ｇ＝ＧＭ／Ｒ^2が成立する理由を教えて下さい。（学会での議論など。）

ｇ＝ＧＭ／Ｒ^2　は、
「確かに成立します」。
（ということが、経験的に人類は分かっています。）

しかし、
「どうして」成立するんでしょうね？

その、
「なぜ」について、
学会で候補に挙がっている説や
議論の中での有力な説などでもいいので、どなたか解説して下さい。

よろしくお願いします。

No.5 回答者： Damena 回答日時： 2007/01/30 00:25

first_nameさんは学会や識者たちの見解について興味があるとおっしゃったいますが、これに関しては「教科書の記述」と相違ないと思います。

一般的な見解の中でエキサイティングなものは多くないと思います。下手をすると疑似科学扱いを受けてしまいそうです。

次に、「なぜ」に対して「納得しうる理由」について論じられていますが、これについては物理学の問題ではなく、「何を持って納得とするか」すなわち「『納得』する主体」自身の問題であると思います。これは、不可思議なものを見たときの「神秘的な感覚」をあらわすクオリアの一種ともいえます。これらは科学との親和性があまりよくなく、当面の間は、科学的記述をすることは難しいと思います。

最後に、first_nameさんは、この質問の困り度を最高に設定していますが、つまるところの質問の意図が見えません。失礼ですが、回答者への反応も一貫性が薄く、なんだか回答者たちを「試している」印象を受けました。もう少し、質問内容と自分の見解を整理してから提示していただかないと、建設的な議論が進むとは思えません。

この回答への補足

でも、
素粒子が
「サラブレッドの形をしていたら」
ちょっと究極の素粒子だ、と言われても納得できないのは事実ではありませんか？

クオリアという、
「人間の感性、都合上の問題」ではなく、

強いていうなら

「全宇宙の生命体すべてが納得する様な、”銀河系全域レベル的クオリア」を求めているとでも言えばいいでしょうか。

球（や円）の形は、
惑星の形であり
又銀河系やその他の形でもあります。


これは、
「人間の知覚としてのクオリア」を超えているのではないでしょうか？


クオリアを持たない機械がいたとしても「ピー、ガー、ハイ、ソウデス、納得デス！」という様な、

そんな議論をしたいんです。

人間のクオリアの話というより、
「理詰めの話」です。
１＋１が２になる、一応コレは
「クオリア」ではなく
「理の結果」です。

自分の見解も何も、
ココは

「ＯＫＷＡＶＥ」です。

分からないからご質問しているのです。
そこのところ、ご理解をいただきたく思います。（＾＾

補足日時：2007/01/30 18:03

No.4 回答者： doc_sunday 回答日時： 2007/01/29 21:57

>「どうして」成立するんでしょうね？

これに関しては将来とも答えは「ありません」。
偶然としか言いようがありません。重力子や空間のゆがみを用いて説明しても、それは所詮式の上だけのことで、どこまで行っても「なぜ」式と現実が一致するのかは「不思議」の一語だけです。
自然と「学問の予見性」については科学哲学の範疇ですのでそちらの本をお読み下さい。

この回答への補足

そうやって割り切ってしまって本当にイイものなのでしょうか。

科学哲学については深く存じていませんが、
「式と現実が一致する」ことには幾つか示唆される可能性があって、

１、単なる（局所的な）偶然
２、理論が現象を正確に記述している（その場合はもっと数式の深い意味を考える必要があるでしょう。）
３、偶然の中の必然

と３つ位あって、
その上で
この世界に、

１、本当は理論等ない。混沌（カオス）である
２、世界に理論はある。すべては理の通った必然である。
３、理論と呼ばれているものは、「カオスの中からたまたま強調されて浮かび上がってきたものである」というだけだ


という３つの可能性が（よく本なんかでも言われているようですが。）あるということだと思います。



科学哲学については探ってみます。


最後に、もう一つ。


「世界は、基礎単位が全て球である。
　その重ね合わせで出来ているから、
　その幾何学と物理法則が関わりを持ってくる」。

この考え方も、
物理学ではなく「科学哲学」に入りますか？

この一点
（球であるから理論がこうなるのだ、などの様な考え方を実験・理論・その他の研究で明らかにしていくという事が、「科学哲学であるのか、それとも純粋な科学でありえるのか。」）

