なぜエーテルは認識できないか

質問

「相対性理論の世界」（ジェームズＡコールマン著、中村誠太郎訳）を読んでいます。全くの素人です。

教えていただきたいのは、「なぜエーテルは認識できないのか」という点です。

上記の本を解釈すると
我々が認識できるのは、相対運動だけである。
エーテルは宇宙において動かない唯一のものである。
すんわち、エーテルは絶対運動している。
だから、認識できない。

というふうに読んでしまいました。

でも、なんかトートロジーっぽくないですか？
「認識できないものだから、認識できないのだ」

と言われているような気がします。

また、そもそもエーテルが動かないとき、地球が動けば、エーテルの風が吹くような気がします。

なにぶん素人なもので、少々語弊があっても構いませんので、わかりやすく教えていただけると幸いです。

回答No.3

cliomaxi · ベストアンサー

音は空気と言う媒介が、波には水などの媒介が存在しているので波と粒子の性質を持つ光の媒介は何かと言うので「エーテル」が空間を満たしていると思われていた。
「マイケルソン・モーリーの実験」は地球を取り巻く静止したエーテルと地球の速度差を調べようとして光の速度を測定したがどこでも全く同じだった。
エーテルは絶対的存在なのではなく、存在しないと結論づけられたのです。

未だにエーテルの存在を信じている人もいるようですが。(いわゆるトンデモな方。)

お礼

ご回答ありがとうございます。

エーテルなんて無いと、「マイケルソン・モーリーの実験」から結論してもいいのかもしれません。

無いなら、認識できませんものね。

そうすると、光はどうして進むのですか？真空を音が伝わらないのと比較して、説明が難しくなるように思います。

このたびはありがとうございました。

回答No.11

shiara

エーテルの流れを測定しようとして流れが見出せなかったことが、相対性理論の出発点です。ローレンツは、エーテルがあるとした上で、ローレンツ変換式を求めています（ローレンツ変換式は特殊相対性理論の根本となる式です）。アインシュタインは、エーテルについては何も言及しないで（ないと考えていたのかどうかは知りませんが）、同じローレンツ変換式を求めています。どちらの考えでもローレンツ変換式は求められますが、ローレンツのやり方は、つじつま合わせで求めた式であるのに対し、アインシュタインの方は、光速度が不変である、という条件だけで求めていますので、アインシュタインの考え方の方が素直であると言えます。
　元々、エーテルは光を波と考えていたことから必要とされたものですが、量子力学では、光は光子という量子と考えるため、媒体は不要です。相対性理論の誕生と並行して量子力学が発展して来ましたが、量子力学ではエーテルを必要としなくなったため、エーテルを必要としないアインシュタインの考え方が受け入れられていったのではないでしょうか。

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞エーテルは光を波と考えていたことから必要とされたものですが、量子力学では、光は光子という量子と考えるため、媒体は不要です。

この部分がとても分かりやすかったです。光が量子だから、重力で曲がるようなことも、本に書いてありました。

今度は量子力学の本でも読んでみようと思います。ありがとうございました。

回答No.10

noname#104477

NO４です。>>光は何故真空中を伝わるか？音波なら空気などが必要なのに。
と言うご質問ですが音は確かに媒質が必要です、音とは物質の振動だからです。

対して電磁波である光は電界と磁界が交互に変化し、つまり変化する電界が変化する磁界を導き出し、その変化する磁界が変化する電界を引き出す。これの繰り返しで空間に広がっていく訳ですがここで磁界も電界もその存在は空気は勿論何の媒質も不要ですね。

