特殊相対性理論の原理について。

特殊相対性理論の原理(前提)は、光速度不変の原理と相対性原理だけではないと思います。

例えば、
・時間というものがある
・空間というものがある
・速度というものがある
・加速度というものがある
・現在の常態が全て既知ならば未来の常態は完全に予想できる
・自然界は数学で記述できる
など、いろいろな前提があると思います。

その他にどんな前提がありますか。

質問者からの補足コメント

• 自然界に光速度不変の原理と相対性原理があるからといって、それだけでは自然界にローレンツ変換が成立するとは限りません。理論としては、前者からは「数学的な段取りだけ」で後者が導かれます。前者が正しいから後者は正しいというためには、もうひとつ。自然界の原理→帰結は、数学的段取りによる原理→帰結と一致するという前提があると思うのですが、違うのでしょうか。

  No.6の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/03/01 20:17

No.7 回答者： tsumina 回答日時： 2023/03/04 18:28

>自然界に光速度不変の原理と相対性原理があるからといって、それだけでは自然界にローレンツ変換が成立するとは限りません。

なんだか、まったく意味がわかりません。そんな単純な話ではないと思います。歴史を追って考えてみてください。

１９世紀後半、マクスウェルの方程式により、電磁波は完璧に記述され、光も電磁波であることがわかりました。ところが、等速運動する慣性系同士の座標変換であるガリレイ変換を認めると、方程式の形が変わってしまうのです。そこで、ローレンツや、他の物理学者が、方程式を普遍に保つように、辻褄あわせで考えたのがローレンツ変換です。特殊相対性理論よりずっと前の話ですね。

ところが、だれもその意味がよくわからなかったのです。ローレンツも、ポアンカレも絶対時間を信じ、２つの系での同時性を疑わなかったからだと言われています。

アインシュタインの思考が天才的なのは、たった２つの原理を仮定するだけで、マクスウェルの方程式とは無関係に、ローレンツ変換をダイレクトに導き、時間の概念を変えたことです。ローレンツの功績をとって、ローレンツ変換と言いますが、変換式自体は、そもそも、相対性理論とは無関係だったわけです。

これだけを見ても、

＞自然界の原理→帰結は、数学的段取りによる原理→帰結と一致するという前提があると思うのですが、違うのでしょうか。

がナンセンスであることがわかります。

数式が現象を記述し、そのモデルの矛盾から方程式を考えるも、それを自然の現象と結びつけるために、なるべくシンプルな仮説を探す。あくまで、自然が主役で数学はツール。そして、理論が未来永劫正しいわけではない。特殊相対性理論でさえ、いまの時点で、対象となるスケールや条件において、もっとも確からしい仮説群でしかありません。

No.6 回答者： tsumina 回答日時： 2023/03/01 07:59

物理の理論は、対象としている新しい考え（過去の理論に反するアイデア）を導くための原理以外、すべて受け入れてのものです。

特記する話ではありませんし、したら無数あります。

さらに、他の回答にもありますが、速度や加速度があるなんて、原理でもなんでもないし、自然界は数学で記述できるのも、記述してうまく説明できている・・・という結果であって、原理ではありません。こんなことまでいいだしたら、さらに無数が加わります。屁理屈ですね。

この回答へのお礼

物体において、あるときの位置と速度と力が与えられ、その後の力が与えられれば、その後の物体の位置や速度は把握できるという前提はあると思います。違うのですか。

お礼日時：2023/03/01 20:02

No.4 回答者： gyakutennzizou 回答日時： 2023/02/28 19:06

相対性理論は、全く無関係の、

（複数の時間の正体）を、ごちゃまぜ思考して居る。
また、ガンマの数式は、成立しない。

よって、相対性理論で、時間を語る事に、意味など無い。
＿

宇宙時間方程式　（T）＝（M±）±（E±）

https://blog.goo.ne.jp/gyakutennzizou/e/58b0f743 …
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

↑　上記の理論と数式を参考に

By　逆転地蔵

No.3 回答者： GOMΛFU 回答日時： 2023/02/28 11:46

特殊とは重力も加速もない特殊な環境下のことです。

No.2 回答者： endlessriver 回答日時： 2023/02/28 04:05

その通りですが、少し前提の意味が原理とは異なります。

時間、加速度、速度は定義の範疇です。
予想については、特殊相対論と直接無関係です。
また、数学記述はできる出来ないではなく、しているだけです。

空間については原理ともいえると思いますが、このようなこと
を漠然と記述しても議論の対象にはなりません。

繰り返すと、具体性を欠く抽象的な記述は無意味です。

1.
空間の一様性や等方性は特殊相対性原理の範疇と思う。

2.
何処にも書かれていないが重要なものとしては
・「光以外、光速度以上は無い」
という原理がある。これはローレンツ変換からの定理とされて
いるが、この原理が無いとローレンツ変換が導けない。

あまりこだわりすぎても面倒になるだけだが、原理をしっかり
考えないと、タキオンなど陳腐な議論になるという例です。

No.1 回答者： kantansi 回答日時： 2023/02/27 21:31

特殊相対性理論の原理や前提については、議論や解釈が異なることもありますが、一般的に言われている主なものを以下に挙げます。

相対性原理：物理学の法則は、全ての慣性系において同じ形で成立するという原理。

光速度不変の原理：真空中を伝わる光の速度は、どの慣性系から見ても一定であるという原理。

時間の相対性：時間の経過は、相対的であるという原理。

空間の相対性：空間の形状や座標系は、相対的であるという原理。

質量-エネルギーの等価性：質量とエネルギーは相互変換が可能であるという原理。

自然界の数学的記述：自然現象は数学的に記述することができるという前提。

物質の保存則：エネルギーや運動量などの物理量は、系全体に対して保存されるという原理。

加速度の影響：加速度によって時間の流れや空間の形状が変化するという原理。

これらの原理や前提によって、特殊相対性理論の予言や実験結果が説明されています。ただし、このリストに挙げた以外にも、様々な前提が存在することに留意する必要があります。