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個人情報保護法および同施行令によって、取扱件数に関係なく、個人情報を個人情報データベース等として所持し事業に用いている事業者は個人情報取扱事業者とされ、個人情報保護委員会による命令に違反したり、個人情報取扱事業者の役員や従業員が自己または第三者の不正な利益を図る目的で、業務上取り扱った個人情報データベースを提供したりした場合等は、事業者に対して刑事罰が科される。
概要

背景
個人情報保護法が制定された背景として以下の7つが挙げられる:
 情報化社会の進展とプライバシー問題の認識
 個人情報保護法制定の世界的潮流
 OECD 理事会のプライバシー保護勧告
 地方公共団体の個人情報保護条例の増加
 EU一般データ保護規則(欧州連合指令)
 電子商取引におけるプライバシー保護の要請
 住民基本台帳法の改正による個人情報保護法制の要請

個人情報保護法とプライバシー 
本法において、プライバシーという言葉は明示的には現れないものの、プライバシーの保護を重要な目的としている。
なお個人情報の保護に関する法律及び行政手続における特定の個人を識別するための番号の利用等に関する法律の一部を改正する法律(平成27年法律第65号) 附則第12条第3項は、「この法律の施行後三年ごとに」が「この法律の施行後三年を目途として」に改正されている。

第一章 総則

基本理念 
高度情報通信社会の進展に伴い個人情報の利用が著しく拡大していることにかんがみ、個人情報の適正な取扱いに関し、基本理念および政府による基本方針の作成その他の個人情報の保護に関する施策の基本となる事項を定め、国及び地方公共団体の責務等を明らかにするとともに、個人情報を取り扱う事業者の遵守すべき義務等を定めることにより、個人情報の有用性に配慮しつつ、個人の権利利益を保護することを目的とする(第1条)。
定義

個人情報 
本法(第2条第1項)では、個人情報を次のとおりに定義している:

上記二号の「個人識別符号」は、第2条第2項で次のとおりに定義している:

個人に関する情報 
上述した「個人に関する情報」の定義や具体例はこの法律には規定されていないが、個人情報保護委員会の『個人情報保護法ガイドライン(通則編)』には個人情報保護法における「個人に関する情報」を以下のように説明している。
ただし前述の『個人情報の保護に関する法律についての経済産業分野を対象とするガイドライン』には、以下の注意が述べられている:{{Quotation|死者に関する情報が、同時に、遺族等の生存する個人に関する情報でもある場合には、当該生存する個人に関する情報となる。
保有個人データ(第16条4項)
個人情報取扱事業者が、開示、内容の訂正、追加または削除、利用の停止、消去及び第三者への提供の停止を行うことのできる権限を有する個人データのことで、以下のもの以外。
その存否が明らかになることにより公益その他の利益が害されるもの(施行令5条)
 当該個人データの存否が明らかになることにより、本人または第三者の生命、身体または財産に危害が及ぶおそれがあるもの
 当該個人データの存否が明らかになることにより、違法又は不当な行為を助長し、または誘発するおそれがあるもの
 当該個人データの存否が明らかになることにより、国の安全が害されるおそれ、他国もしくは国際機関との信頼関係が損なわれるおそれまたは他国もしくは国際機関との交渉上不利益を被るおそれがあるもの
 当該個人データの存否が明らかになることにより、犯罪の予防、鎮圧または捜査その他の公共の安全と秩序の維持に支障が及ぶおそれがあるもの

本法は主に個人データの取扱いに関して個人情報取扱事業者に義務を課している。
後述の規制対象となる個人情報取扱事業者が扱う個人情報データベース等に含まれない個人情報であって、店頭での呼出しアナウンスなどの音声、メモ書き、人の記憶などのものには、この法律の規制は及ばない。

第二章 国及び地方公共団体の責務等 
国は、この法律の趣旨にのっとり、個人情報の適正な取扱いを確保するために必要な施策を総合的に策定し、及びこれを実施する責務を有する。地方公共団体は、この法律の趣旨にのっとり、その地方公共団体の区域の特性に応じて、個人情報の適正な取扱いを確保するために必要な施策を策定し、及びこれを実施する責務を有する(第4条、第5条)。

第三章 個人情報の保護に関する施策等

国及び地方公共団体の責務・施策 
政府は、個人情報の保護に関する施策の総合的かつ一体的な推進を図るため、個人情報の保護に関する基本方針を定めなければならない。
国、地方公共団体、独立行政法人等および地方独立行政法人(第6章で別途規定)

したがって、事業者には営利法人だけでなく非営利法人、個人も事業の用に供している場合は、該当する。

第四章 個人情報取扱事業者の義務等

OECD8原則との関係 
本法の条文とOECD8原則は以下のように対応している:

個人情報取扱事業者の主な義務
個人情報保護法第4章第2節に個人情報取扱事業者の義務が記されている。
事項の公表、開示、訂正、利用停止の規定により、本人から求められた措置の全部又は一部について、その措置をとらない旨を通知する場合又はその措置と異なる措置をとる旨を通知する場合は、本人に対し、その理由を説明するよう努めなければならない(第36条)。
第三者に提供される個人データについて、本人の求めに応じて当該本人が識別される個人データの第三者への提供を停止することとしている場合であって、次の4点についてあらかじめ本人に通知し、又は本人が容易に知り得る状態に置いているときは、前項の規定にかかわらず、当該個人データを第三者に提供することができる(第23条第2項)。
第三者への提供を利用目的とすること
第三者に提供される個人データの項目
第三者への提供の手段又は方法
本人の求めに応じて当該本人が識別される個人データの第三者への提供を停止すること

また、個人情報取扱事業者と実質的に同一とみなしうる事業者が共同で利用する場合、または共同利用もしくは業務委託として一定の要件を満たした場合は、第三者とみなされない規定がある。
本人又は第三者の生命、身体、財産その他の権利利益を害するおそれがある場合
当該個人情報保護取扱事業者の業務の適正な実施に著しい支障を及ぼすおそれがある場合
他の法令に違反することとなる場合

医療機関等に訴訟外で、医療の診療録等を開示や、信用情報の個人情報開示請求する例が考えられる。

訂正請求
個人情報取扱事業者は、本人から、保有個人データの内容が事実でないという理由によって当該個人データの内容の訂正、追加又は削除を求められた場合は、利用目的の達成に必要な範囲内において、遅滞なく必要な調査を行い、その結果に基づき、保有個人データ等の訂正を行わなければならない(第34条)。

利用停止請求
個人情報取扱事業者は、本人から、個人情報の目的外の利用を行っていること、個人情報を不正に取得したことを理由として、保有個人情報データの利用停止または消去を求められた場合であって、その求めに理由があると認められるときは、違反を是正する限度で、利用停止等を行わなければならない。ただし、利用停止等に多額の費用を要する場合その他の利用停止等を行うことが困難な場合であって、本人の権利利益を保護するため必要なこれに代わるべき措置をとるときは、この限りでない(第35条1項)。

個人情報保護委員会による報告徴収等
個人情報保護委員会は、個人情報取扱事業者の義務の規定の施行に必要な限度において、個人情報取扱事業者に関し、個人情報の取扱いについて報告を求め(第146条)、助言することができる(第147条)。

個人情報保護委員会は、個人情報取扱事業者が本法の規定(ただし開示請求等は除く)に違反していて個人の権利利益を保護するために措置をとる必要があると認めるときは、勧告することができる(第148条)。

個人情報保護委員会は、個人情報取扱事業者が正当な理由なく勧告に従わないときにはその勧告に係る措置をとるべきことを命ずることができ(第148条2項)、それに従わないときは、当該違反行為の中止その他違反を是正するために必要な措置をとるべきことを命ずることができる(第148条3項)。
適用除外
個人情報取扱事業者が、マスコミ・著述業関係、大学等、宗教団体や政治団体であり、それぞれ、報道・著述、学術研究、宗教活動、政治活動の目的で個人情報を利用する場合は、個人情報取扱事業者の義務の適用を受けない(第57条1項)。これは、個人情報保護委員会の報告徴収等を通じて表現の自由等を制約するおそれがあるという強い反対論に基づいて設けられた規定である。
さらに個人情報保護委員会は、一般の個人情報取扱事業者がマスコミ・著述業関係、大学等、宗教団体や政治団体に対して、上述の目的に利用するために個人情報を提供する場合には、報告徴収や命令等の権限を行使しないものとしている(個人情報保護法そのものの適用除外を意味するものではない)。

なお、これらの職にある者が、正当な理由がない場合に、業務上の取扱いによって知り得た秘密を漏らしたときは、刑法134条2項の秘密漏示罪が成立することがある。
「オプトアウト」を定める第23条2項の趣旨は「利用停止を求めれば、第三者提供は停止される」というものであり、「本人に通知する」ことの代替として「本人が容易に知り得る状態に置く」ことを容認している。

成立の経緯 
汎用コンピュータの処理能力が向上したことにより、行政・民間が保有する膨大な個人情報を容易に処理することが可能となった結果、そういった個人情報データベース等からの個人情報漏洩によるプライバシー侵害への危険性、不安が増大していった。また、行政部外者による、行政機関に所属する公務員の個人情報取得およびその不適切な使用によって政策決定等への障碍可能性が公平性の観点から危惧されるようになった。1980年(昭和55年)にはOECD理事会で「プライバシー保護と個人データの国際流通についてのガイドラインに関する勧告」が採択されるなど、国際的にも個人情報の取扱いや積極的プライバシー権の保護が次第に重要視されるようになった。
個人情報保護法は、個人情報を取得する際には個人情報の利用方法を本人に明確に伝えなければならないと定めているために、報道の自由を侵害するなどの理由から反対運動が展開され、一度廃案となったが、再度審議され2003年(平成15年)5月に成立した。
探偵を安易に多用し、採用時以外においても、必要以上の個人情報を積極的に取得する等、個人情報保護に関する感覚が希薄だった、従来の日本の企業習慣に対する法規制となった。

関連する国際標準
1980年(昭和55年)にOECD理事会で採択された「プライバシー保護と個人データの国際流通についてのガイドラインに関する勧告」には収集制限の原則、利用制限の原則などの「OECD8原則」が含まれる。

1995年(平成7年)、EUが「個人データ処理に係る個人情報保護及び当該データの自由な移動に関する欧州議会及び理事会の指令」(通称:EU指令)を採択し、EU加盟国以外への個人情報の移転は、当該国が十分なレベルの保護措置を講じている場合に限られるとした。
2019年1月23日に、日本について、個人情報保護法の対象範囲内に限り、個人データについて十分な保護水準を満たしていることを認める十分性認定を欧州委員会が行った

他に国際標準としては、個人情報を取り扱う主体を分類し、その間の関係性を整理するとともに、それぞれがどのようにして個人情報を取り扱うべきであるかという11のプライバシー原則を示したISO/IEC 29100  および、実装時のアーキテクチャの枠組みを示した ISO/IEC 29101  が存在する。
これは、平成28年1月1日に効力を発した「個人情報の保護に関する法律及び行政手続における特定の個人を識別するための番号の利用等に関する法律の一部を改正する法律」(平成27年法律第65号)の一部施行によるものである。

2000個問題 
2022年改正までは、個人情報保護法には個人情報保護の基本理念、国及び地方公共団体の責務等が規定されているものの、具体的な義務が書かれているのは事業者のみで、国の行政機関、独立行政法人、地方公共団体等の義務については記載がなく、それぞれ「行政機関個人情報保護法」、「独立行政法人個人情報保護法」、「個人情報保護条例」が規律している。また事業者に対しても義務を守るための指針は個人情報保護法には規定されておらず、「個人情報委員会ガイドライン」、「事業分野ガイドライン」、「個人情報保護指針」で規定している。
2000個問題により、下記のような弊害が生じていた:

 そもそも条例未制定の地方公共団体の存在
 個人情報の利活用の格差や自治体ごとの個人情報に対する知識の格差
 条例ごとの解釈や手続の差異による自治体間連携の妨げ
 官民で異なる規律なので監督官庁がはっきりしないものが存在

医療情報のような機微な情報でもこのような弊害が指摘されており、実際東日本大震災の際、「民間支援団体に提供して支援や安否確認を実施した自治体は、2自治体しかない」といった弊害が起こった。その後災害対策基本法の改正により「「避難行動要支援者名簿」の作成義務と、自治体と支援団体間での事前情報共有を促す条項が設けられた」ものの、平常時から個人情報を官民で共有するにはハードルが高いという現状が2022年まではあった。

2022年改正で、個人情報保護法に、国、独立行政法人、地方公共団体についても一元的に規定したため、この問題はおおむね解消された。
外面は黒色・赤褐色・灰白色・クリーム色など、種の違いや成熟の程度によってさまざまな色調を呈し、角錐状の小突起を密生してごつごつした外観を示すものや、僅かにざらつく程度でほぼ平滑なものなどがあり、しばしば不規則な亀裂を生じることがある。内部は初めは淡い灰色ないしほぼ白色を呈するものが多いが、成熟するとともにより暗色となり、多くは黒っぽい地に不規則で淡色の脈を生じ、全体としては大理石状の模様を形成する。
子嚢胞子は一般に褐色を帯び、その表面には網目状あるいは棘状の突起が形成されるが、1つの子嚢当りの子嚢胞子の形成数・子嚢胞子の形と大きさ・胞子表面の突起の形質などは、種レベルでの分類に際して重要な特徴と見なされている。
Terfezia 属についてはカヤツリグサ科ヒゲハリスゲ属(Kobresia)の一種や、ハンニチバナ属のいくつかの種との間に共生関係を持つとの報告があるが、菌根の形態は Tuber 属のものとは異なるという。

