★第一部光速度  近日点の移動 マックスゥエル マイケルソンとモーレー 光行差 C−Vcosθ 物質収縮 自然哲学 物質変化 静止系 光速度不変の要請 逆変換 レーザー 速度の加法則 横ドップラー 時空間の変化 ローレンツ収縮 リングレーザージャイロ 同時性の相対性 ウラシマ効果 物質波

物理学の哲学的基礎

T.心の中の世界と、外の物質世界

精神のみでは、何も感じない。物質である脳の刺激を受け、精神は様々なものを感じることが出来る。よって、 物質と精神の協働により心が生じる。
心の外の物質界(外界と言う)が、本当に存在しているかは分からない。外界は自明ではない。存在するにしても、 どの様な姿かを知る術はない。自己にとって自明なのは、感じている自己の心の中の世界(内界と言う)であり、 外の物質界の存在や、他人や動物等が自己と同じように心を持つのかとうかは自明ではない。

U.心の中の世界における法則と、外の物質世界の法則


しかし、心は脳の物質構造により、外界の因果関係を忠実に再現する様に作られている。心の中の世界における因果関係により、 自己は世界の中に置かれている状況を理解し、心の中の世界に働きかけてみる。その結果が目的を達するものであれば、 今度は同様の働きかけを肉体を通して、外の物質世界に行う。
そうして、外界において自己の保存を図っている。外界の因果関係と内界の因果関係が異なっていたとしたら、 内界においては自己の保存に適した行動であっても、外界においては不適切な行動である可能性が大きい。そうなると、 外界において自己の保存は図れない。
外界において自己の保存に成功して来た物質構造のみが、将来に残っていく。自己保存に失敗した物質構造は、無くなって行く。 今存在している物質構造は、自己の保存に成功した構造である。従って、外の物質界の因果関係を、心の中の世界に忠実に再現し ていると言える。


V.心の中の世界における因果関係

心の中の世界の因果関係は、本来制約されてはいない。心の中では、存在は生じたり無くなったりする。増えたり減ったりする。 1+1=2とは限らず、1+1=1でも1+1=3でも何でも良い。
しかし、外の物質界の存在は生じるものでもなく、無くなるものでもない。増えたり減ったりするものではない。絶えず、 その姿形を変えているだけである。1+1=2と言う関係が常に成立する。
その為に、心も1+1=2の関係を選んでいる。1+1=3を選ぶと、外の物質界に於ける行動は失敗する。その為、 心の中の世界における因果関係は、1+1=2に限定されている。そのこと自体より、心の外の物質世界を想定せざるを得ない。 そこで、心の外の物質世界の因果関係を、心の中に再現する道具について考察していく。


W.空間

まず、外界の存在を再現するには、心の中に空間が必要である。上下、左右、前後の3方向の長さが生じる。そして、 方向と方向との間に角度が生じる。これで、心の中の世界において、この存在はこの空間を占めると再現される。
長さは1ずつ増える。角度は、360度まで増えると0度に戻る。長さと角度より、空間内のあらゆる長さ、面積、 体積を求めることが出来る様になる。しかし、空間の長さと角度のみでは、存在が心の中で移動出来ないので、 存在間の因果関係は再現出来ない。


X.時間

存在が心の中で移動する為には、時間が必要となる。時間が加わることにより、存在は過去この位置にあり、現在はこの位置に移動し、 未来はこの位置に来ると、存在の移動を再現出来る様になる。
時間は1ずつ過去から将来へ向かって増える。時間と空間とにより、存在の移動速度を再現出来る。しかし、無の空間が移動しても、 他の存在には何も影響を与えない。移動する実体が無いからである。


Y.物質

存在と存在との間の因果関係を再現するには、実体が必要となる。実体をイメージする最も基本的な方法は、有るか無いかである。
科学は、物質の複雑な変化を、より基本的な変化で説明して行く。生物の変化を分子で説明し、分子の変化を原子で説明し、 原子の変化を素粒子で説明する。より小さい空間の、より短い時間における、より単純な変化で説明して行く。その最終的な説明方法は、 そこに何かが有るか無いかとしか言えない、極小さい空間・極短い時間に辿り着く。
物質自体をイメージすることは出来ない。物質の変化のみイメージすることが出来る。物質間における因果関係を心の中に再現するには、 それで十分だからである。
有るか無いかを、何か他のイメージで説明することは、もはや不可能である。従って、存在の有無より基本的な思考の道具は無い。


