相対性理論を頑なに信じようとしない人を説得する方法

質問

ってありますかね？
自分は物理学者でもなんでもないですが、時間がゆっくり流れるとかそういう話が大好きなのに友達は絶対無い、有り得ない、早く飛ぶだけで時間が遅くなるわけが無いと思っているらしく、信じようとしません。
というか信じる信じない以前にもう何十年も前に実証されてるのですが…。
人工衛星はこの相対性理論を考慮して少し時計を早く設定していると友達に教えてもやっぱり信じられないみたいです。
このままだと自分が変な事を信じてる人みたいに思われるのでなんとか友達をなっとくさせる方法を教えてください！

回答No.16

First_Noel · ベストアンサー

＃１，＃１５です．
たびたびすみません．
ＧＰＳが位相差を利用していないことの反証を挙げておきます．

１．
ＧＰＳ受信機（カーナビなど）にとっては，衛星がどの角度から
電波を送ってくるかはわかりません．
（ＧＰＳのアンテナは指向性を持っておらず，ある範囲内にある
　電波源からの電波を受信するアンテナ構造になっています．）
すると，大気中の屈折率は高度によって違うので，ＧＰＳからの電波が
どれだけ位相がずれるかは，全く計算することが出来ません．
従って，位相差を利用しようとしても，衛星からの電波の移送のずれが
分からない以上，破綻することになります．

２．
位相差を利用する為には，複数のＧＰＳ衛星から完全に位相の一致した
電波を発信する必要があります．
その為には，電波発信源の時計が同期されている必要があります．
しかし，ＧＰＳ衛星は相対論が考慮されて作られていることは完全な事実です．
すると，ＧＰＳ衛星同士の時計は同期していないことになります．
すると，複数のＧＰＳ衛星からの電波の位相を比較しても，相関がないことになります．
従って，位相差を計測することに意味がないことになります．

回答No.28

masudaya

一部反論をしておきます
>距離＝ｃ×「カーナビ着時刻－衛星発時刻」、のようには、
カーナビ時刻の精度の問題で出来ない。

光速は3×10＾8[m]くらいです.
普通の水晶発振器の精度は20ppm程度(30s/月位の誤差）
(ちなみに,腕時計の場合は腕につけているため,温度が一定になり精度が向上します.)
このとき衛星の時刻が正しいとして,
(3×10＾8)×(20×10＾-6)=60mとなり,この部分だけで
60mも誤差が発生してしまいます.

つまり,カーナビの時刻程度の精度ではまったく測距ができないことがわかります.実際は衛星の原子時計を用いているので10＾-12程度のオーダです.

なので,4個の衛星を用いて時間も含めて4元の連立方程式を解いているはずです.

>その光は地上で観測すると、ドップラー効果の振動数変化が観測され、その光の地上に対する相対の速さは、ｃ±ｖであり、「相対光速不変」は（実験観測の）事実に反している。

そのような観測事実があるなら,こんなところで言うのではなく,論文にして発表されることをお勧めします.まさに相対論を否定するデータですから...(この手の実験も人工衛星などを用いて実際になされていますが...)

回答No.27

First_Noel

何度もすみません．
ＧＰＳが「位相差による計測」であるとしたときの矛盾点をまとめて明記しておきます．
質問者さまがご友人などにＧＰＳを例示されますときに出るかも知れない反論に対して，
その反論の反証のご参考となりましたら幸いです．

１．ＧＰＳ衛星からの電波は周波数変調されている．
　　つまり，時々刻々と周波数（即ち波長も）が変化する．
　　複数の衛星からの電波は，ある時点でばらばらの周波数となっている．
　　（ＧＰＳ測位をきちんとするには４個の衛星からの電波が必要．）

２．仮に周波数が一定で，仮に衛星からの信号がアナログ信号だとしても，
　衛星の位置があっちこっちにあるので，仮にその位相差を求めることが出来たとしても，
　１波長分以上の測距は出来ない．

３．仮に衛星からの信号がアナログ信号だとしても，衛星の位置があっちこっちにあるので，
　　観測者（カーナビなど）に対する対向速度が様々であるので，
　　ドップラーシフトによる周波数のずれは衛星ごとに大きくずれるので位相比較は意味が無い．

