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ハミルトンの風車からエネルギーを観る

「今日(2024/05/01)のダッシュボードに載っていた。人事問題の意味を考え始めた切っ掛けだった。周りで何を騒いでいるのか、その意味が分からずに混乱の中かでじっと我慢しながら日々を過ごした。然し年末に雲隠れをした。根本問題に何か在るかと?

根本的疑念が昭和20年8月15日の終戦の日に、京都府舞鶴市溝尻海軍住宅の住所だった事に関わると認識している。舞鶴市の市民ではなかった。だから、東舞鶴国民学校で4月から4カ月以上勉強したが、入学者名簿には存在しない事を知った。人事問題は、何処で生れ、何処に住み、どの様な経歴を辿ったかが全て確認されて居なければならない筈だ。昭和14年12月1日、貝野村から舞鶴鎮守府所管に『戸籍転籍』。昭和16年9月1日、召集令状。父はその10月巡洋艦「香取丸」の在役艦。その年12月19日、「香取丸」に戸籍異動。昭和19年2月、「香取丸」被弾沈没。同19年3月31日、「香取丸」船籍除籍。その後戸籍に関する行方不明。追記、2024年5月1日。末尾に関連して」

はじめに (またの文末の自分の恥さらしで御免なさい。憲法と市民権など全くの無知であった。権力と市民権の関係の教育を受けた記憶も無い)。ハミルトンの風車はブログの最初の科学の記事で、放電現象と電荷・電流概念(2010/08/02)にある。何故ハミルトンの風車を取上げるかには理由がある。新世界ー科学の要ーで示した静電界のエネルギー流についての解釈を早合点したようだ。訂正しなければならないと思ったからである(2017/11/07追記・修正した)。それはコイルとコンデンサの磁気ループについても訂正になる。

ハミルトンの風車

極性とエネルギー流 ハミルトンの風車を検索すると、その回転現象の解説にはイオン風と言う電荷が原因となった説明が成されている。マイナスの3万ボルト程で大きな卍型の針金が相当の速度で勢いよく回転する。しかもプラス側の電極が無いのに、マイナスを印加するだけで良く回転する。昭和40年頃の高等学校での公開実験での強い印象が残っている。1.6mmΦの屋内配線用銅線で構成した直径30,40cm風車実験結果が思い掛けずも成功したのも不思議であった。何も傍にプラス電極が無い、空間に置かれたマイナス電極の風車である。針金の先端からジーと音を立てて噴射しながら回転する。ただし、印加電圧が正極性の時はそれ程強い回転力は得られない。明らかに極性によって異なる電気現象であることははっきりしている。放電管内の流れがマイナス電極側からしか流れない事も良く分かっている事だ。その流れを陰極線と名付けたのだ。その流れる実体を『電子』と呼んで解釈するのが現代物理学理論の根幹である。『電荷と質量』を備えた素粒子が『電子』である。その電荷と質量の空間的描像も明らかに説明できないにも拘らず、『電子』と言う素粒子(レプトン)が実在し得るとの前提で構築された電磁界理論である。その電子と言う『電荷』概念への疑問を抱いたのが電磁界の新世界に踏み込む事になった原点である。ハミルトンの風車の回転現象を電子とイオンで解説されているのが常識論である。結局、電子もイオンも『電荷』と言う実在しない物理量概念で、見えないが故に、簡便な解釈で伝統的に積み重ねてきた理論体系の基礎概念となって、社会的な常識論の根幹となって来たという事であろう。今唱えたい事は電子やイオンに替わって、それに対応する『エネルギー』一つで統一的に解釈すべき基礎理論が求められていると言う結論になる。

針電極 針電極のような金属の先端を尖らせて、負の高電圧を掛けるとコロナを噴射する。それは導線に沿ってエネルギーが針先端から空間に噴射されるからと解釈する。導線周辺にコンパスを近付ければ導線を周回する向きに磁気ループが存在するだろう。それは電流で解釈すれば、それが先端部から流れ込む向きと同じ方向ではある。このエネルギー流の解釈は、電子・電流の解釈との明確な違いを説明するだけの根拠を示せないのが残念ではある。残念であるというより、目に見えないものを科学技術で自然現象を利用するように概念化して来た多くの先人の業績を讃えるべきであろう。然しながら、自然の真底に横たわる眞髄は科学技術概念の奥に隠れているのだ。それはを認識するのは各人の自然科学的感性に委ねられていると言えよう。

平板コンデンサ内のエネルギー流 そのエネルギー流での解釈は、平板コンデンサ内へのエネルギー貯蔵をどう捉えるかに、その有意性があろう。『電荷』貯蔵に因る解釈よりも矛盾は少ないだろうから。コンデンサ内でのエネルギー消費は殆ど無かろう。従って、エネルギー流は平板コンデンサ内で何らかの回転流として貯蔵されるだろうと考える。二枚の電極板に対して、エネルギー流がどのようであるか、上下二つの流れであるか、一つの流れであるかは見えないものを解釈する訳で、そこに悩ましい決断が求められる。新世界ー科学の要ーで示した解釈は二つのエネルギー流で決断した。それは下部電極表面での磁界の方向が決まるエネルギー流を上部と同じ電極表面に沿って流れ込むと解釈したからであるが、その点が少し早合点であったと反省している。それは新世界への扉ーコンデンサの磁界ーで示したように、下部電極表面でのコンパスの指示方向が電極表面に流れるエネルギー流との合成流に因ると解釈したことに因った。コンパスの磁気の意味をそのエネルギー流が原因と解釈する捉え方そのものが新しい科学的世界観でもあり、その事との関係で迷いがあったと反省している。今回上に示した図の平板間の一つのエネルギー流で解釈する方がコンデンサ内でのエネルギー貯蔵の姿としては共感し易いと言う感覚的な意味合いをも含んで決めた。誠に科学実験による検証方法という手法が採れずの感覚論で誠に不甲斐なさも抱かざるを得ないと同時に、混乱を与えたらと申し訳ないと思う。コンデンサ内のエネルギー貯蔵で、二つの流れは不自然であろうと感じるからである。以上の考えから、結論を図のようなエネルギー流で捉えた。この平板電極内の空間とその外部との関係は明確な描像を描くことはできない。コンデンサ貯蔵エネルギーが完全に電源との繋がりがなく、独立したエネルギー流になるかと考えれば、それは無いだろうと思う。その曖昧なまま表現した図である。負極性の場合で示したが、エネルギー流は電源の負側からの供給が主流になるとの解釈をハミルトンの風車から類推したことで、正極の電極板に対して少し反発する流れになるかと考えざるを得ない。それがその電極近傍でのコンパスの指示方向の原因となる貯蔵エネルギー流とコンパスのエネルギー流との兼ね合いの問題であるから。基本的にはそのエネルギー流がコンパスの指示方向・磁気ループの解釈の拠り所と考えざるを得ない点にある。