Z.有と無

物質の最も基本的な把握の仕方は、極小の単位時空間が0(無)と1(有)のいずれかになっているイメージである。


[.有の移動

単位時空間が1(有)か0(無)のままでは、何も起こらない。1(有)が隣の単位空間に移動しなければならない。 隣が0(無)であればそこは1(有)となり、元の空間は0(無)となる。隣の空間が1(有)であれば、 1つの単位空間に2は存在出来ないので、隣の1(有)は更に隣の空間に移動する。1(有)の玉突きが続く。
1(有)は絶えず移動し、1(有)同士が衝突している。
1(有)は1つ2つと数える。常に1+1=2である。
空間と時間及び有と無は、他のイメージでは感じることは出来ず、直感である。


\.1(有)同士の集まる力と存在X

1(有)が移動し衝突し合っているだけでは、それ以上の変化は再現出来ない。1(有)同士が集まると言う性質が必要となる。 1(有)同士の集まる性質と、1(有)同士の衝突し合う性質により、極小さい弾力のある球状の塊が再現される。その塊を存在Xと呼ぶ。


\.ひも状の振動と球状の振動

その塊は一方から衝撃を受けると、その衝撃が波の様に伝わり他方に飛び出し、また引き戻され今度は逆方向に波が伝わる。 それが繰り返えされると、弾力のある塊は細長い紐の様に見える。これを紐状の振動と表現する。
又、三次元全ての方向から同時に衝撃を受けると、衝撃波は中心に向かい、中心を過ぎると今度は外に向かう衝撃波となる。 波が外側まで伝わると、外にやや飛び出しそして集まる力により引き戻され、また中心に向かう波となる。形は球に見える。 これを球状の振動と言う。


].物質波

空間は、存在Xの極小さい塊で満たされている。しかし、まだ振動を始めてはいない。大きな爆発により、存在Xは三次元全ての 方向から衝撃を受け、球状の振動を始める。その球状の振動は物質波であり、物質と認識される。球状の振動は外側にやや飛び出すので、 隣の存在Xに接触する。隣の存在Xは、一方向から衝撃を受けるので、紐状に振動し長く伸び、すぐにその振動は隣の存在Xに伝わる。 紐状の振動は直線方向にすばやく伝わる。その速度は光速(C)である。
紐状の振動が、球状の振動をしている存在Xに辿り着くと、紐状の振動はその存在Xに吸収される。存在Xは球状の振動をしながら、 同時に紐状の振動を始める。球状の振動のみでは、隣の存在Xには十分に接触出来ない。従って、球状の振動のみでは、 隣の存在Xにはその物質波は伝わらない。
存在Xが球状の振動と同時に紐状の振動を始めると、存在Xは紐状に長く伸び、隣の存在Xと十分接触する為、球状の物質波は隣の存在 Xに伝わる。
ひも状の振動が、物質波を伝える力である。