４．仮に位相差計測であるとしても，それを距離に換算するには換算係数として光速ｃを用いなければならない．
　もし光速度不変原理が成り立たないとすると，車の速度や進行方向に応じて換算係数を変えなければならない．
　しかし車の速度計測は非常におおざっぱなものであり，正確な速度を計測していない．

５．もし車が非常に高精度な速度計測をしていることを認めても，
　　それでは携帯電話のＧＰＳ携帯では人が歩きながらでも位置計測が出来ている点はどうか．
　　人と携帯電話の間では速度情報をやりとりしていないので，ＧＰＳ測位では移動体の速度計測を必要としていない．
　（ＧＰＳは，光速度不変原理が成り立っているからこそ成立しているのである．）

６．仮に衛星が周波数一定のアナログ信号を送信しているとして，
　　仮にドップラーシフトが無いとして，
　　仮に光速度不変原理が間違っているとしたとき，
　　衛星と観測者との対向速度は一定ではないので，
　　新幹線の例に則れば，光速度ｃは一定ではないのだから，
　　電磁波の式ｃ＝ｆλのｃは一定ではない．ここでｆは一定なので，
　　即ち波長λは次々と変化することになる．
　　このような状態で位相差を求めることは，全く意味が無い．

以上のように，
どの点を取り上げても，自己矛盾を呈することになります．
即ち，もともとのＧＰＳ測位に位相差を用いていると言うことが，ナンセンスであることになります．

技術者はこの点があるからこそ，時刻情報による測位を採用し，
そして時刻情報をＧＰＳ衛星からの信号に符号化させることで埋め込み，
更には４個のＧＰＳ衛星を用いることでカーナビ時刻とは無関係に正しく測位が出来るようにしたのです．
ここがＧＰＳのシクミのスゴイところですので，正しく理解して頂くことを切望しています．

相対論は決して難しくはありません．
数学的な表現をすると難しいです．私も難しいと感じます．
しかし数学が難しいのと，理論の言わんとするところの理解とは，全く別問題です．

また，私の意見では納得出来ないのであれば，下記に書きましたＧＰＳメーカー（古野電気など）に，
質問メールを出されますことをオススメします．
いまはメールで簡単に問合せることが出来ます．
これをなぜされないのかが，非常に不思議でなりません．

因みに，私は人工衛星を作り，運用する仕事をしています．
ＧＰＳ衛星の理解も含めて，人工衛星や人工衛星とのやり取りについては，
理論的にも実践的にも経験を有しています．
私に限らず，宇宙工学をやっている人間の多くは，相対論を適用せねばおかしなことになることをよく知っています．
その人々から，相対論を適用しておかしなことになった，と言う報告は未だありません．
実際問題として相対論が無矛盾である以上，相対論の記述は信用出来るものだと言えます．
（ただし「真理」であることとは，別問題．相対論を真理だと言うのは似非科学者です．）

いつも長くてすみません．

回答No.26

First_Noel

ＧＰＳについて，これは良い事例ですので，大変申し訳ないのですが，
一部，ご回答者さまの回答文を引用させて頂きます．
これを以って，質問者さまには，ご友人へのご説明の参考として頂けましたら幸いです．

＞＊ＧＰＳについて
＞前の説明で充分であるが、
十分ではありません．全くの矛盾だらけです．

＞最終的に測距をするのは、カーナビの所だからそこで考えればよい。
衛星とカーナビとの距離が問題になっているのに，なぜカーナビのところだけ考えるのでしょう？
「位相差」を求めるためには，
・衛星Ａからカーナビまで
・衛星Ｂからカーナビまで
などの距離の差が問題になることは明白です．

