1. 相対論における光速不変の単純な説明
相対論で議論される光速不変とは、次のことを指します:
* 光源が静止している時に発する光の、私たち観察者に対する相対速度は、毎秒 30 万キロメートルです。
* 当然、この光源が私たち観察者に対してある速度で沿ってある方向に等速直線運動をしている時、そこから発する光の、私たち観察者に対する相対速度は、やはり毎秒 30 万キロメートルです。
相対論で議論される光速が不変であるのはなぜでしょうか?
時間の本質は、私たちが周囲の光速運動している空間を観測することだからです。
私たちは観察者が光速運動している空間に、もう一つの名前を与えて呼びました――時間、と。
時間と光速運動している空間は、実際には同じ一つのものであり、私たちは二つの名前で呼んでいるのです。
なぜ二つの名前があるのでしょうか? 主な原因は、人類が自己の感覚から時間を認識し始め、時間の本質である光速運動の空間を深く認識できなかったからです。
光速 c = r/t は一つの式であり、数学で知っているように、分母と分子から成り立っています。
光速中の分子部分である空間変位 r と、光速中の分母部分である時間 t は、実は同じ一つのものです。
私たちが時間の本質は光速運動の空間であることを認識していないため、光速運動の空間に**「時間」**というもう一つの名前を与えてしまったのです。
人為的に一つのものを二つの名前にしてしまったのです。
例えば、「張飛(Zhāng Fēi)」という名前と、「張翼德(Zhāng Yìdé)」という別名がありますが、どちらも同じ一人の人物を指しています。
したがって、光速の分子部分である空間変位 r にもし何らかの変化がある場合(例えば光速の運動によって引き起こされる変化)、光速の分母部分である時間 t は必ず同期して変化します(なぜなら r と t は元々同じ一つのものだからです)。これにより、光速の数値 c = r/t は終始変わらない、これが光速不変の理由なのです。