2016年6月6日月曜日

琉球大学　前野昌弘への手紙。



アインシュタインの思考実験が正しいなら、

３次元空間内にカメラアイを設置して、
同時性破綻が確認できるはずである。

実験装置を用意するのは面倒なので、思考実験をする。




















線路とカメラは、相対速度０とする。

線路は、大地に固定され、
カメラは大地に固定された三脚の上にある。



ここで、古代の天動説観察者（観測者）をイメージしてもらいたい。

北極星は日没から未明まで、ほとんど動かない。
残りの星々は北極星をぐるぐるしているイメージ。

一晩だけの観察なら、１２０度回転が観察できるとか。

ある星が、富士山のような独立峰頂上から顔を出し、
沈むときは、１本だけ目立つ大木に隠れるとする。

観察者の身体と、
星が顔を出した地点（観察者身体からの方向とか距離）
星が隠れた地点（観察者身体からの方向とか距離）

が、ある。


アインシュタイン思考実験では、
観察者と線路各部への視線方向とか視線距離が、
問われていない。欠落している。

ガリレオの相対性原理なら、
対象存在の位置を問うているので、

電磁現象による情報遅延は問題にならない。


ベテルギウスが、いつ超新星爆発をしたか、現場に居れば、
事象発生時刻と事象確認観察時刻は、

ほぼ、同時である。

しかし、地球で観察する場合、
事象発生時刻と事象確認時刻は、分離する。

これを事象存在と、事象イメージ認識の分離とでも呼称しておこう。



次に、夜空にオリオン座の三つ星を見る。

地球から３つの恒星それぞれの距離が異なるので、
恒星表面を光子群が旅立った事象時刻は異なる。

恒星表面に、巨大なアナログ時計でもデジタル時計でもあれば、
情報遅延した時刻差が、地球で映像として確認できるだろう。


３０万キロメートル離れた時計塔の表示時刻が、
カメラアイに光子群がぶつかることで、映像化される。

固定カメラ内蔵時計と映像表示された時計時刻に
１秒の差が確認できる。

時計塔と固定カメラを結ぶ距離が一定であれば、
いつも、１秒の差が確認できる。


それでは実験に入ろう。




線路上の１点に雷が落ちた。
雷じゃなくても、線路上の１点を発光させるでもいい。

そのとき、線路上を走る列車、
列車というのは、先頭車と複数の客車と、最後尾車両のことだが、

ここでは、客車１両に注目する。


客車の中央が、ちょうど線路上の発光した１点上にあるとする。


通常の特殊相対性理論解説本では、
このときの客車長さが、問われていない。

線路上を動いている客車全長が、進行方向に短くなった状態で、
同時性破綻が線路と同じ慣性系観察者に確認されているのか、
客車の長さを問うていない。

これは、いまから提示したい強烈な本質ではないので、
これから見せる強烈な本質に納得された後、解説しますので、
いまは、飛ばします。


線路と同じ慣性系の観察者には、
客車進行方向、後方隣接客車への扉に光子が先にぶつかり、
客車進行方向、前方隣接客車への扉に光子が後でぶつかる。

これが１９世紀生まれの方々の見解でした。

これが思い込みだとしたらどうでしょう。
手品のトリックだとしたら。

複数トリック群の、まずは１番目として紹介させていただきます。






客車内の観察者には、

この観察者が４号車にいたなら、
３号車への扉と、５号車への扉に、同時に光子がぶつかった。


と、していましたが、


物理は数学ではないので、思弁ではなく、
実験装置による確認が必要なはずです。


どうやって、客車内の観察者は、
４号客車中央から、

３号車への扉と、
５号車への扉に、

それぞれ別の方向に向かった光子達が、
同時にぶつかったのを確認したのでしょうか。


数直線や、ｘｙ平面座標に客車側面を描けば、
別々の方向へ向かった光子が同時に扉にぶつかったことは当然。

でも、ここは物理学です。数学思弁の世界じゃありません。




