ニュートンの運動の3法則がなぜただしいのかマクスウェルがなぜ正しいいのかはここでは問うことはない

Question

ニュートンの運動の3法則がなぜただしいのか
マクスウェルがなぜ正しいいのか
はここでは問うことはない

問うたことはありますか？またそれはどんなときでしたか？

s_hyama · Accepted Answer

そっか、ガリレオとニュートンの慣性の法則は学校で習うのと違うんだ。

彼は地球が太陽を中心に円運動すると信じていたから，こうした円運動こそ外力を加えなくても維持する慣性運動だと考えた。
https://www.shinko-keirin.co.jp/keirinkan/kori/science/ayumi/ayumi11.html

まあニュートンもリンゴの落下と月の軌道運動は同じから万有引力を思いついたので、それが先で、運動の3法則が独立してるようで、絶対静止系の仮定の下で、等速直線運動するという近似なのね。
でもそれが上手く説明しすぎて、光の不変性がに支障がきたしたのが、ややこしくなって、アインシュタインの特殊相対論へとつながるだけね。
電磁気学の自由空間も絶対静止系の仮定と同じようなもので物体が一切ない仮想空間なの：そんな宇宙は無いので同様の問題に行き当たるのね。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AA%E7%94%B1%E7%A9%BA%E9%96%93

s_hyama · Answer

当初はこれを「マクスウェルの方程式は絶対静止座標系[1]においてのみ成り立つ」と解釈し、絶対静止座標系以外の慣性系では、ガリレイ変換されたマクスウェルの方程式が成り立つと解釈されていた。

^ ガリレイ変換自身は、絶対静止座標系の概念とは無関係である。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AC%E3%83%AA%E3%83%AC%E3%82%A4%E5%A4%89%E6%8F%9B

って普通に勉強したら書いてるでしょ？

s_hyama · Answer

＞なぜなら私は相対性理論の話はしてないからです。

しりませんよ、ガリレオ→ニュートンと来るので
ガリレオの相対性原理とニュートンの力学の関係を知るのは大事というか、基本で、その運動の3法則の一人歩きが正しいかの、問いになるんねｗ

s_hyama · Answer

ニュートンの言葉によれば、絶対時間はいかなる観察者とも無関係に存在し、宇宙のいかなる場所でも一定の早さで進んでいく。相対時間と異なり、絶対時間は知覚できるものではなく、数理的に理解するものだとニュートンは信じていた。ニュートンによれば、人間が知覚できるのは相対時間だけで、それは知覚可能な物体（月や太陽など）の運動を測定することと同義である。我々は物体が動くのを見て時間の経過を知るのである。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B6%E5%AF%BE%E6%99%82%E9%96%93%E3%81%A8%E7%B5%B6%E5%AF%BE%E7%A9%BA%E9%96%93

だから、ニュートン自身が問うために、客観的に絶対静止座標系を置いたといってるのね。
と言うのが、物理の基本だから、それを質問されて難しいと言われても、何を質問したの？となるよ？

s_hyama · Answer

それは最初からニュートン自身が遠隔作用や絶対静止系を導入して、とうたことが、MM実験等で露になったってことね。
ガリレオの慣性の法則はニュートンの慣性の法則とは最初から違うよ。

ガリレイの相対性原理は日常生活の中で経験することなので解かりやすいものです。たとえば、電車の中で手に持った物をどちらの方向にも力を加えずに落としてみてください（自由落下させる）。 電車が止まっていても等速で動いていても電車内に居る人から見れば落とした物は真下に落ちます。https://mijikanas.com/guidance/buturi_093.htm

ガリレオの慣性の法則は、それまでの静止時の力のつり合いの法則を、運動していても力が釣り合っていれば、同じ運動をずっとする（慣性）という拡張で、等速直線運動に限定されません。

だからニュートン力学では、万有引力の法則も含まれます。

月の自由落下から発想したニュートン力学の遠心力と万有引力のつり合い式から、
GM☉ mg / r² - mi・v² / r = 0 (1)。
https://blog.goo.ne.jp/s_hyama/e/dd632f606e5cf94615ec0c5639a73215

