光に慣性があるとすると、光速度不変は成立しないですか。

Question

これは物理というよりも、言葉の定義は知っていて、論理的、数学的な演繹だけできる人になって教えてください。

次の設定も受け入れてください。

光が慣性の法則に従うかどうかは分かりません。また、光速度不変が成立するかどうかは分かりません。
光が慣性の法則に従うとは「光に力が働かない限り、光は等速直線運動を続ける」です。光速度不変とは「光は光源の運動や観測者の運動によらず、あらゆる慣性系において速度は一定である」

(質問)
①
「光が慣性の法則に従うことが真だとすると、光速度不変は成立しない」
これは真ですか。

②
「光が慣性の法則に従うことが真だとすると光速度不変は成立する」
これは真ですか。

③
「光が慣性の法則に従わないことが真だとすると、光速度不変は成立しない」
これは真ですか。

④
「光が慣性の法則に従わないことが真だとすると光速度不変は成立する」
これは真ですか。

・・・・・
私はどれも真偽が判定不能だと思います。それは「光が慣性の法則に従うか否か」と「光速度不変は成立するか否か」は無関係だと思うからです。

どうなんでしょうか。

d9win · Accepted Answer

私も、「光が慣性の法則に従うか否か」と「光速度不変は成立するか否か」は無関係なので、4つの質問とも真偽か判定不能だと思います。
回答者とのやり取りはフォローできませんが、貴方のコメント(だけ)を読んで気になった点について、私の独断をコメントします。
<質問者のコメント>
No.9 : 光を箱に閉じ込めたなら、箱全体の質量は光のエネルギー(E=mc^2)に換算される質量と箱の質量が合算されたものになる。
→ 「エネルギーEの光を吸収した物体の質量はE/c^2だけ増える」とEinsteinが言い出して、現在も広く信じてられています。
No.11: エネルギーと質量というのは、変換するものではなく、エネルギーはそのまま質量で、質量はそのままエネルギーです。
→ これは、No.9についての私の回答にある常識と整合しません。しかしながら、私は、この文章も正しい可能性があると思います。
No.12: 1) 光にエネルギーがあるなら、光には質量がある。
→ これは質量の定義の問題だと思います。古典力学では質量を積極的に定義できてません。エネルギーはその質量を用いてm v^2/2と表しますので、これも定義できてないことになります。ところが、量子力学ではエネルギーをhν、運動量はh/λと定義できます。νもλも(物質波の)振動数と波長という実体(?少なくとも定量的な数値)を伴います。そして、h/λ= m vという関係は広く認められてます。すると、質量をm= h /(λv)と定義するのが妥当ではないでしょうか。この質量の定義を用いると、光は質量m= h /(λc)も有します。”光はエネルギーがあるのに質量が無い”という混乱はなくなります。
	　 2) E=mc^2の意味は、エネルギーは質量であり、質量はエネルギーという意味です。エネルギーが質量に変換したときの値とか、質量がエネルギーに変換したときの値を計算する式では、ありません。
→ これは、先のNo.9とNo.11コメントを合わせた議論になって、現代物理の常識では間違いになります。しかしながら、質量の定義にもかかわる問題だし、まだ議論の余地があるのではないかと思います。
	　 3) 結合エネルギー(質量)が、熱などのエネルギーになります。
→ 熱運動に因って光(赤外線)が出ますが、それは電子が熱振動することによる電磁波の輻射です。その時の電子の熱運動は100%輻射エネルギーにならないのではないでしょうか。光と質量は変換し得るとしても、熱運動と質量はそっくり変換し得ないように思います。
	　 4) エネルギーは質量であり、質量はエネルギーです。
→ これも質量の定義次第で、m= h /(λv)に相応する(いわば量子力学的な)質量ならはエネルギーと等価になり得るように思います。極端なことをいうと、原爆では個々のウラン原子核の質量の1部がエネルギーに変ったもので、そこら辺の石ころは質量があるからといって決してエネルギーに変わることはないと考えます。

psa29 · Answer

質問者さんやNo.14回答者のd9winさんと同じように、私も光には質量があると思っていました。
ところが puyo3155さんが自信を持って光子、つまり光の質量はどんな時でも0である。
それは物理学での常識と仰っていましたので、今までの私の勝手な理解が間違っているのでは？と疑問を持ちました。