アーク・火花放電 高電圧工学と言う分野がある。それは電力系統の保全対策として、送電線路への落雷に対する対策や、支持絶縁碍子の性能向上に欠かせない研究分野である。その電気的特性は高電圧試験によって基礎研究が成される。平板電極間でのアーク放電現象はその基本観測である。電界強度の空気限界は大よそ30kV/cm位と考えられている。それ以上の電界で火花放電し、絶縁は破壊される。その火花放電現象の原因は電極間に塵などが入り込めば、その局部的エネルギー密度が高くなり、局部のコロナが全体としての放電に移行してしまうだろうと考えられる。その辺の現象を電極板の『電荷』で解釈しようとしてもなかなか難しいと思う。丁度、雷が空間の状況と水蒸気の熱エネルギーの供給・放出との兼ね合いで決まる事から思えば、電気現象も『電荷』では捉え切れない謎が多いだろうと思う。

『電荷概念の否定』の観点 伝統的科学理論が常識として世界に受け入れられてきた。正と負の対称な二つの『電荷』が世界の根源を支えていて、その『電荷』無しには科学理論を論じられない事になっている。伝統的科学の世界観で共通理解に在る社会的安定性の観点から観れば、『電荷』否定の反社会的科学論は誠に迷惑な事ではあろうと理解はしている。2000年にワープロ代わりにパソコンを購入した。雨蛙や日本カナヘビ、揚羽蝶など身近なものを眺めて、生活の術もなくただ漫然と流されて来た。科学研究の機関に所属する事も不可能な人生の状況に追い込まれた。今過去を知って見れば、職歴も書けない現実が身に染みている。退職の手続き一つした覚えが無い現実。翻弄され続けている身には日本国憲法(特に、第98条1項 この憲法は、国の最高法規であって、その条規に反する法律、命令、詔勅及び国務に関するその他の行為の全部または一部は、その効力を有しない。とあるが、その条項は何の為のものか理解できない。)が欲しい。まさか昭和14年12月1日や昭和39年4月1日に戻る訳にもいかないし、どうしたら良かろうか?平成7年7月(11月の間違い?)には、国会で事務局職員にわざわざ筆者の正面写真までお撮りいただいたので、不審者リストにでも御登録されているかも知れない。身分が不明のまま捨て置かれているかと疑いたくもなる。昭和63年2月にも国会で物議の基になったかもしれないが。当の本人筆者は何も知り得ないまま今日に至る(*1)人定証人喚問。しかし正規でなくても幾らかの現場での経験から、身に付いた電気工学の技術感覚から物理学基礎概念の意味が腑に落ちず、光の伝播現象と物理学基礎概念の実相を我儘勝手な解釈で追い求めてきた。今思う、『電荷』概念否定の感覚に間違いは無かったとそれだけは安堵した。種々雑多な内容をITの世界に恥ずかしげもなく、恐ろしさも知らず綴って来た。パソコンでの情報発信で、学会での正規の学術研究には成らないかもしれないが、専門的学術に無関係の方々にも科学の基礎とは何かと考える意味は伝えられたと感じる。どれも特別科学研究となる様な新しい事でもなく、日常生活で感じる科学感覚が基での考えを発表して来た。しかし、『電荷』否定一つが、科学理論と自然科学の解釈論に未来への課題として無視できない処に在ることだけは示せたように思う。未来に向けた、子供たちへの教育の問題として。

(*1) 人定証人喚問:昭和63年1月中頃、自宅に何処からか『長岡工業高等専門学校の健康保険証』が送付されて来た。長岡技術科学大学の電気系事務室で電気系長にこんなものが送られて来たと見せた。そんなものを持って居てはいけないと取り上げられた。その後、その保険証がどのように処理されたかを確認していない。その数日後、長岡工業高等専門学校の事務職員がやはり自宅に「未だお返し頂いてない保険証をお返しください」と封書が届けられた。身に余る不可解に対処し切れずに、無知を曝して今日まで彷徨って来た。今も不届きなへリコプターが飛んでいる。畏れ多くも国会で不届き者と人定喚問でもして、我が身の悪行の所業を解明して頂かないと死に行く人生に辻褄が付きそうもないと考えている処でございます。(2018/10/12)追記。誠にお恥ずかしい次第であります(追記:昭和55年3月新聞紙上の教員移動記事に、筆者が退職となっていた。しかしそれはその4月新潟県立新津工業高等学校での離任式で、恥ずかしながら長岡技術科学大学に転勤と生徒に話をした。しかし、実際は新潟県教育委員会には筆者の正式に採用した履歴は無かったようだ。だから、どうも免職処分となっているようだ❓さらに、平成2年7月長岡技術科学大学で、もう一度免職処分に成ったようだ。しかし、新潟県からも、長岡科学技術大学からも直接『免職辞令』を貰ったことが無い。平成2年に精神病院に投獄されて4年に世間に戻ってからすべてが「免職」になっていた事を知った。その免職理由も知らない。今も理解できないで居る。以上、2024年5月1日追記。)。『静電界は磁界を伴う』電気学会全国大会(1982)の発表から、脱藩したと観られる 瞬時電磁界理論の実験的検証とその意義 電気学会電磁界研究会資料 EMT-88-145 (1988) の発表まで、すべてロゴスキー電極間の静電界中の磁界模様の実験写真である。電場が磁場であることの証明写真である。電気磁気学の電荷概念を否定しなければ、この写真は嘘になる。世界の構成根源要素は『エネルギー』一つに集約される筈と、ハミルトンの風車の実験(1965年頃実施)に結びついた。