雷の落ちた場所ではトリュフがよく育つ事が経験的に知られているが、これは落雷による高電圧の印加により窒素が固定され、生じた亜硝酸塩が養分になるからとする研究がある。
第1次規格の原案作成委員会が第1水準および第2水準への振り分けに気をつかったこと、第2次規格で一部の異体字の水準間の入れかえがおこなわれたことなどからすると、少なくとも第1次規格および第2次規格では、非漢字および第1水準漢字のみの実装が想定されたと推測される。
かつてはJIS X 0208:1997の規格票には適合性について規定されているにもかかわらず、この規格は適合性認証または自己適合宣言の対象となる製品規格ではないと考えられていた。だが2009年現在では経済産業省およびJISCが「国がJISマーク表示制度の対象となる商品等を限定する指定商品制を廃止し、認証可能なJIS製品規格がある製品が対象となります」と明言しているため、適合性について規定のあるJIS X 0208:1997も適合性認証または自己適合宣言の対象となると考えられる。
和字間隔1文字、読点、句点などの記述記号18文字、濁点、半濁点などのダイアクリティカルマーク8文字、「々」、「〆」などの仮名又は漢字に準じるもの10文字、括弧記号22文字、数学記号である学術記号45文字、通貨記号を含む単位記号11文字、「#」、「〒」などの一般記号32文字からなる合計147文字である。
第1次規格以来、丸付き数字や「キロ」「メートル」などの合字およびローマ数字は、文字の合成によって表現できるとされ、独立した区点位置を与えられなかった。情報機器を製造する各社は、顧客が必要とするこれらの文字を、文字の合成により表現できるようにするのでも、規格に追加するよう求めるのでもなく、外字として独自に提供する道を選んだ。

1997年の第4次規格では、すべての文字が現在位置の前進動作を伴う文字すなわちスペーシング文字 (spacing character) であることが明確にされたうえ、文字の合成をおこなってはならないと規定された。
水準分け 
第1水準は、当用漢字字体表、当用漢字補正案および人名用漢字別表を基本として、多種の漢字表に共通して出現する文字が選ばれた。JIS C 6260(都道府県コード、現在のJIS X 0401)およびJIS C 6261(市区町村コード、現在のJIS X 0402)を参照して、都道府県名および市区町村名に使用される漢字がすべて第1水準に含まれるように意図された。
一般的に第1水準は使用頻度の高い漢字、第2水準は使用頻度の低い漢字とされるが、水準分けはもちろんJIS漢字制定当時の基準であるので、時代の流れによって今日では「翔」や「煌」といった第2水準だがよく使われるようになった漢字、逆に「糎」や「粍」といった第1水準だがあまり使われなくなった漢字も多数存在する。
例えば、第1次規格制定の1年後には、田嶋一夫(1979)が、『新字源』にも『大漢和辭典』にも見られず、略字としても把握できない漢字を63文字認めたことを報告し、「漢和辞典で確認できない漢字が、確かな基準で選択されたものであることを望む」とした。
第4次規格の原案作成委員会が『対応分析結果』を入手して検討したところ、一般の漢和辞典に見られないにもかかわらず漢字集合に含まれている漢字の多くが、『対応分析結果』において『日本生命収容人名漢字』または『国土行政区画総覧使用漢字』とされていることがわかった。
例えば、41区7点は、第3画および第4画が交わる「彥」にも交わらない「彦」にも対応している (包摂規準連番72)のに対して、20区73点は第3画および第4画が交わらない「顔」のみに対応し、80区90点は第3画および第4画が交わる「顏」のみに対応している。
第4次規格も、「この規格は、図形文字及びそのビット組合せを規定するもので、用途、個々の図形文字の具体的字形設計などは、この規格の適用範囲とはしない」と規定している(JIS X 0208:1997箇条1。引用にあたって、原文のコンマを読点に改めた)。
例えば、ISO/IEC 646の国際基準版図形文字集合のビット組合せ4/1に対応する文字の名前も、漢字集合の3区33点に対応する文字の名前も、LATIN CAPITAL LETTER Aである。国際基準版・漢字用8ビット符号では、ビット組合せ4/1によっても、漢字集合の3区33点に対応する2バイトのビット組合せ10/3 12/1によっても、「A」すなわちLATIN CAPITAL LETTER Aを表現できることになる。
漢字集合を国際基準版図形文字集合またはラテン文字用図形文字集合と併用すると、規格に忠実に従っても、文字の一意な符号化は保証されない。例えば、国際基準版・漢字用8ビット符号では、ハイフンをビット組合せ2/13の文字HYPHEN-MINUSで表現することも、漢字集合1区30点にあたるビット組合せ10/1 11/14の文字HYPHENで表現することも、いずれも正当である。
異体字の区点位置の入れかえ
互いに異体字の関係にある第1水準漢字および第2水準漢字の22組について、区点位置が入れかえられた。たとえば、第1次規格では第1水準である36区59点の「壺」は、第2次規格では第2水準である52区68点に移され、もと52区68点であった「壷」が36区59点に移された。
第2水準漢字の追加
第1水準漢字3文字および第2水準漢字1文字は、空き領域であった84区に第2水準漢字として新たな区点位置を与えられた。
なお、JIS X 0213と異なるマッピングが記載されており、そのため、解説にてJIS X 0208規格のJIS X 0213規格への将来的な統合方針が記載された。

将来 
JIS X 0213(拡張漢字)は「JIS X 0208が当初符号化を意図していた現代日本語を符号化するために十分な文字集合を提供することを目的として」設計され、JIS X 0208の漢字集合を拡張した文字集合を規定する。JIS X 0213の原案作成者たちは、JIS X 0213の利点として、印刷標準字体への対応、新しい人名用漢字への対応などを挙げ、JIS X 0208からJIS X 0213への移行を推奨している。
パーソナルコンピュータ用OSとして圧倒的なシェアを有するWindowsは、2006年11月にリリースされたWindows VistaでJIS X 0213のレパートリに対応した。macOSはすでに、2001年にリリースされたバージョン10.1以降、JIS X 0213に対応しており、Linuxの多くも、JIS X 0213に対応できるようになっている。したがって、今後は、Windows Vistaおよびその後継OSの普及とともに、パーソナルコンピュータではJIS X 0213のレパートリを問題なく使用できるようになってゆくと考えられる。

JIS X 0213の原案作成者の中には、JIS X 0213の普及の先に、JIS X 0213とJIS X 0208との統合を構想する者もいるという(佐藤 2004)。
外字の符号位置がJIS X 0213の符号が利用する符号位置と衝突するため、これらのシステムをJIS X 0208からJIS X 0213へ移行させるのは困難である。UCS/Unicodeへ移行させて、その上でJIS X 0213のレパートリを使うことも一案であるが、システム管理者は、UCS/Unicodeのサロゲートペア(代用対)や文字合成の実装が十分に安定したと判断できるまで、それらの実装を要するJIS X 0213のレパートリの採用を躊躇するだろう。
漢字集合およびラテン文字用図形文字集合は、JIS X 0208に規定されたラテン文字・漢字用7ビット符号またはラテン文字・漢字用8ビット符号によって、ともに利用できる。漢字集合、ラテン文字用図形文字集合およびJIS X 0201の片仮名用図形文字集合は、JIS X 0208に規定されたシフト符号化文字集合 (Shift_JIS) によって、ともに利用できる。
これは、JIS X 0208の第4次規格の原案作成委員会に、JIS X 0212の文字の選定方法および同定方法に批判的な意見があったからと考えられる。例えば、第4次規格の原案作成委員会の委員長をつとめた芝野耕司 (1997a) は、補助漢字の選定方法は「JIS X 0208の文字集合選定の表層的理解に基づくものであり、間違った理解である」「1万字を越える水準の文字集合の検討としては、大きな問題がある」と述べている(引用するにあたって、原文のコンマを読点に改めた)。

第4次規格の規格票解説は、JIS X 0212の文字同定の問題点を指摘したうえで、「文字同定が不可能である以上、共同運用も不可能と考え、JIS X 0212との関連については、一切規定しないこととした」と述べている(解説3.3.1。引用にあたって、原文のコンマを読点に改めた)。
JIS X 0213の漢字集合は、JIS X 0208の漢字集合で表現できるすべての文字を含む、非漢字1,183文字および漢字10,050文字の合計11,233文字からなり、JIS X 0213に規定された符号で運用される。

JIS X 0213は一見するとJIS X 0208に規定された符号化文字集合の上位互換な符号化文字集合を規定または参考として提供しているように見える。
JIS X 0213がJIS X 0208の上位互換でないというのは、JIS X 0213ではJIS X 0208の一部の区点位置について包摂分離がおこなわれたというところによる。すなわちJIS X 0208において明示的に包摂されて一つの区点位置で表現されていた相異なる字体に対し、JIS X 0213ではそれぞれ独立の面区点位置が与えられている場合がある。
JIS X 0213ではこれについて包摂分離をおこない、1面33区46点に「人偏に曽」および「人偏に(第1画および第2画は「ソ」)」を包摂して、1面14区41点を「人偏に曾(第1画および第2画は「八」)」とした。したがってJIS X 0208の33区46点をJIS X 0213に移す際に、1面33区46点と1面14区41点のいずれに移すべきかが機械的には定められない。

もっとも、現実にはJIS X 0208のm区n点とJIS X 0213の1面m区n点を一対一に対応させることがおこなわれていて、それによって大きな混乱は生じていない。大きな混乱がない理由としては、多くの書体がJIS X 0208の例示字体にならった字体を採用してきたこと、利用者の多くが包摂規準の存在を意識していないことなどが考えられる。
関連項目 
日本産業規格の符号化文字集合
JIS X 0201 7ビット及び8ビットの情報交換用符号化文字集合
JIS X 0202 情報技術—文字符号の構造及び拡張法 (ISO/IEC 2022)
JIS X 0208 7ビット及び8ビットの2バイト情報交換用符号化漢字集合
JIS X 0211 符号化文字集合用制御機能 (ISO/IEC 6429)
JIS X 0212 情報交換用漢字符号—補助漢字
JIS X 0213 7ビット及び8ビットの2バイト情報交換用符号化拡張漢字集合
JIS X 0221 国際符号化文字集合 (UCS) (ISO/IEC 10646)
拡張新字体
幽霊文字

外部リンク 
情報処理学会情報規格調査会 (IPSJ/ITSCJ) が管理する国際登録簿

日本規格協会データベース検索 - 最新の規格票が購入できる。
JIS X 0208と0213規格票の包摂関連項目
Cyber Librarian - JIS基本漢字

X0208
日本語用の文字コード
日本語の表記
特に小学生の頃にHOゲージから始めた鉄道模型は、デビュー後に購入した敷地に5インチゲージの庭園鉄道「欠伸軽便鉄道弁天ヶ丘線」(2010年5月で廃線)や「梵天坂線」を「開業」し、車両制作のために大型の工作機械を導入するなど、本格的なレベルで活動している。
その一方で小説家の知り合いは少ないとも発言しており、文庫版の解説に起用されるのも、落語家や学術関係者など出版業界とは関係の薄い人物や、同人作家時代に知り合った漫画家であることが多い。

学術業績 
専攻は主にコンクリートなどの建築材料の数値解析に関する分野(粘塑性流体の数値解析手法)で、当時登場したばかりのC言語を利用しており、構造計算に関する専門書も執筆した。
受賞歴 
1988年 セメント協会論文賞
1989年 日本建築学会東海賞
1989年 日本建築学会奨励賞
1990年 日本コンクリート工学協会賞
1990年 日本材料学会論文賞

作品の特徴

理系 
作者が工学部の助教授であったことに加え、デビュー当時は一般的でなかったコンピュータや電子メールを駆使する人物、科学や工学分野に関する専門的な会話が説明なしに交わされたり、作中で難解な数学問題が提示されるという展開から「理系ミステリ」と評された。
作風 
論文や科研費の申請書などの事務書類で覚えたという論理的な文章でありながら、作中に詩や歌詞が挿入されるという展開、「意味なしジョーク」と称されるシュールなジョーク、最後まで答えが明かされない難解なパズルや数学問題など、既存の作家には見られなかった特異な作風が話題となった。

当初は広義の推理小説を中心として執筆していたが、次第にSF、幻想小説、架空戦記、剣豪小説などの他ジャンル、ブログの書籍化、エッセイ、絵本、詩集といった他の分野へも進出を果たした。

本人によれば、推理小説ではストーリーに意外性を持たせるために先のことを考えずに執筆し、だいたい5割ぐらいまで作品ができてきたところで初めて犯人を誰にするか考えるという。
学外でも堀田らと同人サークル「グループドガ」(GROUP DEGAS)を主宰し、創作オンリーという当時でも硬派な同人誌即売会「コミック・カーニバル」を開催し、迷宮とも連携していた。グループドガ解体後は、後に妻となるささきすばるが会長を務める「出版JetPlopost」で活動するなど、当時は東海地方の同人業界では中心的な存在であった。
この発表の前にも、森は「今確実なことは、いつまでも続けるつもりではないこと、今後は少しずつ表に出る機会を減らし、人知れず地味に静かに消えたいと願っていること、である」と述べている。

以降は当初の目的である「ビジネスとして」ではなく「趣味としての」小説に切り替える一方で、趣味である「欠伸軽便鉄道」に関しては積極的にレポートの更新や動画投稿、専門誌への寄稿を継続している。
2008年12月31日に「最後のご挨拶」とされ、『百年シリーズ』最終作以後小説を書くことはないとされていたが、そのちょうど5年後の2013年12月31日、「久し振りのご挨拶」として近況報告が行われ、心境に若干の変化があったためとされる。

