フリッツ・ゼルニケ

伝記

フリッツ・ゼルニケは、1888年7月16日にアムステルダムで生まれたオランダの物理学者である。父カール・フレデリク・アウグスト・ゼルニケと母アンチェ・ディーペリンクはともに数学の教師で、ゼルニケは次男として生まれた。とりわけ物理への父の情熱を受け継いだという。1905年にアムステルダム大学へ入り、化学を主専攻として、数学と物理も学んだ。1912年に化学の学士号を、1915年に物理学の博士号を取得している。博士論文の研究は気体の乳光現象を扱ったもので、1912年にはこの研究で賞を授けられた。

1913年に、フローニンゲン大学の天文学研究所でヤコブス・カプタインの助手となった。1914年には、レオナルド・オルンスタインとともに、臨界点の理論でオルンスタイン=ゼルニケ方程式を導き出す責任を分け合った。1915年に同じ大学の理論力学と数理物理学の講師となり、1920年から1958年まで教授を務めた。1923年からは、デルフトの会社が感度の高い検流計を製作しており、これはゼルニケの開発したものとされる。

1930年、スペクトル線の研究をしていた彼は、回折格子でつくったスペクトルで、主な線の左右に現れる「ゴースト線」が、主な線から位相が90度ずれていることを発見した。反射回折格子を使った実験で光の位相が観測できることを見いだし、これを応用して位相差顕微鏡を考案した。位相差法は、1933年にワーヘニンゲンで開かれた物理と医学の会議で初めて説明され、その後、凹面鏡の形の検査にも拡張された。屈折率の部分的な違いを観察できるため、染色をしなくても、無色透明の試料や生きたままの微生物、医学の分野で多く使われるようになった。ただ、その重要性はツァイス社などにはまったく過小評価されていたとされる。第二次世界大戦中の1941年にドイツ国防軍が軍事上有用な発明の目録を作った際に、ようやく最初の顕微鏡が実際に製作された。占領下で圧迫を受けていたゼルニケらの発明を、その同じ勢力が産業化へ導いたのは皮肉な事態でもあった。1953年にノーベル物理学賞を受賞した。

もう1つの業績に、顕微鏡や望遠鏡の収差を効率よく記述する方法がある。収差の表現は、19世紀半ばにルートヴィヒ・ザイデルが示した理論に基づいていたが、種類や次数をはっきり分けられなかった。ゼルニケが示した直交する円多項式は、光学器械の収差の最適な釣り合いという長年の課題に解を与え、1960年代以降、光学設計や光学計測、画像解析で広く使われている。部分的にコヒーレントな光源を扱う理論への関心も呼び覚まし、1938年には、遠方の光源からの放射のコヒーレンスについて、ファン・チッテルが1934年に示した定理のより簡潔な導出を発表した。これはファン・チッテルとゼルニケの定理として知られる。

私生活では、ドラ・ファン・ボンメル・ファン・フローテンと結婚し、息子が1人いたが、ドラは1945年に亡くなった。1954年にレナ・コペルベルフ=ババンデルスと再婚した。退職後はナールデンに移り、晩年は病に苦しんだのち、1966年3月10日にアメルスフォールトの病院で死去した。孫には記者のケイト・ゼルニケがおり、1999年にノーベル物理学賞を受けたヘーラルト・トホーフトは、甥の孫にあたる。1952年にランフォード・メダルを受け、1956年には王立協会の外国人会員に選ばれた。フローニンゲン市北部のキャンパスにその名が付けられている。