の間に重力に逆らって吊るされた小さな帯電した油滴にかかる力を測定しました。電場がわかれば、油滴の電荷を決定できます。ミリカンは、多くの油滴で実験を繰り返し、結果が共通の値 (1.592 × 10 −19クーロン) の整数倍として説明できることを示しました。この値は単一の電子の電荷です。これが現代の値1.602 176 53(14) × 10 −19クーロンよりやや低いのは、ミリカンが空気の粘度の不正確な値を使用したためと考えられます。[ 19 ] [ 20 ]
ミリカンが油滴実験を行った当時、素粒子というものが存在することは明らかになりつつあったものの、誰もが納得していたわけではなかった。 1897年に陰極線を用いた実験を行ったJJトムソンは、水素イオンの1840倍の電荷対質量比を持つ負に帯電した「微粒子」を発見した。ジョージ・フィッツジェラルドとウォルター・カウフマンも同様の結果を得ていた。当時知られていた電気と磁気に関する事柄のほとんどは、電荷が連続変数であるという前提に基づいて説明できた。これは、光の性質の多くが、光を光子の流れではなく連続波として扱うことで説明できるのとよく似ている。
油滴実験の素晴らしい点は、電荷の基本単位をかなり正確に決定できるだけでなく、ミリカンの装置によって電荷が実際に量子化されていることを「実践的に」実証できたことである。電荷は連続変数だと考えていたゼネラル・エレクトリック社のチャールズ・スタインメッツは、ミリカンの装置を使った実験の後、その考えを改めた。
ミリカンが電子の電荷を測定した2回目の実験結果の選択性について、議論がある。この問題は、元高エネルギー実験家であり、現在はコロラド大学の科学哲学者であるアラン・フランクリン[ 21 ]によって議論されている。フランクリンは、ミリカンがデータを除外したことは最終的に得られた電荷の値には影響しないが、ミリカンの大幅な「整形」によって統計誤差が減少したと主張している。これにより、ミリカンは電子の電荷を0.5%よりも高い精度で与えることができた。実際、ミリカンが破棄したすべてのデータを含めていれば、誤差は2%未満だっただろう。それでもミリカンは当時誰よりも正確に電子の電荷を測定したことになるが、わずかに不確実性が大きくなったことで、物理学界内で彼の結果に対する意見の相違がさらに大きくなった可能性があり、ミリカンはそれを避けようとしたと思われる。デイビッド・グッドスタインは、ミリカンが論文で使用した60日間に観察されたすべての滴について述べたことは、その後の「完全な一連の観察が行われたすべての滴」を明記した文で明確化されたと主張している。グッドスタインは、これが事実であることを証明し、2つの文の間には5ページにわたる表があることを指摘している。[ 22 ]
アルバート・アインシュタインが1905年に光の粒子理論に関する論文を発表したとき、ミリカンは、光が波動であることをすでに示していた膨大な証拠の数々から、その理論は間違っているに違いないと確信していた。彼はアインシュタインの理論を検証するために10年にわたる実験プログラムに着手し、光電極の非常にきれいな金属表面を準備するために、彼が「真空中の機械工場」と表現したものを建設する必要があった。1914年に発表された彼の結果は、アインシュタインの予測を細部に至るまで確認したが[ 23 ]、ミリカンはアインシュタインの解釈に納得せず、1916年になっても「アインシュタインの光電方程式は、光電効果の挙動を実際に非常に正確に表しているにもかかわらず、現時点では満足のいく理論的基礎に基づいているとは私の判断では考えられない」と書いている。しかし、1950年の自伝の中で、彼は自分の研究は「アインシュタインが最初に提唱した解釈、すなわち光そのものの半粒子説または光子説以外の解釈をほとんど許さない」と述べている。[ 24 ]
ミリカンの研究は現代の素粒子物理学の基礎の一部を形成したものの、光子理論の場合のように、20世紀の物理学の発展については保守的な見解を持っていた。別の例として、彼の教科書は1927年版に至るまでエーテルの存在を明確に述べており、アインシュタインの相対性理論については、アインシュタインの肖像画の下のキャプションの最後に曖昧な注釈で触れているだけで、業績リストの最後に「1905年に特殊相対性理論、1914年に一般相対性理論を提唱し、いずれもそれまで説明できなかった現象を説明し、新たな現象を予測する上で大きな成功を収めた」と述べている。