それではこう考えてみてはいかがですか？
Ａ君，Ｂ君，Ｃ君の３人がいます．
いま，Ａ君とＢ君の間の距離，Ａ君とＣ君の間の距離，を巻尺で測定するとします．
巻尺はご存知の通り，１０，２０・・・とは書かれていますが，
１の位はどこでも「１，２，３，・・・」と書かれているので，
１０の位の表示を見なければ，１０の位を知ることはできません．
さて，Ａ君はＢ君とＣ君とからのびてきている巻尺の１の位を見ました．
なぜなら，Ａ君周辺のみの観測で良い，とおっしゃっているからです．
さて，Ａ君は，ちゃんと距離を測定できますか？

・・・できないですよね．

＞距離＝ｃ×「カーナビ着時刻－衛星発時刻」、のようには、
＞カーナビ時刻の精度の問題で出来ない。
何度も申していますが，
カーナビの時刻情報などＧＰＳでは使いません．
何度でも書きます．
「カーナビの時刻情報など使っていません！」
「ＧＰＳ衛星からの符号化されたデータを復元する過程で，
　そのデータからＧＰＳ搭載時計の時刻情報を取り出せるのです！」

＞(1)元々、カーナビ時刻は、測距が出来る精度でない。
当然です．
だからＧＰＳではカーナビの時刻など使っていないのです．
ここがＧＰＳと言う技術を確立する発端になっているのです．
もう一度書きますが，
「カーナビの時刻情報など使っていません！」
「ＧＰＳ衛星からの符号化されたデータを復元する過程で，
　そのデータからＧＰＳ搭載時計の時刻情報を取り出せるのです！」

＞(2)衛星からカーナビの時刻補正をすることは、衛星がカーナビの時刻を知らないので出来ない。
「符号化されたデータを復元する作業を行うとき，
　時刻情報を再現することで，時刻情報を取り出すことが出来るのです．」
この辺がＧＰＳの要の技術なのです．

＞(3)衛星からカーナビに、カーナビまでの距離を考慮して時刻を与えることは出来るが、
＞それは、測距が終わった後のことで、話が逆。
上記に申した通りです．

それでは逆に問題提起してみましょう．
これに正しく回答するためには，上記の私の記述による技術に基かねば，
他に説明のつかないことです．

・ＧＰＳは最近まで米軍による精度劣化が行われていたため，測距精度は悪かった．
　しかしもし「位相差」や「カーナビ周辺のみの計測」で測距が出来るのであれば，
　このような精度劣化など実現不可能です．一体どうやって米軍は精度劣化を行っていたのか？
　↓
　この答えは，「符号化の暗号キーをある程度の精度までしか公開していなかった」です．
　逆に，この答えを否定するならば，米軍は地表に妨害電波を発信するなどしていなければならない．

・位相差の計測の場合，ドップラーシフトはどのように補正するのでしょうか？
　仰角が頭の上だったり地表近いところの場合，それぞれの衛星からの電波は，
　相当なドップラーシフトを呈します．
　そのような周波数のずれた電波の位相差を取得して，一体どんな意味のある情報が得られるのでしょう？
　↓
　この答えは，上記に書いた通りです．符号化されたデータの中に時刻情報を含んでいるからです．
　もしこれを否定するならば，無意味な位相比較を行うことを認めなければならないでしょう？
　波長１９ｃｍと波長２１ｃｍの電波の位相を比較して，いったいどんな意味があるのですか？

上記の巻尺の例で言えば，１本の巻尺はｃｍ単位で書かれていて，
もう１本の巻尺はよく分からない尺度になっている（インチかも知れない，尺かも知れない）ようなものです．

また，下記についても言及します．

＞＊相対論の基の「相対光速不変」が、（実験観測の）事実に全く反すること

書かれたことは「思考実験」です．
間違った思考実験に基く考察は，間違った答えしか得ることが出来ません．

＞光は光源の慣性系（例えば、新幹線）を１ｃで進み、
＞別の慣性系（例えば、地上）に対しては、相対の速さ１ｃ±ｖで進み、

上記を認めるか認めないか，が相対論でよく争点になっているのです．
相対論を肯定する人は，上記の記述が間違っているとし，
相対論を否定する人は，上記の記述を素直に受け入れてしまいます．