したがってガリレオの相対性原理では、アインシュタインの一般相対論でしか説明できなかったと言う水星の近日点移動の誤差も説明できます。

masa2211 · Answer

>ここでは問うことはない
ニュートンの、「われ仮説を作らず」と同じ意味であり、実験結果は受け入れるけど根源理由まではわからない
という意味でいいと思います。

で、ニュートンの法則とマクスウェルの法則が問われるのは、マイケルソン＝モーリー実験。
光＝波である、というのは、伝播速度についてはほぼ確定。伝播速度以外についいては未確定。（光電効果という例外がある。）
で、波である、とは、媒体に対し伝播速度一定ということ。
実際、音波（空気や水）に対してマイケルソン＝モーリー実験と同じ方法で検証すると、検証できてしまいます。
　※よって、ニュートン力学を前提とする限り、マイケルソン＝モーリー実験に使っている式にケチつけたらダメだ。
ところが、光に対してはそうならなかった。。。。
よって、ニュートンの法則とマクスウェルの法則のどちらかに修正が必要となり、アドホック説明としてローレンツ変換。
結果、特殊相対性理論で一段落。

puyo3155 · Answer

物理はすべて同じです。正しいと証明することなど誰にもできません。その時点でもっとも確からしい仮説群です。

そう考えるといろいろなことが説明つくから、いまのところ正しいとしよう・・・

ということです。第３法則は・・・とか、マクスウェルの方程式は・・・とか、一部が数学でいう公理のようなもの・・・ではないのです。そんなものはひとつない、すべて仮説です。

だから、

・同じ現象を、違う説明が出来きます。
・それぞれが、正しく現象を説明できても、統一すると矛盾もあります。
・将来上位の理論に上書きされる可能性が常にあります。
・過去も何度も、上書きされて今があります。

しかし、新理論や従来理論の否定には、一定の不文律があります。

・あきらかにおかしな現象や実験結果が得られている。
・それが例外ではなく、どうやらメジャーな現象であり再現性もある。
・より単純な理屈から導き出される。（解釈を変えるのは屁理屈でNG）
・新理論が、旧理論が説明してきた現象を、同様に説明できる。
・さらに、新しい実験結果や、説明できなかった現象を説明できる。
・できれば、旧理論は、新理論に条件をつけた近似になっている。

などです。そうでなければ、今正しいとされる理論は、ひとまず疑うことなしに使うのが懸命です。

tknakamuri · Answer

第3法則は本当かと何度が思ったことはあります。
単に向きが反対で大きさが同じ
という認識は間違いで
実は作用線も同一直線になってないと
内力でトルクが発生してしまう。
そうなっては困るので公理として受け入れてますけど
直感的にすんなりこないのでもやもやします。。

また、接触依らず、場を介して分散して働く力のやりとりで
電磁気学などで常に第3法則が成立つのか
数式で検証したことないですね。

このあたり物理書を読むと結構奥が深いという話が
書いてありますが、
いっぺんこの辺の数学的構造を探ってみたい。

s_hyama · Answer

さて、上述のパラドックスはつぎのように定式化できる。古典力学で用いられている、ひとつの慣性系から他の慣性系に移るときの、事象の二組の空間座標と時刻の関係規則によると、二つの仮定

（１）光速度一定

（２）法則が（したがって光速度一定の法則も）慣性系の選択と無関係であること（特殊相対性原理）

は（両者がそれぞれ経験によって支持されているという事実にもか.かわらず）互いに両立しない。
http://fnorio.com/0160special_theory_of_relativity/Einstein_1947/Einstein_1947.html?

finalbento · Answer

ちなみに私自身は「ニュートンの3法則がなぜ正しいのか」と言う疑問を持った事はありません。先に書いた内容だと理解していたので。

ニュートンの運動の3法則がなぜただしいのか マクスウェルがなぜ正しいいのか はここでは問うことはない

そっか、ガリレオとニュートンの慣性の法則は学校で習うのと違うんだ。

当初はこれを「マクスウェルの方程式は絶対静止座標系[1]においてのみ成り立つ」と解釈し、絶対静止座標系以外の慣性系では、ガリレイ変換されたマクスウェルの方程式が成り立つと解釈されていた。

＞なぜなら私は相対性理論の話はしてないからです。

ニュートンの言葉によれば、絶対時間はいかなる観察者とも無関係に存在し、宇宙のいかなる場所でも一定の早さで進んでいく。

それは最初からニュートン自身が遠隔作用や絶対静止系を導入して、とうたことが、MM実験等で露になったってことね。

>ここでは問うことはない

物理はすべて同じです。

第3法則は本当かと何度が思ったことはあります。

さて、上述のパラドックスはつぎのように定式化できる。

ちなみに私自身は「ニュートンの3法則がなぜ正しいのか」と言う疑問を持った事はありません。

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