実験装置によって、同時を確認しなければなりません。

マイケルソンとモーリーだって、ハーフミラーを通過して、
戻ってきた光のずれ、波長かなにか。

フィゾーが光速を測定した方法。歯車。
上野の東京国立科学博物館にも模型がありました。


ただ、まだピンと来ないと思いますが、
ピッチャーがキャッチャーにボールを投げるとき、

バッターやホームの審判員には、
ボールという原子群の塊も、時々刻々のボールイメージも、
自分にぶつかりにやって来る方向です。

ドップラー効果が問える方向とでも、言っておきましょう。


ところが、数直線や ｘｙ平面に客車側面を描いた場合、

どうやって、光子が扉にぶつかった光景２つ、
２か所の光景を同時に見るのでしょう。


数学なら、数直線上の∀（すべて）の点の状態を
瞬時に認識できます。




言い直してみましょう。

博多駅と京都駅と東京駅で、卵を手から離し落下させ、
１秒後にホーム床面にぶつかる実験をします。

同時刻に実験をします。

しかし、観察者の位置によって、
情報入手の順番が異なる。


博多駅にカメラアイを置けば、
博多の卵がまず割れ、京都駅のが次。最後が東京駅。


同時とか、事象イメージの順番とかは、観察者の位置が関係してくる。

事象存在の事実は、思弁的には同時刻のハズなのに。
でも、いま問うているのは、電磁現象世界の相対性概念。

それが、ガリレオの相対性概念をそのまま使えるとして、
齟齬が見つかって騒いだのが１９世紀生まれの方々。

２０世紀生まれの俺としては、
認識とか、イメージとか、情報遅延。

そして、観察装置の局所的存在を結び付けて、
まず、ニュートンを復活させる。

それが公知になれば、量子力学の最初の地図が描ける。
そこにはライプニッツのモナド概念とかも関わり、

核融合や、常温核融合、それに量子コンピューター等に使える
地図を作りたい。量子テレポーテーションとかに使える。


メルカトル図法は正角方位図法だけど、
いまや航空機の時代。使われてるのは、大圏コース。

ニュートンを復活させて、この１００年の
時間と空間の誤解を解きたい。






それなら、こうしてはどうでしょうか。
４号客車内に、複数の観測者（２カ所同時観察者ではない）を配置します。
腕時計の時刻を同じにして、

４号客車中央、に観測員。
５号客車への扉、に観測員。
３号客車への扉、に観測員。



前野昌弘先生なら、札幌オリンピック、
ジャンプ70m級の金銀銅メダル独占。

記憶があると思います。

昔は、飛距離の測定に、複数の審判員が、
スキー板の着地した地点が、
自分が担当してる区間、範囲で、

スキー板最後尾が接地したかだけを、
注視していました。

ジャンプする選手の姿を側面から見ていた。


まだビデオ映像装置が、性能良くないし、
コンピューターも現場にはない時代だったので。


そして、自分の注視していた前方正面で
スキー板最後尾が接地したら、
自分の持ってる大きなしゃもじみたいなので、
７０メートル地点とか、自分の位置を、

総合審判に伝えました。

サッカーなら、ラインズマンと主審で役割分担するみたいに。



４号車内の観測員達によって時刻情報が記録され、
２カ所での事象が、同時刻であることが確認できました。





さて、本題です。


線路と同じ慣性系の客車外観察者には、どのように見えるでしょう。


３次元空間内の１点から、線路を見た場合、
４号車の左右両端、

進行方向後方５号車への扉と
進行方向前方３号車への扉。


線路上に、存在としての客車の２地点と中央は、
同時に、線路上に存在するハズです。


しかし、３次元空間内の１点に存在するカメラアイから、
線路各地点への視線距離が異なる。

補正が必要。

補正をしなければ、

列車が、線路に対して、カメラアイに対して相対速度０であっても、
同時の光景を元々見ることができないのだから、
同時性破綻をカメラアイがイメージ映像化したところで、

