2016年4月11日月曜日

3 さあ、特殊相対性理論で同時を確認だ。



特殊相対性理論が正しい仮説かどうか、実験で確かめよう。




線路と同じ慣性系にいる観察者を「基準系観察者」とする。

線路上を等速で走行中の列車車内にいる観察者を「慣性系観察者」とする。



これも厳密ではないんだけど、ここから始めよう。



ちなみに、時計の時刻表示を見るのが観察者。

アナログ時計でも、デジタル時計でもいい。
腕時計でも、壁に張り付いた時計でもいい。

いま何時何分何秒かを知るには、眼が要る。



盲人の方なら、誰かが今、盲人の方の肩に触れた。
その時刻を盲人の方が知るには、音声ガイダンス付き腕時計のスイッチを押す。

盲人の方は、眼が機能していないが、この場合も観察者とする。



観測者とは、盲人の方なら、肩になにかが触れたのを皮膚圧力センサーが感知し、
神経伝達で脳に情報が伝わり、その時刻を知りたいと思った認知機能のことを指す。

音声ガイダンス付き腕時計のスイッチを押すときも、神経伝達で脳から手に
情報が旅をする遅れが生じる。

こういう細かい工学的な時間差、機械や生物機械による遅延は捨象する。



おとずれ、訪れ、不意に来た現象時刻を知ろうとすると、

事象現場(皮膚の圧力感知現場)から時刻を認知する脳への
中枢方向への伝達遅れと、

脳から機械を駆動させる命令、末端(末梢)方向への伝達遅れが生じる。


それならば、常時、今、何時何分何秒をバックグラウンドミュージックとして流しておけば、
誰かが自分の背中に触れた時刻が、わかる。


背中にすれば、盲人の方の特殊事情というわけでないのが、よりわかる。
背中に眼はないので。
















地球を遠く離れた観察(観測)衛星のカメラアイが捉えた月と地球の姿。

3次元空間内に存在するカメラアイ局所点が描いた2次元平面画像。

この世の誰も、地球の西半球と東半球を同時に見ることはできない。
北半球と南半球でもいい。



列車は、長方体。

左側面と右側面を同時に見ることはできない。
上下や前後でもできない。

それなのにメルカトル図法では、西半球と東半球を同時に見ることができる。

生身の機械の眼では見ることができない、あとで合体させて一覧性を良くした偽物、
それが地図である。

ここでは、数学者が座標に描く諸物も、地図と同じ偽物であって、
座標を参考にして物理をやると間違うという実例として、

特殊相対性理論の単純トリックを紹介しようとしている。


天才アインシュタインの提言に従って電磁現象の相対性概念を公知にする前に、
いくつかガジェット用意して、

アインシュタインが机上の空論をしでかしてしまったことを共通の理解とすべく、
まずは、特殊相対性理論がトンデモであったに納得してもらおうとしている。


月の裏側はこうなってた!NASAの観測衛星が月の裏側の撮影に成功
http://karapaia.livedoor.biz/archives/52198021.html
人工衛星DSCOVRから観測する地球:NASAが公式サイトをオープン|WIRED.jp http://wired.jp/2015/10/26/nasa-earth-images-from-space/




捨象した厳密を記述しとくと、背中に誰かの手が触れた情報が脳に届く遅延と、
壁に据え付けられたスピーカーから音波が鼓膜に到達する遅延。
鼓膜から脳に情報が伝わる遅延。
水晶時計か原子時計の情報発信装置が、スピーカーを振動させる経路遅延。

さらには、1回の振動。音波は瞬間に発生するのではなく振幅によるものだから、
時刻ではなく、時間幅となり、時間幅が、量子という単位になる可能性もある。

いまは特殊相対性理論の単純トリックを紹介する為にやってるから、
量子力学の話に入る前に必要な厳密性だけを採用し、残りを捨象している。



「あ」という音声は、点的なものであり、数直線上の点や、時刻とみなしていいだろう。
「3時3分3秒」という音声は、どんなに早口言葉にしても、時間幅がいる。


数直線上の 0 の位置は点。
数直線上の線分は、幅。有限幅。
数直線そのものは、無限性。

点は通過することができる。
点は、指し示すことができる。デデキント切断(デデキントせつだん、英: Dedekind cut)

