友人に以下のような質問をされました。
「右という概念を宇宙に普遍的に定義することは可能か?」

「地図上で、北を上にしたとき東の方向」では地球以外では成り立ちません。
「フレミングの左手の法則」でも、磁界の向きを両極を元に決めているのでだめです。
とすると、
「ベータ崩壊時における電子の飛び出しが多い方」
と定義するしかなさそうですが、もっと簡単に定義できないものでしょうか?
ちなみに私も友人も共に、そんなに自然科学に強い訳ではありません。
二人とも文系の大学卒です。

もっと易しい定義の仕方があるなら教えてください。お願いします。

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A 回答 (8件)

 送信側と受信側で共通に観測できるものを利用せずに(従って見本を送るのもだめ)、右がどっちなのかを教える方法。


 この問題(オズマ問題と言うそうです)については、これ以上はまず望めない、という名著があります。Martin Gardner 「自然界における左と右」 (紀伊国屋書店)。万人向けであり、予備知識不要、数式も出てきません。もとの本は1957年のP対称性の破れの発見を契機に1964年に初版が出て、以後、物理学の進展に従って改訂されてきています。
 この本によれば、「中性K中間子の崩壊」に関する実験(1964)で示された「CP対称性の破れ」を使って、たとえ相手が反物質の銀河にいる反物質知性であっても、左右を正しく指定できる、というのが結論のようです。(P対称性の破れを使うと、相手が反銀河にいる場合にはうまく行かない。)
 なお、「片手がひとつだけ浮いている以外全く何もない宇宙において、その手が右手か左手かを決められるか」という「哲学的」問題は、本件とは別の話ですのでご注意。

この回答への補足

オズマ問題というのですか!早速Web等で調べてみたいと思います。
マーチンガードナーの本も購入して勉強してみます。ところで、浅学を晒すようでなんなんですが、私が唯一確認している(?)ベータ崩壊時における電子の飛び出しの偏りというのは、「P対称性の破れ」と同一視してよろしいものなのでしょうか?それとも全く別のものですか?
また、最後の「片手がひとつだけ・・・」は初めて聞きました。余裕があれば、その哲学的な別の話も調べてみたいと思います。

補足日時:2001/01/05 12:45
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この回答へのお礼

どうも的確なご回答をありがとうございます。
だんだん回答してくださる方が減ってきたので、あと2,3日したら回答を締め切らさせていただきます。

お礼日時:2001/01/05 12:45

補足に関するコメントです。


P(パリティ)対称性の破れ=鏡像対称性が成り立たないこと。ヤンさんとリーさんがコバルト60のβ崩壊で実験的に証明した奴です。

この回答への補足

P対象の破れについても解答をいただいたので、回答を締め切ります。どうもありがとうございました。

補足日時:2001/01/06 21:11
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この回答へのお礼

2回目の回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/01/06 21:11

 専門家の方にお任せしようと傍観していたのですが、反対意見ばかりのようなので、ちょっと参加させてください。


 以前読んだ本に、遠く離れた宇宙人に言葉だけで左右の定義を伝えられるかという話がありました。確か「弱い力」が空間反転に対して対称ではないこと、いわゆる「P対称性の破れ」を使えば伝えられる、という結論だったように思います。Lee、Yang、Wuが実験で確認した非常に重要な事実です。Magoichiさんのおっしゃる通り、ウィークボゾンが媒介する現象で左右の定義が確認できると思うのですが、ただ具体的にどうすればいいのかがわからず回答をためらっていました。
 また、皆さんのおっしゃる通り、その他の方法では伝えることはできません。地球の磁極も含めて、必ず人間が決めた前提が介在するからです。ただ、CP対称性の破れで左右を定義できないのかと言われると、わかりませんと答えるしかありません。申し訳ありません。m(_ _)m

