光子にも質量がある事を証明する為の最も簡単な実験方法

( 疑問符 )　( 2015.12.12. 〜 18. 記 )　　( 白文字部分を 2015.12.23. に追記 ) [ 光子にも質量がある事を証明する為の最も簡単な実験方法と、そこで判明する筈の光子の静止質量 ] 水中での光圧 ( 放射圧 ) を測定してそれがもしゼロでなく、真空中での光圧の ３ / ４ 程度ならば、真空中の光速 ｃ ( 理論値 ) で実際に移動しうる粒子 ( 光子、ニュートリノ、グラビトン等 ) の一切が、実は、相対論効果の適用外粒子でなければならない原理的理由。 Copyright　2015.12.18.　by　うつぎれい アルベルト ・アインシュタインは １９０５ 年の 「 光量子仮説 」 に於いて、光子のエネルギー Ｅ はプランク定数 ｈ に光子の振動数 ν を掛けたもの、即ち Ｅ ＝ ｈν であると見抜いた。 次いで彼は、特殊相対論からの帰結として有名な、Ｅ ＝ ｍｃ2 を導き出した。 １９１７ 年、彼は更に光子の運動量 Ｐ が、光子のエネルギー ｈν を光速度 ｃ で割った Ｐ ＝ ｈν / ｃ であるとも結論づけてる。 すると、光子のエネルギー Ｅ ＝ ｈν ＝ ｍｃ2 でもあるから、光子の運動量 Ｐ もまた ｍｃ2 / ｃ ＝ ｍｃ 、つまり Ｐ ＝ ｍｃ でもあることになる。 一般に物体の運動量 Ｐ は、物体の静止質量 ｍ にその速度 ｖ を掛けたもの、即ち Ｐ ＝ ｍｖ である。 だからここで、特殊相対論の効果をワザと一切無視して全く単純に考えるなら、光子の運動量 Ｐ ＝ ｍｃ は、単純に 「 光子の静止質量 ｍ と光速度 ｃ を掛けた 」 だけのもののようにも見える。 だが、そう見える …という事は、もしかすると実際にもそうだ …という事ではないのだろうか？ そこで、ホンの一寸だけ、考えてみる事にしよう。 光子の運動量は実際に存在することが実験的に確かめられてる。 光子の運動量は 「 光圧 」 または 「 放射圧 ・輻射圧 」 と呼ばれ、太陽光の光圧で飛ぶソーラーセイル ( 宇宙帆船 ) は既に ＪＡＸＡ が ２０１０ 年の ＩＫＡＲＯＳ で実用化してるし、自らパラボラ内で発光した光の強力な光圧で推進する恒星間航行用光子ロケットも未来技術として本気で構想されてる。 そして、実験的に得られる光圧の値は、上の Ｐ ＝ ｈν / ｃ と一致する。 だから、光子のエネルギー Ｅ ＝ ｈν ＝ ｍｃ2 を、ｃ で １ 回割ったら光子の運動量 Ｐ 、更にもう １ 回割ったら光子の静止質量 ｍ になる …というのは、もう非常に簡単で分かり易い説明に思えるのだが、何故かこれが、 「 光子の質量はゼロでなければならない 」 とされる量子論の標準理論では、全く相手にしては貰えないのだ。 それは一体何故か？ その理由は上のような考え方が 「 光子の相対論効果 」 を完全に度外視してしまってるからである。 つまり常に光速度で突っ走ってる光子には相対論効果が効いており、一般の低速物体の運動量と光圧の図式的一致だけから、単純に光子の ｍ を光子の静止質量だと見做すことは出来ないのである。 真空を光速度 ｃ で進む光子は特殊相対論効果の極限的な状況下にあるから、もし光子にホンの僅かでも ( 例えばニュートリノ程度の？ ) 静止質量があったりすれば、それは計算上直ちに質量無限大にまでなってしまうので、「 光子の ( 静止 ) 質量は絶対にゼロでなければならない 」 からである。 特殊相対論の帰結は何しろ光速度 ｃ に達すると恐ろしい。 曰く 「 真空中の光速度 ｃ と同じ速度で進む物体の質量は無限大になり、物体の厚みは進行方向でゼロとなり、その物体上での時間の進みはゼロとなって完全に止まる 」 であるから、常に光速度で進み続ける光子には、静止質量など有る筈がない、有ってはならない …ということになるのである。 さて、上の 「 相対論の帰結 」 をいま改めて読んでみて、「 変だ 」 と思った読者は居るだろうか？ 　