今月のニュートンをみて「光」とは？

質問

今月のニュートンを立ち読みしてて「光」とはと疑問に思いましたので質問します。
内容は光はどの立場でみても秒速３０キロだと言う事です。
地上ではAが３０キロで走っている車、B５０キロで走っている時はAから見てBは２０キロの速度で移動してるのに　　「光」ではAが光の８０％の速度の宇宙船からB「光」を見ると普通なら光の２０％で移動してるのですが、「光」は常に宇宙船から見ても光の速度は変わらないという事です。ネットで調べたら
＞＞「相対速度が変化しない」っということ。
＞＞「光は粒子でもあり波でもある。粒子と波の両方の性質を併せ持つ、量子というものである」
＊そもそも「光」とは３次元（時間概念を含めた４次元）のものなのでしょうか？１次元、２次元の可能性はないのでしょうか？

何となく、現在の物理学でも「光」が今でも古代の万能な神的存在に思えます。
「光」の解明や「光速を超える速度」は人類が「神」に触れるな的のように思えます。
文系出身などで理系な方には馬鹿の様な質問かも知れませんがよろしくお願いします。

回答No.1

tetsumyi · ベストアンサー

理系な方には馬鹿の様な質問、どころか本質を突いた見事な質問です。
光は一次元で時間も距離もありません。
実際に光の速度を測定すると言いますが、実は結果的に空間の性質を調べているのです。
私たちの宇宙で、距離は時間の函数であり離れた場所では同じ瞬間はあり得ないのです。
光は１つの場所で発生し離れた場所で影響を与えますが途中の空間での存在はありません。
光が空間をフニャフニャ振動して伝わる訳ではなく、粒子として飛んで行くのでもありません。

光が粒子と波の両方の性質を併せ持つと言うのは間違いです。
光の影響が結果的に粒子としての結果が得られるような測定をしているか、波動としての結果がられるような測定をしているだけです。
粒子としての性質が現れたからといって、光その物が粒子としての性質を持つというのは短絡した見方です。
誰でも激しく怒るようなことをしておいて、その人は怒りっぽい人だと活論するのと同じようなものです。
犯罪者が本質的に悪い人だと考えがちですが、その人はどうにもならないような苦境に立たされてたり、強制されてやってしまうこともあるのです。

お礼

ありがとうございます。
「光』が１次元であるなら、宇宙は最近急速に膨張してる３次元（あえて時間の概念を除き）と耳にしてるのですが、膨張する３次元においての「光」の解明や影響などは考慮するべきのではと素人ながら思いますした。
すいません、お礼にまた質問じみた事を記載してしまい、情けない事に函数と関数の区別も解らなかった程度の者ですので。

回答No.3

chiha2525_

よく知られているものが光の速さであるので、その代表的なものとして光速が良く使われますが、実際には、この世の伝達速度には上限があり、光もその上限の速度で伝播する、と考えるのが正しいです。

ただ他の例があまりなくて、例えば重力も光速と同じ上限の速度で伝わると考えられていますが、重力波はまだ検出されていません。

この世は３次元空間、４次元時空です。それ以上でもそれ以下でもありません。数学遊びなら何次元でも良いのですが、理論物理学者はもっと現実を見るべきなのです。

お礼

ありがとうございます。
重力（重力波）ですか？重力って聞いて地球の重力を想像しましたが何となく違うかなと思い、ネットで調べると
＞＞重力波（じゅうりょくは、英語 gravitational wave）は、一般相対性理論において予言される波動であり、時空（重力場）の曲率（ゆがみ）の時間変動が波動として光速で伝播する現象である。＜＜
っと全く検討違いでした。また勉強になりました。まだ未検出とありました。
重力波もアインシュタインが発表したんですね。
理論物理学者さんの数学遊びもNO2の方も言ってる様に数式化を１つの回答としてしてあげてますね！
アインシュタインも1905年に特殊相対性理論を発表。1915年-1916年に一般相対性理論を発表。重力波の概念も一般相対性理論を発表した2年後に発表。
物理学者も公式にあてはまらない事象がでるとその埋め合わせの為に都合のいい公式をあてはめているようで、本質的な問題自体に気づいてない様に思えてきます。その様な数式自体理解できない私が言うのも失礼であり、哲学的な発想だと理解してます。

回答No.2

foomufoomu

質問の内容は、物理学というより哲学ですね。
物理学は、現象を観測、実験して、数式などを使って再現可能な形で説明するだけの学問です。
なぜ、そういう式になるのか？　物の本質は何か？　というのは哲学の分野になります。
「時代が進んでより多くのことが解明されている」というのも、「より細かな部分まで、より正確な形で、より広い範囲に適用できる形で、数式化されている」という程度の話で、物の本質など物理学では何も答えてくれません。

＞光はどの立場でみても秒速３０キロだと言う事です。
アインシュタインが登場するころ、世の中は光の速度をはかるのが、ひとつのブームになっていました。
ある人は、遠くの星からくる光を使って、別の人は鏡や歯車を組み合わせた装置を使って、光の速度をはかり毎秒30万キロという数字にたどり着きました。
しかし、そのうちに質問中にある「どの速度で移動する人から見ても、光の速度は毎秒30万キロ」という変な結果が出ていることに気が付きました。
多くの人が測定方法に問題があると考える中、アインシュタインだけは実験結果をそのまま受け入れ、有名な特殊相対性理論を作ったのです。

＞「光は粒子でもあり波でもある。粒子と波の両方の性質を併せ持つ、量子というものである」
光は現在最高の顕微鏡で見える世界よりはるかに小さなものなので、実際の形がどうなのか、直接見ることはできません。われわれが日常的に知っている物とも、かけ離れた性質を持っています。それを、なんとか、知っているもので説明しようとするので、ある時は波にたとえ、ある時は粒子にたとえて、何とか説明している状態です。

＞そもそも「光」とは３次元（時間概念を含めた４次元）のものなのでしょうか？
これは、「使う人が何次元の式を必要とするか」という問題になります。普通に3次元世界を考えているなら、その中にある光も3次元のものでないと都合が悪いです。

＞何となく、現在の物理学でも「光」が今でも古代の万能な神的存在に思えます。
アインシュタインの理論では、光速度をすべての尺度の基本としたのですから、神的存在なのは間違いないでしょう。

お礼

ありがとうございます。
そうですね。私自身が学がないため雑誌をみてネットで調べた程度などで物理学
ではなく哲学となりますね。＞＞現象を観測、実験して、数式などを使って再現可能な形で説明するだけの学問です。＞＞数式など出来る頭がよくないので。
私たちが３次元の空間で存在し、「光」を１次元の存在だと仮定したなら、「光」が直線的（ネット知識ですが）ものだとすると、私たちの空間が縦、横、奥行に存在してるわけですので、「光」の速度や「光」の存在自体の概念が違うものだと感じましたので質問さしていただきました。やはりどうしても哲学的な発想になりますね。
地動説VS天動説（当時の常識）のようにアインシュタインの相対性理論が天動説
のように思えてしかたないです。