この回答への補足

「CP対象性の破れ」とは、サハロフや吉村によって提唱および検証されてきた、粒子と反粒子の相互作用の非対称を謳った理論ですね?この世に反粒子がほとんど存在しない理由として提唱されている理論だったと思うのですが、それが、右左の区別をつけられるかもしれないというのは非常に興味をそそられます。

なるべく多くの人の意見を聞きたいので、もうしばらく回答を締め切らないでおきます。

補足日時:2001/01/03 14:26
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この回答へのお礼

ご回答どうもありがとうございます。
そんな・・・。私が教えを請う方なのに、謝られては恐縮です。どんどん忌憚なき意見をおっしゃってください。

お礼日時:2001/01/03 14:26

補足を読みました。



そういうことなら簡単です。

その対象から見て正面を12時方向として対象の水平3時の方向を「右」と定めればいいのです。これは宇宙でなくてもどこでも通用します。

その対象には上下と前後があることが必要ですが。

簡単に言えば自分から見て右を「右」とすればいいのですよ。

つまり自分が基準。左右の定義自体「自分」を基準にした相対的なものえすからね。

#教科書に載っている心臓の図で左に書いてあるのに「右心室」というのと同じ。

この決め方はSFで宇宙船の進路を変える時に使っていますよ。

この回答への補足

なるほど。
それはそうですね。おっしゃることは理解できます。

ただし、「自分から見て右」という決め方を「正面を12時方向として水平3時」という決め方は、その取り決めがある地球人だけにわかる決め方ですよね?要は、その我々が「12時方向に対して3時」をいうことを、いかに普遍的に示せるかをお尋ねしているのです。「ベータ崩壊における電子の飛び出しのばらつき」に関しては、地球人が観測しようが、宇宙人が観測しようが、客観的に定義できると思います。そして、そのように定義できるほかの易しい方法は無いのかな?と尋ねているのです。
本当に質問の仕方が悪かったので、何回も質問を重ねてご迷惑をかけます。
どうぞ気分を悪くなさらずに、もうしばらく私の疑問か誤解かにご回答ください。

補足日時:2001/01/03 02:04
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この回答へのお礼

短い間に回答していただきありがとうございます。

お礼日時:2001/01/03 02:04

左右という定義自体相対的な概念なので不可能です。



仮にある方向を「右」と定義出来たとしましょう。

そこで自分がその「右」という方向に行くのに「左手」「前」「後ろ」「斜め左前」「水平方向左30度・垂直方向上20度」(くどくなるのでこれ以上はやめよう。。。)等の方向に方向を変えて進んだ場合、それでもなおその方向は「右」でしょうか?

この回答方法を帰納法といいます。

でも、これはむしろ文系の問題でしょう。言葉の定義という。

この回答への補足

申し訳ございません。私の質問の仕方が不十分でした。
絶対的な右という概念でなく、この場合には右という決め方が地球外でできるかということです。

補足日時:2001/01/03 01:11
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/01/03 01:11

おっしゃられてるβ崩壊のことについては知識が在りませんが、観測者ではなくコイル自体の上下が指定されなければいけません。



電流の流れだけで、コイルの上下も決定されてるのでしょうか?

この回答への補足

言葉足らずですみません。
コイルを流れる電流の向きが上向きになる方を手前側、電流が下向きになる方をあちら側にしたとき、電子の飛び出しに偏りがあります。その飛び出す数が多い方がこちらから見たときに右側になると以前聞いたことがあります。
もちろん、反対側から見れば左側になるのですが。

コイルの上下ではなく、電流の流れる向きを基準にしているので左右が決まると思うのですが。

これは質問の仕方が悪かった私の責任ですが、絶対的な右というわけではなく、何らかの客観的な現象を観測することによって、「この場合は右」という風に、地球外でも規定できるかということです。

補足日時:2001/01/03 00:52
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この回答へのお礼

重ねてのご回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/01/03 01:10

Hiramatuさんの言うとおり、不可能です。



一般に向きの定義は、座標系の設定が必要ですが、
「左右」の定義には、”特定の方向”を2つ指定しなくてはなりません。これは、宇宙に固定座標系があったとしても必要です。

我々が、左右を判断するのは、「見る方向」=「前方」を基準にしてますね。
ここで、注意しないといけないのは、この前方を定義される”前”に、すでに「上下」の設定が成されているということです。

上から見て「右」でも下から見ると「左」なんてことになるでしょ?

