2025-03

特殊相対性理論とはなにか？　誤解を覚悟でまとめると電磁気学という物理法則を違う慣性系の間で変換するためにはどうすればいいのかという理論。物理法則を違う慣性系どうしで変換するためにはニュートン力学で使われたガリレオ変換は使えないってなっちゃった。ということはニュートン力学もガリレオ変換が使えないってことになるよね。

特殊相対性理論は光速度一定と特殊相対性原理の二つでまとまる　のかもしれない。ただ複雑に感じるのが慣性系どうしの変換の仕方。ガリレオ変換は受け入れやすいけどローレンツ変換はどうしても違和感を覚えてしまう。そしてローレンツ変換が全ての系で成立するのだろうか？　量子の世界にも通用するのだろうか？　それ以外の系では？

ガリレオの相対性原理も特殊相対性原理も基本理念は変わらない。どのような慣性系でも物理法則は同じということが基礎。その物理法則というものが指すものが少し違うかもしれないが。どちらにしても違う慣性系の間の物理法則を翻訳する必要性はあるわけだ。ガリレオ変換とローレンツ変換。この違いが特殊相対性理論のすべてかもしれない。

ローレンツと同時期に力学と電磁気学の矛盾を考えたのがアインシュタイン。ローレンツはエーテルと光速度一定という条件の下で矛盾を解決しようとした結果　複雑な理論建てを余儀なくされた。一方アインシュタインは光速度一定のみを中心に矛盾の解消しようとし　エーテルという不確定要素を省くことで複雑さが解消されたのかもしれない。

ニュートン力学とマクスウェル電磁気学。物理学の最高峰とも言われる二つの理論を同じ土俵に並べてしまうと矛盾が起きてしまった。光の速度がどの慣性系でも同じであるという実験結果がニュートン力学のベースとなるガリレオの相対性原理を根本から覆してしまったのだから。どちらかもしくは両方の対応原理が必要とされることになる。

宇宙には絶対時間・絶対静止空間があるのかないのか。この問題も太古の昔からされていた。人間が思索を地上にだけに向けていた時代では地球が絶対静止空間として認識されていたけど。時間は客観的な判断ができないから意見は分かれていたみたいだけどね。だけど人類が宇宙に目を向けだした時から空間も地球の絶対性が薄れてしまったんだ。

古典物理学では完成形として捉えられていたニュートン力学とマクスウェル電磁気学。それぞれの分野では矛盾はおきなかった。だが時代とともに実験・観測の手段が向上　光速度一定という実験結果が出てしまった。完璧とみられた二つの原理の間で矛盾が発見されたんだね。この矛盾を解消するためにニュートン力学に対応原理が必要とされた。