つまり，上記の記述では，２文目（・・・に対しては、相対の速さ１ｃ±ｖで進み・・・）に，
「論理の飛躍」があることに気付かれるべきです．

それでは，下記についてはいかがでしょうか．

非常に高速（光速ではないが，それに近い速度）で地球に飛んで来るある粒子は，
大気中の原子・分子と衝突することで，崩壊したり変換されたりしますが，
このとき光を発します．
しかしこの光の速度は，飛行機に搭載した機器で計測しても，地上に於いた機器で計測しても，
「１ｃ」であるとした理論に非常によく合います．（勿論，屈折率は考慮しています．）
つまり，慎重に慎重を期した実験による「実験結果」では，「光速度不変の原理」を支持する結果が得られます．

「科学者」とは，「最も物事を信じさせにくい，批判の塊」のようなもので，
これがこれまでに何百万人もいていろんな反証を試みて来ましたが，
それでも相対論は今のところ「無矛盾」といわざるをえない状況です．

一方，相対論を否定する人の全て（と思われる）は，明らかに矛盾のある事項を前提とするか，
論理を飛躍させているか，又は，矛盾があることを矛盾のあることで説明しているか，のいずれかです．

物事を無矛盾であるとすることは，「反証がひとつでも挙がればハイそれまでよ」なのです．
相対論否定者の論は，簡単に反証を挙げることが出来ます．

（しかしその反証に対して，反証の根拠を信じようとしないのです．）

回答No.25

moby_dick

誤解ないよう、補足。

＊相対論の基の「相対光速不変」が、（実験観測の）事実に全く反すること

光は光源の慣性系（例えば、新幹線）を１ｃで進み、

別の慣性系（例えば、地上）に対しては、相対の速さ１ｃ±ｖで進み、ドップラー効果が観測される。

＊ＧＰＳについて

前の説明で充分であるが、

最終的に測距をするのは、カーナビの所だからそこで考えればよい。

距離＝ｃ×「カーナビ着時刻－衛星発時刻」、のようには、
カーナビ時刻の精度の問題で出来ない。

(1)元々、カーナビ時刻は、測距が出来る精度でない。

(2)衛星からカーナビの時刻補正をすることは、衛星がカーナビの時刻を知らないので出来ない。

(3)衛星からカーナビに、カーナビまでの距離を考慮して時刻を与えることは出来るが、
それは、測距が終わった後のことで、話が逆。

回答No.24

cliomaxi

理論的に言っても納得しない人はしないですよ。
First_Noelさんがこれでもかと言うくらい書かれていますが(素晴らしいです)理解しない人は頭と言うより感覚で拒絶しますから。
進化論然り、相対性理論然りでどちらかと言うと理解しない(信じない)人は僅か数千万年前に神が人類をお造りになったとか、宇宙人は直ぐそこに来ているだとかアポロ計画はでっち上げだとかの話を信じる人たちです。
あなたが相対性理論や量子力学を理解出来るのなら、相対性理論や進化論のダイナミックでエキサイティングな理論や思考を楽しもうでは有りませんか。

回答No.23

First_Noel

＃１です．
ちょっとまとめてみました．

■ＧＰＳ測位では４個の衛星を使用する．
　→　位置ｘ，ｙ，ｚ及び受信機側の時刻補償（Δｔ）を求める為
　　　（４個の未知変数に対しては，４個の境界条件又は方程式が必要）

■ＧＰＳ測位で位相差を利用していると仮定すると・・・
　・大気の屈折率分布のため，受信機側では正確な位相差を求めることが出来ない．
　・ＧＰＳ衛星からの信号の周波数を１．５ＧＨｚとする（実際には変調があるので短波長ではないが．）
　　その波長は，ｃ＝ｆλより，λ＝２０ｃｍ，つまり，２０ｃｍで位相が元に戻る．
　　即ち，位相差では２０ｃｍ以内の測位しか出来ない．
　　ところが測位中のＧＰＳ衛星の位置は頭上もあれば地平近くもあり，
　　個々の衛星から受信機までの距離の差は２０ｃｍどころではなく，何百ｋｍ，何千ｋｍである．
　　従って，ＧＰＳでは，位相差を利用していない．
　・そもそもデジタル符号化された信号を，単波長の位相差と言う概念で考えることが不可能．
　従って，ＧＰＳは位相差を利用したものではない．
　正しくは，デジタル信号の時刻の差異を用いたものである．これに光速度を掛けるて距離を求める．
　このことは，次のウェブなどで確認可能である．