一方、幅はいくら分割しても、幾何学的には無限に繰り返すことができる。
物理の世界では、プランク時間とか、それによる空間の最小単位があるようだ。



さて話を戻して、


音声時刻を常時バックグラウンドミュージックで流しておけば、
誰かが自分の背中に手で触れた情報が、
あっ、見てないから、厳密には手であるかどうかわからないけど、

ま、感触で、手であるだろうと推測して、

誰かの手が自分の背中に触れたという事象と、
自分の鼓膜が現在時刻を聴きとった事象を、同時刻と認識するのが、

観測者である。


英語なら、

観察者をオブザーバー

観測者をタイムキーパー

と、しておこう。あとで、英語圏の方々に妥当かどうか、採用単語は決めてもらう。


2つの事象が、同時であると組み合わせるのが観測者。


あっ、今頃気付いたけど、盲人の方は鼓膜を使わなくても、
アナログ時計を指先で触れて時刻を知る方法もある。

聴覚も触覚も同じ。そして視覚も同じなんだけど、視覚は騙され易い。

と、いう話をしている。



電磁現象の相対性概念に気付くに必要な注意力は用意できた。




誰かが自分の背中に触れたイメージを図左上方に描いた。

自分(1人称)と
誰かの手(2人称人物の一部)を、

頭の中の自分は、3人称視点で、図左上方に自分を含めて描いた。


野球放送では、バックネット裏カメラから、
近い方から

バックネット
審判
キャッチャー
バッター
ピッチャー

と、奥行き方向にカメラを向ける場合もあるけど、



ピッチャーとキャッチャーの間を動くボールを側面から撮影する感じで、
xy平面座標のx軸を線路とする。

自分と、自分の背中に触れた誰かの手を数直線上に並べる感じで
図左上方に描いた。

その時の頭の中で同時に思い描いた時計時刻表示イメージを、図右上方に描いた。

この左右2つのイメージが同時だと自分は思っている。



TPSのダミー人形背中を、見る感じで、

いま、1人称人物の頭の中を描いた。

サードパーソン・シューティングゲーム(英:Third Person shooter, 略称TPS)



画面正面に見える敵だけをオンライン対戦で追い掛ける俺は、
背後を取られ、すぐ斬られる。

背後を警戒するのに振り向くという作業を、つい忘れてしまう。
そもそも、敵がどこをマップ上で動いているか推測しながらやるものだろうけど、
記憶をさぼって、マップも覚えてなければ、要所ポイントさえ覚えないで
対戦ゲーをやってたんで、下手もいいとこだが、

TPSをやるときは、奥行き方向、遠くに敵。
ダミー人形が手前。

そして、画面を見る自分はダミー人形から幽体離脱して、
バックネット裏にいる観戦者の気分で、バッターを操ってる感じ。

レースゲーでも、エースコンバット6でも、
レースカーや戦闘機の搭乗者気分の画面。
ダミー人形が乗り込んでいる車や戦闘機を俯瞰する画面。

さらには、自分が操縦している車や戦闘機の姿が消えた風景だけ画面モードがある。

ゲームやってるヒト前提にしてるんで、ここは細かく説明しない。

19世紀生まれの方々が頻繁には経験しない、
視線の切り替えや画面モードの切り替えを
20世紀生まれや21世紀生まれの我々は体験しているんで、

これからの話は、単純トリックとなる。




特殊相対性理論は、観測者と対象の速度が違うと、
同時性が破綻していると世界に報告した。

基準系と慣性系では、同時性が同じでないとしたのが、

アインシュタインの仮説である。


これが座標だけを使って検証した間違いであることを、
カメラアイイメージからの論理で、まずは御披露目しよう。



それでは、アインシュタインの提言に従って、光速を基準に、
アインシュタインの仮説がどうやら間違いであるを、まず、ちょっと感じてもらおう。



列車というのは、東京ー京都ー博多間の新幹線は16両編成。
愛媛松山の路面電車は1車両だけ。

だから列車、列をなす車と言えない。



danoiz-22さん(@danoiz22)が投稿した動画 -

インスタグラム動画



これからのこともあるんで、列車の基本型を決める。

左側から展望車・客車・先頭車とする。



























いまは客車だけに注目する。



長くなったので、次のページに続く。



次は、

3の2 客車側面輪郭を、たくさんの時計で作ろう。


mokuji ヘ




TPS動画の見本。

Gears of war 3 - Multiplayer Gameplay - 2016 HD
https://www.youtube.com/watch?v=qTJ0K_oUH5I

ACE COMBAT 6 Mission 09 重巡航管制機要撃 エースコンバット6
https://www.youtube.com/watch?v=killyb9lxJA



「Gears of War」「Gears of War 2」「Gears of War 3」の3作品が1本のパック



次は、


3の2 客車側面輪郭を、たくさんの時計で作ろう。


mokuji ヘ



3 さあ、特殊相対性理論で同時を確認だ END