についてお答えいただけると幸いです。

科学では
「なぜ」を記述してはいけないのですか？
それとも、
「記述できないから」科学の範囲はココまでだ、と線を引いてしまった駄目なのですか？

科学は
「なぜ」を追っていい学問なのか（本質に迫るということです。）、それとも「現実に起こった現象と観測追従の」つじつまあわせの学問なのか、学会のスタンスを教えて下さい。

私は、もしそうであるなら
「超大統一理論」なんて考える必要ないようにも思ってしまうのですが・・・。

よろしくお願いします。
レス感謝します。

補足日時：2007/01/29 22:05

この回答へのお礼

＞線を引いてしまった駄目なのですか？

線を引いてしまったのですか？

でした。

ハッキングされた様です。

お礼日時：2007/01/29 22:14

No.3 回答者： Damena 回答日時： 2007/01/29 11:29

唐突ですが、ガウスの法則によると、電場E[N/C]は、単位面積あたりの電気力線の本数[本/m^2]で定義できます。

ガウスの法則では電荷Q[C]からはQ/ε[本]の電気力線が出ているのでここから、E=Q/(4επr^2)が導出できます。同様にQ→質量M[kg]、E→重力場（重力加速度）g[m/s^2]と対応させ、重力力線？なるものを定義すれば、重力場の大きさが、距離の二乗に反比例することに意味を持たせることができます。
ただし、この結果より「場の大きさは距離の二乗に反比例する」と結論づけることは不適切です。なぜなら、静電気力にしろ万有引力にしろ、クーロン、ニュートンなどの先人が研究した結果「確かに成立する」ということが発見されたに過ぎないからです。語弊があるかもしれませんが、ガウスの法則はあくまで便宜上のもの、いうならば「こじつけ」に過ぎないのです。

この回答への補足

ありがとうございます。
コレでは、
永遠に人類は科学を終わらせることが出来ない気がしています。

物理学の完成を待つことこそが、
化学・生物学・工学・量子化学や量子工学、建築学等にもゆくゆくは大きく影響していくのに、です。
（すべては物理学の結果発現しているという見方をすれば。）

ガウスの式でも
4πr^2が出てくる様ですが、
コレについて学会での解釈はどうでしょうか？教えて下さい。

単に、
「物質は全方位的だから
　球の幾何学的性質が数式に反映される」だけで終わっていいモノでしょうか？

私は、
「その性質が成立する」のも、
「球が全方位的である」というのも、
（そもそも、「球が何故全方位的なのか？」と聞かれたら、今の数学者・物理学者は答えられますか？）

「何か理由がある」と思っています。
球だから全方位的なのではなく、
「全方位的で一番完璧な形だからこそ」（この宇宙の構造において。）

「計算式に球の式が出てくるし」
「全方位性も出てきた」と考えています。

つまり、
「球だから全方位性があって物理公式にもよく出てくる」のではなく、
「全方位性のある形が次元等によって幾つか与えられていて、それが究極の物理法則と深く関わっているのは必然で、たまたま今のこの世界ではその形が球なんだ」

こうは考えられないでしょうか？

勿論、
「何となく球が一番完璧な形だと思うから」なんて直感的理由は、議論する際に持ち出すつもりはありません。

そして、一つ反論があります。
（レスしてくださったのに申し訳ありません。）
「ガウスの法則が便宜上」と申されますが、
「実際に色々なことを説明できている以上」一定の意味と価値があるのではないか、と思っています。

その上で、
それが球の性質と対応した数式であることは大変興味深いと思うのですが、

先入観ナシで
もっと

「なぜ？」について考えてみませんか？

球と物理定数の奇妙な関係について。
（４πは、ハイゼンベルク不確定性原理にも出てきます。厳密にはrは省略されているだけかもしれません。
　又、アインシュタイン方程式にも、似た様な項が出てきます。
　８πが、なぜ４πではないか、
コレを考えるだけでも意味があると思いませんか？）