なお、「引退する」と述べたことはない旨の発言をしていたが、現在では「作家を引退した」と明言し、新作小説の執筆、取材、講演会などは断っているが、例外的にエッセイは「締切が3か月以上先で、内容、発表形態、料金についてメールで明示する」ことを条件に引き受けている。
『S&Mシリーズ、Vシリーズ、百年シリーズ』は予備知識がなくても読むことができ、『四季シリーズ、Gシリーズ、Xシリーズ、Wシリーズ』等は他シリーズで設定をあらかじめ把握した上で読んだ方がより良いとされる。
『冷たい密室と博士たち』を投稿した時点で『すべてがFになる』『冷たい密室と博士たち』『笑わない数学者』『詩的私的ジャック』も完成させていたが、宇山日出臣(当時の担当者)に次の作品の内容を尋ねられ、「孤島の研究所で殺人が起きる」というおおまかな設定を電話口で話したところ、宇山は「それをデビュー作にしましょう」と即決した。
この表記方法は理工系の研究者の論文やサッカーの登録選手名などで用いられ、作家では薬学博士の瀬名秀明(SENA Hideaki)など理系とされる人物や、森に続いてメフィスト賞を受賞し、公式サイトを英語表記のみにしている清涼院流水(SEIRYOIN Ryusui)が採用している。
ブックショート 森博嗣さんインタビュー(2015.1.24)

20世紀日本の小説家
21世紀日本の小説家
日本の推理作家
メフィスト賞受賞者
日本のコラムニスト
鉄道模型
同人作家
東海高等学校出身の人物
名古屋大学出身の人物
名古屋大学の教員
三重大学の教員
名城大学の教員
工学博士取得者
愛知県出身の人物
1957年生
存命人物
2000年にSXSWに出演、2002年にPuffy AmiYumi名義で北米ツアーを行い、2004年にはPUFFYをモデルにしたアニメ『ハイ!ハイ! パフィー・アミユミ』が全米でブレイクし、世界110カ国以上で放送される。
2004年、二人をモデルにしたアニメーション番組『Hi Hi Puffy AmiYumi』が全米でスタートし、現在まで、世界110カ国以上で放映されている。しかし活動拠点はあくまで日本であり、毎年全国ツアーを行い、国内外問わず多くのイベントやフェスに参加するなど、積極的なライブ活動を行っている。
志望職種であったCAを目指して神田外語学院に進学したが、彼女の声質に魅力を感じたソニーのスタッフに説得され、専門学校に通うかたわら歌唱指導を受けるなど、ソロ歌手としてデビューの準備を進めていた。

同じ頃、大阪府寝屋川市出身の吉村由美は高校を中退してアルバイトを転々とする、フリーターの生活を送っていたが、1993年の夏におこなわれた「ちょっとそこまでオーディション」でデビューのきっかけを掴んだ。
夏休みにホテルに集められた応募者(10代の女性)らはプールで遊ばされたり、テニス、パターゴルフ、人形劇などをさせられたが、由美はセンスあるストリートファッションに加え、姉御肌の性格を発揮してグループを取り仕切り、「媚びてなく格好良い。いいキャラクター」として担当者の目を惹いた。
どのような芸能活動を行いたいか、というソニー側の質問に何となく「歌手」と答えた由美は、SMA所属のアーティストとして上京し、ボイストレーニングなどを受けた。

1994年、事務所で初めて対面した亜美と由美は、双方の内気な性格から当初は打ち解けず、由美が年長の亜美に敬語で対応する関係がしばらく続いた。
2003年、米国のカートゥーン・ネットワークのアニメ『Teen Titans』の主題歌と「K2G」をアンディ・スターマーのプロデュースで共作、演奏を担当、2006年までの42作にクレジットされた。また、同局のプロデューサーは二人をモデルにしたアニメの制作をかねてより打診しており、2004年11月、アニメ『Hi Hi Puffy AmiYumi』の全米放送が開始し、それに伴ってアニメの主題歌を含むアルバム『Hi Hi Puffy Amiyumi』で全米メジャーデビューを果たす。
11月にはニューヨークの秋の風物詩「メイシーズデパート主催の全米最大の感謝祭パレード」に日本人として初めて参加、アニメにも登場するライブツアー用のバスを模したフロート車で練り歩き、同デパート前でミニライブを披露した。また独占契約を結んだマテルからアミとユミのキャラクター人形が楽器や衣装、ツアーバスのおもちゃと共に発売されるのを記念し、感謝祭後から始まるクリスマス商戦に合わせてマジソンスクエアに近いトイザらスに特設コーナーが設けられた。
奥田は、個々のボーカルよりも二人の合わさった声に魅力を感じており、歌い方に関しても『自分のビブラートなしの歌い方を勝手に押し付けたわけですから、二人は大変だったんですよ。二人で真っ直ぐ歌えないと駄目なんで。ごまかしがきかない。日本のいわゆる歌姫と呼ばれる人たちに、PUFFYのようにやれって言ってもできないでしょうね。』と語っている。

奥田はPUFFYが特定の指導者に依存することを望まず、1999年のアルバム 『FEVER*FEVER』では、笹路正徳にプロデュースを託し、2003年のアルバム『NICE.』及び2004年のミニアルバム『59』では、アンディ・スターマーがプロデュースに当たった。
曲の提供は、しばしば奥田やアンディも手掛けるが、アルバムには国内外問わず二人が好きなアーティストにリクエストし、椎名林檎や斉藤和義、チバユウスケ、LOW IQ 01、山中さわおなどは複数の楽曲を提供している。
携帯性が高いことからデジタルカメラやICレコーダー、携帯電話などの記録媒体として使用されるほか、パソコンに接続して汎用のリムーバブルメディアとしても広く利用されている。

多くは汎用の規格品だが、特定のゲーム機などに対応した独自規格のユーザの情報を記録する媒体も「メモリーカード」と呼ばれる(ただし、特定のゲーム機専用のメモリーカードは2000年代半ばには姿を消している。ソニーはPlayStation 3以降の機種でHDDもしくはSSDを内蔵し、任天堂はWii以降の機種でフラッシュメモリ(NAND)を内蔵し、補助的にSDメモリーカード(WiiおよびWii U、Nintendo Switch本体、ニンテンドーDSi、3DSシリーズ)、USBメモリ(Wiiのごく一部のソフト、Wii U,Switchのドック)を使用するようになったため。この他、Xbox 360やXbox Series X/Sでは専用端子の内付けHDD/SSDを後付けできる機種が存在するが、Xbox 360を除くと、Xboxシリーズでは基本的に本体内のHDDを交換することはできない。
改元の日付は、平成は翌日改元、令和は翌月改元であり、最初の大化も公布翌月の実施と見られるが、白雉から明治までの多くは当年(年初)から改元する年初改元、大正・昭和は当日(日初)から改元する当日改元だった。これらは過去にさかのぼって改元するため、各元号の有効な期間は、
その後の文書で当時の日付に言及する場合
当時の文書でそのときの日付に言及した場合
のいずれかで異なる。
元号一覧

飛鳥時代

奈良時代

平安時代

鎌倉時代

大覚寺統

持明院統

南北朝時代・室町時代

南朝(大覚寺統) 
 建徳以降の元号は改元史料を欠き、正確な始期を明らかにし難い。
前期の作品では神出鬼没の「怪盗紳士アルセーヌ・ルパン」の話がメインだが、中盤は「ドン・ルイス・ペレンナ」の愛国冒険もの、後期は「探偵ジム・バーネット」などの探偵もの、本名「ラウール」の名を用いた恋愛冒険ものになるなど、バリエーションが豊かで前期の作品と後期の作品ではそれぞれ趣きも異なる。
その多くはメーキャップや服装を変える程度で、せいぜい「パラフィンの皮下注射で皮膚を膨らませる」「科学的な薬品で鬚や髪の毛を伸ばし、声を変える」「ダイエットをする」「アトロピンを点眼する」程度である(以上、「ルパンの脱獄」より)。
※「ルパン最後の事件(アルセーヌ・ルパンの数十億)」は、単行本化のときに連載中の一章が欠如した状態で出版されており、また、息子のクロード・ルブランがこの作品の復刊自体を拒んだ事から、モーリス・ルブランの著作権保護期間が満了する2011年以降まで完全版が出版された事がなかった。
※「ルパン最後の恋」は、近年、ルブランの伝記を記したジャック・ドゥルアールの調査によってそのタイプ原稿が発見され、フランス本国では2012年5月、日本では同年9月に刊行された。

(参考「戯曲アルセーヌ・ルパン」住田忠久による解説)

ミステリとしてのアルセーヌ・ルパン
ルパン譚は主に冒険小説として見られ、ともすれば荒唐無稽とすら取られるが、作中で使われているトリックは後のミステリ小説でも何度も形を変えて使われ続けている。

特に短編には推理小説として本格的なものも多く、『八点鐘』収録の「水びん」のトリックや「テレーズとジェルメーヌ」の密室トリック、「雪の上の足跡」の足跡トリックなどは、ミステリ・アンソロジーにも何度も収録されている。
「女王の首飾り」では有名な首飾り事件が密接に絡み、「奇岩城」では鉄仮面、マリー・アントワネットやフランス革命ばかりかカエサルやシャルルマーニュにまで言及されている。「カリオストロ伯爵夫人」ジョゼフィーヌ・バルサモは、詐欺師であり怪人物として知られるカリオストロ伯爵ジュゼッペ・バルサモの娘として設定され、その作中では、シャルル7世の愛妾であったアニェス・ソレルの故事にも触れられている。
また「三十棺桶島」では、ブルターニュ地方を舞台にしたケルトの土俗、ドルメン、ドルイド僧などの伝奇ロマンとしての雰囲気作りがおどろおどろしく、ルパン作品の翻案も手がけた横溝正史の「獄門島」、「八つ墓村」などへの影響が感じられる。
「アンベール夫人の金庫」は当時実際に起こった詐欺事件、「水晶の栓」では当時フランス政界で起こったパナマ運河疑獄事件がモチーフになっている。また、「813」「オルヌカン城の謎」「金三角」「三十棺桶島」「虎の牙」の一連の流れでは、当時の世界史上の一大事件であった第一次世界大戦が大きな舞台となっており、作中でルパンが征服しフランスに譲渡したモーリタニアは、この時期にフランスが獲得したアフリカにおける植民地の一つである。
フォルムリー
予審判事
デュドゥイ
国家警察部部長
ルノルマン
国家警察部部長 デュドゥイの後任 ルパンの変装
ウェベール
国家警察部副部長
パトリス・ベルバル
大尉
デマリヨン
警視総監
バラングレー
首相 後、大統領
テオドール・ベシュ
刑事

名前の表記をめぐって
日本では原題、主人公の名前、本の内容を日本的に翻訳(場合によってはプロットのみを換骨奪胎して翻案)することがあるためだれがいつ初訳したのかは特定することは困難である。

フランス語をあえてカタカナ表記する場合、現在の慣習では「Lupin」は「リュパン」とされることもあるが、それほど外来音になじみのなかった時期に日本に紹介されたこともあって、命名者は不明(一説には上田敏。保篠龍緒説もある)ながら昔から「アルセーヌ・ルパン」として紹介され、親しまれてきた。
保篠の日本語題があまりに見事だったため、現在の各社から出ているルパンシリーズの日本語題も保篠訳に倣う事が多い。(『奇巖城』『八点鐘』など)
大正7年、金剛社 アルセーヌ・ルパン叢書 「怪紳士」「怪人対巨人」「奇巌城」「813」他全9巻
大正10年、博文館 探偵傑作叢書 「虎の牙」「水晶の栓」
昭和4年、平凡社 ルパン全集・怪奇探偵 「三十棺桶島」「バルネ探偵局」「ルパンの告白」「八点鐘」他全12巻(別巻2巻)
昭和26年、日本出版協同 アルセーヌ・ルパン全集 全23巻別巻2
昭和31年、鱒書房、ルパン全集 全25巻(上記、出版協同社版を改編したもので、「驚天動地」を欠く) この全集は改編され昭和33年から昭和44年にかけて三笠書房(全25巻)/田園書房(全25巻)/三笠書房(全25巻)/日本文芸社(全20巻、短編の5冊が中止となったため)と版元をかえながら刊行され続けた。
昭和33年、ポプラ社 怪盗ルパン全集 「奇巌城」「怪盗紳士」「古塔の地下牢」「黄金三角」他全15巻(後に30巻にまで改訂。現在は20巻に縮小・南洋一郎名義)
昭和43年、ポプラ社 アルセーヌ・ルパン全集 「ルパン対ホームズ」「8・1・3」「ルパン三つの犯罪」「怪盗紳士」「恐怖の島」「緑の目の令嬢」他全20巻(池田宣政名義)

また、訳者・詩人の堀口大學が新潮社より以下の通り翻訳。
昭和56年、偕成社 アルセーヌ・ルパン全集 「怪盗紳士ルパン」「813」「続813」「金三角」「八点鐘」「バール・イ・ヴァ荘」「特捜班ヴィクトール」「ルパン最後の事件」他全25巻
昭和57年、偕成社 アルセーヌ・ルパン全集別巻 「女探偵ドロテ」「バルタザールのとっぴな生活」「三つの眼」「真夜中から七時まで」「赤い輪」全5巻

ルパン生誕100周年を機に、訳者平岡敦が同年フランスで刊行されたルパン全集を底本に早川書房のハヤカワ・ミステリ文庫から新訳を刊行。
当初は、ルパンシリーズ全21作を、1年に2冊、10年計画で刊行予定で、完訳の文庫版としては最新訳であり、シリーズ全作を網羅する予定であった事から、初の文庫版完訳完全全集になることが期待されていたのだが、順調に刊行されたのは、2005年9月『怪盗紳士ルパン』、2006年5月『奇岩城』までで、4冊目となる『水晶の栓』の刊行は2007年2月にずれ込み、5冊目として『ルパン、最後の恋』が2013年5月に刊行されたが、それ以後の刊行予定はなく全訳計画は中絶された。
大正13年、随筆社のルブラン全集「強盗紳士アルセエヌ・リユパン」「リユパンの勝利」
昭和4年、改造社『アルセエヌ・リュパン』

