力って?
またまたすこし脱線をしてみよう。
ひたすら思い付きで
書いていっているんで
脱線に次ぐ脱線
もしくは線路が無い状態に
なっちゃうんだよな。
特殊相対性理論は『光』
一般相対性理論は『重力』
そして相対論に来るまでに
書いていた量子力学には
原子の結合が出て来たよね。
じつはこれってみな
なにかの『力』が働いている
ってことらしい。
とは書いてみたものの
では『力』ってなんだろう?
イメージだと重いものを
持ち上げるとかなんだけど
想像力や女子力なんて
何かをする能力も『力』っていう
つかわれ方をするみたいだし。
一応物理学上で『力』っていうのは
定義があるみたい。
「物理学における力とは
物体の状態を変化させる原因となる
作用であり
その作用の大きさを表す物理量である」
やはり当たり前のことでも
ちゃんとした定義にしようとすると
わかりにくくなるもんだね。
感覚で捉えるなら
ニュートンさんからはじまる
古典力学の考え方が
ぼくには一番しっくりするんだよな。
単純に言えば
物を動かすのが『力』って。
なんにしても力っていうのは
なにかを変化させるものって
ことでいいのかもしれない。
四つの力
人が何かをするってことだけが
力の源になるんじゃない。
もともと自然界の中に
力っていうのはあるはずなんだよね。
その一端を人間が
利用しているってことじゃないかな。
ではどんな力があるのか
前にも少し触れたことがあるけど
重力・電磁気力・弱い力・強い力が
今のところ想定されている
四つの力ってことなんだそうだ。
この弱い力・強い力っていうのは
英語のinteractionとかforceを
直訳しちゃうとこうなるんだけど
どうもピンとこないかも。
まだ弱い相互作用とか
強い相互作用のほうが
わかりやすい気はするんだけど。
これらは深く追求すると
どんどん深みにはまるから
軽く流してみるね。
弱い力っていうのは
粒子の崩壊というか
粒子の種類を変化させる
力ってことなんだろうね。
じっさいにぼくたちが
目にすることは無いけど
今ならニュースに出てくるから
聞いたことがあるかもしれない。
ベータ崩壊って聞いたことが無いかな?
福島の原発の廃棄予定の水に
三重水素(トリチウム)が含まれていて
それがベータ崩壊をおこして
放射線を出すって
騒いでいたと思うけど。
三重水素ってのは
陽子が一つに中性子が二つの
水素原子の同位体。
自然界にもあるし当然のことベータ崩壊も起こすんだけど
原発の排水に含まれている量が
いかんせん多すぎるから
問題になっているんだね。
強い力は原子核形成の立役者ってところかな。
原子は陽子が幾つか
(中性子も入ってくるけど)
原子の核として中心にいるわけじゃない。
でもね、陽子っていうのは
正の電荷を持っている。
正の電荷と正の電荷は反発しちゃうんだよな。
この斥力を無視して
原子核を安定させる力だから
結構強いんだ。
電磁気力の100倍とか言われるらしいけど
それがどれだけすごいのかはわからないよね。
でも、とにかく単位当たりの力は
いちばん強いらしいよ。
だから強い力って言われているらしいんだ。
電磁気力
これは一番身近かもしれない。
もっと身近なものとしては
重力があるんだけど
あまりに身近過ぎて
気にしたことが無いっていうのが
ほとんどかもしれないからね。
この電磁気力
静電気や磁石の力だけだと
思いそうだけど
じつは日常経験する力のほとんどは
電磁気力なんだそうだよ。
たとえば人を殴るとか
物を持ち上げるなんていうのは
筋力の力だよね。
じゃあ筋力はどこから出てくるのか?
とうぜん筋肉からだね。
(その他骨の作用とかいろいろあるけどさ)
その筋肉は細胞から
細胞は分子から
分子は原子からって具合に
人間の身体だって
量子力学から逃げられないようにできているんだよ。
もともと分子間は
電磁気力で結びついているわけだから
その結合を超えた電磁気力は
物体を壊せるってことだね。
ちなみに殴られて痛いのは
神経に電流が流れるからだよ。
空から何かが落ちてきて
それが頭に当たって痛いなんてのは
頭に当たるまでは
重力のせいだろうけど
それ以外はほとんど
この電磁気力の影響だってことで
いいんじゃないかな。
重力
重力って言うと
地球上の引っ張る力という
イメージが強いんだけど
これと四つの力に書かれている
重力は同じなんだろうか? って
おかしいところでこだわっちゃうのは
悪い癖だね。
いくつかの文献を読んでも
どうも力としての重力は
質量どうしが引き合う力みたいな感じで
書かれているんだけど
それって『引力』のことじゃないのかな なんて。
地上の重力は
地球自体の持つ質量と
その上にある物体の質量が
(人間でもいいよ)
引き合う力(引力)と
地球の自転でおきる
遠心力との合力のことを
言うんじゃなかったのかな なんてね。
どっちにしても英語にすれば”gravitation”
宇宙論なんかの領域じゃ
万有引力と重力とを
同列の表現方法としている
文献もあるらしいから
気にすることは無いかもしれないってことにしておこう。
この重力
あまりにも身近な存在なのに
意外とその力がどのようにして
発揮されるのかが解明されていない力
らしいんだね。
ニュートンさんの
万有引力の法則あたりで
質量のあるものには
互いに引き合う力があることは
わかっているんだけど
あまりにその力が弱すぎて
なかなか実験・観測の
まな板の上に乗ってくれないらしいんだ。
意外かもしれないけど
引力ってものすごく弱いんだよ。