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スティーブン・ワインバーグ（/ ˈwaɪnbɜːrɡ / 、1933年5月3日 - 2021年7月23日）[ 5 ]はアメリカの理論物理学者。彼は1979年のノーベル物理学賞をアブドゥス・サラム、シェルドン・グラショウと共同受賞し、「素粒子間の統一された弱い相互作用と電磁相互作用の理論への貢献、とりわけ弱い中性電流の予測」が評価された。[ 6 ]
彼はテキサス大学オースティン校でジョージー記念科学講座教授を務め、同大学の物理学・天文学科に所属していた。素粒子と物理宇宙論に関する彼の研究は、1991年の国家科学賞をはじめとする数々の賞や栄誉によって称えられた。2004年には、アメリカ哲学協会のベンジャミン・フランクリン・メダルを受賞し、その表彰状には「今日世界で最も優れた理論物理学者と多くの人に見なされている」と記されていた。彼は米国科学アカデミー、英国王立協会、アメリカ哲学協会、アメリカ芸術科学アカデミーの会員に選出された。彼の3巻からなる教科書『場の量子論』は古典とされている。彼は後に一般相対性理論に興味を持ち、『重力と宇宙論』を執筆した。
ワインバーグのさまざまなテーマに関する記事は、時折『ニューヨーク・レビュー・オブ・ブックス』やその他の定期刊行物に掲載された。彼は米国軍備管理軍縮庁の顧問、テキサス哲学会の会長、ダイダロス誌の編集委員会、議会図書館の学者評議会、防衛コンサルタントのJASONグループ、その他多くの委員会や評議会のメンバーを務めた。[ 7 ] [ 8 ]彼は『最初の3分間』を皮切りに、一般向けの科学書を執筆した。[ 9 ]
スティーブン・ワインバーグは1933年にニューヨーク市で生まれた。[ 6 ]彼の両親はユダヤ系移民だった。[ 10 ]父親のフレデリックは裁判所の速記係として働き、母親のエヴァ（旧姓イスラエル）は主婦だった。[ 12 ] [ 5 ] [ 13 ]彼は、特にジョージ・ガモフとジェームズ・ジーンズの一般向け科学書からインスピレーションを得た。彼は、「彼らの本（確かジーンズの『ミステリアス・ユニバース』だったと思う）で、ハイゼンベルクの不確定性原理についての議論を目にした。そこには方程式 qp-pq=ih/2π が言及されていた。方程式の右辺が何を意味するのかは分からなかったが、q と p が何らかの数値であれば、q かける p は p かける q と同じになるので、qp から pq を引くと 0 になるのは当然だと思った。この深遠な事柄をマスターするには、かなり多くのことを学ぶ必要があることは明らかだった」と回想している。[ 9 ]彼は 1950 年にブロンクス科学高校を卒業した。同じ卒業生にはシェルドン・グラショーがおり、[ 12 ]ワインバーグとは独立した彼の研究により、彼らは 1979 年のノーベル物理学賞をアブドゥス・サラムと共同受賞した。[ 14 ]
ワインバーグは死後に出版された回顧録の中で、「私が持っているかもしれない生来の知性と知的好奇心は、両親、特に父のおかげである」と書いている。[ 15 ]
1954年、ワインバーグはコーネル大学で物理学を専攻し、哲学を副専攻として学士号を取得した。彼はテルライド・ハウスに住んでいた。彼はコペンハーゲンのニールス・ボーア研究所に行き、そこで大学院での研究を始めた。1年後、ワインバーグはプリンストン大学に移り、サム・トライマンの指導の下、博士論文「崩壊過程における強い相互作用の役割」を完成させ、1957年に物理学の博士号を取得した。[ 3 ] [ 16 ]
ワインバーグは博士号取得後、コロンビア大学（1957～1959年）とカリフォルニア大学バークレー校（1959年）で博士研究員として勤務し、バークレー校の教員に昇進した（1960～1966年）。彼は量子場理論の高エネルギー挙動、対称性の破れ[ 17 ] 、パイ中間子散乱、赤外線光子、量子重力（ソフト重力子定理） [ 18 ]など、素粒子物理学のさまざまなトピックについて研究を行った。また、この時期に、著書『場の量子論』 [ 19 ]の最初の章で説明されている量子場理論へのアプローチを開発し、宇宙マイクロ波背景放射の発見後に一般相対性理論に興味を持ち、教科書『重力と宇宙論』の執筆を開始した[ 5 ]。彼はまた、スミソニアン天体物理観測所の主任科学者にも任命された。[ 5 ]『場の量子論』は3巻、1500ページ以上に及び、この分野における代表的な書籍としてしばしば挙げられる。[ 5 ]