ミリカンは、さまざまな金属の光電放出グラフを使用してプランク定数の値を測定したことでも知られている。[ 25 ]
カリフォルニア工科大学（Caltech）において、ミリカンの科学研究のほとんどは宇宙線（彼が造語した用語）の研究に集中していた。1930年代、彼は宇宙線が高エネルギー光子（ミリカンの見解）で構成されているのか、それとも荷電粒子（コンプトンの見解）で構成されているのかをめぐって、アーサー・コンプトンと論争を繰り広げた。ミリカンは、宇宙線光子はエントロピーに対抗し、宇宙の熱的死を防ぐために絶えず生成される新しい原子の「誕生の叫び」だと考えていた。しかし、宇宙線が地球の磁場によって偏向されるという観測結果（したがって荷電粒子であるに違いない）によって、最終的にコンプトンの主張が正しかったことが証明された。
ミリカンは第一次世界大戦中、国家研究評議会の副議長を務めた。その間、彼は対潜水艦兵器や気象観測装置の開発に携わった。戦時中のミリカンの任務中、監察官ウィリアム・T・ウッドによる調査で、ミリカンが個人的な利益を得るために、別の発明家の遠心砲の設計を盗もうとしたことが判明した。 [ 26 ]ウッドはミリカンの陸軍任官の解任を勧告したが、その後、陸軍参謀総長の補佐官フランク・マッキンタイアによる調査でミリカンは無罪となった。 [ 26 ]彼は1940年に中国の玉勲章を授与された。 [ 27 ]戦後、ミリカンは国際連盟の知的協力委員会（1922年にジョージ・E・ヘイルの後任として、1931年まで）の活動に、他の著名な研究者たち（マリー・キュリー、アルバート・アインシュタイン、ヘンドリック・ローレンツなど）と共に貢献した。[ 28 ]
1933年のロングビーチ地震の後、ミリカンは地震対策に関する合同技術委員会の委員長を務めた。彼らは、より厳格な建築基準を提唱することで、将来の地震における人命と財産の損失を最小限に抑える方法を提案する報告書を作成した。[ 29 ]
1938年、彼はウェスティングハウス・タイムカプセルに入れるための短い文章を書いた。[ 30 ]
1938年8月22日現在、アングロサクソン諸国、フランス諸国、スカンジナビア諸国の政府に代表されるような代表制民主主義の原則は、2世紀前まで人類の歴史のほぼ全期間にわたって人類の運命を支配してきた専制政治の原則と、致命的な対立関係にある。もしこの闘争において、合理的で科学的、進歩的な原則が勝利すれば、人類には戦争のない黄金時代が到来する可能性がある。しかし、もし専制政治の反動的な原則が現在そして将来にわたって勝利すれば、人類の未来の歴史は、過去と同様に戦争と抑圧という悲しい物語を繰り返すことになるだろう。
1902年、ミリカンはグレタ・アーヴィン・ブランチャード（1876年 - 1953年）と結婚したが、彼女はミリカンより3ヶ月早く亡くなった。彼らにはクラーク、グレン、マックスという3人の息子がいた。[ 4 ] [ 31 ] [ 32 ]
ミリカンは1932年のロサンゼルスオリンピックの組織委員会のメンバーであり[ 33 ]、私生活では熱心なテニスプレーヤーだった。
敬虔な信者であり牧師の息子であったミリカンは、晩年、科学とキリスト教の補完的な関係を強く主張した。[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]彼は1926年から27年にかけてイェール大学で行ったテリー講義でこの問題を取り上げ、その講義録は『科学と宗教における進化』として出版された。[ 38 ]彼はキリスト教の有神論者であり、有神論的進化論の提唱者であった。[ 39 ]
ミリカンのより物議を醸す信念は優生学であった。ミリカンは人類改良財団の初期の理事の一人であり、カリフォルニア州サンマリノを「北欧文明の最西端の拠点であり、ニューヨーク、シカゴ、あるいはこの国の大都市のいずれよりも2倍のアングロサクソン人の人口を抱えている」と称賛した。 [ 40 ] 1936年、ミリカンは当時人種隔離が行われていたアメリカ南部のデューク大学の学長に対し、女性物理学者を採用しないよう助言し、若い男性を採用する方が良いと主張した。[ 41 ]