電池における電子の役割を問う

リチュウム電池の解説を読んで思う。『電子』の役割が全く理解できない科学理論だ。

はじめに 半導体のpn junction (pn接合部)のエネルギーギャップの意味を考えてみた。電池の意味との関連を考えた。電池の原理を問う (2014/11/27) があった。

電池電圧とエネルギー 電池はエネルギーの貯蔵庫であり、エネルギーの供給源である。人の思考における常識が如何に自己に立ちふさがる障壁となるか。すべてが『エレクトロニクス』の支配する世界に居る。その語源でもある『エレクトロン(電子)』の存在の意義を問うことになる。人は高いことを低いより有利と考えがちであろう。電圧が高ければ高い程、それは影響力が強いと考えるだろう。電圧が高いという表現は良くないのであるが、技術用語としては電位が高いとなろう。科学技術用語の持つ常識に『電圧』が有り、プラス極とマイナス極でその電圧の高い方と低い方を区別している。電池はエネルギーの供給源であることは誰もが知っていよう。しかし、誰もがその『エネルギー』とは何かを知っているかと問えば、さて答えられるであろうか。答えられなくても、決して気にしなくてもよい。『電子』に因って解説している人は『エネルギー』の意味を考えていない人が殆どであるから。ましてや化学方程式に因って解説する場合は、殆どその方程式の変換過程の中でその空間に実在する『エネルギー』を意識することは無い筈である。乾電池も蓄電池も+端子から電流が流れて、負荷にエネルギーを供給すると考える。しかし電流と言うものが電池のエネルギーを負荷に運ぶことなど出来っこない。電気理論では、電池のマイナス端子から電子が導線の中を流れて、負荷を通り電池の+端子に戻ると解釈している。電子の逆流が電流であると電気理論の常識が世界の共通認識になっている。それではその電子が電池からエネルギーを負荷に運ぶか?と解説者に問えば、答えないであろう。『電子』あるいは『電荷』に『エネルギー』をどのような意味で結び付けて解釈しているかが明確ではなかろう。2年程前に電圧ーその意味と正体ー (2016/05/15) に纏めてあった。

電池のエネルギー供給端子は-極である 直流の電気回路はプラスとマイナスの2本の導線でエネルギー供給回路が構成される。電池からのエネルギーは-極から送り出される。プラス側の導線は殆どマイナス側のエネルギー供給を支える脇役と考えて良い。負荷にエネルギー供給時、プラス側導線を通して電池へエネルギーは戻らない。電池のプラス端子はエネルギー供給に直接関わらない。電池の負側端子からエネルギーは放出され、負側導線近傍空間を通して主に負荷までエネルギーが伝送される。勿論導線の金属内などエネルギーは通らない。電池は-極がエネルギー放出源である。そのエネルギー(電気や熱あるいは光)を陰極線や電子と考えてきたのである。

エネルギーを運べない電子(科学的願望との乖離) 原子核の周りを回転する電子で世界の構成源を捉える原子像が世界標準である。電子が回転すると解釈する科学的根拠はどこにあるのだろうか。『電荷』否定が結局とんでもない現実にぶつかってしまった。科学理論の根源さえ信用出来ない自己を観る。そんな意味を卑近な日常生活の電池の意味に探し求めて見ようと考えた。簡便な科学的解釈を示すに『電子概念』がとても便利であろう。電池のマイナス極から電子が外部回路を通りプラス極に戻ればすべてが説明出来たことに成る。その不思議な論理が科学論理の正当性を世界標準として認められるのだから。 『エネルギー』を置き忘れていませんか? 電池はエネルギーの供給源です。電子論であれば、電子がそのエネルギーをどのように負荷に届けるかの問に答えてこそ科学論と言えるのではないか。そこに電子の実像が問われることに成るのです。電子の特性:質量me=9.1083 ×10^-28^ [g]、 電荷e=1.60206 ×10^-19^ [C] と質量と電荷の混合素粒子。この桁数の算定基準の厳密らしさと混合空間像の認識不可能の不思議に包まれている電子。電子が背負い籠に『エネルギー』を入れて負荷まで届けるのですか。帰りは『エネルギー』分だけ身軽に成ってプラス極に帰るのですか。 『エネルギー保存則』とはどんな意味なんですか。 『エネルギー』が観えますか?そこで、エネルギーに対して電子に求めると無理に仮定した時の科学的願望を絵図にしたみた。

