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継続:科学と疑似科学を判別する

512Ken:2025/08/13(水) 21:02:02 HOST:52.66.62.130.static.user.transix.jp
光波動説は、光同士の交差や、光が作る同心円のような事象を観測し、同様の事象を水の波が作ることを、自説の根拠にしました。連想が働いたのです。
ID論は、過去の地球で生物種が変化したことを示す事象を観測し、同様の事象を起こす原因として、人類が実行してきた品種改良を思いつきました。ここでも連想が働いたのです。

一方で、両説とも同じ種類の問題に直面しました。

過去の地球で生物種の変化を導いた存在があったのなら、その正体は何者でしょうか? 具体的にどういう方法で、進化に干渉したのでしょうか? この疑問への回答は、現時点では何もありません。回答が見つかるかどうかも分かりません。この不明さがID論の弱点といえます。

そして、IDとの比較考察対象として、18世紀の光波動説を選んだ理由の1つがこれです。

もし光が波であるなら、その波を伝える媒質は何でしょうか? この疑問への回答が皆無でした。波動説論者がやったのは、光が波という前提から出発して、波なら媒質があるはずと考え、その媒質を「エーテル」と名づけただけです。エーテルの正体は不明で、エーテルを観測することもできませんでした。

正体不明で観測もできない媒質を想定するのと、正体不明で観測もできない品種改良者を想定するのと、問題の本質は同じです。

光波動説は、正体不明で、観測もできない媒質が、存在すると主張しました。
ID論は、正体不明で、観測もできない品種改良者が、存在したと主張します。

ここまでは、2つの仮説には差がありません。かたや媒質、かたや品種改良者という、それぞれの理論の根幹をなす存在を観測できないのです。これは、両説とも、積極的に肯定する証拠がないことを意味します。

ただし、2つの説はここからが違います。波動説には積極的に肯定する証拠がないだけではなく、むしろ積極的に否定する証拠があったのです。

IDにはありません。たとえば鳥が恐竜から進化した1億年前に、計画的に進化を導く干渉者がいたと考えても、矛盾する物理学、化学、生物学の法則は、今の知識体系に存在しません。

18世紀の光波動説は違います。当時確立していた物理法則はニュートン力学でした。波動理論を構築したホイヘンスも、ダランベールも、オイラーも、ニュートン力学の基礎の上に理論を建てました。ところが、光を伝えるエーテルの特性を突き詰めると、その存在はニュートン力学と矛盾するのです。矛盾の具体内容は何度も挙げました。

(1)空間の弾性と密度の観測値が、光速から求める理論値と異なる
(2)同じ空間を伝わる光と音の伝播速度が異なる
(3)質量がない不可量物質では波の媒質になりえない
(4)そもそもエーテルは大気中には留まれない

光の媒質とされるエーテルは、積極的に肯定する証拠がないばかりか、積極的に否定する証拠があるのです。

513Ken:2025/08/17(日) 21:39:33 HOST:52.66.62.130.static.user.transix.jp
光波動説は物理法則と矛盾しましたが、それだけで評価が決まるわけではありません。光の波動性を示す強い証拠があれば、矛盾を残したままでも支持されます。何度も述べてきたように、2重スリット実験が示したのは、そういう証拠でした。この時点では媒質問題の矛盾は解消されてないのに、波動説の優位を樹立したのです。18世紀までの観測事象とは異なり、粒子説では説明不能な、回折と干渉が作る縞模様が観測されたからです。

縞模様だけなら18世紀までも観測されていました。しかし2重スリット実験を波動説で解釈すると、実験条件を変えた結果の予測ができるのです。干渉縞のメカニズムはファインマンが解説しています。
www.feynmanlectures.caltech.edu/I_29.html#Ch29-F7

たとえば2つのスリットの間隔や造影スクリーンまでの距離を変えると、観測される縞模様が変り、変わり方は波動理論で予測できるものでした。

一方、18世紀までに波動説の根拠とされた事象は、前述しました。これだけなら、光粒子説でも説明可能であり、物理矛盾を含むエーテルを必要としませんでした。

(1) 光同士が交差する
(2) グリマルディが観測した同心円
(3) ニュートン環
(4) 光速度が一定
(5) 複屈折

光粒子説が、これらの事象をどう説明したのか。光波動説の説明と比べてどういう優位性があったのか。それを語りましょう。

514Ken:2025/08/17(日) 23:34:10 HOST:52.66.62.130.static.user.transix.jp
18世紀の観測事象を光粒子説で説明するためにニュートンが提唱したのは「Fits」でした。「発作」と訳されることが多いようですが、はたして正しい訳か。