アインシュタインが思考実験した、
同時性破綻の証拠にならない。

電磁現象の相対性を記述したことにならない。



天才アインシュタインの提唱、
光速によって、世界を記述するとどうなるか。

アインシュタインが思考実験で見過ごした、
電磁現象の情報入手の情報遅延。
そして、情報入手をする局所的身体存在を入れて、

ニュートンと電磁現象を素直に接続する世界を描こう。


存在とイメージと見かけ。
等時と同時と経過時間。
点と有限と無限。

斥候・歩哨と、前線基地所属情報将校と、王。

これらを組み合わせて、電磁現象を
デカルト座標から情報遅延を考慮した複素平面に記述しなおすと、
量子力学の最初の姿が見える。






補正が必要となった。だけど、

視線距離の補正なんてのは計算でちゃちゃんとやれば
いいだけなので、


強烈な本質に行きましょう。







１９世紀生まれの天才アインシュタインによって、

基準系と異なる慣性系では、
時の流れの速さが違うという誤解が定着したしまったので、


２つの時計を使うことにします。

１つは、ｍ時間で秒針が１周するｍ時計。
１つは、ｎ時間で秒針が１周するｎ時計。

アナログ時計をイメージすれば、秒針の等角回転速度が異なる。

このアナログ時計達が無限小であるとします。
でも、なぜか秒針角度イメージがわかる感じ。



４号客車側面に無数のｍ時計を貼り付けます。
客車側面の秒針が、どれも同じ角度を示しています。

線路の枕木には、ｎ時計を貼り付けます。
枕木は、数学的稠密さな間隔で線路に敷設し、

線路が数直線となり、

線路側面が、ｘｙ平面座標の x軸とします。


１号車を先頭車とします。

４号車の進行方向最後尾端が、
５号車への扉となります。

１９世紀生まれの方々は、
４号客車中央から、左右に進む光子２つが、
先に、５号車への扉にぶつかるとしました。


線路と同じ慣性系の客車外観察者には、
列車は右方向に進んで見えているとします。

逆立ちしなければ。


このとき、無数のｍ時計群とｎ時計群を同時に見ています。
秒針回転速度はそれぞれ違う。

元々の回転速度も違えば、
客車側面と、線路側面の時の流れる速度も違うとしたので、

とにかく、秒針回転速度は、
客車のｍ時計と、線路枕木のｎ時計では、異なる。


これを色で、もっと直観的にイメージ化しましょう。


４号客車の５号車への扉に光子がぶつかった瞬間、
客車内観測員達を思い浮かべます。

５号車への扉付近にいる客車内観測員が、
その時刻をPと記録したら、

客車内中央観測員も、その時刻Pの状況を記録します。
３号車への扉付近にいる客車内観測員も、時刻Pの状況を記録。

このとき、光子が３号車への扉にぶつかっていますね。


ちょうど時刻Pの瞬間。
４号客車側面を構成する点群が同時にピンクに光ったとします。


４号客車内の５号車への扉にいる観測員は、

時刻Pに、客車中央から来た光子と、
自分のいる地点のピンク発光と、
５号車への扉存在位置を

重ねて記述します。

同様に、４号客車内の３号車への扉にいる観測員もです。



このとき、真下の線路を見ました。４号客車内観測員達それぞれが。

客車内時刻Pで、真下の線路を見たら、瞬間、緑に発光していました。




今度は、線路と同じ慣性系からの客車外観察者の報告です。


時刻Gに、線路に稠密に等間隔で敷設されている枕木群が
同時に、緑に発光するように設定されていました。

このとき、４号車左端、進行方向最後尾、
４号車内５号車への扉に光子がぶつかった。

線路はどこも緑に光り、線路上を走る客車側面はどこもピンクに光った。



アインシュタインの仮説では、系によって事象は前後するが、
事象そのものは変わらないでした。


ところが、これだと、時刻Pにだけ客車がピンクに光ったとすると、


客車外観察者は、４号車左端に光子がぶつかったとき、
客車側面はピンク、線路はグリーン。

１９世紀生まれの方々は、
線路と同じ慣性系からは、
進行方向後方の客車左端に、先に客車中央からの光子がぶつかるを
信じていたいので、矛盾が生じる。


だって、４号客車内観測員によれば、
３号車への扉付近にいる観測員も、
５号車への扉付近にいる観測員も、

４号客車がピンクで、真下線路がグリーンになったとき、
自分の観察範囲真近で、光子が扉にぶつかっただから。