電子の責務と珍道中。 電池はエネルギーの貯蔵庫である。そのエネルギーを負荷で利用する訳だ。どのようにそのエネルギーを電池から負荷に届けるかを科学論として完成しなければならない。高度の量子力学は電子に重い責務を課しているように思える。太陽光発電で電子にどんな物理的機能を果たして欲しいと望んでいるのだろうか。電子がエネルギーを担うべき責務を無造作に要求しているようである。電子の身に成ってその心情を汲んで少し考えてみた。電池も太陽発電パネルも電源としては同じものである。ただ太陽発電パネルは負荷の前にエネルギー貯蔵庫(蓄電池)に繋がっている。負荷の影響は直接受けない。さて電池のエネルギー貯蔵庫からどのように負荷に必要なエネルギーを供給するかを考えるべきだろう。検索で電池の原理を尋ねると電池のマイナス極から化学方程式の反応によって、電子が外部導線を通って陽極に廻り込み、その電池内で電荷を遣り取りして解説が終わっている。電子は何の為に負荷を通ったのか。 『子供の使いじゃあるまいし、ただ通り過ぎるだけじゃ理屈も通らぬ!!』 何故電子が通り過ぎるだけで電池からエネルギーが負荷に届けられると考えるのだろうか?電子は何故マイナス端子から導線を通ってプラス端子に行くことが出来るのだろうか?電子の移動はどんな理論で可能だったか?電界と電荷の関係は無視されても理屈が通るのか。上の図は電子に御足労願う訳だから、その科学認識に寄り添って何とか電子の責務とエネルギー運搬の道筋を考えて描いた図である。電子の(行き道)は、重い責務に喘ぎながら。負荷にエネルギーを届けた(帰り道)は、身軽に成って鼻唄まじり。そんな電子に期待された仕事の責務が想像できる。電子も行きと帰りで異なる姿に。しかし、量子力学には背負い籠でエネルギーを運ぶ意味はない。むしろ質量に頼った運動エネルギーの増加で電子がエネルギーを身に纏う意味に似ている。その場合は電子の帰り道は速度の遅い電子の姿を描くことに成るのか。当然理屈の通らぬ無理な道理ではあるが。もう一つ、化学方程式で『電荷』の辻褄を合せようとしても『負荷御殿の主から必要なエネルギー量が発注される』のである。エネルギーの発注に合わせたエネルギーの発送をしなければ電源・送配電線路・負荷間の辻褄が合わなくなる。勝手に化学方程式に従って、電子を送り出す訳にはいかないのである。負荷の要求をどのように電池側で処理するかが極めて重要な瞬時電力の話に成るのだ。電子に自動的にそんな責務まで負わせては酷と言うものだろう。

(2020/08/14)追記。上の絵図を書き換えた。img298

電子にエネルギー伝送責務は無理な注文である 電子は不要である。電池からのエネルギー(熱エネルギー即ち電気エネルギー)そのものが負荷の要求に応じて電線路空間内を伝送されるのである。電子不要の科学論。

エネルギーと質量

(2023/05/31).

 自然世界は見えるものと見えないものから成り立っている。決して人間が見ることの出来ないもの、それがエネルギーだ。その中でも、最も根源的な、自然世界を構築している物理量が光のエネルギーだ。光は見えるが、光のエネルギーを見ることはできない。

 一方、見えるものの代表が質量になるかも知れない。しかし、質量とは物質の重さ、重量と言う評価量の[kg]等を意味するものだ。だから、見えるものは質量ではなく、物体あるいは物の姿を指すものと考えた方が良かろう。見えると言う事は、視覚でそこに在る物の形状として認識できる対象の事である。雲を照らす太陽光線の光も、その反射現象の結果として人が目で認識できる訳であり、それも見えるものの範疇に入るかも知れない。しかし、それは見えても質量と言う形状を示す訳ではないから、見えるものの内容には含めたくない点で、見える、見えないという意味も、少し曖昧な意味になるかも知れない。

 自然科学論と言う考察対象として、エネルギーと対極にある物理的実体で見えるものの代表的な自然の対象物を何と認識するかである。見えないものはエネルギーで良かろう。

 E = mc² [J]

 上の式は有名な、質量とエネルギーの等価性を表現した式だ。
この式の質量 m[kg] は何となく見えるものに思える。しかし良く考えるとそうでもなかったかも知れない。原子は見えないから。原子は、物理学理論で解釈される自然の基本認識として、その大よその概念を誰もが知っている。しかし、意識できても見えない対象だ。それでもその意味を捉える時、質量と言う概念で認識するように思う。それが上の式の質量 m[kg] だ。

 その質量が何から構成されていると解釈するか?

 E[J] が『エネルギー』だ。そのエネルギーの意味を質量との関係で、どの様に認識しているのだろうか。質量とエネルギーが等価である。という意味を上の式で表現したのだ。質量が、原子核分裂現象で、『熱』や『光』の『エネルギー』に変換される現象であることは誰もが理解出来ている筈だ。その核分裂現象は、質量が『エネルギー』によって構成された事実によってこその核分裂現象である。

 余りにも、単純で、基礎的な解釈論ではあるが、『質量』が『エネルギー』によって構成されたものである。という意味だけは市民が『エネルギー』の意味を理解する基本として理解して欲しい。

 これから、『エネルギー』が自然世界の根源的構成原であることを、いろいろの現象や対象との関係で論考を重ねる記事として、この 「エネルギーと質量」 を第一報とした。

学問の自由と教育と公共の福祉

(2023/05/16),

学問の自由という意味はとても深い内容を含んでいる。教育との関係では、更に複雑になる様だ。

どうか皆様にもお考え頂きたい。自然科学理論を市民の理解できる易しいものに取り戻したくて。

公的機関で、教育をする場合、その指導内容は厳しく制限されているようだ。日本では「学習指導要領」と言う基準で、教育する内容が決められている。その指導内容を決めるのは、やはり専門家の解釈理論が基になって決まるのだろう。そこには自然科学論として正しいかどうかでなく、社会的科学常識として多くが認める内容に集約されたものになるように思える。専門家と言う社会的専門集団の解釈が支配する。