媒質を必要としない電解と磁界、それらが交互に発生し伝わる電磁波。これが媒質を必要としないのは上の例からも分ります。

お礼

重ねてのご回答ありがとうございます。

光が電磁波だから媒体を必要としないのですね。よく分かりました。ありがとうございました。

回答No.9

sqw-99

全ての条件を満たすのは空間です。
長さＸ幅Ｘ高さの固い箱です。
座標です。

つまり３次元な訳です。

＞エーテルは宇宙において動かない唯一のものである。
空間は膨張しますので除外しましょう。
次元が残ります。

エーテル＝媒質＝次元です。

３次元空間が宇宙空間より絶対的な基準になります。
膨張は、絶対運動になります。

少しはエーテル見えましたか？
ブランデーの話ではありませんね。

お礼

重ねてのご回答ありがとうございます。

エーテルが認識できない理由は、それが「次元」であるからだというわけですか。
「次元」という言葉に含蓄がありそうですね。
このたびはどうもありがとうございました。

回答No.8

cliomaxi

＞光はどうして進むのですか？真空を音が伝わらないのと比較して、説明が難しくなるように思います。

現在では空間そのものが光の触媒であると考えられています。
真空は「無」とイコールではない。ではやはりエーテルなのか？

エーテルが観測出来ないのはエーテルが奇妙な性質を持たないと成り立たない為だと思います。

１.ほとんど粘性が0の流体で宇宙空間を満たしており、その中を運動する物体に抵抗をほとんどおよぼさない。
2.極めて軽く固く無ければとてつもなく速い光の媒介にならない。
3.剛体のような物でなければ横波である電磁波の媒介にならない。

1と3はそれで既に矛盾している。

http://homepage2.nifty.com/eman/relativity/ether.html

http://www.big.or.jp/~isaacrc/superscience/kubota/gotoh/abbre.html

このあたりも読んでみると面白いかも。

お礼

私の疑問に直接的にお答えいただいて、大変感謝しております。

非常によく分かりました。そして、すごく興味深いお話でした。ありがとうございます。

回答No.7

sqw-99

＞我々が認識できるのは、相対運動だけである。

＞エーテルは宇宙において動かない唯一のものである。
有り得ません。空間も、時間軸も動きます。
何も無い空間を光や質量が移動出来る理由、「媒質」の事でしょうか？

「媒質」これが無ければ無の世界です。

＞すなわち、エーテルは絶対運動している。
光速などの基準速度は不変です。
媒質もそうなのでしょう。

だから、認識できない。
＞結論。この方は、今日もブランデーがおいしいのでしょう。（自分に酔ってます。＾＾）

回答No.6

tomtom_

「相対論の世界」を読まずに答えている方が多いようなので．．．

まず，コールマンの著作の中村誠太郎先生の訳は，古典です．良い本ですが，古いです．その例として，宇宙の大きさが書いてあると思います．膨張宇宙論が主流ではなかった頃の本です．

本当に良い本だと思うのですが，まずは次にもう少し現代的な本を読んでみてはいかがでしょう．
例えば，日本で相対論の草分けである佐藤文隆先生や佐藤勝彦先生が，活発に本を書いておられます．

物理学者の立場で言えば，エーテルが存在しても良い理論は構築可能だと思っています．しかし，存在しない方が，同じようなことをずっと簡単に説明できます．
数学者や物理学者は，シンプルな方が好きなんです．そこんとこも理解して下さると幸いです(^-^)

お礼

ご回答ありがとうございます。
確かに、第１刷が１９６６年ですから、約４０年前の本ですものね。本屋さんで、「アインシュタイン本人が絶賛」と書いてあったので、つい手にとってしまいました。

エーテルは存在しないとしても、説明できてしまうようですね。そうすると、存在するかしないかを論じる実益がないことは、よく分かります。

ただ、ぼくがお聞きしたかったのは、エーテルの存在不存在ではなくて、アインシュタインが「エーテルは発見できない」といっている理由なのです。絶対運動というのがキーワードだと思うのですが、それが何だかわかりません。

よろしければ、さらにご教授いただければうれしいです。

回答No.5

N1K2

哲学も数学も物理学もそしてエーテルも人の方便。
エーテルの存在を否定し真空という媒介を肯定し、光高速度普遍であるいってみても所詮、人の認識の中でしかない。
空間が何次元といってみても、宇宙の真理は何一つ変わらない。
そべては人の巨大な幻想である。
ただ、エーテルは現在のネットワークの媒介として生き続けていることは真実である。

お礼

ご回答ありがとうございます。
非常に興味深く読ませていただきました。
なぜエーテルは認識できないかというと、巨大な幻想だからですか。

深遠です。ありとうございました。

回答No.4

noname#104477

トンでも科学本をお読みになったのですね。

他の方がお答えになっているように存在しないから認識できないのです。
それでも存在する、と主張する方も居ます。
それはそれで別に罪にはなりませんが何の根拠も無いのですよ。