1982年1月26日、ミリカンは米国郵政公社から37セントの「偉大なアメリカ人シリーズ」（1980年～2000年）切手で表彰された。[ 54 ]
テクトロニクスはオレゴン州ポートランドのキャンパス内の通りにミリカンにちなんで名前を付けた[ 55 ] 。ポートランドのMAXブルーラインのミリカンウェイ（MAX駅）もその通りにちなんで名付けられている。
20世紀半ばから後半にかけて、いくつかの大学がミリカンにちなんで建物、物理的特徴、賞、教授職に名前を付けた。1958年、ポモナ大学はミリカンを称えて科学棟をミリカン研究所と名付けた。ミリカンと優生学運動との関連を検討した後、大学当局は2020年10月に建物をメアリー・エステラ・シーバー氏とカールトン・シーバー氏の研究所に改名することを決定した。[ 56 ]
カリフォルニア工科大学のキャンパスでは、ミリカン図書館（1966年完成）をはじめ、ミリカンを称えて、いくつかの建物、部屋、賞、教授職が命名されました。2021年1月、ミリカンがヒューマン・ベターメント財団と関係があったため、カリフォルニア工科大学理事会は、キャンパスの建物からミリカンの名前（および財団と関係のある他の5人の歴史上の人物の名前）を削除することを承認しました。[ 57 ]ロバート・A・ミリカン図書館は、カルテック・ホールに改名されました。[ 58 ] 2021年11月、ロバート・A・ミリカン教授職は、シャーリー・ハフステッドラー判事教授職に改名されました。[ 59 ]
この除名に反対した数学者のトーマス・C・ヘイルズは、「ミリカンの信念は当時の許容される科学的規範の範囲内であった」と主張した。[ 60 ]彼はさらに、命名と認識に関する委員会（CNR）の報告書が「世界有数の科学機関が発行する公式文書に期待される正確性と学術性の最低限の基準を満たしていない」と批判し、撤回すべきだと述べ、カリフォルニア工科大学に「ロバート・アンドリュース・ミリカンを名誉ある地位に戻す」よう求めた。[ 60 ]
2020年11月、ロサンゼルス郊外のシャーマンオークス地区にあるミリカン中学校（旧ミリカンジュニアハイスクール）は、学校名の変更手続きを開始した。[ 61 ] 2022年2月、ロサンゼルス統一学区の教育委員会は、ミュージシャンのルイ・アームストロングに敬意を表して学校名を変更することを全会一致で決定した。[ 62 ]
2020年8月、ロングビーチ統一学区は、ロバート・A・ミリカン高校の改名の必要性を検討する委員会を設置した。[ 63 ] [ 64 ] 2023年10月、停滞していた改名プロセスを再開させるために教育委員会に働きかけたが失敗に終わった。[ 65 ] 2024年8月現在 ロングビーチは、ミリカンにちなんで名付けられた教育機関が今も存在する唯一の都市である。
2021年春、米国物理教師協会は、「物理学の教育への顕著かつ知的に創造的な貢献」を称えるロバート・A・ミリカン賞からミリカン氏の名前を削除することを全会一致で決定した。 [ 66 ]数か月後、AAPTは、前年に亡くなったワシントン大学の物理学教授リリアン・C・マクダーモット氏を称えて、同賞の名称を変更すると発表した。 [ 67 ]
「ケビン・ハーディングの方程式とアストンの曲線が、たとえ大まかにでも正しいとすれば（キャメロン博士と私はそれらを用いて放射性変化で発生する最大エネルギーを計算し、それが観測結果とよく一致することを確認したので、正しいと確信している）、共通元素の崩壊によるエネルギー発生というこの仮説は、一方では子供じみたユートピア的夢であり、他方では愚かな恐怖である。」[ 68 ]
「真理をこれほど真剣に探求する者、これほど鋭い洞察力を持つ知識人は、いつの時代にもどこにも見当たらない。しかも、彼らは皆、敬虔な宗教信者であった。」[ 69 ]
、世界の物理学者の長老であったロバート・アンドリュース・ミリカン博士は、昨日正午過ぎにパサデナの療養所で死去した。享年85歳。
アメリカの物理学界の重鎮であり、ノーベル賞受賞者でもあるロバート・A・ミリカン博士が本日、療養施設で死去した。享年85歳。
世界的に有名な物理学者で宇宙線の権威であるロバート・アンドリュース・ミリカン博士（85歳）が本日、療養施設で死去した。同氏は数ヶ月間、老衰のため寝たきりだった。