そこで調べたところ、従来の私の理解が間違っていて、光子の質量は0である。という理解が正しいようです。

http://irobutsu.a.la9.jp/PhysTips/FAQphotonmass.html
　　
　　　http://www.gakkai-web.net/butsuri-jrsession/2014/a.html

https://global.canon/ja/technology/s_labo/light/001/10.html

ですから、質問者さんがNo.9の回答への補足で言っている
　＞光にエネルギーがあるなら、光には質量があると言えます。
 　これは間違いということになります。

今回、質問者さんの内容を読んで、自分の間違いに気付くきっかけとなりました。
ありがとうございました。

puyo3155 · Answer

理解しようとしない人に説明しても無駄なのでこれで終わりにします。

＞マクロとか何とか言っているのは、あなたです。そもそもマクロとかミクロとか、私は言ってません。論理の話をしています。

論理の話は物理ではない。
ならが他のカテゴリーでやってください。

あなたがマクロもミクロも言っていないのはわかっていますよ。だって、理解してないんだから（（笑）　そのために、自分が、支離滅裂になっているから、教えてあげただけです。

＞光にエネルギーがあるなら、光には質量がある。

やめなよ。光子の質量はゼロ。あなたが何を言おうと事実です。
それが、マクロとして観測されたとき、質量として見えることがある。
だって、実際、私達の体重はそうやって、質量として観測されていますから。

＞E=mc^2の意味は、エネルギーは質量であり、質量はエネルギーという意味です。エネルギーが質量に変換したときの値とか、質量がエネルギーに変換したときの値を計算する式では、ありません。

だから、はずかしいからその話やめなよ。
光子の質量はゼロ。それでもエネルギーを持つ。

＞バネを押してエネルギーを溜め込むと、エネルギーをためてないバネよりも、質量は増加します。

その通りですよ。

＞陽子と中性子が結合していると、その結合エネルギーは、質量として計測されます。

そうですよ。

＞そして、結合がとけると、結合エネルギー(質量)が、熱などのエネルギーになります。

そうですよ。

＞もしも、熱などのエネルギーを回収して、全体の質量はどうなるかといったら、分裂する前の質量と同じです。

＞エネルギーは質量であり、質量はエネルギーです。

そうですよ。
でも光子は質量ゼロ。それでもエネルギーを持つ。
E＝ｍｃ２は、静止したときの話。止まらない光には使えない。
常識です。

想像したより、ずっと低いレベルの基礎知識しかないことがわかったので、離脱しますね。もっとはやくわかっていれば、無駄な時間を使わなくて住んだのに・・・わかったような雰囲気だすのだけはうまいですね。他の質問のやりとりも、みんな失笑してますよ。無知の知・・・もっと謙虚になってくださいな。

さようなら。あしからず。

puyo3155 · Answer

＞光があれば、電子と陽電子が作られます。そして、すぐに両者は消滅して光になります。電子と陽電子には質量があります。

ですよ。それが、ヒッグス機構ですから。

＞そして、電子と陽電子が生成されたかどうかは重ね合わせになっています。

？？？　意味不明。

＞生成された状態とそうでない状態が重ね合わせです。

なっていませんよ。それは観測問題で別の話です。

＞電子と陽電子には質量があります。

ありますよ。
でもそれ、マクロの質量とは違いますからね。

＞すなわち、箱に光を閉じ込めたなら、箱の質量は、光の質量と箱の質量が合算されたものです。

はこの質量は、エネルギーをマクロに観測した質量です。
光子の質量は関係ありません。E＝ｍｃ２は、まさにこれ。

私の話を少しは理解する努力をしないさいよ。
あなたの体重は、この箱の問題と同じ。９９％は、グルーオンの強い力の結合エネルギーです。観測すれば、E＝ｍｃ２で、結合エネルギーは質量と等価です。でも、グルーオンに質量はありません。

グルーオンを光子に、箱をあなたの体重にすれば、まったく同じ話です。マクロに観測される質量と、素粒子の質量の区別ができないんですね。このれべるの、貧困な基礎知識だと、永遠に理解できないのもわかりますね。

＞エネルギーと質量というのは、変換するものではなく、エネルギーはそのまま質量で、質量はそのままエネルギーです。

それはマクロの話ですね。

ここまで無知だとと、説明しようありませんね。
量子論を全くしらないことだけはよくわかりました。

puyo3155 · Answer

＞光にエネルギーがあるなら、光には質量があると言えます。

もう討議つくされた話だからさ。
ネットも検索すれば、１００以上説明があります。

光はネルギーがあっても、質量はありません。
決着がついて、自分だけ知らないことを、無知を自覚せずに聞いても恥をかくだけです。

＞もしも、光を箱に閉じ込めたなら、箱全体の質量は光のエネルギー(E=mc^2)に換算される質量と箱の質量が合算されたものだと思います。

それは、光が質量があることにはなりません。光のエネルギーが、マクロでは、質量として観測されるだけの話です。

我々の体重だってそうですよね。素粒子由来はわずか１％。われわれのマクロ質量のもとは、グルーオン（これも素粒子ね）による強い力に閉じ込められて結合エネルギーに由来します。ちなみに、グルーオンの質量もゼロですね。