■ＧＰＳについて私以外の情報を簡単に得ることが出来る．一例を挙げると，
　・古野電気　http://www.furuno.co.jp/​
　　お問合せページ　http://www.furuno.co.jp/contact/index.html​
　・ウィキペディア
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/
　　にて「グローバル・ポジショニング・システム」と検索．
　・検索エンジンで「ＧＰＳ　原理」などと検索する．

■相対論の真偽についてはここでは言及しない．
　しかし技術についての正しい理解を促したい．
　これは真偽がすぐに判明することだからである（例えば上記ウェブや問い合わせなど）．

回答No.22

First_Noel

＃１です．
ＧＰＳの仕組みについて，補足致します．
質問者さまには，「相対論の応用例（実証例）としてのＧＰＳ」の理解の
一助となりましたらと思っております．

下記は，ネットでもすぐに検索や問い合わせで確認することが出来る情報です．
便利な時代になったものです．

－－－－－－－－－－
「(1)カーナビ時刻の精度を考えてできない。」の件：

「受信機側の時計のずれを補正する為に，３次元計測では本来衛星３個ですむものを，
　４個目の衛星を使うことで時刻補償と３次元計測を行っている．」

即ち，受信機側の時計が正確な時刻である必要は無い・・・これがＧＰＳの要なのです．

もし「位相差で測距している」のであれば，ＧＰＳ衛星は３つで済む筈ですね．

最近のものはＤＧＰＳと併用しているので，３個でも精度良い測位は可能とはなっています．
しかしこれは飽くまでＤＧＰＳとの併用の上で，
根本のＧＰＳの原理では，時刻補償も含める為に，衛星が４つ必要になるのです．

このことは，いまウェブを検索すれば幾らでも記述は見られますし，
メーカーにもすぐに問合せることが出来ます．
例えば，ＧＰＳ素子を作っているメーカーの例として，古野電気があります．
http://www.furuno.co.jp/
ここにお問合せ欄がありますので，直接，ＧＰＳを作っている人たちに教えて頂くことも出来ます．
http://www.furuno.co.jp/contact/index.html

－－－－－－－－－－
「(2)カーナビの時刻補正は、衛星からは出来ない。」の件：

「カーナビの時計の調整を行う」のではなく，
カーナビ（ＧＰＳ受信機）内で測位の為の計算を行うとき，
受信機ごとにばらついている時刻に依存しないようにするために，
衛星からの情報を利用しているのです．

－－－－－－－－－－
「(3)衛星からカーナビに強制的に意味ある精度の時刻を与えることは出来るが、
　それは、距離データが基になる訳で、ナンセンス。」の件：

違います．
上の書いた通り，又，下のこれまでの回答で書いた通りです．

－－－－－－－－－－
「「電波は元は地上局から発射され、・・」と言ったのは、
　それが各衛星で中継され、カーナビで受信されるのであり、
　始めの同期は取れている」の件：

ＤＧＰＳのアンテナは，下のＵＲＬ，
http://www6.kaiho.mlit.go.jp/yokosuka/site/d/d-2/d-2-4.htm
のように，形状からもすぐにお分かりのように，水平方向ぐるり１周に電波を発射するものです．
衛星へ向けて発射するものではありません．

高度２００００ｋｍへの衛星へ電波を送るには，パラボラアンテナを衛星に向けることが必要です．
（低高度軌道の衛星であれば，周波数によっては八木アンテナを衛星の方向に向けることで可能だが，
　その場合でも，八木アンテナがある程度の指向性を持っているからこそ出来るのである．）

