[物理] 慣性の法則は何故成り立つ？

ふと疑問に思ったのですが、無重力の宇宙で物を押すと私も相手も等速直線運動で離れていくと思います。なぜ、減速や加速することもなく等速で動き続けるのでしょうか？

また、これとよく似た現状に、超伝導体を磁石の上に置くと、マイスナー効果で常に浮き続けますが何故でしょうか？

これも慣性の法則なの一種でしょうか？

No.8 回答者： hitokotonusi 回答日時： 2014/10/08 18:42

今日的には、慣性の法則が成り立つものだけを相手にしているので慣性の法則は成り立ってると言えます。

もうちょっとまじめな書き方をすると、慣性の法則が成り立つ座標系を慣性系と定義し、ニュートンの運動の法則は慣性系においてのみ成立すると規定されています。

ただし、慣性系が現実に存在するかどうかは直接に証明されてはいないので、我々としては存在すると信じるしかない。この意味では、慣性系の存在は原理であり、その原理を記述しているのが運動の第一法則であるといってもたぶん間違いではない。

No.7 回答者： uen_sap 回答日時： 2014/10/08 17:15

経験則をあれこれつっついても意味はないのではないか？

No.6 回答者： noname_deadbeef 回答日時： 2014/10/07 21:43

聞いてアロエリーナ

二重スリット実験とかで、物質が波としか言えないような性質を併せ持つことが明らかとなりました。
波で（も）あるならば、一様な空間の中を一定速度でどこまでも進んでいくことは極めて自然なことなのです。

ですので昔よりはちょっぴり深く理由付けができてるような気がしますよ。

No.5 回答者： s_hyama 回答日時： 2014/10/07 06:01

それ時間は何故経過するのでしょうか？

と同じで、一意では時間発展しているからとしか答えようがないのでは？
もう一つは、相互作用がないのでそのまま動いているものはそのまま動き
止まっているものはそのまま静止し、時間発展している

No.4 回答者： shintaro-2 回答日時： 2014/10/07 03:16

>また、これとよく似た現状に、超伝導体を磁石の上に置くと、マイスナー効果で常に浮き続けますが何故でしょうか？

>これも慣性の法則なの一種でしょうか？

浮き続ける理由は、
正確にはマイスナー効果ではありませんが
重力に対して磁石の反発力がつりあっているから

http://www.nims.go.jp/chikara/mirai/01_note.html

そして、それ以外の力が新たに参加しないから。

大統一理論が完成したとしても、それはある現象をどのように考えればうまく説明できるかという問題を解消するだけであって、
何故「慣性の法則」が成り立つのかといった疑問は
先の回答にもあるように哲学の世界ですので回答はありません。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

うーん、哲学と説明の違いがよく分かりませんが（哲学者も多くの文字や言葉、表現を使って説明していますし・・・）、今ある現象をもう少し上手く説明できればと思っています。

多分、昔の人は音が伝わるなんて考えることも必要ないタダの物理現象だと感じていたと思いますが、よく調べてみると特異な環境（例えば真空）では伝わらないなどを発見しています。また、それについては一応説明できる理由がありますし、ある程度までは分かるのではないかと思うわけです。

特に、この慣性の法則が発見されたのは近年の科学の発展スピードから考えると、古典と言えるほどの大昔ですし、もう少し研究が進んでいるのではないかと思っています。動いている物は動き続けるという話から進展はないのでしょうか？

お礼日時：2014/10/07 13:29

No.3 回答者： rabbit_cat 回答日時： 2014/10/07 01:54

残念ながら、物理学は、「なぜ慣性の法則がなりたつのか？」という疑問には全く答えられないです。

「何度実験してもそうなってる」という以外の説明はできません。

神様がそう決めたから、かもしれませんし、逆に、もしかしたら明日実験してみたら成り立たないかもしれません。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

確かに、実験物理学ではそうかもしれませんが、理論物理学の世界ではどうなのでしょうか？

特に、この慣性の法則が発見されたのは近年の科学の発展スピードから考えると、古典と言えるほどの大昔ですし、もう少し研究が進んでいるのではないかと思っています。

お礼日時：2014/10/07 13:30

No.2 回答者： foomufoomu 回答日時： 2014/10/07 00:23

物理学というのは、現象を観測、実験し、その結果を数式などを使って再現性のある形で表現する。

ただ、それだけの学問です。

＞極論言えばその空間では常に物が加速するような物理法則の
＞ある空間でも良いわけでしょうから、なぜ、この空間は
＞そういった事にはなっていないのか気になっています。
それに答えるのは哲学です。　一つの答えは「この宇宙を作った神様が、そう決めた。」です。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

うーん、哲学と説明の違いはよく分かりませんが（哲学者も多くの文字や言葉、表現を使って説明していますし、科学者も結局は同じようなことをやっていますし・・・。仏教（浄土真宗系の学校だった）の先生は宗教は科学と同様科学だと仰っていました。）、今ある現象をもう少し上手く説明できればと思っています。

例えば、昔の人は音や光が伝わる事は実験で分かるしそれ以上は考える必要のないただの物理現象だと感じていたと思います。しかし、よく調べてみると特異な環境（例えば真空や加速度中）では異なる性質があることを発見しています。また、それについては一応説明できる理由がありますし、ある程度までは分かるのではないかと思うわけです。慣性の法則が適用できない空間が観察できていないにしても、理論物理学などでこれらがない空間を仮定することで、慣性のある空間の意味が理解できるのではないかと思ったりもします。

特に、この慣性の法則が発見されたのは現在の科学の発展速度から考えると、古典と言えるほどの大昔ですし、もう少しは研究が進んでいるのではないかと思っています。動いている物は動き続けるという話からほんの僅かも進展していないのでしょうか？

お礼日時：2014/10/07 13:38

No.1 回答者： kohichiro 回答日時： 2014/10/06 21:41

＞なぜ、減速や加速することもなく等速で動き続けるのでしょうか？

　減速や加速される理由がないから等速で動き続けるのです。

　マイスナー効果は詳しくないですが、要するに力がバランスしているのではないでしょうか。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
確かに大昔にニュートンはそのように言っていますが（運動の第1法則）、もっと踏み込んで、なぜ、減速や加速をさせる作用がなければ、もっといえば空間が存在すれば動き続けるのか気になっています。
ここいらの空間の性質として備わっているのだと思いますが、極論言えばその空間では常に物が加速するような物理法則のある空間でも良いわけでしょうから、なぜ、この空間はそういった事にはなっていないのか気になっています。本当に作用が働いていないのか、何かの作用が働いた結果このような事になっているのか？ということです。

例を挙げると、ここいらの空間では、いくら努力しても光の速度は光速度で一定です。また、物質が光速度を超過することもあり得ないです。しかし、仮に空間の性質が異なる場所があれば逆転する可能性もありそうですし、等速直線運動するというのも、ここいらの空間特有の性質があるように思うわけです。その為、ここいらの空間と物質との相互作用が分かればと思っています。

お礼日時：2014/10/06 22:56