『電荷』とは何か

自然界の科学的解釈に欠かせないのが『電荷』概念です。電子の負電荷や陽子の正電荷などで原子構造の解釈の基本を成しているようです。しかし素粒子の質量に付随した付加的概念でしか論理的な意味付けは無いようです。『電荷』その物の空間的実在性はどのように定義されているのでしょうか。単独に『電荷』の存在を論じる事例がありましたら教えてください。

質問者からの補足コメント

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  お答有難うございます。
  一つお尋ねします。電気素量として１１桁もの数をどのように信じたらよいでしょうか。誰が何処で確定し、現在どのように確認されるのでしょうか。余り桁数が多い数値は眉唾ものに思えます。クーロンの法則も電荷で検証できないと思います。概念的な法則でしかないと思います。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/07 12:50

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  御回答有難うございます。
  一つお尋ねいたします。
  電荷とは単なる電気量を表す粒子でしかないと言われます。空間に実在するから粒子と言われるのだと思います。仮想的な粒子では粒子には成らないと思います。空間を占めない物は世界に存在しません。光も空間に存在するから実在する物・粒子です。電荷が世界に存在するなら、それは空間内で何らかの体積を占有し、その電荷の存在範囲を確定できる筈ではないでしょうか。空間に電荷が影響を及ぼすならその範囲が全て電荷の存在空間と看做したいのですが。粒子と言う範囲と電荷の及ぼす範囲との関係を科学論として説明できないでしょうか。よろしくお願いします。

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/07 13:03

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  折角の御回答を理解できずに、何度もお尋ねして誠にすみません。
  御説明は、結局『電荷』と言う物理量は存在しないという事でしょうか。存在しない物理的概念を使って物理学や化学の基礎理論を構築しているということなのでしょうか。要するに説明の為の仮想的概念であって、そんな事柄で『電荷』が存在するか存在しないかを論じる事自体が科学論でないということなのでしょうか。正孔が電子が欠けた粒子と言う意味は自由電子と言う素粒子はマイナスの『電荷』を持った実在物理量と解釈しているのじゃないですか。その実在電子が欠けたからプラスの穴と仮想的に解釈するという意味に取られます。自由電子はマイナスの『電荷』を持った物理量じゃないのですか。しかも質量も備えた素粒子と。もう一度よろしく願います。

  No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/07 15:09

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  済みませんがまたお話を聞かせてください。
  素粒子論から離れられなくて困っています。世界に存在する根源を論じるのが素粒子論と思います。電気磁気学も全ての科学理論の基は同じくなければならないと思います。マックスウエル電磁場方程式の意味も良く理解している心算で話をお聞きしているのです。電磁気エネルギーは独立の実在物理量とお考えですか。あるいは何かに、質量等に付帯したものとお考えでしょうか。雷の正体も電荷では説明できないかもしれません。どうしても『電荷』を定義しなければ自然科学の論理性が主張出来ないものですから困ったいるのです。

  No.4の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/07 18:28

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  御面倒をお掛けしてすみません。科学論の根源を確認しているものですから、科学常識論から外れているかも知れません。
  もう一度お答え頂ければ嬉しいのです。何を確認したいのかお解り頂けないのは残念です。電気量は存在すると言われてもその論理的な説得力ある解説が世界には無いのです。所謂専門家の常識論として、初心者に電気量は存在すると頭から覚えなさいと強制しているだけではないかとさえ思うのです。化学理論は市民が納得できるように論理的に説明できなければ、専門家としての説得力には成らないのじゃないかと思うのです。失礼をご勘弁ください。

  No.5の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/07 18:40

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  ありがとうございます。ご指摘の通りの質問であるかも知れません。一つ例を挙げて見ます。原子結合で、共有結合と言う結合が分子構成力に挙げられています。その結合は電子同士の間の特殊な結合方式と見做しているようです。クーロンの法則による力でもないのに、分子構成力として解釈されています。質量同士が結合に寄与しているとは解釈されていないように見受けられます。
  上の例はあまり適切ではないかもしれません。済みません。例えば電子加速を例に挙げれば、加速するのは質量ｍへの加速と言うＦ＝ｍαとなり、電荷を加速している訳ではないように見えます。クーロンの法則も、電荷同士間の力で、質量の意味は不要ですので、単独の『電荷』の存在が定義されなければ、クーロンの法則の意味も成り立たないのではと思います。
  誠に常識離れの根源的な質問で申し訳ありません。科学論はどこまでも論理的矛盾の無いものでなければとの思いでの質問です。