1966年、ワインバーグはバークレーを離れ、ハーバード大学の講師職に就いた。1967年にはMITの客員教授を務めた。MIT在任中のその年に、ワインバーグは電磁気力と核の弱い力（ベータ崩壊やカオン崩壊に関わるものなど）の統一モデルを提案した[ 20 ] 。このモデルでは、相互作用の弱い部分の力伝達粒子の質量は、自発的対称性の破れによって説明される。その基本的な側面の一つは、ヒッグス粒子の存在を予測することであった。現在電弱統一理論として知られるワインバーグのモデルは、1961年にグラショウが提案したモデルと同じ対称構造を持っていた。どちらも、当時知られていなかったレプトン間の弱い相互作用機構（中性電流として知られ、 Zボソンによって媒介される）を含んでいた。 1973年に実験的に発見された弱い中性電流[ 21 ]（このZボソンによって媒介される）は、電弱統一理論の検証の一つであった。ワインバーグがこの理論を発表した論文は、高エネルギー物理学においてこれまでで最も多く引用された論文の一つである[ 22 ] 。
1967年に弱相互作用と電磁相互作用の統一に関する画期的な研究を行った後、ワインバーグは素粒子物理学、量子場理論、重力、超対称性、超弦理論、宇宙論の多くの分野で研究を続けた。1967年以降、多くの貢献者の研究により、素粒子理論の完全な標準模型が開発された。この標準模型では、ワインバーグ、サラム、グラショウの研究によって既に統一されていた弱相互作用と電磁相互作用が、クォーク間の強い相互作用の理論と整合するように、包括的な一つの理論でまとめられている。1973年、ワインバーグは標準模型の基本ヒッグス粒子を含まない修正案を提案した。また、1970年代には、後にテクニカラーとして知られる理論を提案し、この理論では新しい強い相互作用が階層問題を解決するとしている。[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]
ワインバーグは1973年にハーバード大学のユージン・ヒギンズ物理学教授に就任し、1983年までその職を務めた。[ 14 ] 1979年に「フォーク定理」を発表し、量子場理論の繰り込みに関する現代的な見解を開拓した。この見解では、すべての量子場理論は有効場理論とみなされ、それまでの研究（1967年の論文における彼自身の見解を含む）で示されていた、妥当な量子場理論は繰り込み可能でなければならないという見方が覆された。[ 26 ]このアプローチにより、量子重力の有効理論[ 27 ]、低エネルギーQCD、重クォーク有効場理論などの発展が可能となり、現在の研究でも大きな関心を集めている。[ 28 ]
1979年、中性電流の実験的発見（すなわちZボソンの存在が推測された発見）から約6年後、しかしZボソンと電磁相互作用の混合による理論の予測されたパリティ違反の量が1978年に実験的に発見された後、[ 29 ]ワインバーグは、自発的対称性の破れに基づく電弱統一理論を独立に提唱したグラショウとサラムとともにノーベル物理学賞を受賞した。[ 5 ] [ 14 ]
1982年、ワインバーグはテキサス大学オースティン校にジャック・S・ジョージー・ウェルチ財団科学講座教授として移籍し[ 14 ]、同大学で理論物理学グループを立ち上げた。このグループは現在8人の正教授を擁し、米国におけるこの分野の主要研究グループの1つとなっている[ 5 ]。
ワインバーグは、 h指数や創造性指数などの研究効果指数が最も高いトップ科学者の一人として頻繁に挙げられています。 [ 30 ]理論物理学者のピーター・ウォイトは、ワインバーグを「1960年代後半から1980年代初頭にかけての理論素粒子物理学の大きな成功期において、間違いなくその中心人物であった」と評し、電弱統一への彼の貢献を「今日に至るまで、基礎物理学に対する我々の最良の理解である標準模型の中心にある」と呼んでいます。[ 31 ]サイエンス・ニュースは、ワインバーグを同時代の理論物理学者であるマレー・ゲルマンやリチャード・ファインマンとともに、その時代の指導的な物理学者として挙げ、「ワインバーグは、同世代の物理学者の中でも、あるいは科学全体の中でも、最も尊敬されている人物の一人であった」とコメントしています。[ 32 ]ショーン・キャロルはワインバーグを「我々が持つ最高の物理学者の一人であり、あらゆる分野の中でも最高の思想家の一人」であり、「長く実り豊かな生涯を通じて並外れた活力と明晰な思考を示した」と評し、 [ 33 ]ジョン・プレスキルは彼を「我々の時代の最も優れた科学者の一人であり、科学的世界観の特に雄弁な代弁者」と評した。[ 33 ]ブライアン・グリーンは、ワインバーグには「自然の深層を見抜く驚くべき能力」があり、「宇宙に対する我々の理解を大きく形作った」と述べた。[ 33 ] 2020年にブレークスルー賞が授与された際、同賞の創設者の一人であるユーリ・ミルナーは、ワインバーグを「これまでで最も成功した物理理論の一つ」の「重要な設計者」と呼び、選考委員会の委員長である弦理論家のフアン・マルダセナは、「スティーブン・ワインバーグは、私たちが自然を根本的なレベルで記述するために使用する多くの重要な理論的ツールを開発しました」と述べた。[ 34 ]