科学理論と専門家の統合的理論体系の構築への貢献性。学識経験者・有識者が社会的仕組みや科学論理を決めることになる。そこには自然科学の真理が保障されている訳ではない。専門家集団の論理が支配するのだ。今、科学理論で、物理学者が解釈するとき、決して『電荷』を否定するような自然世界の真理を唱える事は起きないだろう。

自然世界の真理は。社会の混乱を引き起こす可能性がある。『静電界には、磁界は存在しない』が現在の自然科学の世界的常識である。公共の福祉とはどの様な意味だろうか。公共とはどの様な意味だろうか。

そもそも、教育とは誰のために在るものだろうか。それは飽くまでも、教育を受ける子供達の為のものの筈だ。さて、教師が子供達を前にして、教える時、教科書の内容が間違っていると確信できた時にどのように教えれば良いか。教科書通りに間違いでも教えなければならないのか。それはどの様な過程を経て決まるべきか。少なくとも、電気回路で『電子』が導線内を流れる等と言う解釈は間違っているのだ。その間違いはどの様に、誰が社会の一般市民に伝えるのか。教育では、子供達にどのようにこの間違いを修正して、正しい意味を教えることになるのだろうか。

公共の福祉と学問の自由の問題だ。

日本国憲法 第三章 国民の権利及び義務 (第十条 ~ 第四十条)。

第二十三条 学問の自由は、これを保障する。

が簡潔に掲げられている。
しかし、この学問の自由と言う事は、いろいろの面でなかなか難しい問題を含んでいる。科学理論は長い過程を経て、科学者の研究の積み重ねによって、その総合的解釈の合意の基に共通した、間違いないとの認識の下で唱えられてきた。それが現在の物理学理論であり、科学理論全体の総合的解釈論と成っている。

誰も自然世界に、『電荷』が存在しない等とは唱えてこなかった。原子構造もプラス電荷の『陽子』とマイナス電荷の『電子』がその理論的構成原理となって、一般常識に成っている。プラスの『電荷』とマイナスの『電荷』が引合うと言う暗黙の解釈と成っている。そこには理屈が無い。結合の現象を『電荷』によると解釈しているだけである。何故【+】と【-】の間に引力が働くかの理屈は示せない。『電荷』の空間像が示せないからだ。

この問題は、科学理論の意義として、極めて重大な社会問題の筈だ。『電荷』否定を教育の世界に取り込むには、トンデモナイ社会革命の様な問題となる。そこには、公共の福祉などと言う憲法の意味との関係で、社会的混乱をどう収めるかの時代の課題となる筈だ。

30数年前の『静電界は磁界を伴う』のコンデンサの電荷解釈否定が、現今の教育上の課題となっていると考える。物理学の専門家は如何にその事に解決法をお示し頂けるか。無学の筆者が考える疑問です。小学校に何処に入学したかが、自分が知り得ない不可解なるままであるが・・。

新世界への扉 コンデンサの磁界https://wp.me/p19wiU-4w

光の物理学―市民のための理科ー(初等・中等公教育の主眼にすべきもの)

(2023/05/09).

 昔の教え方、教科書を教えた事を反省しながら思う。 

 光とはどんなものか?
光と言う物理量(物理的実体)を理解する事が全ての自然科学、物理学の基礎である。それは科学の研究者のためでなく、全ての市民の自然科学の基礎として大切なものである。

 皐月の空の下で、周りを見渡せば天然と言う景色である。何一つ『色』のないものは無い。それは光と言う物理量によって認識できる世界である。衣服の絵柄模様も様々な色彩の様相である。

 この事の意味は先ず『何だろうか?』と疑問を抱いてくれるかどうかが教育する意味付の基本であろう。不思議とも思わない子供には、教える切っ掛けとして効果がそれ程その時点では期待できないかも知れない。知りたいと思わない事を強制的に憶えさせようとする教育は、やはり子供にとって苦痛であり、その押し付けになるかも知れない。
 
 光の物理という事で子供達に最初に伝えて欲しいこと。それは、光の本質には何も色など無い、ということである。携帯電話から放射される電波も、その本質は光と同じものである。だから電波には色は無いのだ。電波は光より波長が特別に長い波でしかないのだ。

 では、なぜ自然界は天然色の世界なのか。光に色が無いのに、その光で見る風景が何故色彩豊かな風景なのか。と、この事に疑問を持ってくれたら、半分は既に教育の目的が達成されたと思ってもよいかも知れない。

 色と言う世界。

 色鉛筆、絵の具、七色の虹、赤い薔薇の花弁、雨蛙の緑色。草の緑色、石の様々な色合、宝石の輝き、アンモナイトの化石がオパールだ。みんな豊かな色彩の世界だ。みんな光が届けてくれる自然現象の結果だ。

 色鉛筆や絵の具は科学技術と言う人の創り出した、工業製品の世界の色だ。その色も光によって人が認識する物理現象の結果の世界なのだ。

 その意味を不思議だと思ってくれるかどうかで、教育する理科の授業の価値が決まると考えたい。

 光の学習など一生の問題として良い程その意味は深いと思う。

 色を持たない本性の光が、その光の物理現象として人に色の深い意味の世界を届けてくれること。色彩に感動を覚える世界を受け取れる。その光の物理現象が人の感激する喜びを創る。何も色のない光が人に届ける贈り物なんだろう。

 少し、高等教育になると、物理学の研究になると、波長とか振動数という科学的専門用語が使われる。その波長とか振動数と言う用語がどの様な物理的意味を唱える為の用語なのか。そこには、その用語の意味を、その実像をその光の存在する空間における空間像として表現できなければならない筈だ。専門家はその用語の意味を具体的に、如何に解釈しているかがとても大切な事と思う。

