私たちの思考の基本を揺さぶる物理革命が起こりつつある

　物理の革命は、しばしば「思考実験」から生まれる。実際に実験をするのではなく、頭の中で実験や観測を設定して、どのようなことが起きるのかを理論的に考えるのが「思考実験」だ。

　例えば１８９５年、当時１６歳だったアインシュタインは、「もし光と同じ速度で走ったら、光はどのように見えるだろうか」と想像した。ニュートンの力学によると、光は止まって見えるはずである。ところが、電磁気に関するマクスウェルの理論によると、光の速さは観測者の走る速度によらないので、止まっては見えないはずである。アインシュタインは、「光と同じ速度で走る」という実験室で実現不可能な状況を考えて、ニュートンの力学とマクスウェルの電磁気学の矛盾を突いたのである。

　このように、物理学の理論は数学を使って精密に定式化されているので、論理を突き詰めて極限的な状況を考えることができる。そのときに、数学的な矛盾が見つかれば、それは理論に欠陥があるということであり、それを乗り越える理論が必要なことが明らかになる。アインシュタインは、思考実験によってニュートンの力学とマクスウェルの電磁気学の矛盾を発見し、それを解消するために特殊相対論を考え出した。

　また、