また昭和34年-昭和35年、石川湧・井上勇らによる東京創元社『アルセーヌ・リュパン全集』全12巻が現在の創元推理文庫版(「怪盗紳士リュパン」「リュパン対ホームズ」「リュパンの告白」「リュパンの冒険」他全18冊)の元となった。
大人向けの訳書の戦後版はシャーロク・ホームズとワトソンに改められたが、戦後になって刊行された保篠名義の児童書『怪人対巨人』では、ヘルロック・ショルムズとウィルソンとでありバーカー街二百十九番地となっていた。
『蒙古王の宝冠』(日本正學館「冒瞼少年」昭和23年 臨時増刊号(第1巻 第12号))
『怪盗ルパンと佐久良探偵』(ポプラ社「日本名探偵文庫」第19巻『洞窟の魔人』(1956年)所収)
『ピラミッドの秘密』
『女賊とルパン』
江戸川乱歩
下記の作品以外に、怪人二十面相などにもその影響がみられる。
『少年は怪人を夢見る』では、ある少年が怪人二十面相になるまでが描かれ、芦屋暁斎や左右田五郎などと出会い、名前も顔も失っていく中で部下になった人物として黄金仮面が登場。
『真説 ルパン対ホームズ』(原書房、2000年、ISBN 4562033037)
『少年は怪人を夢見る』(PHP研究所、2000年、『変化 : 書下ろしホラー・アンソロジー』所収、ISBN 4569574610)その他の所収書籍あり
保篠龍緒
『青色カタログ』
『空の防御』
『鐘楼の鳩』
横溝正史
『ルパン大盗伝』(奇巌城の翻案)
『海底水晶宮』(水晶の栓の翻案)
島田一男
『ルパン就縛』
北杜夫
『怪盗ジバコ』
若いころのジバコが老ルパンと出会うエピソードがある。
井上宗和
『ルパン残影 フォル・ラ・ラッテ城の秘密』
伊吹秀明
『シャーロック・ホームズの決闘』
二階堂黎人
『ルパンの慈善』
『カーの復讐』
斎藤肇
『青い絹のスカーフ〜ルパンの事前〜』
小林泰三、近藤史恵、藤野恵美、真山仁、湊かなえ
『みんなの怪盗ルパン』

漫画作品 
原作の漫画化は省略。
『アカシックリコード』
古今東西の物語のキャラクターが登場する作品であるが、そのうちの1人で、創作されたキャラクターであるにもかかわらず、別の物語の世界へ渡り歩く特別な存在として「神秘蒐集者アルセーヌ・ルパン」が登場する。
最初の予定では、「あまりの怪盗ぶり故、愛称として世間で「ルパン三世」と呼ばれているという」という設定だったが、担当編集者から「そんな面倒くさい設定にするな」と言われ、わかりやすくアルセーヌ・ルパンの孫という設定になった。
ルパン
1987年10月8日~25日PARCO劇場初演
作・演出 隆巴
音楽 池辺晋一郎
主な出演者
ルパン、ルブラン(二役):仲代達矢
メーテルリンク:隆大介
入鹿尊、大西多摩恵、他
仲代がルブランとルパンの二役を演じ作中世界と現実世界を往還するオリジナル戯曲。
高山本線や宗谷本線などは当初は電化する予定であったものの、その時期が国鉄末期の財政難も重なり、電化を断念し、両者とも非電化のまま特急列車を通過させるための高速化改良に移行した。

物理的理由(断面の小さいトンネル)から非電化となっている例 
途中区間の既存のトンネルが電化を前提に設計されておらず、断面が小さく架線を張ることが困難であるという理由で、非電化となっている路線もある。
その他の例 
茨城県筑波山付近の石岡市柿岡にある気象庁地磁気観測所の周辺地域は、直流電化を行うと直流の電流が磁場を発生させる現象(ビオ・サバールの法則)により測定が正確にできなくなり、一方で交流電化を行うと、電化工事は直流に比べて低コストだが交流型電車の増備が高コストとなる。
仙石東北ラインは直流電化の仙石線と交流電化の東北本線を結んでいるが、立地上デッドセクションが設置できないため連絡線は非電化となっており、直通列車はHB-E210系気動車で運行されている。

平成時代に新規開業した路線はほとんどが電化路線として開業しているが、日本鉄道建設公団建設線を開業した第三セクター鉄道は、電車によるJRからの特急「はくたか」が乗り入れるために電化された北越急行ほくほく線以外は、ほとんどが非電化となっている。特に井原鉄道井原線は、両端で接続するJR伯備線と福塩線が井原線開業時の1999年時点で電化されていたにもかかわらず、非電化で開業している。
これは、変電所や架線などの電化設備の維持コストと気動車の運用コストを比較した場合に、電化を廃止したほうがコストを削減できると判断されたためである。池田鉄道や羽後交通雄勝線、玉野市営電気鉄道、名鉄三河線の一部と八百津線、くりはら田園鉄道線、JR九州長崎本線などがその例であるが、それでも採算が取れずに廃線に至った路線も少なくない。

また、電化設備は維持したままでも、主に普通列車の運行コストを削減するため、電気車を気動車などに置き換える例もある(会津鉄道、肥薩おれんじ鉄道、えちごトキめき鉄道日本海ひすいラインなど)。これは、JRでも主に県境を跨ぐ区間や路線末端の閑散区間、交流・直流電化の接続区間で顕著に見られるほか、電化に際して高価な電車の新製コストを抑えるため、電化以前から使用されていた車両をそのまま使い続ける例も見られる。

戦前の日本の私鉄の中には、阿波電気軌道や善光寺白馬電鉄のように将来の電化を構想し、非電化のまま「電気鉄道(軌道)」や「電鉄」を社名に冠した例もあったが、その多くは実際の電化を果たせないまま、廃止や改名に追い込まれている。
トロイア戦争にはミュルミドーン人を率いて50隻の船と共に参加し、たった一人で形勢を逆転させ、敵の名将を尽く討ち取るなど、無双の力を誇ったが、戦争に勝利する前に弱点の踵を射られて命を落とした。
アキレウス退陣とともに神々の加護を失ったギリシア勢は、名だたる英雄たちも傷つき総崩れとなり、陣地の中にまで攻め込まれる(ゼウスがギリシア勢に味方する振りをしてイーリオス勢に味方したため)。
メムノーンを葬り去ったあくる日、アキレウスはイーリオスのスカイアイ門の前で戦っていたが、急所のアキレス腱をイーリオスの王子パリス(一説によると彼の暴虐に憤ったアポローン)に射られ、瀕死の重傷を負って倒れた。
その後、アキレウスの子ネオプトレモスとピロクテーテースの持つヘーラクレースの弓なしにはイーリオスを落せないという予言が下り、今度はネオプトレモスが引きずり出される。

死後 
イーリオス陥落後、ネオプトレモスの夢の中にアキレウスが現れ、「プリアモス王の娘ポリュクセネーを、自分の墓に奉げてほしい」と語った。
アリストテレスにとって、物の落下するということはコスモスの中心へ接近することであり、上昇するということはコスモスの中心から離れてゆくことを意味した。《火元素》を含むものが《軽さ》を内在しており、地中から離れ天へと向かいたがり、石などには《土元素》が含まれており、《土元素》はコスモスの中心に帰りたがる性質を持っているのだ、とした。
例えば、回転するバケツの水面をへこませる慣性力についてマッハは、「慣性力はバケツが絶対空間に対してまわったから発生したのではなく、宇宙の物質が回転するバケツに、ある作用を及ぼした結果、発生した」と考え、「バケツがまわることと、バケツを止めて宇宙をバケツのまわりに逆回転させることは同等である」とした(マッハの原理)。
素粒子物理学では、一般相対性理論での重力を量子化し、量子重力理論にしようとする試み(量子化された重力は重力子と名づけられている)や、重力は自然界に働く4つの力の他の力である電磁気力、弱い力、強い力との統合が試みられている。

地球表面の重力値の相違と重力加速度
概説で述べたように、同じ地球上でも場所によって重力の大きさ(重力値)は異なり、向きも異なる(重力の向きは、一般に遠心力の影響で地球の中心からずれている。地球の中心からどの程度ずれているかは、おもに緯度によって決まる)。

地表面に存在する物体にはたらく地球の重力は、地球を構成する無数の質点がそれぞれ物体を引く微小な力(これらの力の大きさは距離の2乗に反比例して小さくなる)の合力に、さらに自転による遠心力を合成したものである。
地球の内部構造が一様ではないこと
 地球が完全な球形ではなく、回転楕円体のような形状をしていること
 測定点の標高が場所ごとに異なっていること
 周囲の地形の影響が場所により異なっていること
 自転による遠心力が緯度により異なっていること

高度が増加するとゆるやかに重力値が減少してゆくわけであるが、その減少の度合いというのは地表付近では 1 m あたり 0.3086 mGal(ミリガル)程度である。
地球の中心における重力
前節で述べたように、重力は、地球を構成する質点が物体を引く力の合力であるから(地球の中心での重力を考える場合は遠心力は無視してよい)、仮に地球が完全な球体であって、内部の物質分布も地球の中心に対して対称であれば、地球の中心では全方向から同じ大きさの力で外側に向かって引かれる状態になるので、すべての力が互いに打ち消し合って、重力は0になる。
ラグランジュ形式で議論することで、物質に対応する変数でオイラー=ラグランジュ方程式を解くことで電磁場から物質に対しての影響を、逆に電磁場に対応する変数でオイラーラグランジュ方程式を解くことで物質側から電磁場に与える影響を導き出すことができ、それぞれ、通常の力学でのローレンツ力とマクスウェル方程式のうちのガウスの法則とアンペールマクスウェル方程式を導出することになる。
また、放出された光電子のエネルギーや運動量を調べることで物質内部のバンド構造や表面状態などを調べられるため、光電子分光法などの分析手法にも応用される。

内部光電効果 

半導体や絶縁体に充分に短波長の光を照射すると、物質内部の伝導電子が増加する現象、またそれによって起こる電気伝導率が増加するなどの現象を内部光電効果と呼ぶ。
内部光電効果型の光センサ
 フォトダイオードや固体撮像素子 (カメラのCCD、CMOSイメージセンサ)など、接合を用いた半導体光センサ
 硫化カドミウムなどを用いた光導電セル
 セレンを用いた撮影用フィルムの感光材、複写機の感光ドラムなど
 太陽電池

歴史 
1839年、アレクサンドル・エドモン・ベクレルが光起電力効果の研究において、光電効果による光と電流の関係性を見いだした。これは薄い塩化銀で覆われた白金の2つの電極を電解液に浸し、片方に光を照射すると光電流が生じる現象(ベクレル効果)として見いだされ、光起電力効果に関する最初の報告となった。

1887年、ドイツの物理学者ヘルツは、陰極に紫外線を照射することにより、電極間の放電現象が起こって電圧が下がる現象として、光電効果を見出した。
その後、ドイツの物理学者レーナルトの研究によって解明が進み、

 電子の放出は、ある一定以上大きな振動数の光でなければ起こらず、それ以下の振動数の光をいくら当てても電子は飛び出してこない。
 振動数の大きい光を当てると光電子の運動エネルギーは変わるが飛び出す電子の数に変化はない
 強い光を当てるとたくさんの電子が飛び出すが、電子1個あたりの運動エネルギーに変化はない

などの事実が実験により明らかにされた。

この現象は、19世紀の物理学では説明することのできない難題であったが、1905年、物理学者のアルベルト・アインシュタインが自身の論文『光の発生と変換に関する1つの発見的な見地について』内で導入した光量子仮説によって、説明付けられた。1916年、アメリカ合衆国の物理学者ロバート・ミリカンの実験により光量子仮説が証明され、アインシュタインはこの業績によって1921年にノーベル物理学賞を受賞している。
思考実験の例としては、古代ギリシャの「アキレスと亀」やガリレオといった古典から、サンデル講義で有名になった「トロッコ問題」、映画『マトリックス』のモチーフとなった「水槽の中の脳」、アインシュタインと量子力学の闘いといった先端科学までわたる。
とりわけ科学史上、特殊な状況に理論を当てはめることによる帰結と、実験を必要としない日常的経験とを比較することによって、理論のより深い洞察に達してきた考察や、元の理論を端的に反駁し、新たな理論の必要性を示すとともに、それを発展させるのに利用されてきた考察を指すことが多い。

起源 
古代ギリシャ語の証明という意味の術語「デイクニミ」( δείκνυμι )が起源とされ、「数学的証明の最も古いパターンであり」、ユークリッド数学の前に存在し、思考の実験的な部分ではなく、概念に重点が置かれていた。
例えば小松左京の『日本沈没』は、「もし日本列島が沈んでしまったら、日本民族はどうなるだろう?」という着想に基づく思考実験であり、そのためには「どうやったらある程度科学的な説明のつく形で日本を沈没させることが可能か」という思考実験を重ねたものである。いわゆる「終末もの」「ロボットもの」「超能力もの」など、それぞれにそのような現象や事象が存在した場合、それが現実に、あるいは人間にどのような結果をもたらすか、という思考実験であると見られる例は数多い。
プランク定数は位置と運動量の積の次元を持ち、不確定性関係から位相空間での面積の最小単位であるとも考えられているが、最近では  らの研究で、量子カオス系においてはプランク定数以下のミクロ構造が現れる事がわかった。

キログラムの定義 

質量のSI単位であるキログラムは、従来の定義では国際キログラム原器(IPK)が用いられていたが、プランク定数を用いた新しい定義に改定され、2019年5月に発効した。
新しい定義においてプランク定数はSIを定義する定義定数として位置付けられ、SI単位による値は実験的に決定される測定値ではなく、固定された定義値となった。
経緯 
国際度量衡委員会の下部組織である質量関連量諮問委員会による2013年の勧告では、新たな質量の定義を採用する条件として、
 相対標準不確かさが 50 以下のプランク定数が少なくとも3つ、独立した実験(キブル天秤法とX線結晶密度法を含む)により得られていること、
 その内の少なくとも1つは、相対標準不確かさが 20 以下であること、
等が要求されていたが、2017年5月の 16th CCM meeting 時点までにこの条件は達成された。

