研究論文
『“現代物理学”の危機を解消する新しい手段の紹介』
6. 検証実験とエネルギー保存則について
理論やモデルは、検証されなければ、単なる「机上の空論」であるに過ぎない。
したがって、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）についても、（“自然（nature）を説明できる＆問題を解決できる”だけでなく）何らかの実験＆観察で、検証が可能な予測（testable prediction）が立てられなければならない。
幸い、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）は、特に、“エネルギー”に関して、決定的に、既存の物理学とは異なる予測（予想外な予測、常識をくつがえすような予測）を提供する。
1.光子や重力子（および、それらの総和である電磁波や重力波）は、エネルギー非保存の所産であるので
エネルギーを持ち去らない。（結果1）
2.運動エネルギーの一部は、負の仕事によって完全に消滅する。（結果1《熱放射について》）
2の方は、エネルギー保存則の適用範囲（何を閉鎖系の中に含めるか）の問題に過ぎないのであった。
よって、検証に使うことが可能なのは、1の「時空が不連続であること」を前提にした予測だけである。
したがって、以下では、1の「光子や重力子（および、それらの総和である電磁波や重力波）は、エネルギー非保存の所産であるのでエネルギーを持ち去らない」という予測を中心にして考察していく。
これまで、物理学は、「時空は連続である」ことを前提として、様々な現象を説明してきた。
この前提は、ニュートンやライプニッツらが“微分”という数学的な手段を発明して以来── これまで物理学界が無意識的に保持してきた前提であると言える。
なぜなら、“微分”（微分可能であること）は、まさに、「時空が連続である（時空が、どこまでもなめらかである）」という前提の上に成立するものだからである。
そして、まさに、「時空が連続である」という前提の上で、エネルギー保存則が成立するのであった。
それは、ネーターの定理が示してくれていることであった。
（なお、厳密には、時間が連続であるという前提で、エネルギー保存則が導かれ、空間が連続という前提で、運動量保存則が導かれる）
したがって、少なくとも「時空が連続である」という前提が正しい保証はない（「時空が不連続である」可能性がある）以上──
このエネルギー保存則は、経験則に過ぎないという側面を持たざるをえないことになる。
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『“エネルギー”なる観念の導入がおこなわれるのと同時に、力学的エネルギーや内部エネルギーをひっくるめて、エネルギーの総和は保存されるという考え方が導かれた。そしてこの考えは、
1.温度の高い物体と低い物体を混合すると中間の温度となり、内部エネルギーの総量が保存される。
2.ジュールの実験のように力学的エネルギーを加えられた物質は、その分に相当するだけ内部エネルギーが増加し、前後のエネルギーの総量は等しい。
3.単なる力学的エネルギー間だけでも、たとえば落体やふり子などでは、運動エネルギーとポテンシャルエネルギーが相互に変換するが、総量は保存される。
等の事実から、物理学の基本的経験法則として確立された。熱力学において、このエネルギー保存則を示すものが熱力学の第一法則である。』
（『わかりやすい熱力学 SI板』 一色尚次・北山直方 共著 森北出版株式会社 p.17 なお、原文では、「エネルギー」は、「エネルギ」であった。 下線は、筆者による）
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『取れるエネルギーと必要とした電気を比べるとたかだか同じで、ロスがあるからたいてい損をする。取り出せるエネルギーがエネルギーの方が小さい、というのが熱力学としてまとめられているものの第一法則、第二法則の内容である。これは証明されたことではない。不思議なことに、人間にとって非常に大事な基本的なものは証明されていない。』
（『東京大学公開講座 地球』 p.198 VIII 地球の温暖化 小宮山宏 東京大学出版会 下線は、筆者による）
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※この記述から「エネルギー保存則は、実は証明されたものではない」ことがわかる。
そして、エネルギー保存則は、証明されたわけではなく、経験則であるのに関わらず、これまで、物理学の根幹を成す、普遍的＆絶対的な法則として君臨してきた。
そのことは、次の記述から読み取れる。
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『エネルギーのさまざまな形とその間の移り変わりを調べていくと、われわれは物理学の最も普遍的な法則であるエネルギーの保存則に行き着く:
エネルギーは生み出されることも失われることもない。エネルギーは1つの形から他の形へ移り変わることはできるが、エネルギーの総量は決して変わることがない』
（『物理のコンセプト エネルギー』 Paul G.Hewitt John Suchocki Leslie A.Hewitt 著 小出昭一郎監修 黒星瑩一訳 p.13 共立出版株式会社 下線は、筆者による）
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『この法則は、他の科学の法則と同様、多くの観測と試行から導かれた結論である。検証は十分に広い範囲にわたって尽くされており、一般に受け入れられている。例外は見つかっておらず、どのような提案であれ、この法則に従わないものは疑わしいとされる。』
（『知っておきたい熱力学の法則と賢いエネルギーの選択』 リチャード・S・スタイン ジョセフ・パワーズ著 安倍明廣 p.9-10（第1章） NTS 下線は、筆者による）
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『科学の法則は、我々が自然の変化をどのように理解しているかを記述したものである。科学者は何百年もかけて科学の法則を検証して、信頼される観測者の唯の一人も法則が成立していない例を発見していないのである。もしも一つでも、法則が破れられている事例があれば、その法則は、修正されるか、捨てられるかである。従って、ほとんどの科学者が、熱力学の法則をエネルギーに関わる提起を評価する基準として採用している。もしもある提案がこれらの法則に違反するものであったら、間違っているのは提案のほうであって、法則のほうではないと判定する。
第一法則の帰結の1つは、永久運動機関は存在しないということである。 〜』
（『知っておきたい熱力学の法則と賢いエネルギーの選択』 リチャード・S・スタイン ジョセフ・パワーズ著 安倍明廣 p.36-37（第3章） NTS 下線は、筆者による）
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一方、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）においては、「時空は不連続であること（微分が使えないこと）」が前提とされ、「少なくとも光子や重力子に関しては、エネルギー保存則が成立していない」ことを示しているのだった。
