クイズ大陸



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?ボムボム 2009/10/07 06:43
僕個人は、No.44の囁きのようにすぐにあっちこっちで崩壊が起こるか、nn)/さんが書かれていますように何もないなら物理法則も併せて変化したので、「おそらく何も違いがない(というか物理法則を自分で考えるのは無理)」となるのどちらかだと思っていました。
原子サイズの変化が安定であるように、そこだけ都合良く物理法則が変化するとは到底思えませんので。

「大きさが二倍」だけだったら、原子の大きさに関して考えるのは自由になりますが、今回は明記されていますので、そのことを言及していない解答だったので気になったのです。
ですのでポアンカレの原文通りだとどうなっているかを尋ねた次第です。

それから
「何かで計測するのか」「人間が違いを感じるかどうか」という点ですが、むしろ僕は前者の方を気にしていました。
例えば下のような状況を考えてみてください。

状況はパターンAの、「質量は変化なし」で物理法則は変化なしとします。
振り子の周期は、振り子の長さと重力加速度に依存します。
地球の質量が変化せず、地球の半径が2倍であるため、重力加速度は四分の一倍になります。
一方振り子の長さは二倍です。
すると周期は2√2倍になります。

次に月の公転周期を考えます。
問題設定から月の見かけの大きさが変化してはいけないのですが、この「見かけの大きさが変化しない」が持続するなら、月の公転軌道が二倍になって円運動していると考えられます。
すると周期と軌道半径にはケプラーの法則がありますので、軌道半径が2倍なら周期は2√2倍になります。

つまり二倍になる前に、「一秒」を刻んでいた振り子時計を使って月の公転周期を測っても、時間変化は見込めないということになるのです。
何かを計測して証明するのなら、計測する方法もしっかりと考えないと間違った答えになるのです。
ですので何かで測るなら測るものの変化も考慮すべきなのか、あるいはどんな状況でも一秒が測れる「神様のストップウォッチ」なるものがあると考えればいいのか、という疑問になる訳で…
だとしたら問題文に「長さ」が測れないという部分があるけど、「神様のものさし」を持ってくればはかれるはずで…
あるいは人間が感じる違いでいいのか?
という疑問が出てきたのです。

No.44の囁きに関してはこんな感じです。
あと発表された解答において、「質量が変化する」というパターンBがよく分からないのですが…
「大きさ二倍になったとしか書いていない」というのは、二倍化以外の勝手な推察は無用、という意味ではないのでしょうか?
質量の変化がどうして出てくるのかがいまいち不明確なので説明して頂けないでしょうか?

僕が思うに…
物質が二倍になりましたが、構成している原子も二倍なっています。
ですので構成している原子の数には変化が無いと考えられますから、「構成している粒子数」という観点からすれば質量は変化なしと思います。
質量が変化するのが物理法則の変化であるのなら、これはもうお手上げです。

また物理法則はそのままだとしても質量が何倍になるのかも重要で、仮に質量も二倍なら人間にかかる地球の重力は変化しません。
ただし重力は変化しませんが人間が二倍になっているために筋力にも変化が及びますから、重力を「軽く感じる」可能性はあります。
軽く感じているがかかる力は計測してみても同じ、という状況になるでしょうか。
建物に対しても同じで、重力が同じだとして断面積は増えますので壊れにくさは逆に上昇すると考えられます。
(ただしこれらは構成する原子の変化を考慮していない場合です)
発表された解答において、質量が何倍に増加したと考えているのでしょうか?

(長文失礼しましたm(__)m
返信 編集
?卵王子
「長さが測れない」と私が言ったというのでは微妙にニュアンスが違います。
出題文では単に「定規のメモリ幅も倍になっている」というところに言及しているとだけ考えて頂きたかったのです。
つまり、メモリに頼る以外に長さを計測する方法についてまでは言及していません。
例えば、重さに関しても、天秤では無理だけど別の物ならわからないということです。

振り子時計に関していうと、月のことはわかりませんが、
2倍化後、振り子時計で光速を測ると41.4%大きくなるそうです。
無論、これは振り子時計の振り幅が大きくなり、時刻が遅くなるためなので、
対象が何であれ、振り子時計の計測では相対的に早くなることに差はないと思いますが…違ったらごめんなさい (^^;)

パターンBの『質量増加』はあくまで仮説の一つです。
無論、普通に考えれば保存則が適用されるはずですが、
要はこのナンセンスな事態で、『拡大しても普段どおりの保存則が成り立つか?』という疑問が生じるわけです。
ボムボムさんの意見は否定しませんが、これはこのポアンカレの思考実験に挑んだ学者達の一部も想像の一つとして仮説を立てたこと…ということであしからず。
故に引用者でしかない私がパターンB論を頭から否定することは出来ませんでした。
それにやはり、私はむしろ制限するより発想の幅を広げたかったもので (^^;)

いずれにせよ真剣にご高察頂いて幸いです♪ (*^_^*)
無論、その他の意見、ご見解も丁重にお受けしております。
それでも仮説の幅を超えるものでないとして、これまでの判定の修正は致しませんが、
もちろんこのコメントも残しますので、これまでの解答者様が頭を悩ませて頂いたように、今後御覧になる方がまた全てを通して熟考し、自分なりの答えを出して頂くのが一番かと現状では思います。