5 力の伝わり方

5.0.1 遠隔作用

図2の電荷1が電荷2に及ぼす力が、媒介が無くても伝 わると考えるのが遠隔作用である。この解釈は受け入れがたく、通常は使われない。ニュー トンが万有引力の法則を発表したとき、それは遠隔作用で、なかなか受け入れがたかった ようである。何もない真空を通過して、力が伝わることに人々は難色を示したのである。 日常、見たり感じたりする力は、何かの媒質が介在するものである。液体や固体、気体を 通して力は感じるものである。でも、当時は磁石による力は分かっていて、それは遠隔作 用に思える。人々はどのように考えていたのか興味がある⁷。

気とか超能力とか言う人は、遠隔作用を支持しているように思えるが、いかがなものか。

5.0.2 近接作用

図2の電荷$Q_1$が直接$Q_2$に作用するのではない。 まず$Q_1$は、その近くの空間の物理的な状態を変化させ、それ変化が次々と伝わり、 $Q_2$に達した時点で、それに影響を及ぼす。$Q_1$は空間(場)に作用を及ぼし、$Q_2$は 空間から作用を及ぼされるのである。これは、明らかに遠隔作用ではなく、近接作用と呼 ばれる。これが場の考え方である。

観測される結果が遠隔作用と同じであれば、ただの言い換えに過ぎない。遠隔作用と近接 作用の決定的に異なることがある。それは、作用が伝わる時間である。遠隔作用では瞬時 に影響が伝わるが、近接作用では有限の時間が必要である。観測の結果、影響が伝わる速 度は、光速度と同じである。

電荷を急激に変化させて、その影響が有限の時間で伝わることが分かっている。電波など がその例で、人類はそれを利用しているのである。同じように質点を急激に変化させると その波(重力波)が観測されると理論的に考えられている。しかし、前にも述べたとおり、 重力は非常に小さいのでその観測は大変難しく、まだ重力波のはっきりした証拠は見つかっ ていない。

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著者: 山本昌志