等価原理

(平成21年6月6日)

  アインシュタインは物体が重力場で受ける重力加速度と物体が力を受けたときの慣性加速度が同じであるとしました。簡単には「重力質量と慣性質量は同じである」と言います。これを等価原理と言います。 他にも等価原理と言われていることがありますが、ここでは省略します。

F = 万有引力の式
m_i =     ニュートンの第二法則

 これら二つの式で表される力または質量は同じであるというものです。同じになるように万有引力係数Gが定められているということでもあります。
 このことを認めると、光線が重力によって曲げられることが簡単に証明できます。アインシュタインはこの原理をもとに一般相対性理論を築きました。


 (原の等価原理)
 違いが見つけられない二つのものは同じものである

 直ちに次のような反論が出そうです。
 違いが見つけられないのはその人の知識不足のせいで本当は違っているということはよくある。たとえば、一卵性双生児は他人の目にはそっくりで違いが判らないことがあるが、当人や親は違いが判るように同じではない。

 一卵性双生児といえども全く同じではない、というのは既に人類にとっては既知の事実です。ですから違いは必ず見つかるという確信がありますから同じではないのです。
 しかし、このような一般常識がまだない子供や未開地の人にとっては一卵性双生児であっても違いが見つからなければ同じであるとせざるを得ないのです。

 日本で採掘された金と南アフリカで採掘された金で純度が同じでわずかな混ざりものにも差が見つからなかったとしたら同じものと言わざるを得ないでしょう。それでも差があるかも知れないという人は多いでしょう。分析技術が発達すれば差があるに違いないという意見です。今の例では産地が違うという情報がありましたが、金塊二つがあって差があるか判定せよという問題だったらどうでしょう。
 どのように分析しても現代の分析技術では差がなければ、同じものであると結論せざるをえないでしょう。

 将来は違いが判るかも知れないから同じであるとは言えない、という態度は間違いなのです。
 水素原子一つ一つが同じであるとは言えないかも知れない、と言っていたのでは何も進歩しないのです。
 水素原子で質量が違うものには重水素という違う名前が付けられています。水素と重水素は違いが判るから同じではないのです。
 一般の人には違いが判らないのですが、同じでないという知識があるので同じものでないのです。

 知識がない人には同じものと考えざるを得ないということです。非常に主観的で受け入れられないという方も多いでしょうが、人類全員が知識のない状態にあって、同じであるとしている二つのものもあるに違いありません。

戻る