( 但し、この変だ …は、相対論を全然知らない人が感じる、素朴な 「 変だ 」 の意味ではない。 ) 何故なら、ほぼ同じような理由でずっと質量ゼロと見做され続けてたニュートリノに、実は僅かながら質量のあることを発見した日本の研究者が、発表から １９ 年後の今年、ノーベル物理学賞を受賞したばかりだから …というワケではないのだが、上の帰結を光にも適用するのは、そもそもが変なのだ。 一体何が、何処がどう変なのかというと、普通の物体や素粒子に対してならともかく、この帰結を実際に光速度を実現してる光子やニュートリノや ( まだ発見されてないが ) 重力子なんかに、そのまま適用出来ると考える事自体が、実はどう考えても元から変な事なのだ。 まず第一に変なのは 「 光子に質量が本当に無い 」 のだとすると、では一体どうして、光子の運動量はゼロではなく有限な値となり、実際に光圧が計測されたりするのだろう？ 本当に質量がゼロなら、それに相対論効果が効いて無限大の掛け算がなされたところで、光子の光圧 ＝ 運動量が実測されるなんて事は起こらない筈ではないか？　( 実に素朴な疑問だ ) 次に、少なくとも真空中では実際に光速度 ｃ を実現してる光子 ( やニュートリノやグラヴィトン ) に対して特殊相対論の帰結を厳密に適用出来るとすれば、もっと恐ろしいことになる。 光子 ( やそれらの光速粒子 ) がその進行方向にペシャンコに潰れて見える …という位はまだしも、その時間の進み ( ＝ 周囲と関わる物理的変化 ) が完全にゼロ …という理屈になってるのである。 この重大な 「 光子についての理論解釈上の欠陥 」 を、今の物理学は一体、どう考えてるのだろう？ アルベルト ・アインシュタインは、光子のエネルギー Ｅ ＝ ｈν を真空中の光速度 ｃ で割った ｈν / ｃ が光子の運動量 Ｐ であり、光子のエネルギー Ｅ ＝ ｍｃ2 から推して光子の運動量 Ｐ が ｍｃ2 / ｃ つまり Ｐ ＝ ｍｃ であることを、むろんちゃんと判ってた。 その一方で、光子が真空中の光速度 ｃ で動いてる事の相対論効果を、質量の増加効果についてだけ ( 何故か時間の凍り付き効果については全く無視してたのだが ) 、非常に重大視していた。 それ故、光子の運動量 Ｐ ＝ ｍｃ の ｍ ( 静止質量 ) がもし何らかの有効値なら、真空中の光速度 ｃ での相対論効果によってその質量が無限大になってしまう …という事は当然重大な問題だった。 だからそんな事は絶対に有り得ない …というアインシュタインの判断で 「 光子の静止質量 ｍ はゼロ、ゼロでなければならない 」 …という事 ( 教条 ・ドグマ ) になったのである。 だが、アインシュタインが其処でそう判断したのだとしても、 Ｅ ＝ ｈν から Ｅ / ｃ または ｈν / ｃ が共に光子の運動量 Ｐ ( 光圧 ) と理論的に一致し、 実験的にも光圧 Ｐ が ｈν / ｃ に一致する …と確かめられているのなら、 　( そして Ｅ ＝ ｈν ＝ ｍｃ2 が確実であるなら、 ) Ｐ ＝ ｍｃ2 / ｃ も　Ｐ ＝ ｍｃ も　そして ｍ ＝ Ｐ / ｃ も　ｍ ＝ ｈν / ｃ2 も　そのまま全部正しい …という判断だって、実は有り得た筈なのである。 つまりそれは光子の静止質量 ｍ が強引にゼロであることを意味してるのではなく、 もっと単純に素直に、その式自体が 「 光子には相対論効果が効いてこない 」 ことを説明づけてる ・証明してる …と判断することもまた可能だった筈なのだ。 アインシュタインはだが、 質量については相対論効果を偏愛してたのか、 その可能性を全く考慮する様子もなく、 歴然としてる筈の光子の静止質量 ｍ をあっさりと切り捨てて ゼロでなければならない とし、 光子内での 「 時間の凍りつきの問題 」 をも全部無視してしまったのである。 Ｐ ＝ Ｅ / ｃ と計算上で括り出された光子の運動量 ( 光圧 ) の拠り所については、 ゼロと見做してしまった光子の質量ではなく、 それに掛かる真空中の光速度 ｃ での 「 無限大の相対論効果 」 の方に期待したのである。 　