今後10年から50年の間に、量子技術が社会をどう変えるのかを予測します。革新的な新薬や材料の開発、エネルギー問題の解決、そして「量子インターネット」による超高度情報化社会の実現など、人類の未来を左右する可能性について展望します。

現在、世界中で激しい開発競争が繰り広げられている「量子コンピュータ」の現在地に迫ります。従来のコンピュータでは数万年かかる計算を数分で終わらせる可能性や、絶対に破られないとされる「量子暗号通信」など、今まさに起きている技術革新の最前線をレポートします。

実は、私たちの生活はすでに量子力学なしでは成り立ちません。スマートフォンに使われる半導体、インターネットを支える光ファイバー（レーザー）、病院のMRIなど、身近なところで活躍している量子力学の成果を明らかにします。

世界で最も美しいと言われる「二重スリット実験」の衝撃的な結果や、物理学者の頭を悩ませた「シュレーディンガーの猫」という思考実験を紹介します。さらに、遠く離れた粒子が瞬時に影響し合う「量子もつれ」など、魔法のような現象の真実を紐解きます。

「波であり、かつ粒子である」という二重性や、観測するまで状態が決まらない「重ね合わせ」、そして「不確定性原理」など、私たちの直感に反する量子力学の基本原理を、数式を使わずにイメージで分かりやすく解説します。

20世紀初頭、それまでの物理学では説明できなかった「黒体放射」や「光電効果」といった難問に直面した科学者たちの葛藤を描きます。マックス・プランクやアインシュタインが、いかにして「エネルギーの不連続性」という革命的な概念に辿り着いたのか、その歴史的背景を探ります。

数々の革命的な理論を生み出したアルベルト・アインシュタインは、日本と深い関わりを持っていました。大正時代に行われた日本への訪問と、そこでの熱狂的な歓迎の様子、各地での講演活動について振り返ります。また、日本の文化や人々に対する彼自身の思いや、その後の日本人研究者たちとの交流など、科学の歴史の裏側にある人間アインシュタインの足跡をたどります。

光すら抜け出せないほど強い重力を持つブラックホール。この極限の天体について、最新の研究ではどのようなことがわかっているのでしょうか。極度に空間と時間が曲がってその奥底には無限大の点があると考えられてきた従来の姿から、最先端の理論が示す新しいブラックホールの姿まで、重力と時空に関する最前線の研究を紐解きながら宇宙の不思議に迫ります。

地球上のあらゆるものに働いている重力について、全く新しい視点を提示したのが一般相対性理論です。質量を持つ大きな物体の周りでは、時間と空間そのものがゆがみ、そのゆがみこそが重力の正体であると説明しています。光さえも曲げてしまう時空のゆがみとはどのようなものなのか、そして高い場所と低い場所で生じる時間の進み方の違いについて解説します。

1秒の長さや1メートルの長さは誰にとっても同じで変わらないものだと思っていませんか。特殊相対性理論は、その常識をくつがえしました。光の速さは誰から見ても変わらないという原理を出発点にすると、高速で動くものほど時間が遅れ、空間が縮むという現象が導き出されます。時間と空間は立場や状況によって伸び縮みする相対的なものであるという、驚きの理論の入り口を解説します。