時と空間を同列に

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点aって よく数学なんかで出て来たじゃない

では この点aってなんだろう? 

数学では成立する考えかもしれないけど

現実の世界では一点なんてないんじゃないかな

完全な球体と完全な平面との接点は

確かに『点』ではあるけど

この世の中にはそんなものは無いもんね

ほぼ『0』に近い距離・面積はあるかもしれないけど

だから 物理学では微小~という意味で

『d』という記号が使われるみたいなんだ

2つの状態の差を記号では『Δ』を使って表すらしい

たとえばエネルギー(『U』がよく使われるね)の差はΔU 

移動距離とか変位なんかの物理量の差はΔSという書き方をするんだそうだ

(物理量は『S』が使われるみたい 『U』も『S』も

なぜこのアルファベットが使われるのかは ぼくには聞かないでね)

その差が限りなく小さいということを表すのに

『d』という記号を使うみたい

差がほとんど0に近いということで

『点』という特異点を避けているんじゃないかな

哲学で無限や無と 有限内の無限や有限内の無 という

使い分けをする人がいるみたいなものかもしれない

だから 点のことは 厳密に言えば

限りなくその差が0に近い『dS』ってことにされるんだね

ひとまずこの『dS』を点ってことにしておこう

二次元の幾何学では点aと点bとを結ぶと直線ができる

これがaとbの間の距離ってこと

二次元で図表を考えよう

図表上の点aを表すのには点からX軸(横軸だね)に対して

垂直に引いたX軸上の目盛り(例えばxaとするね)と

点aからY軸(縦軸だよ)に対して垂直に引いたY軸上の目盛り

(これはyaとしてみよう)

このX、Yの目盛りから位置が決めることができる

よく書かれているa(xa,ya)ってやつだね

このxa,yaというのはX軸上の目盛りとY軸上の目盛りってことだよ

より分かりにくいかもしれないけど

原点から1m離れた高さ1mのところにある点a

a(1,1)と書けるってこと

(軸の単位をmとした場合だけど)

同じように点bもb(xb,yb)と書けるってことなんだ

やはり 言葉だけで数学を書くのは難しいな

時空図上の点

ミンコフスキー時空図上の点aを考えてみよう

X軸は三次元情報をすべて詰め込むって離れ業だね

本来ならそこに現れる目盛りは

a(x1,y1,z1) を示しているってこと

ひとまず分かりやすいようにa(x1,0,0)で考えてみよう

三次元空間図で考えた場合の

X軸の方向にだけ点aが動くってことだね

もしくは点aが動く方向をX軸として固定するって考えてもいいかも

三次元空間で考える場合

x,y,zすべての方面への移動を考える必要があるんだけど

直線の空間距離だけを考える場合は

a(x1,0,0)で問題ないってことにしよう

時空図上での点aのX軸上の空間位置の目盛りはa(x1)になる

(ごちゃごちゃと書いているけどAからX軸に垂線を下すとx1を示すってこと)

Y軸上の目盛りは時間なんだから

点aの時間位置はa(y1) を指していることにしよう

だから時空図上の点aはa(x1,y1)ってこと

同じように 時空図上の点bはb(x2,y2) で表せるってことだね

点のところで書いたけど点aと点bが決まるってことは

a・b間の距離も出せるってことなんだ

時空上の点・距離が決まれば後はこれまで扱ってきた空間図と同じ考え方で

物理法則を表すことができる

あくまで 希望的観測だけどね

四次元空間

実際のところ四次元空間ってものがあるのかどうかは

ぼくには何とも言えないね

どちらかと言えばこの世界は四次元空間で構成されているってほうに

ぼくは一票入れたいんだけど

でも 実際のところ(多くの学者さんたちも含んで)

世界は三次元空間だという意見の方が多いと思うな

この感覚の差は『時間』っていうものの正体の

得体の知れなさかもしれない

ミンコフスキー時空図にしたって

感覚的に理解するのには素晴らしいものだと思うし

数学上の裏付けもあるんだろうけど

はたして時間の正体が暴けたかどうかは別問題

未だに『時間』というものは未知数なのかもしれないよ

時間についての考察はひとまずパスしておいて

今は時空図のはなし

X軸という軸線上に空間(三次元情報)をまとめるっていうのは

なんとなくイメージ出来そう

点aのX軸上の座標が(x,y,z)で表せられるってことだから

Y軸はctという時間×光速の軸線

だから点aのY軸上の座標は(ct)で表せられる

ではそこに示される単位はなんだろう?

三次元空間のx,y,zは長さの単位

tはわからないけど

そこに光速cという距離が掛けられるから

たぶん長さの単位になるんだろうね

なんと言っても(今のところ)

どの慣性系でも変わらない『値』のものは

光の速度ってことになっているんだから

だから 光が一秒間に進む距離 約30万kmを1目盛りとして

X・Y軸に書き込むと四次元空間を表す時空図が出来上がる

なんて そんなに単純なモノじゃないだろうけどね

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