( ゼロに無限大の相対論効果を掛けると一体どうして有限な光圧の値になるのかが全然分からないのだが、計算上では光子のエネルギー Ｅ を直接 ｃ で割れば良い …ということらしい。　但しアインシュタインは、真空以外の媒質中での、つまり光速度が真空中の光速度 ｃ でない場合の 「 光圧の計算法 」 については何も言及していない。　真空以外の媒質中でも光圧は ｈν / ｃ なのだろうか？ ) こうした事から考えるに、少なくとも光子については、特殊相対論をそのまま適用出来ないのではないだろうか？ 何故なら光子の 「 真空中の光速度 ｃ 」 は、特殊相対論自体の構築の土台であり、特殊相対論は 「 光速度一定の原理 」 と 「 相対性原理 」 の ２ つの原理の上に成ってる理論だから、特殊相対論の帰結が光子にも適用される …という解釈は、土台と上部構造の相互作用または自家撞着の類いに見える。 もしも真空中の光子に於ける時間の経過が完全にゼロであるなら、真空中のスリットを抜ける光子は一体なぜ回折現象を起こせるのだろう？ 光子の挙動や状態が、観測者から見て変化する …という事は、光子に局在する時間が進行してる …という事である。 　( 相対性原理の対称性からは、もしも相対論の帰結が光子にも適用出来るなら、光子側からも、周囲の宇宙全体の時間経過が完全に停止し、凍り付いた状態に見える？ …という理屈にもなる。 ) 仮にレンズや液体表面での屈折や、鏡や物体表面での反射や、偏光ガラスでの旋光性や、光電効果に於ける等の光の時間的変化の大部分が、その現象の起きる瞬間には光子が真空から、真空ではない気体や液体やガラスなどの固体内に侵入しての変化だから、そこでは真空中の光速度 ｃ を失ってる光子は、極限的な相対論効果から脱した時間の経過下にそうした変化 ＝ 現象を起こしている …と半ば言い訳的な説明は出来そうだとしても、真空中の 「 スリットや回折格子 」 での光の回折現象までを、同じような論法で切り抜けられるとは考えにくい。 また大体が光子は位相速度 ｃ の横波として真空空間内を渡って行ってるのである。 更に、重力場に遭遇した光子は、真空中でも重力の作用に反応して進路が曲がるのである。 　( ここで 「 光子は重力で経路が曲がるのではなく、質量の周りの ４ 次元時空の測地線に沿って“真っ直ぐ”進んでるだけ 」 …等というような姑息な反論は成り立たない。 何故なら 「 ４ 次元時空の測地線に沿って 」 というのは物理的な重力作用の単なる数学的な言い換えに過ぎないし、大体が真空中の光子が本当に時間の経過の外に“在る”のなら、光子はそもそも ４ 次元“時空”の測地線に沿える筈が無いからである。 ) その光子と外界との間に、時間の経過が一切無い、相対的な変化の一対一対応は一切付かない、等という奇妙な解釈の、いったい何処が正しいのか？ 特殊相対論の帰結は、( 常態的に光速度 ｃ で飛び回ってはいない ) 普通の物体や粒子に対する制限ルールとしては機能して良いだろう。 が、ひっきりなしに光速度 ｃ で飛び回ってる光子 ( やニュートリノや重力子 ) に対しては、そもそも原理的に適用されるべきではないと思われる。 ● 光子に質量が有る事と、光子が相対論効果の適用外である事を立証する最も簡単な実験の方法 では、光子が実際に静止質量らしきものを持ってる …と、いちばん簡単に証明出来るかも知れない方法を提案しよう。 光の速度は媒質によって異なり、相対論で論じられてる光速度 ｃ は良く知られてるように、真空中の光速度* のことである。 だから光速度の ９９ . ９８ ％ で 「 時間の経過 」 が急に １ / ５０ にとか、質量が ５０ 倍にもなる …という相対論の効果というのは、全部がこの真空中の光速度 ｃ を基準にしての計算結果なのである。 しかしである、光も真空中以外では ｃ よりも遅い速度でしか進めない。 　( だから水中などでは、光子のくせに、時々電子に追い抜かれてしまったりもするのである。 ) ある媒質の中を光が進む速度はその媒質の屈折率によって決まり、例えば水の屈折率は １ . ３３３４ 、アクリル樹脂は １ . ４９１ 、ダイアモンドは ２ . ４１７ 等々である。 真空中の光速度 ｃ を上の屈折率で割って １００ を掛けてやると、その媒質中での光速度を ｃ に対するパーセンテージで表した数字になる。 すると、水中の光速度は ｃ の ７５ ％ 、アクリル樹脂は ６７ ％ 、ダイアモンドは ４０ ％ となる。 　( ダイアモンドの中に飛び込んだ光は真空中のたった ４０ ％ の速度でしか進めないのだ。　ちょっと計算してみるとダイヤモンド内の光速度は １２００００ ｋｍ / 秒、つまりその表面でいきなり １８万 ｋｍ / 秒も減速して、内部では渋滞状態となって光の缶詰の如く詰め込まれ、波長は １ / ２ . ４１７ に圧縮されることになる。　脱出時にその表面で元の速度に戻るから、このように劇的な媒体内波長変化は外から絶対観測出来ない。　このことはむろん、空気、水、光学ガラスなどでも同じことである。 ) そこで上の中ではいちばん実験の簡単そうな、水を選んで僅かに ７５ ％ の光速度でも現れるだろう、相対論効果の大きさを計算してみよう。 すると真空中の光速度の ７５ ％ でしかない水中の光速度での、時間の経過は精々 ０ . ６６ 倍のゆっくりさ、質量の方も精々が元の静止質量の １ . ５ 倍程度の相対論効果にしかならない …と判る。 これはどういう事か？　簡単である。 真空中の光速度での光子の運動量 ＝ 光圧は、アインシュタインによっても、また実測によっても Ｐ ＝ ｈν / ｃ ＝ Ｅ / ｃ と判明してるが、事実上 Ｅ ＝ ｍｃ2 から Ｐ ＝ ｍｃ だと判ってるのにも拘わらず、ｍ ＝ Ｐ / ｃ 、即ち光子の静止質量が光子の運動量を単純にそのまま ｃ で割ったら得られる …という考え方は、何が何でも ｍ ＝ ０ であり、光子の運動量の根源はあくまでも極限的な相対論効果の故であり、それは決して光子自体の静止質量の故ではない …として退けられて来た。 が、それが本当に事実であるか否かを判定すべく、極めて簡単な実験を此処に提案出来るのだ。 真空中の光子の運動量 ＝ 光圧 が極限的な相対論効果の故であるなら、「 水中での光子の運動量 ＝ 光圧 」 を計測したらいったいどうなるのか？ 水中での光速度は僅か ０ . ７５ ｃ であり、その相対論効果も僅かに ０ . ６６ 、質量増加効果もたったの １ . ５ 倍にとどまるのである。 故に、ほぼ無限大の相対論効果の下に計測されてる 筈の 「 真空中での光圧 」 に較べれば、水中での光圧は事実上ゼロでなければならず、ゼロであって当然の筈である。 がもしも、そうして水中で計測された光圧が、真空中での計測値と較べて ３ / ４ 程度なら、相対論効果の 「 光への適用 」 は全くの間違いであり、光子の静止質量 ｍ は単純に ｈν / ｃ2 ＝ Ｅ / ｃ2 ということになる。 もしもそうであった場合は、光子のみならず、ニュートリノや重力子に対する相対論の適用もまた誤りなのに違いない。 以上 ( 物理 )　( 2017.1.10. 追記 ) ● ガラス中で生じる光圧を厳密に計測する新たな実験方法の提案 良く磨かれた光学ガラスの片面に銀を蒸着させた鏡を精密な秤の上に固定し、鏡面の表側が真っ暗闇の状態での秤の目盛りを基準値ゼロに設定する。 鏡面の上方からレーザー光などを一定の強度で照射し、その際の秤の目盛りの変化を読み取り、光圧を算定する。 レーザー光は鏡となってる光学ガラスの 「 透明な側 」 からガラス内に侵入した瞬間に ３ / ４ c の速度となる為、その速度での相対論効果は約 １ . ５ 倍程度と計算出来る。 もしも光子の静止質量なるものが存在せず、その光圧の多くに寄与してるのが相対論効果の故と考えるなら、０ . ７５ c での僅かに １ . ５ 倍程度の相対論効果での 「 光圧 」 は、先ず計測など出来る筈もない …ということになる。 