2017-10

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≪ 物理の心? その1 ALL 物理の心? その3 ≫

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物理の心? その2

前回物理学が自然のルールを見つける学問である、そしてそのルールは普遍的であれば法則と呼ぶことを説明した。 さて、ここでルールを見つける方法であるが
(1) 実験をして、実験値の中にルールを見つける。
(2) 予想をたてて、その予想が正しいか実験する。
この二つである。実際には(1)と(2)の組み合わせを使うことが多いと思われる。(1)の立場はひたすらデーターを取る、そのデーターを眺めて何かヒラメキがあればルールが分るわけだ。昔の人は天体のデーターを眺めていろんな法則を発見したのだが、それはこの方法による。(2)の立場で大きな成功を納めたのはニュートンであろう。運動の法則が成立すると信じて天体の運動を予想したのだ。この成功はニュートン力学とまとめられ、今でも色んな計算で役にたっている。

それでは(2)の方法でルールを見つけるということをこれから体験してみよう。予想をたてるというのは漠然としているので、ここでは思考実験による予想というものを考える。難しいことはない、クイズだと思ってもらって、思考実験に付き合ってほしい。

ここに、平らな面がある。水平に置いたテーブルの上を想像してもらってよい。このテーブルは無限に広いテーブルと思ってほしい。
butsukoko01.gif

水平なテーブルの上↑。テーブルは無限に広いので淵はないと思ってください。さてこのテーブルの上にそっと球をおく、どんな球でもいいのだが、分りにくければビー球とか、鉄の塊とか、それぞれ勝手に思ってもらっていい。  
butsukoko02.gif

↑テーブルの上にそっと球をおいた。さてこの球に何がおこるであろう? 思考実験の始まりである。正解はだれでもしっている、なにも起こらない。当然である、上下左右どこにも球はうごかない、なんせテーブルが水平なのだから。(*この当然動かないと思われることも後々再考察してみると当然とはいえないことがわかるのだが、今のところ当然ですまそう。)

簡単すぎる話でつまらないと思うだろうが、これから楽しくしてゆくので、もう少し我慢して読み進めてほしいのである。次から「当然」と言えなくなってくる、そんな思考実験をやっていく。

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