近接力
繋がりが見えないままに四つの力なんて
書いちゃったけど
まだ相対論の線路上にいるんだよ。
どうもまとまっていなくて
ごめんなさい だね。
力なんてものを
とうとつに書いたのは
電磁気力にしても重力にしても
(強い力や弱い力を仲間にしてもいいけど)
その力ってものはどうやって
伝わっていくのかって
ことを書きたかったからなんだよ。
それこそ人を殴ったりするときは
直接相手に自分の打撃が当たるから
わかりやすいんだけど
重力なんかは目に見えないからね
どうやって人を押さえつけているのかってことは
昔から議論されていたみたい。
重力の力の伝わり方には
『遠隔力』と『近接力』っていう
二つの考え方が
昔から論争されていたっていうことらしい。
もっとも昔っていっても
17世紀頃だろうけど。
物理学は時代で
理論と実験結果のどちらかが
先行しちゃうんだよな。
何か不思議なことがあれば
その現象はどうして起きるんだろう? って
理論が後追いするし
理屈ではこうなるはずなんだけどってことは
じっさいの実験・研究が
正しいか正しくないかの
判断をしてくれるのが
物理学の特徴のような
気がするね。
『遠隔力』と『近接力』が
論争されていた17世紀頃は
まだ物理学の柱の
実験能力がそこまで高くなかっただろうから
理論をたてていくのも
たいへんだったんだと思うな。
その中で自然を解き明かしていったっていうのは
凄いことだよね。
近接力っていうのは
もともと力の伝わり方としては
なじみやすい考え方。
さっきの人を殴るなんてのと同じで
直接触れ合ったものどうしが
力を伝えるってことだから
わかりやすいよね。
だけど重力なんてものは
何と何が触れ合っているのか?
これって難しい問題じゃないかな。
直接触れ合ったものでないと
力が伝わらないとなると
真空の宇宙(当時は何も無い空間って思われていたんだね)を
どうやって力が伝わるのか
問題がでてくるでしょ。
当時の自然哲学者のデカルトさんたちは
渦動説(光のエーテル理論で出て来たよね)で
力はなにかの媒体を通じて
その力を伝えるってことにした訳だ。
音が空気中を伝わるのは
音源の振動が
空気を震わせて
その振動の力が
人の鼓膜を振動させることによって
伝わるってのと
重力や光が宇宙空間を伝わるのを
同列にしたってことだね。
遠隔力
ただこの渦動説
とくにエーテルってものの導入を考えると
天体の運行なんかの観測結果に
無理が生じるって
否定意見を出してきた人がいた。
科学革命(そういう言葉があるのを初めて知ったけど)の祖
っていわれるあのニュートンさん
その疑問に対する
別の解決方法を出してきた。
宇宙の星々が
お互いに引き合う力を
及ぼし合っていて
その力はどれだけ距離が離れていても
瞬時に伝わるっていう
万有引力っていう考え方を
発表したんだね。
力は距離に関係なく
瞬時に伝わるっていう考え方を
『遠隔力』っていうらしいけど
ニュートンさんの発表した
万有引力の法則なんかを含む
力学体系の当時の基礎は
この遠隔力だったそうだ。
じっさいニュートンさんの
力学体系と万有引力理論は
さまざまな物体や天体の運動を
かなり正確に分析できたし
次の動きも予想することができたんだよ。
だから当時の学者さんたちからは
圧倒的支持を得られたって
ことらしい。
余談だけど
このあたりから自然哲学から
近代の自然科学の体系が
出来たって言われているそうだ。
(これを科学革命っていうらしいよ)
あまりにこのニュートン力学が
権威を持っていたから
しばらくの間は
ほとんどの自然科学者たちが
遠隔作用論を前提とした理論体系で
ものごとを観測・分析していたそうなんだ。
場
一世を風靡していた遠隔力だったけど
(ニュートン力学の基盤だね)
物理学のおそろしい(素晴らしい?)ところ
新しい実験・観測結果が
真実とされていたことと齟齬をきたすと
すぐに再構築されていくんだよね。
19世紀に入ってくると
(磁場と電場の関係だけど
これだけでまた長くなっちゃうから
どこかで機会があれば
書いてみるかもしれない)
ニュートンさんの遠隔作用論では
説明するのにうまくいかないことが
わかってきた。
遠隔作用論(遠隔力)の考え方は
力の作用する側とされる側との
距離は力の強さに関係してくるけど
力の到達する時間は
距離に関係なく無視しちゃうって考えかた。
近接力は物体と物体の間で力が働くには
その力を媒体する第三の
物質が必要だって考えかた。
そうなると当然
距離によっての
タイムラグが出来ちゃうよね。
ニュートンさんの
遠隔作用論では新たに実証された
電磁誘導や電磁気現象なんかを
うまく説明できないってことになると
どうしたらいいんだろうってことに
当然なった。
電磁波の研究では
あきらかに力は
近接作用で伝わることが
わかってきた。
だからといってデカルトさんの時代に戻って
エーテルを持ち出すには
その存在が実験結果と合わないという
結論が出ている。
そこで出て来たのが
『場』という概念。
ファラデーさんがはじめに
提唱したって言われているけど
この『場』の概念
どんどん進化していくから
(現在も進化中だよ きっと)
はたしてどの考え方が
正解なのかぼくにはわからないし
ひとことで説明するなんてことは
とてもじゃないけどぼくの手に余るから
申し訳ないけど
パスさせてもらうことにするよ。
一応定義らしいものを書いておくと
「物理量を持つものの存在が
その近傍・周囲に連続的に影響を与えること
あるいはその影響を受けている状態にある空間のこと」
(ウィキペディア丸写し)
だそうだ。
たとえば電磁場ってことで考えると
電場っていうのは
そこに電気を持ったものがやってくると
そのものに力が働くところで
磁場っていうのは
そこに磁石なんかを持ってくると
その磁石に力が働くところって
なるんだろうね。
余談だけど宇宙の真空地帯には
モノはないけど『場』はある そうだよ。