然るに精密な光圧の測定には欠かせないと考えられる鏡面は、磨き上げたアルミ板の表面そのものを鏡として使うのでなければ、磨き上げたガラスの裏面に銀を蒸着させるタイプの鏡が普通なので、そうして作られてる鏡面での反射によって計測されてる光圧の一切は、たとえその鏡の前面側が真空にされてたとしても真空中での光圧を計測してる事にはならず、実際にはガラス中での光圧を計測していたに過ぎない …という可能性があると考えられる。 ガラスの透明な側に光が侵入する際に僅かに反射される光が寄与する光圧分に関する批判を避ける為には、上記のような光圧計測実験装置の全体をソックリ水槽の中に設え、水を満たして、レーザー光の照射から光学ガラスの背面でのその反射に至るまでの一切を水中で行えば良い。 レーザー光はそれが発生した瞬間から一度も真空中を体験する事なしに、水中とガラス中を通って鏡面に達し、そこで光圧を計測されるので、如何なる速度の変化も無しに済む。 もしも光子に計測出来る程の静止質量が無く、水中とガラス中の遅い光速度による正に消え入るような相対論効果しかその光圧に寄与するものが無いのであれば、実際にこの方法で計測される光圧はゼロとなるだろう。 しかし光子の静止質量が実際にはゼロでなく、光子そのものは相対論効果の適用対象外粒子であるとするなら、その計測値はゼロでなく、恐らくは真空中 ( 空気中 ) での光圧の凡そ ３ / ４ の光圧が計測されるだろう。 以上 　( 注* ； 実は余り知られていないが、この真空中の光速度の厳密な計測値は必ずしも一致しておらず、現在の定義によると一応は ２９９７９２ . ４５８ ｋｍ / 秒 …という事になってはいるものの、実際の計測で得られた最小値と最大値 「 ２９９７８９ ｋｍ / 秒 〜 ２９９８０５ ｋｍ / 秒 」 の間には、最大 １６ ｋｍ / 秒 もの差があり、それは使用された計測機器の誤差の範囲を大きく越えてる為、光速度自体が本来的に一定ではないのかも知れない …とも考えられてると聞いたことがある。　追記 ； 思い出した。ずっと昔に河出書房新社から出版された 「 マイケルソンと光の速度 」 という啓蒙書の中でそう読んだことがあったのだった。 ) 備考　以下は此処に至るまでのこの議論に関してのメモの類いである。　例によって、紙巾を考えずに何でも纏めて置いておける、インターネットの特長を活かして此処に一緒に置いておこう。 ( 物理 )　( 疑問符 )　( 2015.12.17. 記 ) 量子世界と現実世界の真相とは何か？ 　物質の粒子性こそが実は 「 巨視的世界の陥ってる幻想 」 …である可能性が高い。 つまり物体の粒子性とか静止質量という概念こそが、巨大な集合体の形でしか存在しないが故に 「 全体としては足枷を嵌められていて動きにくく愚鈍 」 な巨視的世界からの 「 巨視的世界のあり方の勝手な外挿 」 にしか過ぎないのではないか？ 我々が物質や粒子と呼んでるモノの正体は、実はこの世界 ＝ 宇宙を形成する無数の様々な波動の比較的安定した定常波のような淀みや渦のようなものでしかなく、だからこそ極微の量子世界はこうも粒子的世界観では捉え難いのではないだろうか？ 我々が説明しなければならないのは量子世界の波動性の方ではなく、その波動を元にして如何に粒子や物質世界が、その比較的安定した定常的な状態として一定時間括り出されているのか？ …の方である。 ( 物理 )　( 疑問符 )　( 2006.4.11. 記 ) 水やガラスに入った光の波長 ( または振動数 ) やエネルギーは変わるのか？ 変わらないのか？ ほぼ ３ / ４ 程度に減速している筈の光の振動数がもしも変わらないのだとすると、波長はその分だけ短くなる筈で、つまりマイクロ波は水に入った途端に可視光になりかねない理屈になる。 　( 当然、可視光は紫外域に変化することになるが、実際には多分、そんな事は起きてない。) 逆に波長が変わらないのだとすると光の振動数の方が水に入った途端に １ / ４ も激減する事になる。 