 光の振動数とは、何が振動している意味か? に答えなければならない筈だ。

 光の具体的考察例。

 光は何を語るか (2021/10/18) の歌の CD 盤の分光例だ。

 これは蛍光灯の光を反射させたものだ。決して CD 盤の溝に色、色素がある訳ではない。同じく野に咲く花の花弁の色も結局光の演出の結果である。花弁に特別の色素がある訳ではないのだ。光は本来何も色を持っている訳ではない。無色のエネルギーの光速度伝播現象体でしかない。エネルギーに色彩は無いのだ。上の CD 盤の色模様も、勿論 CD 盤の溝に色がある訳ではない。それなのに何故このような色模様に見えるかということである。それは溝の空間構造によって、入射光のエネルギーの空間分布波長の違いで、反射方向が変った結果でしかないのだ。ただ色鮮やかな色彩に分かれている。それは虹の七色の分光現象と同じ意味である。要するに、色のない光と言うエネルギー分布波長構造の物理的実体が空間を光速度で伝播しているのが光なのだ。光の空間エネルギー分布構造で、ある何かの空間構造体に入射すると、その空間構造体内でのエネルギーの共振(反射と入射現象)によって、その寸法に見合ったエネルギー密度分布波がある共振的な方向に反射して出てくる現象の結果なのである。

 さてそれではなぜ色が異なるかという意味である。それは人の光エネルギー分布波の波長を視覚検出機能によって区別し、それを脳神経部で評価する生理学的機能に因ると解釈する。独断と偏見と言われても、やむを得ないが筆者の自然的感覚による物理現象評価法でしかないから。それぞれ異なる解釈があっても良いが、異なることに批判をすれば、より正しい評価に落ち着く可能性があるだろう。そこに正しい自然科学的認識理論が生まれる筈だ。空間の『エネルギー分布波』の伝播現象が光の空間像である。

エネルギーの姿・象

物理学理論で認識されていない概念が『エネルギー』である。

その代わり、自然世界に存在しない概念、『電荷』や『電子』が科学論の基礎概念となって理論が構築された。

『エネルギー』を意識しない科学論。科学論文はその専門分野に特化した特殊な『専門用語』で論理が展開される。専門家はその専門分野での高度な先端研究を対象にするから、それは止むを得ない事だ。しかし、その科学論はその専門用語が狭い専門家の為の世界観での解釈となるため、抽象的な表現に思えて、具体的生活空間から乖離したものとも見えて、解釈理論が理解困難となる弊害にもなる。基礎概念が曖昧なまま、教育現場に下ろされ、理解できない未消化な科学知識の市民科学リテラシーとなる。その最大の問題が『電荷』である。検索情報にも、『電荷』とは何か?という当然とも思える質問が提起されている。しかしそれに対して、回答者は、余りにも根本的で・・と答えることが出来ずに、逃げている。

エネルギーの形象。

光・熱。電気。圧力。

エネルギーの諸相

 

このブログでも、『電荷』という虚像 (2011/04/08) 、エネルギー(energy)とは? (2011/09/07)  などから始まった。

自然に対する観方は、自然科学理論では科学技術のための特殊な概念に因ったものになる。そこに『電荷』や『電子』という自然世界に存在しない概念が創造された。

自然界は極めて純粋である。それは『エネルギー』一つで構築された世界である。湯川秀樹が『混沌』と言ったものでもある。世界はエネルギー一つに集約されると、バートランド・ラッセル博士が述べた事でもある。

現在の物理学理論を唱える時、空間に実在する『エネルギー』の存在を意識できていないと言う、大きな理論の矛盾を抱えたものになっている。

上の図、エネルギーの諸相に、科学技術や自然現象が『エネルギー』によって生まれた世界であることに纏めてみた。質量も『エネルギー』の集約された象である。だから、 mc²[J] と『エネルギー』に変換される意味なのだ。

少し関連記事を挙げておく。

光・熱・電気。 雷の正体 (2012/11/13) 。焚火の科学 (2018/05/26)。白熱電球のエネルギー変換技術は? (2018/02/12)。新電気回路理論 (2022/09/01)。

回転動力。 発電技術とエネルギー空間 (2022/05/28) 各部ごとの詳論が未だ未完だ。

膜・弦振動。三味線と縦波 (2012/02/07)。糸電話―力学的解剖― (2014/03/06)

 

 

呼吸の意味を問う

呼吸の機能は基本的に肺が担う。肺はその体積の大きさと命の中心にドーンと在る存在感が凄い。

呼吸は『酸素』を取り込み、不要な『炭酸ガス』を排出することだ。生物と無生物に分けられよう。多くの生物の特徴が呼吸をする事のようだ。生物は32度から38度の体温のものが多いらしい。哺乳類は恒温動物で、爬虫類は変温動物と解説にある。樹木や野菜も生物に類するのだろう。それらも自己増殖能力、エネルギー変換能力を持っているから。自然の世界はとても広く、その全体像を捉えるのも難しいようだ。その中で、呼吸の意味を考える事は、自然世界を理解するに重要な視点になっていると思う。専門的と言うより自然世界の総合的認識科学論を求めて。大木や野菜のキュウリ、ナスあるいはカボチャもやはり温度で植物体内の環境を??残念ながらそれは想像もできない。