簡単にいえば、電気に+と-があり、磁気にNとSがあるように、光粒子も2種類あるというものです。たとえば複屈折が起こるのは、特定の物質内で2種類の光粒子が異なる反応をするためという主張です。

光がガラスに入る時、反射と透過の両方が起こるのも、2種類の粒子があるからで、ガラスの表面で反射する粒子と、最初のガラスは透過して2つ目で反射する粒子が、交互に入れ替わることからニュートン環が生じる、というのがニュートンの説明でした。

Fitsの概念は光粒子説のためだけに考え出されたもので、Fitsの存在を示す何の観測事象もありませんでした。この点で、光波動説のためだけに考え出され、何の観測にも裏付けられないエーテルと同種の、きわめて恣意的な想像の産物でした。

光粒子説は、観測に裏付けられないFitsを持ち込みました。
光波動説は、観測に裏付けられないエーテルを持ち込みました。

ここまでは粒子説も波動説も同列というべきでしょう、しかしここからが違います。光粒子の特徴を観測できないのは観測技術が不十分だから、という説明は論旨が通りますが、エーテルの特徴を観測できないのを、観測技術の不足で説明するのは筋が通りません。波動説側からみれば不公平に思えるでしょうが、粒子と波動の本質的な違いから、これは仕方のないことなのです。

粒子とは離散的な存在です。1つ1つの光粒子が持つ特性に依存して、光の特性が決まるというのが、光粒子説です。個別の光粒子を観測できないのだから、Fitsという属性があるかどうかも、観測で決めることはできません。要するにFitsを肯定する根拠も否定する根拠もありません。

ところが波動は連続的な存在です。媒質は連続的に力を伝える必要があり、どこかで力の伝達に切れ目があれば、波はその先には伝わりません。それなら、エーテル粒子(そういうものがあるとして)を観測はできなくても、波が伝わる空間の弾性と密度は観測されるはずなのです。気体の粒子は観測できませんが、大気の弾性と密度は容易に観測できますよね。それと同じです。

そして光波動説の弱点は、エーテルを観測できないことではなく、光が伝わる空間に、光の速度と矛盾する弾性と密度が観測されることでした。積極的に否定する理由とはこのことです。

515Ken:2025/08/20(水) 22:10:51 HOST:52.66.62.130.static.user.transix.jp
光粒子説のFitsと光波動説のエーテルは、どちらも観測事例がない、架空の存在でした。両者の違いは、エーテルにのみ積極的な否定の理由があることでした。

このような条件下において、最も合理的な仮説はどうあるべきでしょうか? よく似た例を考えてみましょう。ダークマター(暗黒物質)の話をします。

宇宙に存在する銀河を観測すると、それぞれの銀河の質量から想定される重力と、銀河の回転から想定される遠心力が釣り合いません。正確に言うと、銀河の中心部分も周縁部分も、同様の角速度で回転していますが、これでは遠心力が重力に優って、銀河はバラバラに分解するはずなのです。我々自身の銀河系(天の川銀河)も例外ではありません。

このような観測事象を解釈する仮説は2つ考えられます。

1.重力の法則が破れている
2.観測される物質(星やガス)以外に、重力を作る質量がある

2の仮説に沿って考案されたのがダークマター。ダークマターの質量が作る重力が加わるから、遠心力との釣り合いがとれ、銀河は分解しない、という仮説です。ただし、これまでのところはダークマターの実体は、天の川銀河においてすら、観測されていません。観測されない理由として、ダークマターはニュートリノと同じく、電磁波との相互作用がない物質である、と説明されています。

ただし、光速に近い速度で運動するニュートリノは、局所的に存在するダークマターではありえません。いわば、質量のある(それも遠心力に打ち勝つほどの質量がある)ニュートリノ的存在が想定されているわけです。でも、そんな物質の存在は、実験室でも観測例がありません。

それでもダークマターが信じられる理由は、これを想定しないと重力の法則が破れているというしかなくなるからです。それよりは、ダークマターの方が、より現実的と考えられるわけです。