NISTの D. Haddad らは、2015年から2017年にかけて NIST-4 キブル天秤による計測を繰り返した結果として  の値を得ており、相対標準不確かさでは 13 を達成している。
水素原子の固有状態についての数学的概要

1928年、ポール・ディラックは特殊相対性理論と完全に両立できる方程式(ディラック方程式)を発見し、その結果として波動関数を正負のエネルギー(物質と反物質)および両方向のスピンからなる4成分のディラック・スピノルで表した。
量子論での時間発展や測定についての基本的要請をすべて使って展開できる量子測定理論を用いて、ハイゼンベルクの考察した「測定精度と反作用に関する不確定性原理」ははじめて導けるが、その結果得られる不等式の下限はケースバイケースで変わることが判っている。
一般の物理量、に対する不確定性原理として、以下のロバートソンの不等式がある:
ここではとの交換子
 
であり、は系の状態がであるときにを観測したときの観測値の期待値である。

これまでについて詳しく書いてこなかったが、実はが適切な定義域に属している場合にしか不確定性原理は成り立たず、そうでない場合には反例がある事が知られているので注意が必要である。
定義から分かるように、運動量作用素は波動関数が微分可能な場合しか定義できないが、自乗可積分関数の中には微分可能でないものもあるので、運動量作用素は状態空間の全域では定義できず、の部分空間でのみ定義された作用素である。また位置作用素に関しても、が常に自乗可積分関数になるわけではないので、が自乗可積分関数になるようなに対してしか位置作用素を定義できない(そうしないとの値域がからはみ出してしまうので、が上の自己共役作用素にならない)。
反例 
これまで我々はが定義域に関する条件を満たしていればロバートソンの不等式が成立する事を示し、さらににおける位置作用素と運動量作用素の場合には、この条件が緩められる事を見た。

しかし単位区間上の自乗可積分関数の集合における位置作用素と運動量作用素の場合には、不確定性原理が成り立たない反例が存在する。この反例は
 後述するようにはロバートソンの不等式の定義域に関する条件を満たさない

 は位置作用素と運動量作用素の不確定性原理における緩められた条件は満たすものの、空間がではなくである
よってこの反例の存在はこれまでの成果と矛盾しない。
小澤の関係式
小澤正直は、(当初のハイゼンベルクの思考実験では混同されており、ボーアが指摘している)測定限界や測定することによる対象の擾乱や測定誤差と、量子自体の性質(不確定性関係)による量子ゆらぎを厳密に区別した式(小澤の不等式)を提案した。
さらに、その式に従えば(従来のハイゼンベルクの式に従って信じられていた)「ハイゼンベルクの不確定性原理による測定の限界」を超えて、量子に対する精度の良い測定が可能であると、2003年1月に発表した(この結果につながった論争は、1980年代に、重力波検出装置の可能性と限界を巡って始まったものである)。
このことは、ハイゼンベルクの不等式が示した限界よりも精度の良い測定ができる可能性を示唆しており、実際にそのような小澤の不等式を実証する実験結果が2012年に発表された。この実験では原子炉から出る中性子のスピン角度を2台の装置によってはかり、ハイゼンベルクの不等式の限界を超えて精度よく測定することに成功したと発表された。
それはエネルギー固有値が連続でかつ上限および下限を持たない量子系でなければ、ハミルトニアン  に正準共役な時間演算子  は定義できないためである。もし考えている量子系においてエルミートな  が存在して
 
を満たすならば、任意の実数  に対して
 
というユニタリ変換が存在する。これをあるエネルギー固有値  に対応する固有状態  に作用させると、得られる状態は
 
という関係を満たすため、エネルギー固有値が  のエネルギー固有状態を得たことになる。
フェルミの黄金律等の摂動論において議論されている有限時間でのエネルギー保存則の破れは、相互作用項を無視した自由ハミルトニアン  のみに対する議論にすぎない。相互作用があると  は時間的に保存しないが、相互作用項    まで取り入れた全ハミルトニアン  自体は任意の時刻で保存しており、エネルギー保存則は量子力学でも破れることはない。
ファインマンダイアグラムを用いた摂動論において、仮想粒子が実粒子の間を媒介して力を伝達する事象をエネルギー保存則の破れで簡易に説明する場合があるが、厳密に言うとその破れは相互作用項を無視した自由ハミルトニアンの保存則の破れを指す。
引用

文献

引用文献
 [H13]

その他関連書籍

関連項目
 観察者効果
 確率
 フーリエ変換#不確定性関係
 短時間フーリエ変換#STFTの問題点である不確定性原理
 量子力学
 量子測定理論
 量子トンネル効果
 量子力学の数学的基礎

外部リンク

 The certainty principle –確定性原理 
 

量子力学
測定
原理
ヴェルナー・ハイゼンベルク
紀元前190年頃の制作とも推定され、ロードス島の人々が、シリアのアンティオコス3世との戦いで勝利できたので、勝利の女神ニケ(ニーケー)に感謝して、サモスラキ島のカベイロス神域の近くに立てた像と(も)推定されているがそのいわれや制作年に関しては諸説ある。
まず、デメトリオス1世ポリオルケテスの貨幣が、この像を表しているのではないかと考えられ、デメトリオス1世が海戦の勝利を祝って建造したと推測する説があった。この説によれば、彫像は紀元前4世紀終わりから紀元前3世紀初頭の作ということになり、サモトラケ島で活動していたスコパスの弟子などが該当する可能性がある。
ローマの地理学者は43年頃に、その著作『地誌』において、フェニックスは500年たつと自分で積み上げた香料を薪として炎の中で死ぬが、その炎から再び生まれてきて、自分の遺骨をエジプトに運んで埋葬する旨を記した。
悪魔としてのフェニックス 

ヨーハン・ヴァイヤーの著した『悪魔の偽王国』や、作者不明のグリモワール『レメゲトン』の第1部「ゴエティア」には、鳥のフェニックスのような姿で現れるというフェニックスという名の悪魔が記載されている。
1995年1月に阪神・淡路大震災で大被害を受けた兵庫県では、1995年度からの「阪神・淡路震災復興計画」に「ひょうごフェニックス計画」の愛称を冠すると同時に、主人公の「火の鳥」がフェニックスと同一視されたという設定の漫画『火の鳥』(手塚治虫作)をシンボルマークに採用している。
ほか、海上自衛隊のヘリコプター搭載護衛艦ひゅうがは、艦名の由来となった宮崎県における県木フェニックス(カナリーヤシ)にちなみ、不死鳥フェニックスをあしらった意匠を艦および搭載ヘリコプターのエンブレムとして採用している。

フェニックスに類似した幻獣 
中世アラビアでは炎の中に生きる伝説の動物サラマンダーとフェニックスが混同され、サラマンダーが鳥となったものがフェニックスだとされていたという。
『イーリアス』ではアキレウスの運命を悲嘆しながらも、息子に尽力する母として大きく取り上げられており、物語が展開するうえでの重要人物として描かれている。テティスとペーレウスの結婚は『イーリアス』でもしばしば言及されており、また前日譚である失われた叙事詩『キュプリア』では2人の結婚がトロイア戦争のきっかけとなったことが語られていた。
しかしテミスが「テティスは父親よりも偉大な子供を生む定めにあり、子供は長じてゼウスの雷撃やポセイドーンの三叉戟を越える武器を振るうだろう」と予言した。それだけでなく、むしろ人間に与えて生まれた子供は戦場で戦死させるのが良いと助言し、イオールコスで最も敬虔な英雄ペーレウスと結婚させることを勧めた。
ペーレウスがアルゴー船の冒険に参加したとき、ヘーラーに説得されてアルゴナウタイがパイアーケス人の国にたどり着くまでの間、荒波とプランクタイの岩礁から船を救った。すなわちテティスは岩礁を避けるため船の舵を取り、またネーレーイデスは船の周りを廻り、船が岩礁に近づくたびに船を持ち上げて空中に投じ、岩礁から遠ざけた。

またアキレウスが9歳のとき、ミュケーナイ王アガメムノーンらはトロイアに遠征する準備を進めており、カルカースの予言によってトロイア攻略にどうしてもアキレウスの力が必要とされた。しかしテティスはアキレウスが戦争に参加したら必ず死ぬことを予知し、アキレウスに女装させてスキューロス島のリュコメーデース王に女として育てるよう預けた。
『イーリアス』

『イーリアス』ではアキレウスの言葉によると「戦場に留まれば生きて帰国できないが、すぐに帰国したならば天寿を全うできる」と予言し、トロイアの城壁の下でアポローンの矢を受けて命を落とすこと、またパトロクロスが死ぬことも予言していた。
このときアキレウスの嘆きを聞いたテティスは海底から現れ、アキレウスの望みをかなえるためにオリュムポスのゼウスの王宮に行き、アガメムノーンがアキレウスに謝罪して復帰を要請するまで、トロイアの味方をしてギリシア軍を苦しめてほしいと懇願する。
「私は成長した息子をトロイアに送り出しましたが、再び彼をペーレウスの王宮で迎えることは出来ないでしょう。息子はまだ生きていますが、私が行っても彼の抱える悩みには何の助けにもならないのです。それでも戦場から遠ざかっている間にどんな悲しいことがあったのか聞くために参りましょう」。そう言って姉妹たちを引き連れて海から現れたテティスは、親友の仇を取ろうとはやるアキレウスに、ヘクトールを討った後でアキレウス自身も死ぬことになると予言し、戦場に出るのを止めようとした。しかしこの言葉はアキレウスを苛立たせただけであり、アキレウスの意志を変えられないと分かると、オリュムポスのヘーパイストスの工房に行き、武具を失った息子のために新たな武具の制作を依頼した。
テティスとエーオース

叙事詩『アイティオピス』ではアキレウスが女神エーオースの子メムノーンを打ち倒してアンティロコスの仇をとったこと、テティスがゼウスにアキレウスの不死を願ったが、パリスとアポローンに殺されたことが語られていた。パウサニアスは『キュプセロスの箱』にアキレウスとメムノーンの戦いおよび2人を見守るテティスとエーオースが彫刻されていたと述べており、その様子を描いた壷絵も多く発見されている。アイスキュロスは現存しない悲劇『魂の重さ比べ』において、ゼウスがアキレウスとメムノーンの魂を秤にかけて死すべき者を決定し、その両脇でテティスとエーオースが自分の息子を勝者とするよう嘆願する様を描いたと伝えられている。
また、カリオペーや、ネーレウス、ポセイドーンといった神々がテティスを慰めたが、特にポセイドーンの「アキレウスがディオニューソスやヘーラクレースのように神となって永遠に生きる」という言葉はテティスの苦しみを和らげた。

ピロストラトスはテティスたちが現れたとき海水が盛り上がって岸に近づいてくるという不思議な現象が起きたこと、毎晩のように息子の死を嘆くテティスの声が全軍に響き渡ったことを述べている。また死後に不死となったアキレウスはヘレネーと結婚して黒海のレウケー島で暮らしたとも伝えられているが、この島をピロストラトスはテティスがアキレウスのためにポセイドーンに願って海から現出してもらったものだとしている。

悲劇作品におけるテティス

エウリーピデース『アンドロマケ―』
エウリーピデースの悲劇『アンドロマケー』はトロイア戦争後のプティーア地方の都市ファルサロスの北東に位置する(現在の)を舞台としている。
トロイア戦争から帰国したネオプトレモス(アキレウスの子)はプティーアの支配をペーレウスに任せ、テティディオンで妻ヘルミオネーと奴隷として連れ帰ったアンドロマケーとともに暮らしていた。しかしネオプトレモスとアンドロマケーとの間に1子(モロッソス)が生まれると、これを恨みに思ったヘルミオネーは、ネオプトレモスの留守中に、父メネラーオスと協力してアンドロマケーとその子供を殺そうとする。
テティスはペーレウスにネオプトレモスをデルポイに埋葬してオレステースの罪を後世に伝えることを命じ、アンドロマケーはヘレノスと結婚しネオプトレモスの子はモロッシア王家の祖となること、またペーレウス自身は不老不死の神となり、ネーレウスの館で自分とともに暮らすであろうと予言する。
これによるとスパルタのテティス崇拝はメッセニア地方まで遡り、スパルタでの崇拝は紀元前7世紀に始まって、パウサニアースが生きた2世紀でも続いていたことになる。

ピロストラトスが言及するテッサリアー地方のアキレウス崇拝によると、テッサリアー人はドードーナの神託によってトロイア地方まで航海し、アキレウスの供儀を行った。
研究 
かつてテッサリアー神話におけるテティス、ペーレウス、ケイローンの結びつきに注目したは、『森と畑の祭祀』第2巻(1877年)で結婚からアキレウスの幼少期までを描いた叙事詩『ペーレイス』が存在したと主張した。
というのも、当該箇所にはヘカトンケイルを呼び出すテティスの権威が何に由来するのかという疑問があり、ブリアレオースの別名として挙げられているアイガイオーンは散逸した叙事詩『』によるとポントスとガイアとの間に生まれた海の巨人であり、両者の同一視は海の女神であるテティスと本来接点のないへカトンケイルとを結びつける詩人の創作であることを疑わせる。したがってテティスがヘカトンケイルを呼び出せる立場にないとすると、神々がゼウスに反乱を起こし、それをテティスが鎮めるという伝承自体あやふやなものとなる。
海の女神テティスは多くの赤子を水に沈めて溺死させたと伝えられるが、ガンジス川の化身である女神ガンガーもまた(前世の罪のためにガンガーの子として地上に生まれてきたヴァス神群を天に還すため)多くの赤子を川に沈めて溺死させたと伝えられている。
NMR分光法
核磁気共鳴は核種に依存した測定法であるため、溶媒の水素原子による妨害を避けるために重水素化した溶媒を用いる、複雑な高分子の分析に際して、一部の原子を同位体で標識する、などの手法がある。