水中に入った光の速度が約 ２１ 万 ｋｍ / 秒に減じたことで振動数も減じるというのなら、その減じた分の 「 振動数 」 即ちエネルギーや運動量は一瞬で水に吸収された …と考えるしかなくなる。 が、そんなことが有り得るだろうか？ 水槽やメガネのガラスを通り抜ける光は 「 入射の瞬間に水やガラスにエネルギーや運動量を預け、離脱時に出口でソレを返して貰って ( 瞬間的に ) ９ 万 ｋｍ / 秒も加速 」 してるのだろうか？ 恐らくそんなことは起こっていない。 或いは水やガラスに突入する光は、その突入点で云わば瞬間的な渋滞を起こし、ソニックブームのような光の圧縮現象を起こしていて、水やガラスを抜け出す際にはその逆の現象が起きているのだろうか？ 光を 「 粒子 」 として扱う考え方にはどう見ても限界があるのだ。 位相速度の異なる媒質を通過する光の振る舞いは、あくまでも波動現象としてそれを説明する以外にないだろう。 光の波長こそが色だとするなら、実際の体験上で水の中に入ったり出たりしてる光の波長が変わったりしている様子は特にない ( 水中で目を開けても自分の手は普通に肌色に見える ) から、波長は変わらないと一応考えられる。 　( 但し実際に光を受けてソレを感じる目の網膜や写真フィルムや ＣＣＤ 上の光の色というのは、それらの状態が上記のどの場合にも結局一定なので、水中の光の波長がもし変わっていても、それで色が違って見える事は有り得ないという理屈は一応成り立つ。この問題は結構厄介である。) つまり極めて日常的な現象であるにも拘わらず、この真空以外での光の波長と振動数という問題については、まだ誰も何もちゃんと考えたことがない …という可能性がある。 　光というのは ｃ でエーテル内を移動し続けなければならない宿命 ( ? ) を負った物理的存在 … ( 物理 )　( 疑問符 )　( 2006.1.12. 記 ) 媒質が変わった場合の光の加速 ( や減速 ) を果たして粒子として説明出来るのか？ 水中から空気中や真空中に飛び出した光の速度の急激な加速は、光を物理的粒子と捉えたのでは、恐らく全く説明がつかない。 その 「 追加エネルギー 」 一切無しでの加速は、それが当の波動の、その媒質内での位相速度だと解釈する場合にだけ、何とか説明がつくだろう。 ( 物理 )　( 2015.12.17. 追記 ) つまり、光は本質的には波動であって、それが他の物質などとの相互作用によって波動が乱され淀んだり渦を巻くなど、何らかの形で局在化してるかのような現象が起きた時、誤ってそれを我々人間に粒子 ( や粒子性の顕現 ) …と見做されてるだけの事、なのではないだろうか？ ( 物理 )　( 2006.1.12. 記 ) 水中など真空以外の媒質中の光速度 良く考えると …これは、原理的に光子が相対論の適用対象外であることを、事実上証明している訳だ。何故こんな単純なことに今まで全く気付かなかったのかが不思議だ。 　( 2015.12.17. 追記 ； 実はこの ２ 年程前の 2004.2.12. に １ 度気付いていたにも拘わらず、その事を完全に忘れてこのメモを書いていたらしい。　今回、旧いメモを見付けてそれが分かった。 ) 実際に測定してみて、水中での光圧がもしも真空中のほぼ ３ / ４ であるなら 「 そこで効いてる筈の相対論効果が殆ど無視できる程に小さい、つまり遅い水中光速度と、真空中の ｃ との相対論効果分の差は特に存在しない 」 …ということになり ( もしもそうでなければ、真空中の光速度 ｃ と水中の光速度 ３ / ４ ｃ との夫々の相対論効果の圧倒的な違いから、水中での光圧は真空中に較べて激減しほぼゼロにも近い値になるだろう ) 、光圧とは相対論効果を一切受けることのない光子の、単純に 「 静止質量×光速度 」 で示せる運動量に過ぎない …のだと証明できる事になる。 ( 物理 )　( 2004.2.12. 追記 ) 光そのものの非相対論的特性の証明方法について 真空以外の任意の媒質中 ( 取りわけ “ 水 ” など屈折率の高い媒質中 ) での光圧の厳密な測定値は、従来おこなわれてきた、“ 光子への相対論効果の盲目的な適用 ” が全く誤りであった事を明確に証明しているものと思われる。 