こう言えば、現在のダークマターは、かつてのFitsと同じ立場に置かれていることが分るでしょう。ダークマターもFitsも観測事例はない。しかしそれがあることにしないと、より基本的な物理法則が破れていると言わねばならない。

基本的な物理法則の破れがありえないとは断言できません。現実に、2重スリット実験でニュートン力学と矛盾する波動の存在が確認されたのですから。しかし、基本法則と矛盾しない代案がある場合には、代案を優先するのが、合理的なのです。たとえ、その代案が、Fitsやダークマターのように、観測事例がなくてもです。

18世紀に光波動説を光粒子説よりも支持した人は、現在、ダークマターがあるというよりも、重力の法則が破れていると主張する人と、同じレベルの合理性をもっていたことになります。

516Ken:2025/08/24(日) 11:31:35 HOST:KD059132255132.au-net.ne.jp
問題は、エーテルが力学的にありえないにも関わらず、なお光波動説を支持する理由があったのか、です。2重スリット実験が、その強い理由になったことは分かっている。生成される縞模様の形を波動理論に従って予測できるとなると、光粒子説では説明不可能なのですから。でも18世紀までの観測事象はどうでしょうか? 光波動説が根拠とした事象は列挙しました。光粒子説で、これらを説明できたでしょうか?

(1) 光同士が交差する
(2) グリマルディが観測した同心円
(3) ニュートン環
(4) 光速度が一定
(5) 複屈折

2種類の光粒子を想定するFitsで説明されるのは、(2)(3)(5)ですね。(2)と(3)は、波の回折と干渉が観測されていたのだと、後世になって理解されましたが、18世紀の人はそれに「うっかりと」気づかなかったのではありません。光が障害物の背後に回り込まないことと、2つの光源の光を重ねても縞模様が現れないことから、回折も干渉も光では起こらないと考えられました。それなら(2)と(3)は波動説とは異なる解釈が必要で、そのために光粒子のFitsが考えられたのです。

(1)については旧掲示板で語りました。光粒子の密度が小さければ、衝突は非常に稀であること。また、仮に衝突が起こっても、結果的に生じる映像の乱れが、人間の識別能力より小さいなら、衝突したことは分かりません。類似例として、戦場を飛び交う弾丸同士の衝突が、非常に起こりにくく、起こっても観測できないことも、述べました。

(4)については、粒子が大きさにも質量にも依存せず同じ速度で動くことは実例があります。紀元前以来、質量の異なる物体は異なる速度で落ちると信じられてきたのが誤りで、みな同じ速度をもつと示したのはガリレオでした。加速の原理が同じだからで、もし光粒子も同様の原理で加速されるなら、同じ速度になるでしょう。むろん、加速原理が同じという証明はありませんが、同じではないことを示す観測事象もありません。

結局、Fitsや加速原理のように、それを観測する技術が無く、肯定・否定どちらの結論も出せない仮説と、空間の弾性と密度のように観測が可能で、観測によって否定される仮説が存在する時、後者を採用するロジックを構築することができないことが問題の本質なのです。この問題があるから、光波動説は論理ではなく心理的に支持されたと、AIは述べたのです。

支持したくなる心理は理解できます。光の縞模様が波の縞模様を連想させるのだから、光は波と思いたくなるに違いありません。しかし、より重要な点を考えれば、その仮説は否定されねばなりません。これも類似例を出しましょう。

水中を泳ぐイルカを見れば、誰もが魚を連想します。空を飛ぶコウモリを見れば、誰もが鳥を連想します。そこから、イルカは魚類でコウモリは鳥類という仮説を立てられます。実際に昔の人はそう考えたことでしょう。

しかし、よく観察すると、イルカもコウモリも卵ではなく子供を出産します。ゆえに、どちらも哺乳類で、系統的には魚や鳥よりも人間に近い動物だと結論されるのです。泳ぐ・飛ぶという特性よりも、胎生という特性の方が、より根源的な分類基準だからです。

では波動の特性は何でしょうか。縞模様を作ることも特性ですが、より根源的な特性は、媒質を伝わる振動という点にあります。18世紀には、これが波動の定義といえるでしょう。

哺乳類の定義は胎生で得た子供を母乳で育てることです。波動の定義は媒質を伝わる振動です。その媒質問題で否定される光波動説を、縞模様や光の交差を根拠に支持するのは、イルカを魚と考えた人が、胎生生物である証拠を見せられてなお、海を泳ぐから魚だと言い張るようなものです。


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