『酸素』を必要とする訳は❓

しかし、その『酸素』がどの様に、何処で使われるかが分からない。情報を検索しても、納得できる解説が無い。何故このような生命現象の基本的自然科学の基礎が解明されないで、過されているのか。解説が無いという事は、分かって居ないからと断言して良かろう。科学技術は途轍もない内容にまで理解が進んでいる。DNAの何処を切断するか迄簡単に可能らしい。最先端の研究競争対象は、その専門家の研究分野として解明される。しかし自然現象でも、真にその根源となる真理を解き明かすべき〈疑問〉が意識されない為か、科学理論として極めていびつな状況を来している。『酸素』と同時に『炭素』との関係が呼吸では切り離せないものである。『酸素』と『炭酸ガス』の関係が呼吸の意味だ。『炭酸ガス』の炭素は何処の細胞から、どの様な生理現象として『酸素』によって生じたものかが示されなければならない筈だ。それが無ければ、ヘモグロビンの解説には納得させるだけの論理的意義が無い。地球上で『炭素』は有機物として植物の神秘が創り出した物と解釈した。その根源は太陽光線の『エネルギー』の筈だ。有機と無機 (2022/03/16) 。

ヘモグロビンの機能は?

赤血球の機能は?

そして肺の機能は?

『酸素』が必要な訳は、生命を維持するに欠かせないものだとは感じられるが、具体的な意味が観えない。『酸素』が持つ燃焼機能の物理的機能を一体どのように捉えれば良いか。『酸素』が隣の『窒素』と何故違う機能、燃焼機能を持つのかその物理的意味を理解したい。それが物理学の研究対象でないか?『酸素』が燃焼機能を持つ、と言うだけでは物理学ではない!とそんな意味で総合科学論を捉えたい。

生命維持の基本条件は細胞の機能が正常に働くように整える事だろう。それは『体温』調節機能の筈だ。

『体温』がどの様な意味を持っているか。それは何が司るかである。36度5分と言う体温の温度レベルの必要性は何を意味するか。何故その体温でなければならないか?若い頃、よくインフルエンザに罹って、高熱を出した。40度近い熱でウイルスを駆除する為と聞いた。

その体温維持にこそ『酸素』が必要な意味が有る筈だ。体温とは細胞の保有熱エネルギーのレベルを評価した値だ。物理学理論には意識されていない空間を支配する『エネルギー』の分布密度だ。それは細胞内に内蔵される『エネルギー』の密度である。その『エネルギー』分布は神経伝達信号の基にもなる。脳の情報統制機能の基ともなる基本的情報源でもある。電気回路の電源電圧の意味に近い。

肺は赤血球の中にあるヘモグロビンと直接『酸素』と『炭酸ガス』の交換をどの様な仕組みでするのか?肺の細胞と赤血球が直接接触はするが、ヘモグロビンとは接触しないと思う。赤血球内からヘモグロビンが外に出なければ『酸素』と結合はできないと思う。そのような機能をヘモグロビンが持つと解釈するには無理がある。呼吸に関して多くの疑問に支配されてしまう。血液は何故赤い (2022/05/31) から今年も始まった。ヘモグロビンの元素『鉄』の関りも『酸素』、『炭酸ガス』との関りで専門的な解説の意味が、総合的な意味で理解できない自己無力感を抱く。

赤血球が謎運ぶ (2022/06/02) にヘモグロビンと赤血球の間の意味が理解できずに、疑問を印した。赤血球もヘモグロビンも恐らく生命現象を司る最も基本的機能に関わるものであろう。それらは病気を治療する、あるいはウイルスから守る為の医学の学術的知見に比べても、余りにも基礎的過ぎて、余り研究対象として取り組む機会が無いと言う訳なのだろうか。筆者にすればこれ程生命現象の根幹に関わる機能でありながら、何かとても大切な事を忘れてきたのではないかと思う。それが『電荷』など自然世界に存在もしない物を、物理学理論の根幹に据えた奇妙奇天烈な科学理論が科学者の世界を支配している状況と繋がるようで悲しくもなる。

『肺』の機能。

今回は、コロナウイルスで肺機能が失われて、命を落とすことを知った。肺は酸素を取り込む意味で、生命の維持の基礎機能の臓器だ。ヘモグロビンが酸素を運ぶとも検索情報にある。しかしそれは赤血球の中にあると言う。肺で酸素を取り込むのは赤血球となる筈だ。

赤血球の機能。

赤血球の機能は、血液として全身に回り、(途中が切れた)全身の生態環境の維持・調節をする事であろう。全身の細胞の機能を保持する、それが『体温』保持であろう。丁度電力送電・配電線路網と同じく、全体の『エネルギー』レベルを保持する機能と解釈する。それが赤血球の『酸素』によるブドウ糖酸化による『エネルギー』放射機能である筈だ。

肺には、心臓から肺動脈を通って既に役目を終えた血液がやってくる。肺で新鮮な、活性化された血液に成って肺静脈を通って心臓に送り返される。

心臓の左心房に入り、左心室から大動脈を通して体の全身に、新鮮な血液が送られる。血液の赤血球が内部にブドウ糖を取り込み、全身を巡りながら必要なところで、『酸素』を使いブドウ糖を分解して、『エネルギー』を供給する。赤血球が何処でブドウ糖を取り込むかは全く不明だ。しかし、赤血球が全身を回りながら、全身の器官の『エネルギー』分布を監視、調整している以外ないと考える。その『エネルギー』の分布は全身の外部環境の監視信号の信号源となり、脳の監視・統制信号の基になっている筈だ。電気系統網の電圧の『エネルギー』レベルと同じ意味で。以上は生化学に門外漢の解釈でした。