何故ならこのような媒質中では明らかに光 ( 光量子 ) は相対論的に顕著な特性を、その低速の位相速度故に失っていると考えるべきだからである。 光がそのような媒質中において、真空中の光速度 ｃ を遥かに下回る位相速度であるにも拘わらず、相対論上の光速度での効果をそのまま維持できるというような理由は、何処にも無いからだ。 従って通常信じられているような ( 相対論効果から逆算しての ) 「 光量子の静止質量はゼロでしか有り得ない 」 というような議論は全く成り立たないことが明白である。 元より光子に相対論効果を完全に適用しうると考えられてきた事の方が、およそ常軌を逸しているのであって、本当にそうであるなら光量子は時間の中には存在しないことになる。 何故なら真空中の光は、相対論上では完全に時間の停止した状態に在る筈なのだから、光は外界との相互作用によって一切変化出来ない状態の筈だからである。 然るに現実には、光子は光電管を作用させ、鏡で反射され、サングラスで偏光し、フィルムを感光させ、Ｃ Ｃ Ｄ と相互作用し、光子ロケットの反射板で光圧を与えてそれを加速しうるのである。 従って水やガラス中で完全に光速以下の位相速度で走る光量子の与える光圧を計測すれば、それが真空中での計測値を決して大きくは下回っておらず、それが通常の ( 即ち非相対論的な ) 運動方程式に従う結果でしかないことは、簡単に判明するであろう。 そしてその結果の意味する事は、結局ただ一つである。 即ち光子には静止質量が有り、それはゼロではなく、その値は単純に 「 m ＝ E / ｃ2 」 または 「 m ＝ hν / ｃ2 」 であって、相対論は光に対しては一切適用不能である。 そして恐らくは光以外の光速度で移動する粒子、ニュートリノやグラビトンにもまた、相対論は適用できないのだろう。 それ以外に、一体どんな結論がありうるのだろう？ もし光に相対論効果がそのまま適用できるなら、光子そのものには時間経過は存在しないことになる。 すると光子は外界と一切相互作用できなくなる。 にも拘わらず実際には光は、輻射され、吸収され、偏光され、旋光性を持っていて、外界と相互作用しており ( 何よりも空間内をその位相速度で渡り続けていて ) 、ちゃんと時間の中に在る訳で、全く何をか言わんやである。 光が相対論効果の適用対象外であれば、光圧は光の静止質量に光速度を掛ければ説明できることになり、わざわざ光の静止質量をゼロと仮定する必要もなくなるのである。 例えば、現解釈では 「 光 」 にも特殊相対論の帰結がそのまま適用されている為に、そこから逆算せざるを得ない仮想的な光の静止質量は一応 「 ゼロ 」 であるという事になっている。 これは常に光速度で移動する光の質量が有効値を取れば、その値がどんなに小さくとも “ 相対論効果 ” によって質量が無限大に、従って 「 光圧 」 が計算上では無限大になってしまうからだ。 然しもしそう考えるなら、その同じ “ 相対論効果 ” によって、光の内部では時間の経過が有り得ない …ということになる。 そして時間の経過がなけれは、光は変化不能 …ということになってしまう。 すると 「 光速 」 下に有る光と、ほぼ 「 静止 」 している他の物との関り合い ( 相互作用 ) は、事実上不可能ということになるだろう。 光に内的な時間の経過がなければ、光は何物にも影響を受けない。 実際にはそうでなく、光は Ｃ Ｃ Ｄ や偏光ガラスや回折格子に出会えばそれに吸収され、位相面を回転させられ、回折されるのだし、水の表面や汎ゆる物質の表面でも屈折されたり反射して人間や動物の目の網膜に吸収されるのである。 とすればこの “ 変化する ” 光には、ちゃんと 「 時間の経過 」 があるという結論になる。 つまり光は特殊相対論の帰結の適用対象ではない …と考えられる。 しかし現在までの物理学では、この事はずっと無視され続けている。