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相対性理論に関する素朴な疑問とありがちな問答
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投稿者 狂的電磁波 日時 2003 年 9 月 05 日 18:34:23:jhWUNKjaVDgh6

 それに、「光源の運動と無関係に速さCkm/sで進む」というからには、ある基準点に対
する光の一秒間の進行距離というものが前提になければならないでしょう。「すべての慣性系
が同等であって、絶対系など規定できない」として、慣性系ごとに時間や空間がCによって定
義されるのだとすれば、そのCというのは一体どこからでてきたのでしょう。

 それは、ある系におけるある基準点に対する光の一秒間の進行距離ではないのですか。そう
だとすればCを定義する系は特別で、すべての慣性系が同等だとする相対性理論の前提がなく
なりませんか。このCという特殊な数値をもつ具体的な定数を規定した系は、他の慣性系と対
等な関係にあると考えるのは無理があるし、対等であれば、どうして具体的な数値をもって他
の系の時空を規定しているのかわかりません。

>いいえ、違います。そのような特別な系のことを絶対座標系といいます。それを否定したの
>が相対性理論です。
>相対論におけるCは、全ての慣性系における、慣性系内の任意の基準点に対する光の一秒間
>の進行速度です。すなわち、互いに相対速度を持っている全ての慣性系に対して、光の速度
>が同じCであると言うことです。

 それらの慣性系の時空間はCによって規定されているのです。ですからC(299863381m/s)
を規定する時空間と、それらの慣性系の時空間は別種扱いして考えねばならないし、両者は対
等な関係ではありえないのではないですか。ですから、ある慣性系と区別される光速を定義す
る特別な系があると考えるべきなのではないですか。

>ローレンツ変換によると、観測者に対して、速度vで運動中の時計の示す時間t’は、観測
>者の時計の時間tに対して、t’=t√{1−(vの2乗)/(cの2乗)}という形式で
>表わされます。

 やはり一部で言われているように、ある慣性系の時空間が、時空間で定義される「C」によ
って定義されていることが問題に思われます。

>また、時間と空間を規定するのに光速度を用いるという点にも、別に不審な点は無い。速度
>は距離割る時間、と言葉で考えると一見同語反復に見えるかもしれないが、ここにあるのは
>三者間の関係であって、何で何を定義しているのかという、定義の依存関係と言って良いの
>かしらないが、そういったものに関する記述は存在していない。

 いや、そうではないでしょう。ただの三者間の関係を表す式ならば、三者(時間・空間・光
速)の3つとも変数であるはずです。ところが、Cは秒速299863381メートルという具体的な
定数なのです。アインシュタイン自身が「光の伝播法則の上に時間の概念を樹立し・・」と言
っているように、光速によって時空間を定義したのでしょう。そしてその光速を定義した時空
間のある系が、ある慣性系の時空間の前提として存在しなければならないのです。

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