雑学

相対性原理。ガリレオ・特殊・一般すべて物理法則は系に限定すれば同じという原理。そして物理法則は同じでも他の系から観測した場合に観測数値としては異なる値を示すというのも当たり前。その数値の誤差を翻訳するために特殊相対井性理論ではローレンツ変換が使われた。では　加速系の間の翻訳にもローレンツ変換は使えるのだろうか。

一般相対性理論で初めに躓くのが『測地線の方程式』と『重力場の方程式』。特殊相対性理論でローレンツ変換の計算式を初めに提示されているようなもの。ただその部分を飛ばすと初期前提は単純になってくる。宇宙という時空間は重力によって凸凹している。そこに引かれる線を観測者が理解するのにはどうすればいいのか　それだけかもしれない。

ガリレオの相対性原理も特殊相対性原理もどのような状況でも物理法則は変わらないという大前提から成り立っている。では慣性系という枠を外れた状況でも物理法則は変わらないという前提を成立させるために一般相対性理論は考えられたのかもしれない。慣性系だけでは無くそこに重力や慣性力が加わった時にも相対性原理を成り立たすため。

もともと自然科学　特に物理学は経験則（実際に観測された事態）を論理則（根本原理の解明）に落とし込むことが目標とされているのかも。実験観測にはその時代での器具の制約が　解明には検証の必要と過去の常識からの脱却が。経験則と論理則のいたちごっこが科学史なのかもしれない。現代は論理則先行の時代。経験則はいつ追いつくんだろう。

質量とエネルギーの等価性。わかったような気にはさせてくれるが素人に理解できるほど単純なものじゃない。E=mc2は理論の実験的検証が行われているから否定はできないのだろうが腑に落ちるというところはいかないのかもしれない。エネルギー単体の存在はあるのだろうか？　光子に質量はあるのだろうか？　だとすると光速度一定の法則とは？

エネルギーとは仕事を成す能力。問題は仕事とはなにか？　そして力とは？　力学の世界では質量と力だけで事足りる。様々な対象の変化まで力に含めるべきなのか。そこで考案されたのがエネルギーという言葉。だが力（フォース）という概念はアリストテレスの『現実態』から来ているとされる　だとすると全ての変化に対応するはずなのだが。

エネルギー保存則　自然科学特に熱力学では基本とされている法則。エネルギーの定義が多種にわたって変換比率が難しくなったが現在のところ齟齬が起きないように設定されている。もっともこの法則を支えているのは経験則　論理則じゃない。そこに持ち込まれた質量とエネルギーの等価性という論理則。その扱いには困ったんじゃないだろうか。

エネルギーという考えかたは解釈の仕方によって種々の捉え方が出来る気がする。力学的な運動エネルギーの解釈は理解しやすいが問題はエネルギーというものがその形式を変えるという部分。各エネルギーはどのような形式で変換されるのか　その変換係数はどうなるのか　そこに当てはめられるエネルギー保存則はどうなるのか。疑問は尽きない。

E=mc2を書こうとするためにはE m cの表すものの意味が分からないとどうしようもない。Eはエネルギー　mは質量　cは光速　あまりにも当たり前のことのように言われる。でも　エネルギーとはなにか　質量とはなにかと問われて明確な返答が出来るかと言われればぼくには自信が無い。かろうじてcは光速のことだよとは言えそうだけど。

物理学が数学という言語で表現　実験・観測では追えないものを考察するためには不可欠。古代の哲学が自然言語で思考実験をしたように数学での思考実験ということ。もちろん数学という言語の方が自然言語より不確実さの少ない結論を出せるのは当然。そしてそこに出てくる結論は常識に捉われているものには理解しにくいものになる可能性がある。