マクロとミクロの区別がついていないことを、自分で宣伝しているようなものです。やめたほうがいいですよ。

＞そもそも、エネルギーがあれば、そこにはそのまま質量はあると思います。これに反する実験例を教えてください。

光は、エネルギーを持ちますが、質量はない。
それが、そのまま、あなたの理屈の反証です。

puyo3155 · Answer

＞あと、あなたに古典しかしらなと言われる筋合いもありません。

まあそうでしょうが、一つも場の量子論の基本知識をコメントされず、古典論の説明だけすれば、そう思わざるを得ないでしょう。典型的な、量子論しらずの、古典語ごね・・・ってことです。

puyo3155 · Answer

支離滅裂もここまでくると、もはや落語ですが（笑）

あなたが、どこまで、何も知らないかを明らかにすることで、このカテゴリを荒らし、つきあわされて迷惑を受けている人に少しでも役立つかな？

＞あなたは光子の質量は0だと言っています。

私が言っているのではありません。
光子の質量はゼロです。分かっていることを言っただけです。

＞それは説明不足です。

説明する必要はありません。あなたが、場の量子論なり、電磁気学なりをちゃんと勉強すればわかることです。説明する義務も義理もありません。

＞光子の静止質量が0と言われています。

言われていません。光子は質量がないので止まることはありません。とまらないものに静止質量などありません。それは、質量とエネルギーが等価であることから、質量のない光子がエネルギーをもつことを、比喩して言っただけの話です。その話を、マクロの慣性質量とごっちゃにしているのが、まさにあなたの勘違いです。

＞そして、静止質量は慣性質量かどうかはあなたは言っていません。

光子に質量はありません。それは事実です。

世の中に慣性質量以外のものもはありません。重力質量は一般相対性理論で、慣性質量に等価ですから。

しかも光子の話は、そのどれとも無関係です。慣性の法則も、重力質量も、慣性質量も、マクロ物質の話です。

＞私は光子が静止している場合を知りません。

私もしりません。だれも知りません。光子は止まらないのですから。
勉強してください。

＞(しかし、もしも、光子が静止している場合には静止質量が0ならば)

とまらないので、もしもはありません。
ないことを仮定する、詐欺師手法を使うのはやめてください。

＞光子に質量はないと、あなたは言っています。

光子に質量はないのは、ゲージ粒子の計算過程から自明です。むしろ、光子以外がなぜ質量を持つようになったかに、物理学は長い間悩まされてきまっした。自発的対称性の破れやヒッグス場との相互作用を導いて、その証拠であるヒッグス粒子の観測をもって、標準模型は完成したのですから。

マクロと、ミクロの話をごっちゃにしてはいけません。
光子は、あなたの思う、粒子ではありませんから。

puyo3155 · Answer

＞まず、私が質問者であなたは回答者です。回答者は質問者に質問するのはおかしいです。私はひたすら聞く立場で、回答者は答える立場です。

もう一つ補足すると、あなたは、金でも払って専門家に教えを請うている客のつもりなんだろうね。

他の回答みても

・　数字で示せだの
・　再度計算しろだの
・　自分が納得行かないと、意地がわるいだの

なのにあなたは

・　逆に確認された定義や
・　あきらかな質問の矛盾の指摘

はすべて回答せずにスルー

それでいて、あとだしジャンケンで

・　こう思うのは当然
・　実はこういう意味だからあなたはおかしい

などという。

このサイトがなんで成り立っているかといえば、

・質問者が質問し。
・それをどこまで自分で考えたかを示し。
・そのの回答の方向性を知っている有識者が
・そのきっかけとなる、既知の理論をベースにした回答をすることで
・質問者も喜ぶし、回答者も自分の知見が役立つし、
・見ている第３者もそのやりとりを通じて、特定テーマの理解が深まる。

からです。傲慢で、ルールを無視した質問に、可能な限り科学的態度望むように、その矛盾を指摘するのは当然のことだと思います。でなければ、ここは、ただの、お馬鹿なつぶやきの掃き溜めになってしまいますから。