色々教えて下さると嬉しいです。

補足日時：2007/01/29 20:47

No.2 回答者： Mandheling 回答日時： 2007/01/29 10:06

まず、ある程度の観測で　F=GmM/R^2　という仮説をたて、

さらに観測をすることで　F=GmM/R^2　が成立した。
また成り立たない場合がでたときに、何故そうなったのか、何が原因か、限定的なものかどうか突き詰めていった結果、
それでも　F=GmM/R^2　は正しい事がわかった。
そうしてこの式が世に出たんではないでしょうか。
距離の２乗に反比例することに対しても、
もしかしたら2.001乗かもしれないし、1.999乗かもしれないと疑いながら観測した結果、
高い精度で2乗であることが分かったそうです。
経験則はそれ自体が理論の根本になってしまって、それ以上「なぜ」を追及するのは難しいです。

＞又、
＞F=GmM/R^2
＞を、
＞F=GmM/πR^2
＞にした場合、何か意味の変化はありますか？

意味があるとしたら定数が増えるということでしょうか、
Gとπ二つも定数あると計算がめんどくさくなっちゃいます。
定数は少ないのに越したことはありません。1個でいいのなら1個のほうがいいです。
それに物理の世界では法則は単純である、単純な式ほど美しいといわれているみたいなので、
F=GmM/πR^2　は　F=GmM/R^2　より美しくないということでしょうね。
基本の式から派生していく場合、定数がどんどん増えていく可能性はありますが。
もし、定数同士の積（例えばG/πなど）が計算する際によく使われるようになると、
新たに定数がおかれるかもしれません。

この回答への補足

ありがとうございます。

最近、自然単位系によって
E=MC^2がE=Mとして手を加えられてきた、といった事実を知りました。

しかし、C^2の積が自然単位系によって１になっても、「２乗している」という意味は変わりませんよね。

だから私は、
E=MC^2が本当は正しくて、
E=Mは「計算上そうすることもできる」というだけにするのがいいと思っています。（そうでないと、式の本当の意味を見失う可能性があります。）

コレから、色々な式を簡略化していく時に、「元の式が持っていた意味」を理解する心まで、世界が失わない様祈っています。（個人的には）

その上で、（元の式の意味を歴史と解釈を理解した上で）
「式を簡略化する」、それには私も賛成です。（簡素化されている方が真理には迫れます。）

F=GmM/R^2についてですが、

F=GmM/4πR^2　ではないか、と思っています。

便宜上略すことも出来ますが、
E=MC^2とE=Mの関係と同じで、
本質的には
F=GmM/4πR^2　が濃厚という気がします。

別に、４πになっても、
計算する数値が変わるだけで
「物理法則」には全く影響を及ぼしませんよね？

その点一点についてお答えお願いします。

レスありがとうございました。　　

補足日時：2007/01/29 20:31

この回答へのお礼

http://questionbox.msn.co.jp/qa2703913.html

このトピについてもレスお願いいたします。

お礼日時：2007/01/29 20:45

No.1 回答者： mazimekko3 回答日時： 2007/01/28 22:08

> ｇ＝ＧＭ／Ｒ^2

万有引力と重力加速度の関係ですか？
万有引力 F=GmM/R^2 ですが、ここで運動方程式 F=ma における加速度として g をおくだけです。
ということで『確かに成立』します。

この回答への補足

ありがとうございます。
最初から、

F=GmM/R^2

が成立する理由を教えて下さい、
と書いた方がよかったですね。

この法則が成立する理由について、
色々議論が起こっているでしょうが
「なぜ？」に答えてほしいという事です。

又、
F=GmM/R^2
を、
F=GmM/πR^2
にした場合、何か意味の変化はありますか？

数値が変化するだけで、
「意味」は変わりませんよね？

本当は、
F=GmM/R^2
は
F=GmM/πR^2

ではないのか、という可能性についてもご意見いただきたいです。

レス本当にありがとうございます。

補足日時：2007/01/28 22:20

この回答へのお礼

http://questionbox.msn.co.jp/qa2703623.html

このトピと
上に上げたトピは、
ほぼ同義なのですが
どなたかレスして下されば幸いです。

厳密な意味で質問の意味が同じだと判断したら、
トピックを締め切ります。
（どなたかにレスしていただかないと、締め切ることも出来ませんので。）

お礼日時：2007/01/29 21:03