Life注:このページは、元記事の補足的役割をしています。0はじめに相対性理論というと、「時間が遅れる」「空間が曲がる」などという現象を思い浮かべるのではないかと思います。実際こういった現象というのは相対性理論から導かれることなのですが、これらはあくまで相対論の「現象」であって「本質」ではありません。いった現象にばかり目を向けていると、その本質が部分が見えなくなってしまい、アインシュタインが最も伝えたかったであろう部分が抜け落ちてしまう可能性があります。相対性理論の「相対性」とは?展開1本題です。*1相対性理論というのはその名の通り、「相対的*2」である理論であります。何が相対性というのかというと、「長さ」や「時間」のことです。これらは通常、誰が見ても変わらない。「絶対的*3」なものだと解釈されます。僕が見ても他の人が見ても「50cmものさしは50cm」「1秒は1秒」と思ってしまうからです。実際は“見る人によって50cmの長さは変わる*4”し、“見る人によって1秒の感じ方は変わる”という「相対的」なものだった。これが相対性理論の本質なのです。「相対性」と言うからには、何かと何かを比較する必要があります。相対性理論というものは、必ず“〇〇から見ると、〇〇は、〇〇に見える”と比べる文章になっていなければいけないのです。元のページの結果2・3を書きます。光の速度に近い速さで動くものは、時間が遅く流れる(特殊)これらの文章は、本来相対性理論の結果を表す部分としてふさわしくありません。地球から見ると、光の速度に近い速さで動くものは、時間が遅く流れる(特殊)と比べる文章にしなければいけないのです。*5ここまでをまとめます。まとめ1相対論とは、今まで「絶対的」だと思っていた「長さ」「時間」というもを、見る人によって変わる「相対的」なものととらえる学問である。展開2また、「相対的」なものの例として、「速さ」があげられます。前に歩いている人がいるとします。この人は、止まっている人から見れば、当然前に向かっています。歩いている人以上のスピードを出している自動車に乗って、そこから見ると歩いている人というのはどんどん後ろに遠ざかって見えます。「速さ」という概念は、誰が見るかによって変わる「相対的」なものなのです。ここに例外が生まれました。実験によると光の速さというのは、誰が見ても変わらないもの、つまり「絶対的」なものだったのです*6。これは光速度不変の原理というものです。[以下やや発展]再び例をあげます。止まっている人から光を見たら、当然光の速さで走っているように見えるでしょう。仮に光の速度の半分で走れる人がいたとして、この人から光を見たらどうでしょう?光の速さを「相対的」とみるならば、走っている人から見ると光は光の速さの半分の速さで走っているのが見ることができます。上に述べたように光の速さは「絶対的」なものなので、走っている人から見てもやはり光は光の速さで走っているように見えるのです。全体のまとめまとめ1とまとめ2をまとめると1今まで“絶対的”だと思っていた「長さ」と「時間」は、実は“相対的”だった!!2今まで“相対的”だと思っていた「光の速さ」は、実は“絶対的”だった*7!!この2つが、相対性理論の本質と言え、相対性理論が相対性理論と呼ばれる所以であります。(距離)=(光の速さ)×(時間)という式に当てはめ(相対的)(絶対的)と色分けすると相対論ができる前は、(距離)=(光の速さ)×(時間)でしたが、相対論ができたあとは、(距離)=(光の速さ)×(時間)と、常識を作り替えた理論とも言えます。余談ですがアインシュタインは、相対性理論を熱いストーブの上に一分間手をのせてみてください。一時間がぐらいに感じられるでしょう。ところがかわいい女の子と一緒に一時間座っていても、一分間ぐらいにしか感じられない。それが相対性というものです。アインシュタインが最も強調したいのは、「時間が遅れる」とか、「空間が曲がる」とかではなく、現象というのは見る人によって変わる「相対的」なものなんだよ?ということなのです。「時間が遅れる」などというのは枝葉にすぎません*9。光の速度に近い速さで動くものは、時間が遅く流れる(特殊)への疑問です。時間がの流れが遅れるというのが納得いかないのだと思いますし、僕も思いました。「時間」というのは“相対的”なものなんだ。見る人によって流れる時間というのは変わってしまうんだよ。こんな説明をしても納得できないのは分かりますが、一つ言えるのは常識の範囲で考えてはいけないということです*10。物理学は主に数学を使って解いていきますので、「数学がそう表しているからそうなんだ」とも言えます。全ての数学が正しいとは限らないので、様々な検証が行われなければいけません。相対性理論はこうした検証に耐え、実験結果と整合性がとれる部分が見つかったので、無事理論として成り立ったと言えます。Lifeでやっていますので参考にして下さい。*1:相対論は特殊相対論から始まった理論なので、特殊相対論に重きをおきます*2:対義語は絶対的*3:対義語は相対的*4:錯視ではなく、実際に変わります*5:元ページは、なるべく文を短くするために入れませんでした。Lifeでは入れています。*6:[発展]ここでは簡潔さを優先してこのように書きましたが、マイケルソン・モーリーの実験から光速度不変が求まるという説は本来論理的に破綻しています。光速度不変とは原理であり、何かから求まるものではないのです。元記事のブコメでも曖昧な方がいたので一応*7:[発展]何度もしつこいですが、ここでは簡潔さを優先してこのように書いていますが、光速度不変は本来導かれるものでなく要請ということになります。2を要請とすると1が結果として求まるという論理であり、最も重要なのは1であります。*8:アインシュタインは、物理学による功績のみならず、人に説明する力が非常にあったと言われています。いった意味でこの一連の記事よりも、アインシュタイン原著の本を読む方が良いのかもしれません。マルチウィンドウでサクサク進める!学校の中間発表が近づいてきて、かなり焦っているゆきひーです。はてなブログPro都内に住む大学5年生だったのがこの春から社会人一年目になりました。データ分析職として働いております。Googleアナリティクス※メールでのブログカスタマイズのご依頼は現在受けておりません。@ftmaccho詳しいプロフィールはこちらから。広告依頼など重要っぽい連絡はこちらからお願いします。Life引用をストックしましたストック一覧を見る閉じる引用するにはまずログインしてくださいログイン閉じる引用をストックできませんでした。再度お試しください閉じる限定公開記事のため引用できません。