11.引力と斥力

物質波Aから発せられた紐状振動が、物質波Bに吸収される。物質と物質間には、引力と斥力の2種類の力が働く。つまり、 紐状振動を吸収した物質波Bは、物質波A方向に伝わる場合と、逆方向へ伝わる場合の2通りがある。物質波Bも紐状振動を発し、 物質波Aに吸収される。物質波Aと物質波Bは紐状振動を交換し合い、両者は序々に近づいて接触するか、或はどんどん遠ざかって行く。
紐状振動を吸収した物質波Bは、球状振動と同時に、紐状振動を繰り返す。その際、引力と斥力を生じさせる為には、 球状振動と紐状振動とが合体し、紐状振動の進入した方向に強く振動する場合と、逆方向に強く振動する場合とを区別する必要がある。 前者の場合、存在Xは紐状振動の進入した方向に長く伸び、逆方向には伸びない。後者の場合、紐状振動の進入した方向には伸びず、 逆方向に長く伸びる。前者は、紐状振動の進入した方向に物質波が伝わり、引力となる。後者は、紐状振動の進入した方向とは 逆方向に物質波が伝わり斥力となる。
つまり、紐状振動と球状振動とは、合わさると大きな振動になる場合と、打ち消しあって小さな振動となる場合とを、 区別する必要が生じる。三次元では同じ振動と把握されても、同じ振動と正反対の振動を考えなくてはならない。便宜上、 これを正振動と負振動と表現する。
球状振動は、外に向かう時は正振動である。外から中に向かう時負振動に変わる。中心で負振動がぶつかると正振動に変わり 外側に向かう。
紐状振動は、正振動と負振動を繰り返す。物質波から発せられた時、負振動として伝わっていく。物質波Bに吸収され反対側にぶつかると、 正振動に変わり逆方向へ伝わる。そして、正と負の紐状振動を繰り返す。
その際の存在Xを観察する。存在Xを円で表わす。紐状振動が進入したのが左側とする。紐状振動は負振動としてし左から進入し、 右の円周にぶつかり今度は正振動として左に向かう。右左に正負の紐状振動を繰り返す。物質波は、正振動として外側に向かい、 円周にぶつかると内側に向う負振動となる。中心で負振動同士がぶつかり、今度は外側に向かう正振動となる。円の中心から右には、 紐状振動は負振動、球状振動は正振動であり打ち消しあって小さくなる。円の中心から左側へは、紐状振動は正振動、 球状振動も正振動であり、合体して大きな振動となり、存在Xは左側に大きく飛び出し、隣の存在Xに接触し球状振動(物質波) が隣の存在X伝わって行き、引力が生ずる。
物質波が外側には負振動、内側には正振動の時、紐状振動は正振動として発せられ、それを外側に正振動・内側に負振動の 物質波が吸収すると、斥力が働く。
次元は三次元では足らない。これで心の中に、引力と斥力が再現された。


十二.質量と慣性

物質波の振動数には多少がある。1つの紐状振動で、1つの球状振動が一緒に隣の存在Xに伝わる。球状振動数が多い程、 隣の存在Xに伝えるにはより多くの紐状振動を必要とする。物質波の振動数が多い程、移動し難くなる。これで質量が再現された。
物質波は一度移動し始めると、球状振動と紐状振動は進行方向に同じ振動となるので、そのまま移動を続ける。 移動を止める為には、反対方向から紐状振動が進入しなければならない。これで慣性が再現された。
質量が大きい程球状振動数が多く、より多くの紐状振動を生じる為、引力が大きい。質量が大きい程、 より多くの紐状振動を吸収しなければ移動できず、慣性が大きい。


十三.エネルギー

物質の質量と慣性及び速度より、エネルギーが再現される。質量・慣性及び移動速度は、存在Xの振動で表現される。存在Xの振動は、 時空間と1(有)によりイメージされる。従って存在Xの振動は、直感ではなく形式である。
波の高さと振動回数により、エネルギーが表現される。エネルギーは1ずつ増える。引力・斥力は距離の二乗に反比例して 弱くなっていく。距離が2倍になると、円錐の底面は4倍の面積となる。同じ角度に伝わる紐状振動の数は同じなので、 距離が2倍になれば引力・斥力は4分の1になる。
引力・斥力を受け続けると、物質の移動速度は時間の二乗に比例して速くなる。これで物質間における因果関係が再現された。


十四.思考の道具

以上の各道具によって、物質間の因果関係は心の中に再現される。道具は真実を基準としない。一番使うのに適したものが、 正しい道具である。外界に心の中でイメージしている様な、空間・時間・物質があるか否か知る由も無い。ただ、 そのイメージを使えば適した行動が取れるので、正しい道具と言える。
心の中に、物質界を再現し難い場合がある。「光速度不変の原則」である。光は観測者が、光に向かって移動しながら観測しても、 逆に光と同じ方向へ移動しながら観測しても、常に299,79.5q/秒と計れる。これを解決する為に、安易に空間と時間の直感を 変化させてしまうと、物質界を再現する基礎を失う。あくまでも変化するのは、物質の方としなくてはならない。


十五.観念的な時空間

観念的な時間や空間が変化すると、観測者Aにとって光の速度は変化するであろうか。今、観測者Aが速度C/√2q/秒で光と並走している。 静止者に、観測者Aと光は(1−1/√2)Cq/秒で離れていると見える。「光速度不変の法則」を満足する為には、観測者Aにとって、 光の速度は(1−1/√2)Cq/秒からCq/秒に変化しなければならない。この時、静止者の1秒は観測者Aの(√(2)−1)秒となる。