異次元の存在だから我々の五感では捕らえられない、だから存在しない証拠では無い。
などと言う方が居ます。でも五感で捕らえようなどといっている訳では勿論無くマイケルソン・モーリーの実験でも非の打ち所の無い、完璧な実験でした。その完璧な検出器で、勿論他のどんな方法でも全く検出されないのです。

一切の相互作用を、あるいは存在の証拠を見せない。こういう物は「存在しない」と結論するのが科学の立場でそれでもある、と言うのは哲学か他の範疇ですね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
「存在しないから認識できない」というのは強力な説得力を持ってますね。
でも、そうすると光はどうして進むのですか？真空における音波と比較して、よく分からなくなります。

この度は、どうもありがとうざいました

回答No.2

nicnicnic

はじめまして。
私が感じていることをコメントします。正しい認識ではないかもしれません。
「エーテルがなぜ認識できないか」ということですが、私の理解からお話すると、それは人間の感覚との相互作用がない物だからだと思います。
人が物を「認識」するためには、人と物との間に相互作用が必要だと思います。つまり、「見る(光)」とか「聞く(空気)」といういわゆる「五感」による感知が必要ですよね。すなわち、人間の感覚で感知できない、相互作用がない物は、認識できません。これは「まったく存在しない状態」と区別をつけることができないと思います。
ただし、人間は「おりこうさん」なので、直接の相互作用が無くても、状況証拠や論理を積み重ねて、「そう考えたほうがより合理的」ということから、その存在を「予言」することができます(後に測定器の進歩によって、実際に存在が確認されることもありました)。
ちょっと考えてみてほしいのですが、真っ暗な部屋に、水が入ったコップがおいてあります。何も見えません。その部屋を通過するとき、そのコップにぶつからなかったら、そのコップがあることに気づくことはできますか？また、その人にとって、コップの存在は意味のあることだったのでしょうか？無かったときと何一つ変わらないですよね。
つまり、一部の物理学者が自分の理論を説明する上で、「エーテルが存在する」という仮定を立てたほうが、より合理的である場合があったのです。この時点では、「有る」「無い」にかかわらず、『仮説』に過ぎません。結局、今の技術では、その存在を確認するすべも無く、「これがエーテル」という認識をもつこともできません。
ちょっと論点がずれてしまったかもしれませんが、「エーテルは認識できない」のではなく、人間との相互作用がないと考えてしまったほうが、理解できるかもしれません。
私はこのように理解しました。

お礼

ご回答ありがとうございます。

エーテルは人間の感覚と「相互作用」がないから、全く存在しない状態と区別できないのですね。

なるほど、アインシュタインも同様な見解なのだと思います。上記の本にも、「アインシュタインはエーテルの存在の考えを完全に否定しているのではなく、エーテルは絶対に発見されないと言っているだけである」と書いてあります。

それで、なぜ発見できないかと言うと、相互作用がないからだ、とうわけですね。なんとなく分かりました。

回答No.1

liar_adan

その本読んでないんですけど、
「エーテル」というのは、現代の物理学では存在を否定されているものであって、
相対論の本が「有るけれど、認識はできない」
と書いているとしたらおかしいような気がします。

エーテルが動かないとき、地球が動けばエーテルの風が吹くというのはその通りだと思います。
それを証明しようとしたのが有名な「マイケルソン・モーリーの実験」ですが、
それはエーテルの実在を証明することができませんでした。

もしかしたらこういうことじゃないでしょうか？
「エーテルが実在するならば、宇宙に対する絶対的な運動が観測(認識)できるはずだ。
しかし、エーテルを見つけようと、いろいろ実験してみたが、
絶対的な運動は観測することができなかった。
我々に認識できるのは、相対運動だけだった。
だから、エーテルというのは、無いと考えるのが自然である」

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
エーテルは、もう過去の議論のようですね。
大変参考になりました。
「エーテルは無いから認識できない」というのはすごく分かりやすいです。

（蛇足ですが・・）
エーテルが無いとするとどうして光は進むのでしょうか？真空で音が伝わらないのと同様、エーテルがないと光が伝わらないような気がします。

時間があれば、ご教授いただけると幸いです。