客車外観察者が、３号車への扉に光子がぶつかった時、
その時、５号車への扉に光子は到達せず、

光子が５号車への扉に到達したときには、
すでに線路がグリーンに発光した時刻は過去となっている。


事象内容が、食い違っている。
見え方の順番の話ではない。
局所部分のセットで見える状況描写の話だ。


視線距離によって、電磁現象のイメージ到達遅れ、遅延度は異なる。
だが、事象発生のセット内容、同時に発生した現場局所状況は変わらない。




客車内観察者が、
４号車内に観測員複数を配置したように、

客車外観察者が、線路に観測員複数を配置し、報告させれば、

線路がグリーンに光ったとき、自分担当真上の客車部分がピンクに光った。


グリーンとピンクの色の同時。そして、真上の扉と光子。

この４つの要素が同時。


グリーンというのは、線路系の時刻を表したものだった。





ところで、数直線や、ｘｙ平面に客車側面を描くとき、
そのどこも、同じ時刻だよね。


３次元空間内に局所点として存在するカメラアイには、
線路という直線性の線分を見ると、

同時イメージは視線距離が各部で異なるので見ることができないだったけど、



アインシュタインが思考実験で使った数直線や、ｘｙ平面座標には、
奥行きがなく、電磁現象の遅延も、電磁現象を入手する位置も脱落していた。

それでいて、描かれた線路や、客車側面を構成する点群は、どこも同時。

数直線や ｘｙ平面は、どこも同時存在を描き、ｔ＝０とかしてる。




世界を描くとき、観察者側を動かない中心にしたのが天動説。
それが、自分の側が動いて、太陽が動いていないとしたのが、
地動説であって、太陽中心説。


でも、ニュートンは、観察側でも、観察対象側でもなく、
万有引力の中心概念を使って、相対化した。


それを電磁現象に導入すると。。。



それでは復習しましょう。





アインシュタインの思考実験では、線路が動かないものとして、
数直線や、ｘｙ平面座標に転写された。


線路や列車側面を撮影するカメラアイは、実験器具であり、
ブラウン運動等の影響を常に受けている。

線路に対して、カメラフレームが動かないなんてのは、
手ぶれ補正をして、環境世界と同一化処理したあとのイメージ。

太陽か地球か。どっちが中心かなんていう、
天動説と地動説の争いじゃなく、

万有引力の中心概念を導入すると、電磁現象はどうなるか。

観察すればわかることだけど、
自分に対して、線路系がどれだけ動き、列車がどれだけ動くか。
自分のカメラアイによるフレームを入れた３つ巴の相対性概念。



そもそも、長沼伸一郎氏が指摘しているように、
水平方向に移動する列車内を垂直方向に光子が動いた場合、
その光子をxy平面に描くと、光速を超えてしまう。

アインシュタインの前提を逸脱してしまう。

等々。

でも、これらトリック群を検証する前に、




４号客車内左端、５号車への扉に光子がぶつかったとき、
その扉に埋め込まれたｍ時計は時刻P。

真下の線路枕木に埋め込まれたｎ時計は時刻G。


客車側面はどこも時刻Pの無限小点群で構成されている。
描かれている。

客車全長、いまは短くなるとかの
ローレンツ変換のローレンツの戯言は説明飛ばすけど、

客車下部の任意の点と、その真下の線路の点は接触している。

それはどこも、
ピンクの時刻Pと
グリーンの時刻G。

ならば、５号車への扉に光子がぶつかったときの
客車と線路、上下の色がピンクとグリーンなら、

３号車への扉に光子がぶつかってる光景も
上下の色がピンクとグリーン。

客車を線分として描いたのなら、
その両端は同時刻なのは当然。

それが線路上の同時刻にある。

線路と客車の時間の流れを問う前に、
線路各部と客車各部が同時接触している。

そこに注目。



ピンク線分という客車長さが、
グリーン線路という無限長さの上に存在する。

それをｘｙ平面座標に、客車側面と線路側面として、
同時として描いた。


有限長さと、無限長さの、各部を同時として描く複素平面の記述法が、
量子力学の最初の地図となる。


ま、くだらん簡単なこと。

情報遅延度を規格化して、同じ扱いにしてやること。

この技法を受け入れる気になるかどうは、


まず、アインシュタインの思考実験前提に、
見過ごしがあったことに気付くこと。


