両者を比較すると次のようになる。
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これまでの物理学
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“EMOES”
（素スピノールからの創発モデル）
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時空
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連続である
（どこまでも）なめらかである
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不連続である
（プランクスケールで）飛び飛びである
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微分
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（たとえプランクスケールでも）
可能である
※プランクスケールにおいても
微分できる。
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（“無限小”がない以上、厳密には）
不可能である
※時空が連続と見なせるマクロのレベル
においてのみ微分で近似できる。
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エネルギー保存則
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（重力子や光子のエネルギーも含めて）
常に成立するべきである。
※時空が限りなく連続なので
ミクロのレベルでも成立する。
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（重力子や光子のエネルギー等）
ときに成立しない。
※例えば、重力子や光子の総和である
重力場（重力波）や電磁場（電磁波）に
ついては、成立していない。
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光子や重力子
（電子波や重力波）
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エネルギーを持ち去る
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エネルギーを持ち去らない
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重力場
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抽象的なリーマン幾何学（テンソル）が示す
時空の曲りとして説明
エネルギー保存則に従う。
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「重力子の総和」として創発する
時空の曲りとして説明
エネルギー非保存の所産である。
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質量エネルギー
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重力子やその総和である重力波は
エネルギーを持ち去ることによって、
質量エネルギーを減らし続けることになる。
※一般相対性理論の正当性に疑いを
投げかけてしまう理由の1つである。
『物体はその内部の熱運動によって
エネルギーを放出するという結論は、
この一般相対性理論の正当性に
疑いを投げかけるに違いない』
（『アインシュタイン選集2──
A8重力波について』より p.170〜171）
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重力子（＆その総和である重力波）は
エネルギーを持ち去らないので、
質量エネルギーを減らさないことになる。
※一般相対性理論の正当性に疑いを
投げかけてしまう理由の1つを解消する。
※アインシュタイン方程式の右辺を
「粗悪な材木」から「高級大理石」
にする可能性がある。
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熱の移動
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熱伝導、熱対流、熱放射の3つ
すべてがエネルギー保存則に従う
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熱伝導、熱対流の2つ
のみがエネルギー保存則に従う
熱放射の実体は光子であるので、従わない。
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計算数値と観測値
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「連星パルサーにおける重力波」や「ボーアの原子模型」の系においては、ともに一致している。
※結果1の「連星パルサーにおける重力波」、「ボーアの原子模型」のところで示した。
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ネーターの定理
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ともに調和している。
※ネーターの定理は、『「エネルギー保存則」が「時空が連続である」
という前提の上で成立するものである』ことを示している
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「光子や重力子がエネルギーを持ち去る」と「光子や重力子がエネルギーを持ち去らない」は、ともに、ネーターの定理と調和している。
そして、少なくとも「連星パルサーにおける重力波」や「ボーアの原子模型」といった系においては、ともに『観測値と計算数値が一致している』ので、これらの系によって、「光子や重力子がエネルギーを持ち去るか持ち去らないか」を確かめることができないのだった。
どうすれば、「光子や重力子がエネルギーを持ち去るか持ち去らないか」ことを、実験的に確かめることができるだろうか？
「光子や重力子がエネルギーを持ち去るか持ち去らない」を確かめることができる系があるだろうか？
それは、ある。
後に詳しく説明するが── 『周囲が完全な真空に近付く中で、（浮かんでいる）高温の物体の温度が、どのように変化するかを調べる』という実験によって、確かめることができる。
この実験は、「熱放射（∈光子）がエネルギーを持ち去るか持ち去らないか」ことを確かめる実験であるのみならず、同時に、「重力子がエネルギーを持ち去るか持ち去らないか」を確かめるための実験でもある。
※なぜなら、あらゆる物体は、温度が変化すれば、（E＝mc2により）質量も変化するからである。
したがって、重力子についても厳密に見れば、「エネルギーを持ち去っていないこと」が、実験するまでもなく、「重力の法則（ニュートン＆アインシュタイン）が成立している」や「静止質量が減らない」等の観察結果によって、すでに検証されているとは言えないのである。