  No.6の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/07 22:21

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  ご回答、ご指摘有難うございます。
  大体のご指摘内容は、物理学会誌を毎月見ていると解ります。物理学の基礎概念の常識論を批判している者で、元々電気技術・電力技術から観る視点から｢理科教育｣に関わる教科書の内容の矛盾を基本に考えているものです。科学理論が市民の理解を得る為には、先ず基礎の共通理解を得る社会的合意が必要であると考えます。その為には例えば、ヒッグス粒子が質量の存在を理論付けるに必要だなどと言われますが、その論理を市民が理解できるような日常用語で説明することが専門家に求められている時代になったと痛感します。その合意を得る為には科学基礎概念が相互に理解し合わなければならないと考えます。専門家には、少しその辺でのご努力をお願いいたしたいのです。

  No.9の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/08 20:43

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  生兵法とのご指摘誠に恐れ入ります。
  元もと大怪我の連続で、その覚悟がなければ『電荷』の否定など唱える筈もないと思います。電荷否定にクーロンの法則が元もと矛盾であれば、原子結合に『電荷』概念は論理性が無い立場・視点で論じています。

  No.7の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/08 21:01

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  ご回答有難うございました。
  少し付け加えさせてください。
  ・「質量」同士の相互作用で説明できない「電気的な」ものでしょう。
  というくだりについて、私が疑問に思う基本があるのです。何故「電気的な」ものと歴史的に科学論の基礎概念となって来たのかという点です。元々ニュートン力学での質量加速は、あなたがおっしゃる通り、質量そのものに対する力であってこその方程式の筈です。その解釈が上手く行かないから、「電気的な」ものを追加して解釈しようとする、理論構築にこそ疑問を持つ訳です。それこそ現代物理学としては、そんな曖昧な御都合だけの概念では、未来を切り開く学問には成らないと危惧するものです。「電気的な」ものを必要とするなら、それこそその「電気的な」ものとは何かを厳密に定義できなければ、それは学問としての物理学・科学理論には成らないのではと考えるのです。失礼を顧みず済みません。
  ありがとうございました。

  No.12の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/08/17 10:10

No.4 回答者： check-svc 回答日時： 2015/08/07 16:37

＞結局『電荷』と言う物理量は存在しないという事でしょうか。

●電荷は、質量という物理量は取り扱いません。電気量という基本的な量を取り扱うためにあります。

＞存在しない物理的概念を使って物理学や化学の基礎理論を構築しているということなのでしょうか。
●電荷は冒頭にも申し上げたように、物理学あるいは量子力学での概念ではなく、電磁気学での概念です。
「存在する」というのは物理的な定義でおっしゃっていると思いますので、そういうことでは存在しないといえます。

＞要するに説明の為の仮想的概念であって、そんな事柄で『電荷』が存在するか存在しないかを論じる事自体が科学論でないということなのでしょうか。
●要するにもなにもないでしょ。
仮想的というのは物理学的に把握しようとするからそういった勘違いに陥るのです。

＞正孔が電子が欠けた粒子（←分子です）と言う意味は自由電子と言う素粒子はマイナスの『電荷』を持った実在物理量と解釈しているのじゃないですか。
●やれやれ、素粒子論から離れられませんか？
これ以上は説明しません、電磁気学を修めてください。

No.3 回答者： check-svc 回答日時： 2015/08/07 13:24

まだ私の説明がお分かりになっていないようです。

＞空間に実在するから粒子と言われるのだと思います。仮想的な粒子では粒子には成らないと思います。空間を占めない物は世界に存在しません
●ですから、電荷というのは実在を問うものではないのです。
正孔とは自由電子を失った分子と言いました。これは実在する粒子と言えるでしょうか？
便宜上、正孔というプラスの電荷をもった粒子と見なしているだけのことです。

No.2 回答者： check-svc 回答日時： 2015/08/07 11:19

電荷は実在性を考えるものではなく、電磁気学上の概念として扱うもの。

電荷の実体は電子あるいは正孔（電子を失った分子）です。
しかし、その実体は実体として、電磁気学あるいは電気理論での電荷とは単なる電気量を表す粒子でしかありません。

No.1 回答者： 銀鱗 回答日時： 2015/08/07 09:48

電荷は電気量を示している。

1秒間に1アンペアの電流によって運ばれる電気量を１クーロン（１C）と定めている。
1つの電子が持つ電気素量　1.6021766208×10^-19[C]　の　6.241 510×10^18[倍]　と表現されることもある。

実例のようなものを探してみたらWikiにそこそこ詳しく書いてあるので参照してはいかがでしょう。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%8D%B7

※10^-19は10の-19乗を、10^18は10の18乗を示す「べき乗」表示。