また，次のことは特に私の記載を指示するものです．

・高度２００００ｋｍの衛星へのアップリンクには，日本全国津々浦々で最低１個，
　多くても２個，バックアップも含めても５個くらいの地上局があれば済む．
・しかし実際は，ＤＧＰＳ地上局は全国至る所にある．
　地上局の位置はこちら：
　http://www.kaiho.mlit.go.jp/syoukai/soshiki/toudai/dgps/p2.htm
　http://www.kaiho.mlit.go.jp/syoukai/soshiki/toudai/dgps/unyou.htm
・そして，これらの地上局のカバーする範囲が上記ＵＲＬの図に描かれていますが，
　日本全土をカバーしています．

即ち，これらの地上局は，地上での電波受信を目的として日本全国に配置されているのです．
衛星へのアップリンクの為ではありません．

ＧＰＳ衛星の使い方と，放送衛星の使い方は，全くことなっているのです．
（放送衛星は情報をアップリンクした後，広域へのダウンリンクによって情報をブロードキャストする．
　ＧＰＳ衛星は一方的に情報をダウンリンクするのみ（メンテナンスでアップリンクすることはあります）．」

－－－－－－－－－－
相対論を否定する為に，実際に観測される自然現象のみならず，
人間の決めたルールに至るまで，どれほど多くのことを否定する必要があることか・・・
と言うことを痛感しているところです．

相対論の詳細は専門の方にお任せするとして，
本当にこれは重要なことですが，
「相対論的現象を，日常の感覚，人間のとても鈍い感覚で知覚しないから，否定する」
ことは，
「空気が見えないから　空気なんてない」
と主張するのと同じことです．
（多分，風のことは，エーテルとかを仮定して説明することになる．）

回答No.21

moby_dick

補足します。

＊「相対光速不変」の（実験観測の）事実に反することについて

具体的に理解したらよいです。

速さｖで走る新幹線上の光源からのその光は、新幹線上の測定実験で１ｃです。

「相対光速不変」と言うのは、新幹線上のその光が地上で１ｃで観測されることです。

しかし、
その光は地上で観測すると、ドップラー効果の振動数変化が観測され、
その光の地上に対する相対の速さは、ｃ±ｖであり、「相対光速不変」は（実験観測の）事実に反している。

簡単に出来ることは、新幹線上からスピードガンで地上の物に電波を当てることで、現実で直ぐ分かること。

スピードガンでは、電波の往きと帰りで２重にドップラー効果が起き、

(1)往きドップラー効果（電波が地上物に当たった時に起きる）
地上物と波の相対の速さが、ｃ±ｖになって起きる。

(2)帰りドップラー効果（電波がスピードガンに帰り戻った時に起きる）・・これは参考
スピードガンと波の相対の速さはｃであるが、波長が変化するため起きる。
（音のドップラー効果の場合に、救急車が音を出しながら走り、波長が変化するのと同じ。
この場合は、地上物が光を反射しながら走り、波長が変化するという対応である。）

（勿論、野球でも、球とスピードガンの電波の相対の速さが、ｃ±球速、になっている。）

＊ＧＰＳについて

前の説明で充分であるが、

最終的に測距、つまり位置決めするのは、カーナビの所だからそこで考えればよい。

距離＝ｃ×「カーナビ着時刻－衛星発時刻」、のようには、

(1)カーナビ時刻の精度を考えてできない。

(2)カーナビの時刻補正は、衛星からは出来ない。

(3)衛星からカーナビに強制的に意味ある精度の時刻を与えることは出来るが、
それは、距離データが基になる訳で、ナンセンス。

いずれにしても、カーナビは複数衛星からの電波の位相差を水晶時計の精密な時間間隔性能を使い測定している。

なお、
「電波は元は地上局から発射され、・・」と言ったのは、

それが各衛星で中継され、カーナビで受信されるのであり、始めの同期は取れていることを示した

回答No.20

First_Noel

私は既に，＃１で書いた弁を撤回したいキモチに包まれています．
すみません，全く以って境地に達するなどオコガマシイ・・・
しかしＧＰＳの原理を混同されて相対論否定の一助となることは，
技術者として悲しいことですので，またまたまたまたの書き込みをお許し下さい．