地球惑星科学
前述の通り、地球惑星科学の研究分野では、物質の同位体比を質量分析器で測定することにより、物質の起源、変遷の解析や、年代測定を行うことができる。
この安定同位体を用いた代謝測定の技術は、胃内にその存在の有無が確認できるピロリ菌の呼気検査や、エネルギー代謝測定が不可欠な肥満科学やスポーツ科学などに利用されている。
同様に、炭素の放射性同位体で生成した二酸化炭素をマーカーとして代謝測定することは、動物のみならず、植物の光合成に関する試験等でも用いられる。

ホウ素中性子捕捉療法 (BNCT)
ホウ素の同位体Bの原子核に中性子を照射すると、核反応により高エネルギーのリチウムの同位体Li原子核とヘリウムHe原子核を放出する。そこで、このホウ素10を特定の化合物に標識しガン細胞に選択的に取り込ませると、ガン細胞を選択的に中性子照射により破壊することができる。
BNCTの課題として、中性子源に原子炉が必要ということで、汎用性に乏しかったが、NEDO-PJに参加する京都大学・森義治教授が、原子炉を使わずに中性子線を発生する小型加速器(百平方メートル程度の大きさ)のアイデアを2006年イタリアで開かれた国際学会で発表した。2013年には住友重機械工業が福島県の一般財団法人脳神経疾患研究所からBNCTシステムを受注し、世界初の院内設置型BNCTシステムとして2016年の治験開始、2018年の治療開始を目指している。

安定同位体比による食品産地分析
 安定同位体として、水素Hの同位体H、炭素Cの同位体C、窒素Nの同位体N、酸素Oの同位体O、Oがそれぞれ存在していることを利用し、食品の生育環境・地理学上の違いを判断するもの。
 標準となる物質に安定同位体が存在する割合(炭素なら、Cに対するC)と、サンプルの安定同位体が存在する割合を比較し、どの程度ずれているかを示す値を、安定同位体比(炭素なら、δC - デルタ13C)で示す。
安定同位体比による水圏の物質循環の解析
栄養段階が一つ上がるにつれて炭素安定同位体比 δ13C、窒素安定同位体比 δ15Nが濃縮されることが示されており、これを用いて栄養起源や栄養段階の推定に使用される。また、陸上起源の有機物は δ13C、δ15Nが低いことを指標とした水圏での起源の推定、懸濁態有機炭素の低い δ13Cを指標として湿地由来有機物の供給時期及び寄与率の推定、湖沼水中の栄養塩の起源の推定などに使用されている。
不当景品類及び不当表示防止法(景品表示法)に基づく「家庭電気製品製造業における表示に関する公正競争規約」は電化製品のカタログや取扱説明書の記載方法を規制しているが、テレビ・冷蔵庫などの諸元を表示する場合は、例えば「テレビジョン受信機本体の大略質量を「kg又はキログラム」で表示すること。
台車に荷物を載せて運ぶ際、台車を動かし始めるときや動いている台車を止めるとき、たとえ同じ速さで台車が動いていたとしても(あるいは動いていなかったとしても)、台車に載せた積荷の量によって感じる手応えは異なる。このように、物体の動かし難さとしての「重さ」が存在し、それは物体の種類と量によって異なるため、先ほどの場合と同様に物体がある種の「質量」を持っていると考えられる。
(特殊相対論の2本目とされる文書“Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? [物体の慣性は、そのエネルギーの大きさに依存するか]”)

 なお、電磁波の等価質量についてはアインシュタインや相対論以前から議論されていた。
日本の気象庁では、うねりについて「遠くの台風などにより作られた波が伝わってきたもので、滑らかな波面を持ち、波長の長い規則的な波。」と定義している。遠地の台風や低気圧などによって発生している高波が、減衰しながら時間をかけて長距離を伝播していくものであり、例えば日本近海で発生したうねりはハワイにまで到達することがある。
けれども、逆に言えばサーフィンをしている時は波が小さいと感じられても、諦めずに根気強く待ち続ければ半日に1回くらいは大きな波に出会える可能性がある。

波高に影響する要因
主に風力に正比例して波が大きくなるが、地球の大気との摩擦面である水面に「油、流氷、流木、海藻など」が浮いてたり、水中の摩擦力が高くなる要素である「氷塊・浮遊生物など」があったりする場合、さらに豪雨・豪雪が水面に衝突する場合は波高が抑えられる。

京都大学防災研究所教授の森信人らによる研究では、地球温暖化は海面上昇だけでなく大気の対流を促して風による波のエネルギーを増大させ、砂浜など海岸の地形や生態系に大きな影響を与えると警鐘を鳴らしている。
気象庁では、地震が起こると直ちに震源地、震源の深さ、地震の強さなどを計算し、津波が予測される場合は、津波の程度により、大津波警報、津波警報、津波注意報を出す。

高波
台風や季節風などにより発生したうねりが遠くまで伝わり、干満差の影響も加わると沿岸部が高波に襲われ大きな被害を受けることがある。
数学と無縁な人は「正八胞体は四つの次元を持つ」というような「次元」という言葉の使い方をしてしまうこともあるが、専門用語としての通常の使い方は「正八胞体は次元(として) 4 を持つ」とか「正八胞体の次元は 4 である」といった表現になる(図形の次元はひとつの数値であって、いくつもあるようなものではない)。
次元の概念は多様であるが、基本はユークリッド空間 Rn の次元が n となることであり、局所的に Rn である空間の次元が n に一致することである。

現代的な次元の概念は、古典的な図形の幾何学がユークリッド空間内の点集合論として一般化される19世紀末から20世紀初頭に掛けて、ポアンカレやブラウワーを萌芽としてメンガーやウリゾーンらの手によって可分な距離空間に対して定式化された。区別のために被覆次元と呼ばれるこの次元の概念はルベーグによれば「可分距離空間 X の任意の有限開被覆に対して高々次数 n + 1 の細分がとれるとき、X の次元は高々 n である」として述べられ、X が高々 n 次元かつ高々 n − 1 次元でないとき X は n 次元であると定義される。
具体的には、奥行き情報を込めずに構成される架空世界を「2次元世界」、物理空間における現実世界を「3次元世界」と呼称することがある。

また、漫画やアニメーションのキャラクターなど、伝統的に平面的なメディアの上で視覚化されてきたキャラクターを「2次元キャラクター」などと呼ぶことがある。
古くはEBCDICやASCIIを示す際に、その表を16文字ずつ程度に区切って(すなわち、下位4ビットと残りの上位桁、といったふうに)並べたりするなど、自然に2次元として扱っていたりしたものであるが、仕様書中における記述としてたとえば 'A' のコードを 4/1 といったように記したり、JIS X 0208などで「区」「点」という概念と用語が使われるなど、明確に階層的なものが使われるようになっていた。
ISO/IEC 10646の規格書ではこのような構造を空間的な三次元の図にして説明を加えており、各面の詳細なコードマップを二次元の図にして説明を加えている。

ISO/IEC 2022における次元 
ISO/IEC 2022に準拠した図形文字集合には、シングルバイトの文字集合(94文字集合及び96文字集合)と複数バイト文字集合があるが、複数バイト文字集合も、単に一次元で表される巨大な符号空間が存在するのではなくは94文字集合または96文字集合を複数組み合わせる構造をもっており、これを「次元」と呼ぶことがある。なお、ISO/IEC 2022準拠の文字コードのうちCNS 11643やJIS X 0213のような複数の「面」を持つものは、規格自体は複数の面を持つ「三次元」であるが、ISO/IEC 2022の国際登録簿には二次元の個々の「面」ごとに異なる登録番号で登録されている。
核分裂において重要な役割を果たしており、その振る舞いと効果の両方の観点から見る理論は量子フレーバーダイナミクス(QFD)と呼ばれることがあるが、電弱理論(EWT)の観点からより良く理解されるため、QFDという用語はほとんど使われない。
ベータ崩壊として知られる過程において、中性子のダウンクォークは仮想のW-中間子を放出することでアップクォークに変化し、この中間子はその後電子と電子反ニュートリノに変換される。他の例は、原子内の陽子と電子が相互作用し、中性子に変化し(アップクォークがダウンクォークに変化)、電子ニュートリノが放出される放射性崩壊の一般的な変形である電子捕獲である。

Wボソンは質量が大きいため、弱い相互作用に依存する粒子の変換もしくは崩壊(フレーバーの変化など)は、普通、強い力または電磁力のみに依存する変換または崩壊よりもはるかに遅く起こる。
2012年7月4日、大型ハドロン衝突型加速器のCMSとATLASの実験チームは独立に、質量125–127 GeV/c2のこれまで未知のボソンを公式に発見したことを確認したことを発表した。このボソンのそれまでの振る舞いはヒッグス粒子と「一致」していたが、新しいボソンが何らかのタイプのヒッグス粒子であることを積極的に特定する前にさらにデータと分析が必要であるという注意を加えた。
呉健雄と共同研究者が1957年に弱い相互作用がパリティに反することを発見し、楊と李に1957年ノーベル物理学賞受賞をもたらした。

かつてはフェルミの理論で弱い相互作用が説明されていたが、パリティ破れと繰り込み理論の発見により、新たなアプローチが必要であることが示唆された。
しかし、ディラックは、陽電子が当時発見されていなかったことから、負エネルギー状態の電子は正電荷を持つ陽子に対応しているというアイディアを推し進め、なぜ陽子が電子の質量と大きく異なっているかについては未解決の問題としてしまった。この点はディラックの間違いであり、この論文が公表された直後に他の研究者によって指摘されたが、ディラックによれば「数学上の対称性から空孔は電子と同じ質量を持つ粒子であるべきである」ときわめてはっきり言明したのはヘルマン・ワイルであった。
2002年 欧州原子核研究機構で日本を含む国際共同研究実験グループにおいて、反水素の5万個ほどの大量生成に成功。

2010年11月 欧州原子核研究機構で日本を含む国際共同研究実験グループにおいて、反水素原子38個を磁気瓶に閉じ込めることに成功(反水素原子の存続時間は0.2秒間)。

2011年1月10日、NASAのガンマ線天文衛星「フェルミ」は2009年12月にエジプト上空を飛行中に特徴的なガンマ線を検出しており、NASAの分析によればこれが南に4500キロ離れたザンビアで発生した雷によって生成された反物質の一種であり、衛星自身を構成している物質の電子と衝突、対消滅した際に生成されたガンマ線であったことを発表した。
そのため現在では、人工的に高エネルギーの粒子を、粒子加速器という非常に巨大な装置を使って作り出し、それらを衝突させて反粒子を作りだし捕獲することで反粒子を得ている。

反物質の消滅 

反物質がどうして我々の住む宇宙では殆ど存在していないのかは、長い間、物理学の大きな疑問の一つであったが、最近その疑問への回答が部分的ではあるが得られつつある。初期宇宙においての超高温のカオス状態の中で、クォークから陽子や中性子が出来、中間子が生まれ、それぞれの反粒子との衝突で光子(電磁波・ガンマ線)に変換されたり再び対生成されていた頃にすべては起こったと考えられている。
これにより、初期宇宙の混沌の一瞬の間の「物質と反物質の対生成と対消滅」において、ほんのわずかな可能性だが反物質だけが消滅し物質だけが取り残されるケースがあり、無限に近いほどの回数の生成・消滅の果てに、「やがて宇宙は物質だけで構成されるようになった」と説明できる。もちろん多種さまざまな粒子群の中のわずか2つの事例であるが、他の粒子での同様の現象の発見やそもそもの寿命のずれの発生機序が解明されれば、この謎は遠からずすべてが解明されると期待されている。

将来の利用法 
反物質は粒子加速器を使う核融合実験の際に微量ずつ発生し、次の瞬間には対消滅で消え去っている事が観測データから確認されている。
半導体研究室の主任研究員として、PN接合ダイオードの研究に着手し、約1年間の試行錯誤の後、ゲルマニウムのPN接合幅を薄くすると、その電流電圧特性はトンネル効果による影響が支配的となり、電圧を大きくするほど逆に電流が減少するという負性抵抗を示すことを発見した。

発見の顛末については、当時東通工が製造していたゲルマニウムトランジスタの不良品解析において、偶然トンネル効果を持つトランジスタ(製品としては使い物にならない)が見つかったことが発見のきっかけであることが、後にNHKスペシャル「電子立国日本の自叙伝」の中で当時の関係者により語られている(詳しくはトランジスタラジオ#日本における歴史を参照)。
父は最初、獅子の如く勇敢になれということで「レオ」にしようと思ったのですが、今までにない名前ですから役所の人が驚いて「レオナ」とする方が据わりが良いのではと言ってきた、という話を母から聞きました。レオナルド・ダ・ヴィンチをまねしたといってもいいかもしれませんが、父が世界に通じる名前をと考えたのは、その頃大正デモクラシーが叫ばれ、産業の都である大阪が大変栄えていた背景があります。
原文:Esaki's “five don’ts” rules

 Don’t allow yourself to be trapped by your past experiences.
 Don’t allow yourself to become overly attached to any one authority in your field – the great professor, perhaps.
 Don’t hold on to what you don’t need.
 Don’t avoid confrontation.
 Don’t forget your spirit of childhood curiosity.