あなたが、いろいろな興味があるのはなんとなくわかります。しかし、科学的物事の理解には、それに応じた基礎学力が必要です。あなたの知っている知識と古典論しかしらないと思われる能力で、思いつきの質問をしても、不毛だということです。無知の知・・・・これが、学問に望む、もっとも基本的な態度であり、その謙虚さがなければ、新しい概念の理解はとうてい無理だと感じます。

puyo3155 · Answer

＞まず、私が質問者であなたは回答者です。回答者は質問者に質問するのはおかしいです。私はひたすら聞く立場で、回答者は答える立場です。

ちがいますよ。QもAも、みんなでルールをまもり、価値あるサイトにしていくのです。そうでなければ、何も対価を得ずに、ボランティアで回答する意味はありません。

＞あと、慣性の法則というのは、慣性質量とは何の関係もありません。慣性の法則は「物体に力が加わらないならば、物体は静止か等速直線運動を続ける」というものです。

その通り。

＞それになぞらえて、私は、「光が慣性の法則に従う」というのは、「光に力が働かない限り光は等速直線運動を続ける」と言っただけです。

後出しで、うそを言うのはやめましょうね（笑）
質問の中で、あなた自身が、光が慣性の法則に従うか・・・って言っているじゃないですか。慣性の法則とは、マクロな物質の、力と運動に関する、古典力学の法則。光をそれになぞらえても、なぞられられません・・・と言っているのがわかりませんか？光子は、あなたの思う、物質でも粒子でもありませんよ。量子論の基礎がまったくわからないのだと思いますが、それでは光子や光を語ることはできません。

＞そして、これの真偽は問いません。

QAサイトは、真偽なり、ない知識を、ある人から教わるところです。仮説の討議場でも、共感の場でも、アンケートの場でもありません。

＞また、このこと「光に力が働かないならば光は等速直線運動を続ける」と「光子に質量があるか、ないか」は関係ないし、私は言及もしていません。

あなたが、慣性の法則に従うか・・・
と言っているじゃないですか。

あとだしで、指摘されて、話を変えないでくださいよ。

＞光子に静止質量はないとされています。

また別の話にすり替える。この詐欺手法やめようね。

ないんじゃないよ。質量がない＝止まらないってことです。
場の量子論を勉強しなよ。

思いつきで、言葉の表面あさっても、永遠に答えなどないよ。

＞私は光が静止している場合というのをを知りません。

だれも知らないよ。光は静止しないから。波だからね。

＞あなたは、光子が静止している場合というのを知ってい

言ってもないこと決めつけて、いかにも最初から言っていたかのように相手に逆質問する。まさに詐欺師の手法（笑）首尾一貫してますなぁ。

puyo3155 · Answer

＞質問の意味が伝わっていません。

伝わっていますよ

＞例えばでいうと、明日は晴れかどうかは分からなくても、
明日が晴れならば、明日は傘は必要ないということは言えます。

そんなことあたりまえ。
それは、傘とはなにか、雨が降れば傘が必要、という説明に現れない前提条件を共有しているからですよ。

＞しかし、明日が晴れならば、地球が丸いということも、地球が丸くないということも言えないと思います。明日が晴れかどうかと、地球が丸いかどうかは無関係だからです。

その通り。あなたの質問はまさにこれです。

＞そんな感じで、

そんな感じで言えば、まさに後者です。

＞光に慣性があるなら、(あるいは、ないなら)、光速度不変は成立する(あるいは、成立しない)ということは、言えるか？

自分で言って語るに落ちていますね。

光に質量はない。したがって慣性を論議する対象でさえない。それと光速度不変に論理的なつながりはない。そもそも、既知の事実に反した前提は、この世のことではないので、すべての物理法則の論理関係はなくなります。

＞と聞いています。

だから聞いても無駄だよって言ってます。

＞私は光に慣性がある(または、ない)と、光速度不変は成立する(または、成立しない)は無関係だと思うので、「何とも言えない」というのが答えです。

こたえのない質問は意味がありません。
勝手に他のカテゴリでやってください。

＞しかし、関係があると思うなら関係を教えてください。

関係があるもないも、答えられない。それ以前の支離滅裂な非科学的会話です。

自分のこと言う前に回答しさないよ。

・光子に質量はない。
・慣性の法則はマクロの話。
・光速度不変は観測した実験値。

それの何を答えるの？？？？

光に慣性があるとすると、光速度不変は成立しないですか。

私も、「光が慣性の法則に従うか否か」と「光速度不変は成立するか否か」は無関係なので、4つの質問とも真偽か判定不能だと思います。

質問者さんやNo.14回答者のd9winさんと同じように、私も光には質量があると思っていました。

理解しようとしない人に説明しても無駄なのでこれで終わりにします。

＞光があれば、電子と陽電子が作られます。

＞光にエネルギーがあるなら、光には質量があると言えます。

＞あと、あなたに古典しかしらなと言われる筋合いもありません。

支離滅裂もここまでくると、もはや落語ですが（笑）

＞まず、私が質問者であなたは回答者です。

＞まず、私が質問者であなたは回答者です。

＞質問の意味が伝わっていません。

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