すなわち、我々も自然と「上」あるいは「下」という方向と、「前」という方向を設定した上で、「左右」を決定してるのです。ちなみに、「下」の定義 は「物体が落ちる方向」で、「上」はその逆方向ですね。

この2方向の取り方は、任意なので、絶対的な「左右」の定義は不可能です。

「北を向いたときに東にあたる方向」は、逆立ちをしてる人には、逆になってしまうのです。つまり、もう一つ方向を指定しなくてはいけないんです。

この回答への補足

なるほど。方位を元にして定義するのは無理ということは理解できました。
しかし、ベータ崩壊の際は電流の向きを基準にできるので、観測者の上下に関わり無く定義できると思いますがいかがでしょうか?

補足日時:2001/01/02 22:07
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この回答へのお礼

どうもご回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/01/02 22:07

不可能だと思いますが。


善悪が相対的なものであるように、左右もまた相対的なものだと思います。あなたの右手の方向が、あなたにとっての右です。かといって、それが私にとっての右とはかぎりません。もしかしたら同じかもしれないし、もしかしたら違うかもしれない。
百科辞典に当たってみましたが、HDH世界大百科辞典の「右と左」の項は「右あるいは左を絶対的に定義することは不可能である。」という一文から始まっています。
お友達がどのような意図でそのような質問をしたかはわかりませんが……

この回答への補足

そうでしょうか?
例えば「地球上で」という制約をつければ、「北を向いたとき東にあたる方向」という定義ができませんか?
また、少なくとも、電流を流しているコイルの中央部に放射性元素を置いたときに起こるベータ崩壊時においては、電流の向きと、電子の飛び出す側の偏りによって普遍的に定義できると思いますが。
百科事典に不可能と書いてあるとは・・・。驚きです。

補足日時:2001/01/02 13:49
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この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます。

お礼日時:2001/01/02 13:49

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磁力線は同じ向きだと反発します、(逆向きだと引き合う)
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 ┏━━━━━━┓
 ┃N極------S極┃
 ┗━━━━━━┛
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 ←─磁力線───ふたつの磁石は引き合います。
 ┏━━━━━━┓
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http://www.moge.org/okabe/temp/quantum/node25.html
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QN巻きコイルとソレノイドコイルの作る磁界Hについてなのですが、 円形コイルの中心にできる磁界はI/(

N巻きコイルとソレノイドコイルの作る磁界Hについてなのですが、
円形コイルの中心にできる磁界はI/(2r)です。

それがN回巻かれたN巻きコイルの作る磁界は{I/(2r)}×N

となり、ソレノイドコイルは円形の回路がN巻きと見なすことができるのでソレノイドコイルの作る磁界もやはりN巻きコイルと同じになるのではと思うのですが違うようです。


以下のページでは
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/elec/ryuujiba/ryuujiba.html

>もし、円形の導線を N 回ぐるぐる巻きにした場合は、

  H = N×{I/(2r)}

となります。これは電流を N倍にしたのと同等です。
これを横に拡げるとソレノイドになります。
この場合の磁場の強さは、下で説明しますが、H = nI

引用終わり


とあり、このページ中程の説明でも
N巻きコイルが作る磁界は円形コイルの作る磁界のN倍である。
>これを横に拡げるとソレノイドになります。

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なぜN巻きコイルとソレノイドの作る磁界の計算は違うのでしょうか。