日本語訳

 今までの行き掛かりにとらわれてはいけない。
一般的に、生物学者や優生学者は“天性”を重視し、社会学者や社会主義者は“育成”を重んずる傾向にあるが、“天性を見出し、育成に努める”のが教育の基本理念である。われわれの容姿や容貌、才能や素質、ある病気にかかる傾向が強いといった各人の特徴はすべてゲノム、遺伝情報としてDNAの中に刻み込まれており、この持って生まれたゲノムは宿命とでも言おうか、決して変えられないのだということ、勿論、平等ではないことを生徒、父母、教師すべて認めなければならない。“天性”を見出すとは、言わば、自分のゲノム解読なのであるが、先生の講話を聞き、級友達と交流する教育環境の中で、知性、感性の受ける様々な刺激が自己発見に結びつく。
Premier Mémoire sur l’Électricité et le Magnétisme (電気と磁気に関する第一論文):ねじれ秤のねじれる角度が外力に比例するという性質を用いて、電荷間にはたらく力を測定する方法を示し、同じ電荷を有する2つの物体間に働く力に関する法則を実験的に決定した。
Second Mémoire sur l’Électricité et le Magnétisme(電気と磁気に関する第二論文) :磁気流体と電気流体(the Magnetic and the Electric fluids)の振舞う法則により、反発力が生じるか引力が生じるかを決定した。
Troisième Mémoire sur l’Électricité et le Magnétisme(電気と磁気に関する第三論文) :湿度の低い空気や、帯電量が多いもしくは少ない支持体に触れることにより、孤立した物体が一定時間後に失う電気の量について述べた。
歴史

前史 
この万有引力という見方がどのようなものであるか、その正しい位置づけ・真価を理解するには、一旦、この概念が生み出される以前に人々がこの世界をどのようにとらえていたのか、その思想、世界の見え方(世界観)に寄り添って理解し、そこからどのように変えていったのか、その相違の程度を理解する必要がある。
地上の範囲での、従来の自然学への疑念と改良 
さて、アリストテレスの考え、「土元素が多いものが重い、それが多いものほど速く落ちる」については、パドヴァ大学のベネデッティ(Giambattista Benedetti、1530-1590)が異論を唱えた。
(ところで、先行する14世紀の自然学者ビュリダンはインペタス理論(いきおい理論)を提唱し、その理論では、物体を投げると手からインペタスが物体の内部に移ることで飛び続け、空気や重さなどの抵抗により内部要因のインペタスが減り、落下に伴ってインペタスが増加し、ますます速く落ちるようになる、と説明した。
ウィリアム・ステュークリ(1687 - 1765)の著書『回想録』には、ステュークリが、ニュートンが死去する前年である1726年4月15日にロンドン西方の彼の自宅を訪問した時、昼食をともにしたあと庭に出て数本のりんごの木陰でお茶を飲んでいたところ、話の合間にニュートンが「昔、万有引力の考えが心に浮かんだ時とそっくりだ。瞑想にふけっていると、たまたまリンゴが落ちて、はっと思いついたのだ」と語った、と書いてあるという。
同時期の、フックによる引力に関する活動 

王立協会の書記であったロバート・フックは、1665年に刊行した『顕微鏡図譜』で引力の法則についても論じたあと1666年には王立協会で「引力について」(On gravity)と題して講演をおこない、次の法則を追加した。

 移動する物体は何らかの力を受けない限りそのまま直進する(慣性の法則)
 引力は距離が近いほど強くなる

また、フックは1666年に王立協会と交わした書簡において、世界のしくみについて次の3点を述べた。

 全ての天体は引力(gravity)によってその各部分を中心に引きつけているだけでなく、天体間で相互に引き付けあって運動する
 外部から力が継続的に加わらない限り、天体は単純に直進し続ける。
第1法則 惑星は太陽を焦点とした楕円軌道を描く
第2法則 惑星は太陽に近い軌道では速く、遠いところではゆっくり動き、惑星と太陽とを結ぶ直線が等しい時間等しい面積を掃くように動く(面積速度一定の法則)
第3法則 惑星が太陽を一周する時間(周期)の2乗は、惑星と太陽との平均距離の3乗に比例する

また、クリスティアーン・ホイヘンスによる振り子の研究と1659年ごろの円運動の研究が結び付いた結果、中心の引力は半径に比例し周期の2乗に反比例するということが判り、これが1673年の『振子時計』で公表された。
1684年1月のある水曜日、ロンドンのコーヒーハウスにあつまったフック、天文学者エドモンド・ハレー、王立学会会長兼建築家クリストファー・レンは、残る問題となった、逆2乗の引力をもとにして、いかにケプラーの第1法則と第2法則を導くことができるかを話題にした。同年8月、ニュートンを大学で訪問したハレーは、ニュートンがすでに独自にこの問題を解決していたことを知り、11月に、それを出版することをすすめ、『自然哲学の数学的諸原理』(プリンキピア)の核心部分が出来てゆくことになった。
例えば、「月は地球に向かって重力で引かれる」という、ニュートンがウールスソープ時代に思いついた命題は、第三篇の命題4において提示されており、逆2乗の引力が木星とその衛星、5つの惑星と太陽の間でも働くことを、ケプラーの第2法則と第3法則からこの引力を逆に導き出しつつ主張した。さらに命題7で重力は物の量(質量)に比例することを述べ、第三篇の命題8において、この宇宙ではどこでも物質には互いに物質の量の積に比例する逆二乗の引力が働いている、すなわち万有引力の法則を主張した。
ニュートンが行った変革というのは、同様のことが天の世界でも起きている、つまり宇宙ならばどこでも働いている、という形で提示したことにある(そして同時に、地球が物体を一方的に引くのではなく、全ての質量を持つ物体が相互に引き合っている事と、天体もまた質量を持つ物体のひとつに過ぎない事)。
現代の初学者向けの科学史などでは、こうした複雑な経緯がすっかり忘れ去られ美化され、「ニュートンは原因の哲学的な思弁を避け、数的な関係の記述にとどめるという新しい方法論を提唱した」「力学の基礎、ひいては近代科学の考え方の基礎となった」とだけ解説がされていることもある。

万有引力の法則、その後

イギリス側の自然哲学者はニュートンの説を支持をする者が多かったが、その後、数十年以上の長い年数の議論を経て徐々に大陸側でも支持者が増え、やがては物理学においては自然界に存在する基本的な力だと見なされるようになっていった。
今日、質量を有する任意の2物体が引力の相互作用ポテンシャルを伴うことは、疑いのない自然法則として認められているが、その理由や機構についての研究は進んでいないという状況にあると言える。

一般相対性理論と重力 
アインシュタインは、光速度に近い場合の力学として、1905年に特殊相対性理論を発表した後、加速度運動を含めた相対性理論の構築に取り掛かかった。
自身の方程式が、動的な宇宙を予言したため、アインシュタインは万有引力に拮抗する万有斥力があると想定し、重力場の方程式に宇宙項を加えることで、静的な解が存在できるように重力場の方程式を修正した。

後に彼は宇宙項について「生涯最大の過ち」と悔いたが、宇宙項のアイデアは現在の宇宙論において、宇宙のインフレーションや宇宙の加速膨張を説明するものとして復活していると言える。

素粒子物理学と重力 
素粒子物理学では、自然界に存在する四つの基本的な相互作用のひとつとして、素粒子間に働く重力相互作用とみなされ、重力子(グラヴィトン)という素粒子により媒介するとみなされるが、素粒子としての重力子は現在のところ未発見である。
原論には以下の5つの公準が挙げられている:
 第1公準 : 点と点を直線で結ぶ事ができる
 第2公準 : 線分は両側に延長して直線にできる
 第3公準 : 1点を中心にして任意の半径の円を描く事ができる
 第4公準 : 全ての直角は等しい(角度である)
 第5公準 : 1つの直線が2つの直線に交わり、同じ側の内角の和が2つの直角より小さいならば、この2つの直線は限りなく延長されると、2つの直角より小さい角のある側において交わる。
19世紀にガウス、ボヤイ、ロバチェフスキーらによって、最初の4つの公理が成立しかつ平行線公準が成立していないような幾何学の体系(楕円幾何学、双曲幾何学)が構成された事によって平行線問題は否定的に解決された。もし最初の4つの公理から平行線公理が導けるのであればこのような幾何学は存在するはずがなく、よって平行線公準は他の4つの公理からは導けないのである。平行線公理を仮定して展開されるユークリッド幾何学に対し、双曲幾何学のように最初の4つの公理は満たすが平行線公理のみは満たさないような幾何学を非ユークリッド幾何学という。
公理の形式性 

公理にもとづく数学の定式化は、記述の定式化を促し、さらに数学をものの内在的な意味からはなれた形式的な記号の操作だと見なす考え方を導いた。公理とは前提として任意に選ばれた論理式にすぎず、その論理式から単なる記号操作で得られる論理式が定理であるという立場をとる論理学者や数学者もいる。このような考え方にたてば、ユークリッド幾何学における点や直線・平面は、論理式によって指定される性質を満たす限り、抽象的な記号操作の対象にすぎず、現実世界におけるいかなる物体を表しているわけでもないことになる。現実世界における点や直線、平面の形をしたものやそれらの間の関係性を調べることは、ユークリッド幾何学の意味(セマンティックス)を推察する助けにはなるが、公理にもとづく定理の推論(ユークリッド幾何のシンタックス)がそこから直ちに従うわけではないことになる。

このような立場に立てば、「点」、「直線」、「平面」といった言葉の選択はまったく任意なものであり、別の用語を選んだとしてもそれらの間にユークリッド幾何学の関係性を仮定するならばまったくおなじ体系が得られることになる。
公理の直観的・歴史的な妥当性 

公理系は記号で書かれた論理式の集まりなので、理屈の上では現実世界の観察に基づかない非現実的な公理系のもとに全く無意味な数学理論の体系を構築しても良いことになるが、多くの数学者は現実世界の観察に基づかない非現実的な公理系ではなく、現実世界の観察に基づく公理系を研究の対象にしている。
排中律とは任意の命題Aに対しA自身かAの否定のどちらかが成立する、という要請で一つのモデルの中では命題の真偽は確定的なものであるという立場の推論規則である。通常の数学では排中律を認めるが、直観主義論理の立場に立った研究者たちは命題の真偽について実際に証明できる手続きが与えられることを要請する。
ピエール・ド・フェルマーが「驚くべき証明を得た」と書き残したと伝えられ、長らく証明も反証もなされなかったことからフェルマー予想とも称されたが、フェルマーの死後330年経った1995年にアンドリュー・ワイルズによって完全に証明され、ワイルズの定理またはフェルマー・ワイルズの定理とも呼ばれるようになった。
それらは数学的な定理あるいは予想であったが、限られた余白への書き込みであるため、また充分な余白がある場合にも、フェルマーはその証明をしばしば省略した(たとえば、フェルマーの小定理として知られる書き込みを実際に証明したのは、ゴットフリート・ライプニッツである)。

48か所に及ぶこれらの書き込みが知られるようになったのは、フェルマーの没後の1670年に彼の息子サミュエルによってフェルマーの書き込み入りの『算術』が刊行されてからである。
さらに、 が偶数の場合は、4で割った余りが0または2となるので、余りが0すなわち  の場合は  より成り立ち、余りが2すなわち  の場合は  より  が奇数の因数  を持つことになり  を素因数分解したときの奇素数について成り立つからである。
ただし、この2番目の証明は虚数のレベル、具体的には  の形の数まで因数分解を行ったもので、現代の言葉で言えば、整数環  で因数分解を行うものであったが、この整数環では素因数分解の一意性が成立しない(一意分解環ではない)という不備があったので、のちに   の代わりに 1の原始3乗根  を付加した整数環  (これは円分体  の整数環でもあり、素因数分解の一意性が成り立つ)を使うことで修正された。

:ジェルマン、ディリクレ、ルジャンドル 
1823年にソフィ・ジェルマンは、フェルマー予想を奇素数  に対して、  において、
第一の場合 のいずれも  で割り切れない
第二の場合 のいずれかが  で割り切れる
という2つのケースに分類し、 と  が共に素数の場合について、「第一の場合」に関してはフェルマー予想が正しいことを証明した:

例えば、 のとき、 は素数なので、よりフェルマー予想の「第一の場合」は指数  に対して正しい。
ジェルマンまでは(そしてジェルマン以降も当面は)「 のとき」あるいは「 のとき」といった個別研究の域を出なかったこの問題に対し、解の条件が「第一の場合」に限られているとはいえ包括的な証明を与えようとした点において、ジェルマンの研究成果の意義はきわめて大きい。

:ディリクレおよび  :ラメ、ルベーグ 
1832年にディリクレは  の場合を証明したが、上述の通り  が素数である場合の方が肝要なので、これは  の場合を証明するための途中経過であった。
1847年、ラメは「フェルマー予想の一般的解法を発見した」と発表し、同じ解法を自分の方が先に発見していたと主張するオーギュスタン=ルイ・コーシーとの間で論争にまでなった。しかしこの解法とは  の左辺を複素数で素因子分解するというものであり、この分解は一意的なものでないためこの問題に関する解法たりえていないことが指摘される。

また、 の場合についてのラメの証明があまりにも複雑なものだったため、同様の手法で  や  の場合について研究してみようと思う者はいなくなり、個別研究の時代は終わる。
ワイルズはこのことに強い衝撃を受け発奮、正にフェルマー予想の解決を目的として、他の研究を全て止めて谷山–志村予想に取り組むこととなった。ただしこの際、彼は人々の耳目を集め過ぎることを懸念して、表面的には未発表の研究成果を小出しにすることで偽装し、谷山–志村予想の研究を秘密裏に行うこととした。

ワイルズは、代数幾何学(特に楕円曲線と)や数論(モジュラー形式やガロア表現、ヘッケ環、岩澤理論)の高度な道具立てを用いて証明を試みたが、類数公式の導出に当たり岩澤理論を用いる方向では行き詰まってしまった。
1995年のAnnals of Mathematics誌において出版し、その証明は、1995年2月13日に誤りがないことが確認され、360年に渡る歴史に決着を付けた。