※参考
t’=t*(√(C^2−2VCcosθ+V^2)/C )/(√(1−V^2/C^2)) CATBIRD変換
t’= (t−(Vx/C^2)) / √(1−(V^2/C^2))           ローレンツ変換
V=C/√2 , cosθ=1 , x=Ctで計算すると、CATBIRD変換では√(3−2√2)に、ローレンツ変換では√(2)−1となる。 2乗すれば双方3−2√2となり、両者は等しいことが分かる。

観念的な1秒が(√(2)−1)秒に変化しても、観測者Aにとって光の速度は、(1−1/√2)Cq/秒と変わらない。速度=距離÷時間であるので、 観念的な空間は自動的に(1−1/√2)Cqが(1−1/√2)* (√(2)−1)Cqに変化する。静止者には、1秒間に(1−1/√2)Cqの速さで、 光はAから離れていくと見える。観測者Aには、光は(√(2)−1)秒間に(1−1/√2)* (√(2)−1)Cq遠ざかって行くと観測される。 Aを基準にすると、光の速度はどちらも(1−1/√2)Cq/秒である。観測者Aにとって、光の速度はCq/秒には変わらない。

観念的な時間や空間は、物質の変化を順序だてて描く為のキャンパスである。その一部が大きくなったり小さくなったり、 若しくは速くなったり遅くなったりしても、再現された世界にとっては影響がない。あるスケールのキャンパスから、 他のスケールのキャンパスに因果関係が伝わったとしても、1秒は1秒であり、(1−1/√2)Cqは(1−1/√2)Cqである。 光の速度は(1−1/√2)Cq/秒のままである。


十六.真空を真に空な空間と考えると

光が伝わる空間を、真に空な空間と考えると、空間は大きさや位置を考える事の出来ない観念的な存在となる。 そうすると、観測者Aにとって1秒が(√(2)−1)秒変われば、観念的な空間も自動的に(1−1/√2)Cqが(1−1/√2)* (√(2)−1)Cq 変化する。静止時に光は1秒間に(1−1/√2)Cq進んでいた。観測者Aが速度C/√2q/秒で光と並走すると、光は静止者の基準で言えば、 (1−1/√2)* (√(2)−1)Cqを1秒で進む様になる。
しかし、静止者の1秒は、観測者Aの(√(2)−1)秒なので、 観測者Aには光の速度は(1−1/√2)Cq/秒と変わらないが、静止者の基準で言えば、光は速度が(1−1/√2)Cq/秒から (1−1/√2)* (√(2)−1)Cq/秒に変化する。
つまり空間は「光を一定速度で伝える場」では無くなり、観念的な数値のみの存在となる。 光が1秒間に伝わる距離がCqであるとしか定義出来なくなる。1秒の定義が変わると、自動的にCqの定義が変わり、 光の速度は(1−1/√2)Cq/秒からCq/秒には変わらない。


十七.実体のある空間

Aにとっての時間が変化しても空間自体は変化しないことが必要である。その意味は、時間が変化しても、静止者の基準で、 光は一定速度で空間を伝わらなければならないと言うことである。その為に空間は、観念的な数値ではなく、 大きさを考えることが出来き、光を一定の速度で伝える実体がなければならない。時間の1秒が(√(2)−1)秒に変化しても、 空間には光を一定速度で伝える実体があるので、空間は大きさを変えない。(1−1/√2)Cqは(1−1/√2)Cqである。
そうすると、観測者Aには光が(√(2)−1)秒間に(1−1/√2)Cq進むと観測される。光の速度はC/√(2)q/秒である。 しかし、観測者Aには、その光だけでなく、他の光や4つの力が全てその方向にはC/√(2)q/秒で伝わる。そうなると観測者Aには、 光の速度が静止時のCq/秒からC/√(2)q/秒に変化したとは思えない。逆に光が1秒間に伝わるC/√(2)qをCqと計る。
空間は実際には変化してはいない。観測者Aにとって、光は1秒間にCq進むと思えるので、速度はCq/秒である。 観測者の移動速度がCq/秒に達すると、観測者Aにとって、宇宙は大きさの無い点となる。


十八.主観的時間の経過

 多数の観測者が様々な速度で移動すれば、様々に経過する時間の流れが生ずる。しかし、1つの空間に多数の時間が存在するとは 考えられない。時間の流れは1つのみであり、移動することにより、物質変化の速度が様々となり、様々な主観的時間が生ずる。