科学と疑似科学とを判別する - 1524257541

381：diamonds8888x：2019/05/12(日) 08:54:34 ID:aQLjGWa.: >>380
　まずマイケルソンとモーリーの実験結果の意義について確認しておきます。
　まず、マイケルソン・モーリーの実験に至る光と電磁波の科学の歴史を概観しましょう。

　例えば[ttp://www.takuichi.net/hobby/edu/em/history/index.html]他
[1823] フレネル（フランス）がフレネルの公式（反射・透過係数の振幅を与える公式）を発見
[1837] ファラデー（イギリス）が電気の近接作用論を提唱
[1843] フィゾー（フランス）が回転歯車による光速の測定
[1850] フーコー（フランス）による光の波動説の主張(空気中と水中での光速の違いの測定が根拠)
[1864] マクスウェルの方程式、電磁波の予言、光の電磁波説(速度の一致が根拠)
[1887] マイケルソン・モーリーの実験
[1888] ヘルツ（ドイツ）がマクスウェルが予言した電磁波の存在を実験で確認
[1895]　ローレンツ収縮の提案 [wikipedia「ヘンドリック・ローレンツ」参照]
[1899]　ローレンツが局所時間の提案(時間の遅れ)
[1905] 特殊相対性理論の発表(アインシュタイン)
[1905] 光量子仮説の発表(アインシュタイン)

　まず光量子仮説発表以前に「粒子でありかつ波でもある存在」を認めた人はいません。すべての人が光は波であるか、波ではなく粒子であるかどちらか、だと考えていました。むろんアインシュタインも波でると同時に「古典的意味での粒子」であるなどと考えたのではありません。ましてＰ∧￢Ｐを容認したことなどありません。

　マイケルソン・モーリーの実験の時点では光の粒子説は間違いとされ波動説が圧倒的に有力とされていたのです。特にマクスウェル理論とヘルツの実験により電磁波という具体的実体が確認されましたから。

　とはいえヘルツはマクスウェル理論が予測した「電磁場の変動する波」の存在はしめしましたが、光が電磁波の同類だと示したわけではないでしょう。厳密に言えば、赤外線からマイクロ波の領域で光と電磁波との連続性が確認されるとかされるまでは光と電磁波とが同類だとは検証できていないようにも思えますが、それよりもマクスウェル理論自体の問題がありました。

　すなわち電磁波の速度が真空の誘電率と透磁率のみにより定まり、すると以下のどちらかを認めざるを得ません。
　　・異なる速度の系から見ても電磁波の速度は変化しない
　　・異なる速度の系から見ると真空の誘電率または透磁率が変化する

　マクスウェルを始めとして多くの人達はマクスウェル理論が「エーテルという絶対静止系」において成り立つと考え、この絶対静止系に対して運動している地球からの観測では電磁波の速度が変化すると予測したのです。その予測を否定したのがマイケルソン・モーリーの実験です。

　参考1）wikipedia「ヘンドリック・ローレンツ」
　参考2）EMANの物理「エーテル理論の失敗」[ttps://eman-physics.net/relativity/ether.html]

　前述の通りこの時点で光の電磁波説は粒子説を凌駕していたので、マイケルソン・モーリーの実験は「粒子説vs波動説」の観点では考察されていなかったはずです。マイケルソン・モーリーの実験での速度差検出が光の干渉性を前提にしているとしても、干渉性自体は観測事実となっていましたから、実験のポイントは公転位置の違いなどによる速度差の検出でした。そして粒子説であっても速度差は検出されるはずなのです。恒星から放出される光粒子は恒星に対して光速度ｃで運動していることになるでしょうから、地球に対してはｃと地球速度との合成速度になるはずです。すると当然、マイケルソン・モーリーの実験ではポジティブな結果が得られます。

　光の電磁波説がほぼ信じられていたので「媒質であるエーテルの風の存在」という意義が強調されることが多いのですが、実はこの実験は「恒星から放出された光の速度が、光の正体にかかわらず、地球と恒星との相対速度が違っても一定である」という、「粒子説vs波動説」なんてものを越えた常識外れの事実を示していたのです。

　実際には当時の人達は「媒質であるエーテルの性質」を色々と仮定することで実験結果を説明しようとしました。それがヘンドリック・ローレンツらの試みで、数学的には正しい予測はできたようですし、ローレンツ短縮という言葉は今も残っていますし、局所時間などというものも考え出されています。

　ということで、次の別発言でまとめてみましょう。