証明した論文

エピソード 

現在も未解決の問題の大多数は、問題自体が難解な用語を用いなければ表現できないものであるのに対し、本定理の言わんとするところは中学生程度の知識さえあれば理解できるため、数多くのアマチュア数学ファンがこれを解決しようと熱中し、数学を志す者も輩出された。
しかし、現在知られている証明は、分野ごとの壁が厚くなったことで、半ば独自に進化と発展を遂げた各数学分野の最新理論を巧妙に組み合わせ、駆使することで構成されている。いかに「数論の父」と呼ばれるフェルマーであっても、400年前に独自にこの証明を成し遂げたとは考え難いため、フェルマーが  の場合に用いた無限降下法による証明が全ての自然数に対して適用可能であるとの勘違いによるものとも考えられる。
解決以前に書かれたSFなどの文芸作品における「未来」において、未解決の問題として言及されていることがしばしばあるなど、解決以前は「未解決問題」の代表的な存在であった。
解決以前において、サイコップのメンバーだったカール・セーガンは、「人類より高度な文明を持つ知的生命体と意思のみで交信できる」というチャネラーに対し、その知的生命体への質問として「フェルマーの最終定理」の解法を訊いてみるが、ことごとく無視された。
 2020年11月、望月新一らのグループがプレプリントを発表し、望月が提唱する宇宙際タイヒミュラー理論の応用により、フェルマーの最終定理の別証明を与えたと主張している(ABC定理と呼ばれる定理を仮定すれば、フェルマーの最終定理の証明は数行でできてしまう)。
定理の概要 
直角三角形において、斜辺の長さを 、直角をはさむ 2辺の長さを  とすると、次の等式が成り立ち、「ピタゴラスの定理」と呼ばれる:

ここで  はいずれも正であるから、2辺の長さから残りの辺の長さを、次のように計算できる:

この定理は、余弦定理によって一般の三角形に拡張される:任意の三角形において、1つの内角の大きさとそれをはさむ2辺の長さから残りの辺(対辺)の長さを計算できる。
化学結合は分子内にある原子同士をつなぎ合わせる分子内結合と分子と別の分子とをつなぎ合わせる分子間結合とに大別でき、分子間結合を作る力を分子間力という。なお、金属結晶は通常の意味での「分子」とは言い難いが、金属結晶を構成する結合(金属結合)を説明するバンド理論では、分子内結合における原子の数を無限大に飛ばした極限を取ることで、金属結合の概念を定式化している。

分子内結合、分子間結合、金属結合のいずれにおいても、化学結合を作る力は原子の中で正の電荷を持つ原子核が、別の原子の中で負の電荷を持つ電子を電磁気力によって引きつける事によって実現されている。
しかし多くの簡単な化合物や多くのイオンにおいて、化学結合に関する定性的な説明や簡単な定量的見積もりを行う分には、量子力学で得られた知見に価電子や酸化数といった分子の構造と構成を使って古典力学的考察を加える事でも可能である。

それに対し複雑な化合物、例えば金属複合体では価電子理論は破綻し、その振る舞いの多くは量子力学を基本とした理解が必要となる。
分子内にある原子は、原子Aの原子核と原子Bの電子との間に働く電磁気的な力により引きつけられ、これがAとBの間の分子内結合を構成する引力となる。それに対し、原子Aの原子核と原子Bの原子核の間には電磁気的な斥力働いて結合を邪魔しようとし、同様に原子Aの電子と原子Bの電子の間にも斥力が働く。
この原因を古典力学にいえば、原子は中心に原子核があり、そこから遠く離れたところに電子が飛んでいるという構成をしているので、原子核・原子核間の距離よりも原子核・電子間の距離のほうが小さくなり、斥力は引力よりも小さくなる。
4つの量子数は、電子がK殻、L殻、M殻...のいずれに入るかを決める主量子数、殻の中のs軌道、p軌道、d軌道...のいずれに入るかを決める方位量子数、軌道角運動量、スピン角運動量がそれぞれ上向きか下向きかを決める磁気量子数、スピン量子数からなる。
ただし共有結合の場合とは異なり、通常の状態では陰イオンと陽イオン一組で明確な形の分子を構成することはなく、大量の陰イオンと陽イオンが結び付き合ってイオン結晶を形成する。

気体状態で電気的に中性な原子から最もエネルギー状態が高い電子を取り除くのに必要なエネルギーを(第一)イオン化エネルギーといい、これはその原子が陽イオンになる際のなりにくさを表している。
一方、気体状態で電気的に中性な原子に電子を一つ付け加えるのにかかるエネルギーを電子親和力といい、これはこの原子が陰イオンになる際のなりにくさを意味している。

またイオン結晶状態にある一組の陽イオン・陰イオンのペアを、気体状態にするのにかかるエネルギーを格子エネルギーといい、これはイオン結晶の結合の強さを表している。
分子間力には、以下のものがある
 イオン-双極子力
 双極子-双極子力
 ロンドンの分散力

イオン-双極子力は、双極子の電気的に正の部分、負の部分がそれぞれ陰イオン、陽イオンに引き寄せられる事により生じる力である。
水素結合において双極子-双極子力が強くなるのは、水素原子の場合には原子核の電気的な力を遮蔽する内殻電子を持たず、しかも水素原子は他の原子よりも小さいので、他の分子に近づいて密着できるためである。

全体として極性をもたない分子であっても、分子運動により電子雲が歪められて一時的な電気的偏りが生じ、これが分子同士を引きつける原因になる。
一覧

イオン化エネルギーについての補足 
アルカリ金属などでIEが低く、貴ガスに近づくにつれ値が高まる傾向があることは前述のとおりだが、ベリリウムとホウ素、窒素と酸素などではその傾向が少しだけ逆転している。
この時(左辺、右辺の原子、イオンはそれぞれ同じものとする。またエネルギーの符号は考えず、量のみのを比較する)、

 電気的に中性な原子、分子の電子親和力=一価の負のイオンとなっている原子、分子のイオン化エネルギー(イオン化ポテンシャル、電離エネルギーとも言う)
 一価の正のイオンとなっている原子、分子の電子親和力=中性の原子、分子のイオン化エネルギー

という関係が成り立つ。
核分裂兵器の多くは爆縮レンズと呼ばれる装置で、プルトニウムやウランの塊(ピット)を中心方向に向かって瞬間的に圧縮させることで核分裂の連鎖反応を生じさせる臨界状態へと到達させる「インプロージョン型」という方式が採用されているが、これは使用するウランやプルトニウムといった核分裂性物質の使用量を増やして大型化させるにつれて、爆縮時の不安定性が大きくなりやすいという問題がある。
この水素爆弾における核融合反応というのは、原子爆弾の核分裂による爆発を用いて引き起こされ、その投入した熱エネルギー以上の莫大な熱エネルギーを出力させることを目的としている。単に核融合反応を起こすだけであれば原子核の電気的な斥力を突破できる条件(ローソン条件)を満たすエネルギーを投入すれば良いが、投入した以上の熱エネルギーを得るための条件としては、核融合反応で生じたエネルギーでさらに核融合反応を持続させる「自己点火条件」まで到達させなければならない。

実際、原爆開発技術を独占していた米国において、原爆保有国となったソ連に対抗するため、トルーマン大統領によって製造命令が下されたのが、原爆を起爆装置として重水素を熱核反応させる水素爆弾(hydrogen bomb)である。
しかし、核融合反応による核出力の効率化は水爆1 tあたりTNT換算6メガトン(Mt)が理論上の限界であり、実際には起爆装置の原子爆弾などの重量も含まれるため効率はさらに低下するが、今のところ水素爆弾の威力の上限に限界は存在しないと考えられている。

第二次世界大戦後から現在に至る原爆開発競争に参加した国の中でも、水素爆弾を兵器として実用化したのは国際連合の常任理事国であるアメリカ合衆国と旧ソビエト連邦(ソ連、現ロシア)、イギリス、フランス、中華人民共和国のみであるが、2016年になって朝鮮民主主義人民共和国(北朝鮮)が開発に成功したと主張している。

開発の歴史 

第二次世界大戦末期のマンハッタン計画後、アメリカ合衆国でエドワード・テラー、スタニスワフ・ウラムらによって開発が進められ、1952年11月1日、エニウェトク環礁で人類初の水爆実験、アイビー作戦(Operation Ivy)が実施された。
マイクの核出力は10.4メガトン(Mt)であったが、常温常圧(例えば25°C、1気圧)では気体である重水素や三重水素を零下200度以下に冷却液化しなければならないため、そうした大規模な装置類の付属により、重量は65トンに及び、実用兵器には程遠いものであった。
第1段階:原子爆弾の起爆と核分裂による放射 
原子爆弾が起爆されると、その核反応により放出された強力なX線とガンマ線、中性子線が直接に、または弾殻の球面に反射して、もう一方の核融合部分に照射される。照射されたX線は核融合物質周辺のスチレン重合体などを瞬時にプラズマ化させ、高温高圧となって円筒部の中心に位置する3層の核融合装置を圧縮する。
あるいは、原爆からの中性子ではなく融合燃料の慣性圧縮から生じるD-D反応より生成した中性子を元にD-T反応が誘発されるので、融合燃料の点火自体には三重水素は不要ではないかという意見もあり真相ははっきりしていない。
2015年現在、米国ローレンス・リバモア国立研究所にある実験施設「国立点火施設」でレーザーによる核融合が、またロシアの核研究施設アルザマス16では磁場による核融合(Z-ピンチ方式)がそれぞれ研究されているが、2016年時点ではこの種の兵器の開発は成功していない。
核融合反応を連続的に発生させエネルギー源として利用する核融合炉も古くから研究されており、フィクション作品にはよく登場するが、現実には技術的な困難を伴うため2023年現在実用化はされていない。

解説 
1920年代及び30年代に、ジョン・コッククロフトに代表される粒子加速器の研究に従事していた物理学者たちは、陽子(水素原子核)や他の軽い核に高いエネルギー(数keV)を与え入射粒子として加速し、標的となっている軽い核に当てると、核の電気的反発力や核力によって入射粒子は破壊を伴いながら、標的と融合し大きなエネルギーが解放されること、すなわち核融合反応(nuclear fusion)を発見していた。この大きなエネルギーは、アインシュタインによって主張された関係式 E = mc を満たす形で、融合した核の質量の一部がエネルギーに変換されるため発生する。しかしながら、加速器による核融合反応では、少数の核融合物を作るために大量のエネルギーが必要であり、もし実用に供するような連続的な核融合反応を起こすのであれば摂氏数億度もの高温が必要となることから、以後に発見された核分裂反応ほどには当初は着目されなかった。

上記の摂氏数億度の高温を用いる核融合は特に熱核反応(thermonuclear reaction)と呼ばれるが、熱核反応の燃料としては、原子核の荷電が小さく原子核同士が接近しやすい軽い核種で反応自体も速いといった理由から三重水素や二重水素といった水素の重い同位体が理想的と言われる。
さらに恒星が十分な質量を持っていれば、ネオン燃焼過程、酸素燃焼過程、ケイ素燃焼過程を経て安定した鉄56(最も安定な核種はニッケル62。詳細は鉄参照)が作られ、中心での核融合反応は終了する。
従って、ブラックホールの存在は、ブラックホールに落ち込む物質が放つ放射や、ブラックホール近傍の天体の運動など、間接的な観測事実に頼ることになる。ブラックホールは、一般相対性理論が予言する産物であるが、現在では複数の候補天体があるとともに、銀河系の中心には大質量ブラックホールが存在すると考えられている。

一般相対性理論において、ブラックホールを厳密に定義すると、「情報の伝達が一方的な事象の地平面が存在し、漸近的に平坦ではない方の時空の領域」ということになる。
このような天体が観測できるのは、天体から放たれた光が光速以上で遠ざかる空間から抜け出て次第に地球からの後退速度が緩やかな空間に入るからであり、「地球から光速で遠ざかる空間=宇宙の地平面」ではない。赤方偏移Zの値が1.7程度の天体は、今地球で観測される光を放ったときちょうど光速で遠ざかっていたので、これよりも赤方偏移の大きな天体は超光速で地球から遠ざかっていたことになる。
現在の光子の粒子的地平面は地球を中心とする半径約450億光年の球の表面となり、この球面の半径は光速の約3.5倍の速さで大きくなり、我々が今観測している光を放ったとき(宇宙の晴れ上がり)には光速の約60倍もの速度で遠ざかっていた。
厚いコンクリートや水など遮蔽物に覆われた地下核シェルター等への攻撃能力は小さいものの、地下鉄程度であれば透過するため、都市圏であればほとんど助かる可能性はないと言える。よって建造物などの被害は相対的に減少させることができるが、人間を始めとする生物を放射線障害により死傷させることができ、爆風などの被害半径よりも中性子線による被害半径のほうが大きくなっている。

熱線や爆風に対しては、密閉された戦車や艦船の防御力が予想以上に高いことが証明されており(特に、1946年にビキニ環礁で行われた核実験「クロスロード作戦」で、実験標的となった約70隻の艦船のうち、1発目は空中、2発目は水中での、2回にわたる核爆発で計13隻しか沈没しなかったなど)、中性子線による攻撃は、それらの装甲を貫いて兵員の殺傷を目的にする効果的な核兵器の運用方法でもあった。
は、大気学者のや宇宙物理学者カール・セーガンらにより1983年に提唱された理論で、「核戦争によって地球上に大規模な環境変動が起きて人為的に氷期が発生する」というもの。

概要 

この現象は、核兵器の使用に伴う爆発そのものや、広範囲の延焼(火災)によって巻き上げられた灰や煙などの浮遊する微粒子(数時間から数年にわたって大気中を浮遊する)によって日光が遮られた結果、発生するとされる。ほとんどの研究のシミュレーションでは爆発が核兵器によるものであるか否かは考慮されていないので、正確には「核の冬」ではなく「地球規模同時火災による寒冷化現象」である。

最初に提唱された当時は、太陽光が大気透明度の低下で極端に遮断されることから、海洋植物プランクトンを含む植物が光合成を行えずに枯れ、それを食糧とする動物が飢えて死に、また気温も急激に下がることが予想されるなど、人間が生存できないほどの地球環境の悪化を招くとされていた。