あの詳しく教えてください「光速」というものを理論の基本にすえると、理論が単純で美しくなることは、

Question

あの詳しく教えてください

「光速」というものを理論の基本にすえると、理論が単純で美 しくなることは、物理学をある程度勉強したことのある人なら誰でも知っている。

しりません。

aokisika · Accepted Answer

大学の物理学科を卒業しましたが、光速を理論の基礎にせざるを得なかったために、理論が複雑でややこしくなったと感じています。

光速度が他のものと同じように変化してくれれば話は簡単なんですが、測定した結果、観測者の運動状態によらず一定になってしまいました。そこで、なぜ光速度が一定であるように見えるのか？

ローレンツは空間が伸び縮みするから光速度が一定になるのだと考えたのだけれども、なぜ空間が伸び縮みするのかわからない。

フィッツジェラルドは、時間が伸び縮みするので光速度が一定になるのだと考えたけれども、これもなぜ時間が伸び縮みするのか説明できない。

すったもんだの末に、物理学会全体に雰囲気として「これが光というものの性質なんじゃあないだろうか？」ということになりつつあったのだそうです。あとはだれが猫の首に鈴を付けるか？だってねえ考えてみてくださいよ。「光速度が一定であるというのが、光というものの本質的な性質なのだ。」と言ってしまった後で、やっぱり光速が変化するケースを発見しました。なんてことになったら赤っ恥を書くじゃぁないですか。

みんなが「どうしようかなぁ」と互いに顔色を窺っているときにアインシュタインが、「光の速度が一定であることには皆さん異存はないでしょうから、これを指導原理にして理論を組み立ててみました。」とぶち上げた、ということらしいです。
おかげで相対論の授業のややこしいことと言ったらありゃしなかったです。今でも、授業で習ったことの半分も理解できていないと思っています。

ちなみに他の回答者が「光速度一定が結論として導かれます」と書いているのは間違いです。相対論の授業では、そんなことは習いませんでした。とにかく光速度一定が出発点でした。

アインシュタインは私とは美的センスが異なるので、電磁気学が美しくなったと感じていたらしいです。私はそれを否定はしませんが、あまり美しいとは思えません。好き嫌いは理屈じゃあないです。平安時代にはおかめ顔が美人でやせてほっそりしたのはぶすだったそうですから。

エビス · Answer

mc²　知りませんか？

s_hyama · Answer

そうね、アインシュタインとひゃまの光に対する捉え方は違うけど、
以下なんか前にまとめておいたので、読んでみて感想いってみてね。

飛んでもない光の相対性理論（Relativity of light not even flying）
https://note.com/s_hyama/n/n19715b62e31a

finalbento · Answer

てくびちゃん様がそれを御存知ないのは、筆者が言う「ある程度(勉強した)」に入らないからです。

t_fumiaki · Answer

「理論の基本にすえる」、据えてる訳では有りません。
基本にしてるのは、全ての慣性系では物理現象は同じ形をとる、です。

光速度一定は、そこからの帰結(結論)として導かれます。
光速度一定は、あくまで「慣性系、慣性系間」での事です。

重力場で満ちている現実宇宙では、観測者に対して光速度一定なんて事は起こりません。

tknakamuri · Answer

光に限らず、光速や重力定数などを 1 とする「自然単位系」は
いろいろなものが提案されてます。

相対性理論でよく使われるのは

時間 の単位 1 m= (1/299792458 s)
距離の単位 1 m(従来通り)
重力定数を 1 (無次元量)

とするもの。
すると　光速が 1(無次元量) になります。

速度は光速との比になり無次元量
質量は 1 kg は 7.754× 10^(-22) m
力 1 N は 8.261 × 10^(-45) m

相対論の式から cとG が全て消えてとてもすっきりします。

幾何学単位系と呼ばれています。

あの詳しく教えてください 「光速」というものを理論の基本にすえると、理論が単純で美 しくなることは、

mc² 知りませんか？

そうね、アインシュタインとひゃまの光に対する捉え方は違うけど、

てくびちゃん様がそれを御存知ないのは、筆者が言う「ある程度(勉強した)」に入らないからです。

「理論の基本にすえる」、据えてる訳では有りません。

光に限らず、光速や重力定数などを 1 とする「自然単位系」は

大学の物理学科を卒業しましたが、光速を理論の基礎にせざるを得なかったために、理論が複雑でややこしくなったと感じています。

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