理論物理学の脱線は、座標変換とガリレイ変換に対する認識不足から

物理現象を直交座標と絶対時間で表現しているニュ−トン力学では、ガリレイ変換が純粋に数学上のデカルト座標系の変換と一致する。この事実は、ニュ−トン力学で物理現象を取り扱うより先にガリレイ変換は「記述法」の一部として内在していることを示している。

物理現象を記述するためにはさらに理論と方程式を追加しなければならないことからも、古典力学の不備を解決したいのであれば「記述法」であるガリレイ変換を崩すことなく理論や方程式の修正に着目する必要がある。

相対性理論に代表される理論物理学は、ガリレイ変換をニュ−トン力学の方程式と解釈して、ガリレイ変換ニュ−トン力学従わない時空理論を物理学に据えているが、当然、「記述法」の変更による効果以上の成果を見いだすことはない。理論物理学者自ら「記述法」を崩壊していることを認識し反省しない限り、物理学の発展を阻害する理論暴走を止めることはできない。

相対論由来、潮汐力の「遠心力」を「慣性力」書換え、教育への悪影響が加速中

相対性理論の誤った座標変換が蔓延すると、複雑な物理現象も簡単な動きに変換しさえすればスッキリ説明できると錯覚する学者も現れる。この誤った手法を使って、昔から諸説ある潮汐力の説明に使われてきた「遠心力」を「慣性力」に改めさせようと活動している人達が目立ってきた。

この主張は、地球の自転を無視し、地球に存在しない仮想質点を設定したかと思うと、遠心力に比例する簡単な図形の線分だけをベクトル分解して「一様な慣性力」が地球全体に働いているとしている。この主張は、月の公転を逆回転させる奇妙な座標系に移動して考察した結果だ。現実の質量を考慮しないで力に言及してしまうのも、仮想実験を過信しすぎた理論物理学の影響と言える。

地球のどこでも同じ「一様な慣性力」は、簡略的な図形の数点にだけ置かれて潮汐力の説明は終わってしまう。球体である地球の全質点に働くなら説明とは異なる合力になってしまうという不都合な力学的考察は一切触れない構成になっている。

この活動に影響されて、国立天文台や気象庁は詳細な説明を避けるかたちで「慣性力」と書換えてしまった。「遠心力」も「慣性力」の一種だから間違いではないが、議論を重ねる科学の様相はない。ネットで調べればいくつも見つかるので信じる前に自分達で検証し議論した方がいい。学生が直接目にする教科書もターゲットになっているようなので、蔓延しないよう今後も注意が必要だ。

疑似科学者の学識レベルが分かる　松田卓也氏著「間違いだらけの物理学」書解説

数学と座標変換の無知がローレンツ変換を発生させる

数学、特に座標理論の知識の乏しい学者がニュ−トン力学に不満をいだくと、基本的な数学や座標理論の基礎が身につかないうちに時空を扱った辻褄合わせの理論構築を急ごうとする。それらの理論に共通して発生するローレンツ変換係数について、新たな導出法が学術的高評価を受けるほど特別な扱いを受けている。ただ、このような係数は自然界には存在していない。

「記述法」として変更を加えられないガリレイ変換を理論物理学者自らが独自の誤った演算処理によって無理やり修正したことで、それを補うためにローレンツ係数は発生する。物理学も数学でもない、単なる誤謬からのローレンツ係数の導出法が学会で取り上げられることもないのでここで簡単に説明しておくことにする。

原点や座標値の存在しない座標変換理論

MM実験を含む多くの実測実験では速度と距離といった座標系の差異を主なデータとして扱うため、座標理論では欠かすことの出来ない原点や座標値は重要視されない傾向がある。同じ内容を座標理論で標記すれば必ず基準となる座標系の存在が浮かび上がるが、座標理論の知識が不足している場合、座標系に速度や距離データを直接取り込んで、シンプルなガリレイ変換式からローレンツ変換式を創り上げてしまう。

簡単なガリレイ変換の例として、時速100kmで走行している車から時速300kmで並走する新幹線の速度について考える。新幹線の速度をＣ、車の速度をｖとして、記述系である車から見た新幹線の速度は、

（記述系から見た観測対象の速度）＝（観測対象の速度）−（記述系の速度）
　　　　　　　（時速200km）　　　 ＝　（時速300km）　 − （時速100km）
となる。変換式は、