ワインバーグは科学研究の他に、科学の広報担当者としても活躍し、超伝導超大型加速器を支持するために議会で証言したり、『ニューヨーク・レビュー・オブ・ブックス』に記事を書いたり[ 35 ]、科学のより大きな意味についてさまざまな講演を行ったりした。彼の最初の一般向け科学書『最初の3分間：宇宙の起源に関する現代的見解』 （1977年）では、ビッグバンにおける宇宙の起源について述べた[ 36 ] 。『最終理論の夢』（1992年）では、還元主義と超伝導超大型加速器の正当性を主張した。
物理学の教鞭を執り続けていたものの、晩年には科学史の研究に取り組み、その成果として『世界を説明する：近代科学の発見』（2015年）を著した。[ 37 ]スティーブン・シャピンによるウォール・ストリート・ジャーナル紙の辛辣な書評[ 38 ]は、多数の論評[ 39 ] 、ワインバーグによる反論[ 37 ] 、そして2016年2月のニューヨーク・レビュー・オブ・ブックスにおけるワインバーグとアーサー・シルバースタインの意見交換[ 40 ]を引き起こした。
2016年、ワインバーグはUTの教室での銃の隠し持ちを許可する新法に反対する教職員と学生の事実上のリーダーとなった。彼は自分の授業で銃を禁止すると発表し、訴訟に直面してもこの件で大学の規則に違反するという自分の決定を堅持すると述べた。[ 41 ]ワインバーグは退職することなく、亡くなるまでUTで教鞭を執った。[ 5 ]
イアン・マキューアンは『最終理論の夢』を自身の科学著作の代表作に含めた。「文学的伝統に対する優れた感覚をもって、物理学者のスティーブン・ワインバーグは著書『最終理論の夢』の中で、還元主義を擁護するためにハクスリーのチョークに関する講義を再検討した。」[ 42 ]ワインバーグは回想してこう述べている。「私は高エネルギー物理学の還元主義的な目的を擁護することがあまりにも多かったので、それについて『最終理論の夢』という本を書いた。残念ながら、1993年にスーパーコライダーの資金提供は中止されたが、我々物理学者が議会を説得できなかったことは残念だが、少なくとも私の本がマキューアンの代表作に選ばれたことは誇りに思っている。」[ 9 ]
1954年、ワインバーグは法学者ルイーズ・ゴールドワッサーと結婚し、娘エリザベスをもうけた。[ 13 ] [ 43 ]
ワインバーグは2021年7月23日、88歳でオースティンの病院で亡くなった。彼は数週間前から同病院で治療を受けていた。[ 43 ] [ 44 ]
ワインバーグの論文はテキサス大学のハリー・ランサム・センターに寄贈された。[ 45 ]
ワインバーグはリベラル派であると自認していた。[ 46 ]
ワインバーグは無神論者だった。[ 47 ]ビッグバン理論の提唱者になる前、ワインバーグは「定常宇宙論は創世記に書かれている記述に最も似ていないため、哲学的に最も魅力的な理論である」と述べていた。[ 48 ]
ワインバーグはイスラエル支持者として知られており、イスラエルを「自由民主主義国家とイスラム神政国家の間の戦争における『最も露出した突出部』」と特徴づけた。[ 49 ]彼はこの問題について1997年にエッセイ「シオニズムとその敵対者」を書いた。[ 50 ] [ 46 ]
2000年代、ワインバーグは英国によるイスラエルへのボイコットを理由に、英国の大学への訪問を取りやめた。当時、彼は次のように述べている。「イスラエルへの攻撃の歴史や、中東およびその他の地域の他国の抑圧と攻撃性を考えると、イスラエルをボイコットすることは道徳的な盲目さを示しており、反ユダヤ主義以外の説明を見つけるのは難しい。」[ 51 ]
ワインバーグの出版物のリストはarXiv [ 65 ]とScopus [ 66 ]で見ることができます。
出版物および科学文献の内容の完全なリストは、inspire-hep および NASA ADS [ 67 ]で確認できます。
https://inspirehep.net/authors/983868
INSPIRE ID: INSPIRE-00135339