〈関連記事〉

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自然の本源と技術概念

こんなに科学理論に疑念を持って一体どこに行くつもりなんだ。

自分にそう問いたい。

今朝、突然の『はてな?』がやって来た。次の図に表現した。いま、リアクトルの電気現象を纏めながらに『はてな?』が。

纏めてみて、とても気に入った。

自然は余りにも純粋過ぎる。人間が自然を理解するにはその純粋さに心が対応できないんだ。だから複雑な概念を創造して、それが自然世界の物理概念だと勘違いするのだ。

『電圧』と『電流』が自然科学理論、物理学理論の自然現象を取り入れた電気回路の現象を理解する基礎概念だ。自然を応用して、利用するには誠に優れた解釈概念である。しかし、それはあくまでも人間が科学技術利用世界の構築に便利な共通理解の基盤概念でしかない。自然現象の本質を理解しようと、長い歴史的格闘によって獲得してきた文化理論でもある事には間違いない。『電圧』、『電流』は『オームの法則』として電気技術理論の根幹概念であり、それなくして現代科学技術文明も成り立たないのだ。ただそこから、余りにも科学理論が抽象的な頭脳ゲーム論の構築に溺れた結果が現代的物理学理論の矛盾を生み出した原因と見做せよう。自然界に存在しない『電荷』や『電子』が自然科学を理解するに欠かせない実在概念・物理量であるが如くに教育され、その結果不可解な世界を作り上げたのだ。

自然世界は、この広い『空間』とそこに繰り広げられる、『エネルギー』の綾なす舞台なんだ。上の図は、その『空間』と『エネルギー』の間に最低の科学的解釈を取り入れようとした結果、『エネルギー』が収まる空間の容量 C[F/m] と、『エネルギー』の流れる誘導L[H/m]の空間概念だけは取り入れた。『エネルギー』の伝播方向に対して、単位長さ当たりの解釈法で統一した。LCの共振現象で『エネルギー』は空間を伝播する。それが『エネルギー』の象徴たる『光』の縦波伝送現象の姿だ。

複雑を嫌う『禪』的な自然に溶け込む思いが先の図になったのかも知れない。

数学の『√ 記号』が魔法の衣に思えた。『エネルギー』は実在の物理量だ。しかし、それを平方(√)に開いたら、どう考えても自然世界に存在する物理量と思うには余りにも違和感で、その概念を心が受け付けない。『電圧』、『電流』が科学技術概念と捉えて利用する限りにおいては何の違和感もない。有り難い優れた概念である。しかし『電荷』で『電圧』を解釈する物理学理論はハッキリ言って自然界に存在しない、誤った間違い論である。教育で教えるべき概念ではない。

この事を科学者それぞれが考えて、意見を表明しない限り、未来の子供達への道標を示せない筈だ。『教育』の荒廃が続き、『学問の自由』が業界圧力によって踏み躙られてしまう。それは、みんなの生活の自由の根源ともなる事柄である。

『我』とは何か❓

突然のTwitterの変乱に驚いて。

私は私でないのか?

驚いて、振り返った。

『エネルギー』が自然界を支配している物理量だ。質量や分子は顕微鏡などによってその実像を観測できるようだ。しかし『エネルギー』は目の前の自然界の空間に実在しても、その像が見えない為に物理学の概念量として認識されない。光が在る事は分かっても、その光の『エネルギー』の実像を認識できないが故の驚くべき、認識矛盾の現代物理学理論だ。止む無く自然界に存在もしない『電荷』や『電子』が仮想的な理論的論拠概念として代用される事になった原因だ。

生命現象を司る生体の情報統合はその『エネルギー』による以外困難である。分子の流れる伝達速度は遅く、神経情報の伝達には間に合わない筈だ。心・精神と言う人が生きる根幹を支配する、その『エネルギー』への思いを記事にしてきたように思う。生理現象や医学には全くの無知ではあるが、自身の『我』という存在を心の働きの視点から内省しながら、思いを綴ってきた。電気回路の電磁伝播現象も身体の分子生物・医学的分野以外の生理現象も、情報伝達現象としては『エネルギー』から統一的なものと見做せるだろう。

はじめは2010年の

1.基礎科学とは何だろう から始まり、

2014年に自身の生物学への無知を改めて意識し、少し基礎を考えた。その年は特別に多くの関連記事を投稿していた。

2.脳と生体制御の謎 (2014/03/21)

3.生命の本質 (C.H.ウォディントン著)を読んで (2014/04/06)

4.細胞分裂の意味を問う (1014/04/18)

5.染色体と遺伝の仕組み (2014/05/08)

6.生命の始まりと脳 (2014/05/11)

7.脳の機能と個性 (2014/09/05)

8.アミノ酸(amino acid)を追って (2014/11/06)

9.ニューロン(Neuron)を尋ねて (2014/11/13)

10.細胞とその機能 (2014/11/18)

11.人の色覚と三原色 (2014/12/11)

12.意識とは何か (2015)。

13.生体電流と生体制御 (2017)。

14.生命活動とエネルギー (2018)

15.ヘモグロビンは何処へ行く (2021)

どういう訳か、考える基点とその方向が科学的常識と違うようだ。生きるための、憲法で保障された、文化的でと言う条件も最初(1939年12月1日:舞鶴鎮守府への戸籍転籍【内務省?】をされ、戻った記録の痕跡が無い)から無かったのかと煩悶しながら、科学基礎概念の『電荷否定』と『エネルギー一筋』の道を追い求めて、今は確信に至った。その反科学常識の自分の生理的思考の軌跡をまとめておきたかった。

質量とエネルギー

質量とエネルギーの関係  E = mc²  [J]

が質量とエネルギーの相互変換を捉える原則である。アインシュタインが唱えた。

この式で、質量 m とエネルギーの等価性を定義していると理解する。しかし、その式の厳密な導出については理解していない。

自然の表現形式 自然世界は質量とエネルギーによって自己表現をする。

質量とエネルギーの関係を詩に表現した。下手な筆字で心苦しいが、思いを表現した。