ふと思ったのですが，これは，
「質問者さまとご友人との間のやり取り」に通じるところがあるのかも知れません．
私は努めて，「疑いようのない事実」を例示することで，相対論の有効性を記載しています．

これが質問者さまへのご回答となるやも知れません．

自然が作った現象を人間が帰納的・演繹的に解釈するとき，
人間特有の思考が混ざることで，相対論はそれ自体が真理ではなく，
相対論で記述して無矛盾な現象が自然界には確かに存在する，と言えるのみです．
それはこれまでに幾度も検証され続け，今もなお，矛盾を露呈していません．

一方，エーテルを用いた非相対論仮説では，
未だに直接・間接検出が成されていないエーテルを仮定しなければ成立しない難点があります．
又，マイケルソン・モーレーの実験の解釈として持ち出されるエーテルに関しては，
・地球の自転のみを考慮している．
・しかし太陽系は宇宙のある方向へ高速で移動している．
　地球は太陽の周りを回っているので，季節によって地球上では移動速度が変わる筈である．
・しかしそこまでを含めての無矛盾なエーテル仮説は存在しない．

一方で，エーテルに相当するものが存在するかも知れないと言う可能性を私は否定しません．
但しそれは，従来より似非科学で根強く主張される「媒質としてのエーテル」ではなく，
飽くまで，「相対論的現象の根源を成すもの」，例えば「空間の微細構造」とか，
そう言ったものではないかと一素人として考えています．

そういう物理的な話はさておいても，
以上のような理由で，「人間が作ったＧＰＳ」には「相対論が適用されている」のは，
紛れも無い事実です．人間が作ったものですから，これは確実に言えることです．

遅まきながら，誤解されている点の根源をようやく突き止めました．
以下の３点を混同されていたものだと解釈致します．

－－－－－－－－－－－－－　
(1)衛星からの時刻情報の件：

　簡単の為，＃１５では衛星からの「時刻情報」と一言で書きましたが，
　時刻表現等の「直接情報」と共に，伝搬時間を求める為の「コード」を発信しています．
　このコードは先頭位置が分かるようなデータ構造に規定されています．
　ＧＰＳ衛星はこれら「直接情報」と「コード」を，
　「スペクトラム拡散」と言う変調方式で地上へ送信します．つまり「デジタル信号」です．
　デジタル信号ですから，　単一波長λの位相や位相差・・・と言う概念は「成り立たちません」．
　（デジタル変調では，ある範囲，複数の周波数成分を有するので．
　　方形波のパルスは，単一周波数成分（単一波長成分）で表現出来ません．）

　一方，受信機は，まず「直接情報」を「復調」します．
　それで，その電波がどのＧＰＳ衛星からいつ発信されたのかが分かります．
　そして，そのＧＰＳ衛星の発信するコードを受信機内で再現する作業を行います．
　これらの結果得られる衛星からの時刻情報と，受信機の持つ現在時刻情報とを用いて，
　その差から電波の伝搬時間を求めます．
　それに光速を掛けることで，受信機と衛星との距離が求まります．

　以上を，「コード測位」と言います．

　このとき，受信機の現在時刻情報を補償（保証ではない）する為に，
　４つのＧＰＳ衛星からの情報が必要になります（空間３次元＋時間１次元）．

　この一連の測位では，衛星側でも受信側でも相対論を適用した補正が行われます．
　因みに，相対論を適用しない場合の測定誤差は，毎日衛星の時刻情報を更新（衛星の情報は
　地上からのアップリンクで更新することが出来ます）しても，数１０ｋｍとなります．

　以上は，ＧＰＳの受信機や素子を製造しているメーカーに問い合わせますと教えて頂けるものです．
　又，ネット上には様々なＧＰＳ原理の紹介のページが存在します．
　これらを，みなさまの「自由な検証方法」として提示致します．