N巻きコイルとソレノイドコイルの作る磁界Hについてなのですが、
円形コイルの中心にできる磁界はI/(2r)です。

それがN回巻かれたN巻きコイルの作る磁界は{I/(2r)}×N

となり、ソレノイドコイルは円形の回路がN巻きと見なすことができるのでソレノイドコイルの作る磁界もやはりN巻きコイルと同じになるのではと思うのですが違うようです。


以下のページでは
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/elec/ryuujiba/ryuujiba.html

>もし、円形の導線を N 回ぐるぐる巻きにした場合は、

  H = N×{I/(2r)}

となりま...続きを読む

Aベストアンサー

すべて、お示しのサイトに懇切丁寧に説明がされているではありませんか。
「下で説明しますが」とあるとおり、ちゃんとしたに説明されていますよ。

>なぜN巻きコイルとソレノイドの作る磁界の計算は違うのでしょうか。

「I [A] の電流が流れる、1m当たりの巻き数が n [回/m] のソレノイドの内部の磁場の強さは次式で表されます。
  H = nI
 上の複数巻きの円形電流のときの大文字の N と、このソレノイドのときの小文字の n は別物です。混同しないようにしてください。N は同じ場所で何回ぐるぐる巻いたかという数で、n は巻き数の密度です。N は 500回巻けば N=500 ですが、n は 2m につき 500回巻けば n=250 です。」

「そしてこの式には r が出てきません。半径の大きさに依らないのです。」

この「依らない」から詳細解説のページに飛んで、

「ソレノイドの磁場が半径によらないことの説明

ソレノイドがつくる磁場の式 H = nI には半径 r の文字が含まれていないので、半径が大きかろうが小さかろうが磁場の強さは変わらないということですが、
これは、半径が大きくなればその分、電流の微小部分の個数が増えるので、磁場が小さくならないということです。半径が大きくなると、たとえば中央付近は電流からの距離が遠くなるので磁場の強さが小さくなると思いがちですが、その分、中央付近に影響を与える微小部分の個数が増えるのでトータルで変わらないのです。」

そしてこの下に、図に基づいて説明されていますね。

きちんと、全体を読んでから質問してください。

すべて、お示しのサイトに懇切丁寧に説明がされているではありませんか。
「下で説明しますが」とあるとおり、ちゃんとしたに説明されていますよ。

>なぜN巻きコイルとソレノイドの作る磁界の計算は違うのでしょうか。

「I [A] の電流が流れる、1m当たりの巻き数が n [回/m] のソレノイドの内部の磁場の強さは次式で表されます。
  H = nI
 上の複数巻きの円形電流のときの大文字の N と、このソレノイドのときの小文字の n は別物です。混同しないようにしてください。N は同じ場所で何回ぐるぐる巻いたか...続きを読む

Q導線が磁界から受ける力ではなく、磁石が受ける力

このような図
[      N      ]
↓↓↓↓↓↓↓↓↓
↓↓↓  ← ↓↓↓
↓↓↓↓○↑↓↓↓
↓↓↓  → ↓↓↓
↓↓↓↓↓↓↓↓↓
[      S      ]
で説明する導線が磁界から受ける仕組みはわかったのですが、
磁石は力を受けるのでしょうか。
受けるとしたら向きは導線が受ける力の向きと逆になると思うんですが、その場合、原則と違って磁石は磁界の弱いほうから強いほうに力を受けていることになるんではないでしょうか。
わかりにくい説明ですが、なんかすっきりしないので教えてください。

Aベストアンサー

電線には電流が流れているということでいいですよね。
こちらに向かう電流とします。すると反時計回りの磁力線ができます。
磁石の磁力線は強まる側と弱まる側ができます。
電線は磁力線の強いほうから弱いほうへ押されます。
もし、電線より磁石の方が動きやすい構造なら当然磁石が反対向きに動きます。

2人でスケートリンクに立って押し合いをしたら滑りやすい靴を履いている方が動きますね。
それと同じです。


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