（記述系から見た観測対象の速度）＝　　　　Ｃ　　　　−　　　　ｖ　　　
となり、ガリレイ変換が成立していることがわかる。

次に逆方向に進む新幹線の速度についても考えてみる。

　　　　　　（時速400km）　　　 ＝　（時速300km）　 ＋　（時速100km）

観測対象と並走していた時に減算されるｖが、向かってくる時には加算される。かといってガリレイ変換が

（記述系から見た観測対象の速度）＝　　　　Ｃ　　　　＋　　　　ｖ　　　
に変化したわけでないことは誰でもわかる。ベクトルを座標値で表現する座標理論で表現すると、逆向きの速度の符号が負になり、ガリレイ変換は不変に保たれているのが確認できる。

　　　　（時速＋200km）　　　　　＝（時速＋300km）　−　 （時速−100km）

このように座標理論では座標値を丁寧に扱わないと、不変の方程式を変化させたような記述にしてしまうことがある。アインシュタインは、先人の誤ったガリレイ変換式（Ｃ-ｖ）と（Ｃ+ｖ）をそのまま座標理論に取り入れたために歪んだ物理法則にさらに修正と調整を加える。ただしアインシュタインのローレンツ変換導出法は誤りから偶然に導出できたのではなく、先にローレンツ係数があり、（Ｃ-ｖ）と（Ｃ+ｖ）から導出するよう無理やり調整したと考えるのが妥当だろう。

ちなみに、MM実験の検証式でマイケルソン氏は反射の法則の見落としから光の往復を（Ｃ-ｖ）と（Ｃ+ｖ）としている。ここだけを眺めるとガリレイ変換式を変更しているようにみえるが、座標理論の誤りとは性質が違うのでここで詳細は説明しない。

MM実験式の誤り指摘と修正例　実験式を修正しよう！

各座標系の方程式を同等にするという不要な要請と係数と関数の混同

古典力学の方程式が変化すると勘違いし、電磁気学やMM実験の解釈やどの座標系でも変化しない光速度の情報から（Ｃ-ｖ）と（Ｃ+ｖ）をすべての座標系で同等にしなければならないと判断すると、今度は数学の関数を使った方法へ移る。誤りを再現するために古典力学の光速度Ｃと光速度不変の原理に従う光速度ｃは同じ表記とする。

往復で同等の法則が介在して光速度を不変にしていると考え、まずはそれぞれを変換関数Ｓで表記する。　　　　 　　　Ｓ(ｃ-ｖ)＝ｃ、Ｓ(ｃ+ｖ)＝ｃ

Ｓは括弧の中を同一にする速度の変換を表している。本来、関数は必ずしも式である必要はないため、このような関数式は無限にある解の特定ができない。ここまでの誤謬を理解している場合は、左式はそのまま、右式の括弧の中の「+」を「-」に変換する関数と考えれば一番簡単な解になる。

光が往復して２回変換されたことを関数の２乗で表記する表記法もあるが、それを計算するときは関数×逆関数と解釈して１に戻するのが正しい。しかし、現代の理論物理学ではそうはしない。関数を係数と解釈して係数を２乗した後で元の係数に戻すために平方根をとる。

光の往復と同じく関数を２回実行。（これは誤り）
　　　　　　　　　　　　　　 Ｓ²(ｃ²-ｖ²)＝ｃ²

両辺を(ｃ²-ｖ²)で割り、　　Ｓ²＝ｃ²/(ｃ²-ｖ²)

２乗されたτを元に戻すため平方根からＳを求める。（これは誤り）
　　　　　　　　　　　　　 　Ｓ＝ｃ/√(ｃ²-ｖ²)

右辺をｃで約分する。　　　 Ｓ＝1/√(1-ｖ²/ｃ²)

ガリレイ変換の符号の取り違えと関数の係数化という初歩的な誤謬だけでローレンツ変換が導出できた。同様の誤謬はアインシュタインの論文をはじめ著名な解説書で確認できる。理論物理学の崩壊前にそれらを自力で探し出すのは貴重な経験になるに違いない。

観測者の立場で時間の進み方や長さが変わってしまう相対性理論では、
測定する立場の違いで時間や長さの基本単位が無限に存在している。
同じ立場で測った時間や長さどうしでなければ直接計算できないため、
相対性理論の構築段階では、数学で使う添字で厳密に書き分ける必要がある。

1秒₀≠1秒_ｖ、1ｍ₀≠1ｍ_ｖ、ｃ₀≠ｃ_ｖ

光速度不変の光速度ｃは、距離と時間の比率が値ｃになるというだけで、
添字を付けずに距離Ｌや時間ｔを取り出して計算するのは誤り。

ｃ₀＝Ｌ₀/ｔ₀　　≠　ｃ_ｖ＝Ｌ_ｖ/ｔ_ｖ

アインシュタインも相対論学者も基本的な数学の習慣が身についていない。
初期設定からこのを添字を使っていれば、変換も展開もできずに
相対性理論やローレンツ変換は発生しない。

参考、間違いだらけのアインシュタインの論文