これは、客車側面を液晶画面にして、
時間経過で水位が上がっていく様子を表示をしたもの。

客車側面イメージを客車外線路時刻Gのとき、
水位が、客車の左端でも右端でも同じ高さ。

客車側面に無数に貼り付けた時計ｍ群は、時刻Pを示す。

時刻Pを水位上昇で示したもの。

客車外から見ても、
左端でも右端でも同じ水位。

こうすれば、客車外から見て、左右に進んだ光子が、
どちらも同時に扉にぶつかったは、イメージしやすいだろう。

どちらも、同じ水位高さのとき、扉にぶつかったハズである。


では、なぜ、従来は、左端に先に光子がぶつかったと
思い込んでしまったのか。

それが奥行きトリック。


ミサイルコマンド　動画


実際の大陸間弾道ミサイルを撃墜しようとすれば、
その位置を電磁現象を利用して、測定し、情報をどこかに集積し、
迎撃を各部隊に割り振って命令する。


ところが、ゲームセンターで、このゲームをするとき、
数学のｘｙ平面を認知するのと同様に、
超越的に、画面内に敵ミサイル位置を知る。

画面外のプレイヤーの眼が。

でも、液晶画面の大きさ範囲を同時だとみなしているのは、
ゲームプレイヤーの頭。

ここに、視線方向の遅延を導入し、規格化すると。

だけど、この単純トリックに気付く前に、

まず、





いま、貴殿に確認していただきたいことは、
アインシュタインの思考実験前提に見逃しがなかったか。

そこに気付いていただけたら、ご連絡を。


カメラアイという局所点が見る側面を正面とする場合、
同時の電磁現象を見ていないという事実。

直線性の線分。そこを走る等速直線運動体は、
常に、局所点、カメラアイとの距離が変化する。

情報遅延を規格化し、扱いしやくする技法。


ガリレオの相対性原理と同じまま、
横ズレだけで、相対性を描こうとした矛盾。

戦闘機同士の空中戦なら、
ヨー・ピッチ・ロールの回転の相対性もある。

縦横以外の奥行き方向。正面の遅延とは。


オリオン座の３つ星を、存在としての等距離扱いできない。
それなら電磁現象として、時間的等距離扱いすればいい。

存在と空間座標の扱い方が変わり、

たぶん、２０００年ぐらいの思想的パラダイムシフトになる、



直接、手振り身振りで説明させていただければ、

３０分もあれば、パラダイムシフトの思考方法で、
２１世紀の物理学を始めていただけます。


その最初の扉を開けたものとして、
俺を推挙していただければ。

よろしくお願いします。

厳密には、東晃史の発想を整理しただけなんだが。
ま、同時にこだわった部分だけが、一応、俺のオリジナル。





１９世紀生まれの方々は、
三角測量、電磁現象の世界では、
やり方を厳密にしないと通用しないことに気付かなかった。

細々したトリックの積み重ねで、
思考に負担なく、パラダイムシフトできます。

ただ、まずは反証の１つである、


アインシュタイン思考実験で、
系によって同時性破綻があるとすると、
事象内容さえ、異なってしまい、

従来説では矛盾が生じることを足場に、

まず、従来説に疑念を持っていただければ、
あとは簡単なトリックです。

ただし、新たな地図は、多様な解釈が可能なようで、
俺が提供できるのは、その一番簡単なの。

最初のだけ。





２０１６の６月１４日火曜午後から
６月１６日木曜午前まで、那覇にいるんで、

呼んでいただければ、琉球大学周辺にまで出向いて
営業させていただきます。


twitter に連絡していただき、
一時的follow　関係を作っていただければ、

事前に、当方の電話番号、顔写真等を送ります。

https://twitter.com/zionadchat





この手紙文は、物理学者用に、いきなり斬り込んだもので、
もっとゆっくり、周辺から包み込んで説明する一般向けのも用意中。



位相速度と群速度 - 前野[いろもの物理学者]

irobutsu.a.la9.jp/movingtext/Vgvp/

位相速度と群速度. これは、「位相速度」と「群速度」を理解するためのアニメーションである。図でわかってもらうためのものなので、数学的な説明については少しだけなので、詳細は教科書等を参照すること。







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