　以上より，ＧＰＳでは，
　位相差ではなく時刻情報による位置測定が行われていること，
　そして相対論による補正が矛盾を引き起こしていないことが分かります．

－－－－－－－－－－－－－
(2)地上局からの電波発射の件：

　上記のようにして求めた現在位置の誤差は，米軍の暗号化が掛かっていた当時は，
　１００ｍと大きいものでした（現在は暗号化が解除されているので１０ｍは可能）．
　その誤差を補償する為に，地上局からの電波発射を利用した測位を組み合わせる，
　Differential GPS（ＤＧＰＳ）が考え出され，その結果，測定誤差は数ｍに向上します．
　しかしこれは飽くまで，(1)で書いた測位があった上でのことです．
　因みに，日本のＤＧＰＳ地上局の地図と有効範囲：
　http://www.kaiho.mlit.go.jp/syoukai/soshiki/toudai/dgps/p2.htm

　このＤＧＰＳの地上局利用を，根本のＧＰＳの測位原理と混同されたのでは？と推測致します．
　（アナログ信号で位相差を計測する場合，地上→衛星，衛星→地上，共に，
　　大気による位相の乱れを呈しますので，どちらが発信源であろうとも同じことです．）

－－－－－－－－－－－－－
(3)位相差を利用した測位の件：

　これは「搬送波測位」又はＫＧＰＳと呼ばれる方式で，これは確かに位相差を利用するものです．
　測位精度は数ｍｍ程度と極めて高いものです．
　しかし我々が入手可能なカーナビやＧＰＳ素子では，ＫＧＰＳは採用されていませんし，
　更に言えば，移動体（車や携帯電話）での計測では，ＫＧＰＳはとても精密な測定を行う為，
　ドップラー変位が無視出来ないので，適用することが出来ません．
　（ＧＰＳ，ＤＧＰＳは，上記の仕組みによって移動体での測位が可能．）

　上記に加えて，
　地上に近い範囲内であれば，光や超音波による位相差測定が行われることは事実です．
　例えば，レーザー変位計：
　http://www.keyence.co.jp/henni/laser/lk_g/index.jsp

　これを，現状のＧＰＳ，ＤＧＰＳの測定原理と混同されたのではないかと推測致します．

－－－－－－－－－－－－－
秋葉原や通販などで，ＧＰＳ，ＤＧＰＳの素子を安く購入することが出来ます．
下記の写真をご覧頂けますとお分かりのように，アンテナは上半球２π程度の立体角を
漠然と眺める形状のものとなっています．
http://www.furuno.co.jp/product/gps/receiver/gh81.html
つまり指向性アンテナを所有していない為，ＧＰＳ受信機は衛星が見えれば正確な
緯度・方位角を知らなくても測位が可能である証拠としてこれを提示します．
これを出すまでもなく，カーナビ搭載の車にパラボラアンテナやフェーズドアレイアンテナが
搭載されていないことからも，ＧＰＳに指向性アンテナは不要であることは自明です．

また，カーナビや携帯電話での測位精度の向上は，次の要因に因ります．
・ＧＰＳからＤＧＰＳへ．
・米軍による暗号化の解除

長々と失礼致しました．

回答No.19

moby_dick

補足します。

＊「相対光速不変」の（実験観測の）事実に反することについて

マイケルソン・モーリーの実験も、「相対光速変化」を示す。

マイケルソン・モーリーの実験は、一つの光速測定実験で、
光源に対して光速がｃ（秒速30万キロ）一定であること示す。

それで、宇宙空間などに対して、複数のその実験装置、光源は、速度が異なるので、
宇宙空間などに対して、それぞれの光の相対の速さは異なる、「相対光速変化」。

＊ＧＰＳについて

・電波測距
(1)電波測距では、電波の波長を物差しの様に使って、
距離＝ｎ×波長λ＋１λ以下の長さ（これが位相）、の考えで算出する。
（これは基本であり、ＧＰＳでは複数衛星を使って、特殊なことをしている。）
(2)電波を弾丸のように考えて、
距離＝ｃ×「カーナビ着時刻－衛星発時刻」、のようにはしてない。
（カーナビ時刻の精度を考えても明らか）

・電波は元は地上局から発射され、
カーナビの所では、複数の衛星からの電波の、相互の位相差を測定する。

・衛星の時計が高精度なのは、時刻のためでなく、精密時間間隔のため。
衛星での位相関係の処理、電波発信に必要と思える。