また、この実験は、「光子や重力子がエネルギーを持ち去るか持ち去らないか」を確かめる実験であるのみならず、『“自然な世界観”（3Steps原理）』そのものが反証されるか反証されないかを確かめる実験でもある。
※科学（or研究）には、3つの必要条件があるのだった。
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科学（or研究）の必要条件
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『自然（nature）と調和していること』
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『観測値と計算数値が一致していること』
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『“自然な世界観”（3Steps原理）と調和していること』
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『“For Life”と調和していること』
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「時空が不連続である」という前提の根拠は、自然な世界観（3Steps原理）（特に、この場合、シンプル一様化原理、幾何的な実体原理）であった。 すなわち、シンプル一様化原理、幾何的な実体原理に基づいて、「時空さえも、より単純な要素（素スピノール）から創発する」と説明するからこそ、「時空が不連続である」という結論に至ったのであった。
したがって、『“自然な世界観”（3Steps原理）と調和していること』という必要条件の1つを満たすのは、「光子や重力子は、エネルギー非保存の所産であるのでエネルギーを持ち去らない」の方のみである。
したがって、もし、なんらかの形で実験的に「光子や重力子がエネルギーを持ち去らない」を確かめることができれば── 「時空が不連続である、エネルギー保存則が成立していない」が反証されなかったことのみならず、（科学の必要条件の1つ）『“自然な世界観”（3Steps原理）』そのものが反証されなかったことを確かめることができたということにもなる。
また、この実験は、「研究の必要条件の1つ『“For Life”と調和していること』を満たしているかどうか」を確かめる実験でもある。
※この「光子や重力子がエネルギーを持ち去らない」という予測を実験的に検証することには、「時空が不連続であること（時空が微分不可能であること）、（少なくとも光子や重力子については）エネルギー保存則が成り立っていないこと、“自然な世界観”（3Steps原理）と調和していること』が反証されなかったこと」を確かめるという意味があるのみならず── 実は、「第1種の永久機関の作成が、理論上、可能であること」を確かめるという意味もある。
したがって、「光子や重力子がエネルギーを持ち去らない」を実験的に検証することには、「エネルギー問題を解決するヒントを得られるかどうか」、すなわち、「研究の必要条件の1つ『“For Life”と調和していること』を満たしているかどうか」を確かめるという意味もあることになる。
また、この実験は、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）が反証されるかどうかを確かめる実験でもある。
※したがって、この実験は、現代物理学の危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、困難、迷走…”の“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）による解消が反証されるかどうかを確かめる実験でもある。
整理すると──
『周囲が完全な真空に近付く中で、（浮かんでいる）高温の物体の温度が、どのように変化するかを調べる』という実験によって、確かめることができるものは、次の通りである。
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・「光子や重力子がエネルギーを持ち去るか持ち去らないか」
（「熱放射（∈光子）がエネルギーを持ち去るか持ち去らないか」＆「重力子がエネルギーを持ち去るか持ち去らないか」）
・『“自然な世界観”（3Steps原理）』（特にシンプル一様化原理、幾何的な実体原理）そのものが反証されるか反証されないか
・『“For Life”と調和していること』を満たしているかどうか
・「時空が不連続である（時空が微分不可能である）」が反証されるかどうか
・「（少なくとも光子や重力子については）エネルギー保存則が成り立っていない」が反証されるかどうか
・“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）の根本部分が反証されるかどうか
・現代物理学の危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、困難、迷走…”の“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）による解消が、反証されるかどうか
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これから詳しく紹介する、『周囲が完全な真空に近付く中で、（浮かんでいる）高温の物体の温度が、どのように変化するかを調べる』という実験は、単に（「“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）の根本部分が反証されるかどうか」（現代物理学の危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、困難、迷走…”を解消できるかどうか）を確かめることができるので）物理学とっての大きな分岐点であるのみならず── （「エネルギー問題を解決するヒントを得られるかどうか」を確かめることができるので）人類にとっての、大きな分岐点であることがわかる。
つまり、それは、単に物理学界にとってのみならず、人類にとって非常に大きな意味（重要性、意義…）を持ちうるのである。
《『周囲が完全な真空に近付く中で、（浮かんでいる）高温の物体の温度が、どのように変化するかを調べる』実験》
熱を伝える方法は、次の3つだけなのであった。
1.熱伝導、2.対流、3.熱放射
確かめたいことは、「1.熱伝導、2.対流」による影響を減らすことによって（「3“熱放射”」だけによる影響に絞り込んでいくことによって）、完全な真空に近付けることによって、浮かんでいる高温の物体の温度が、どのように変化するかということである。
その考えられる実験の概要は、次のようなものである。
1.ある高温の物体を浮かべる
2.完全な真空に近付ける
3.その高温の物体の温度の変化の様子を調べる
「1.ある高温の物体を浮かべる」＆「2.完全な真空に近付ける」
下図のような装置を作ればよい。
※「浮かべる」ためには、磁力を使えばよいと思われる。
すなわち、例えば永久磁石を上手に配置することで、容器に一切接触しないようにして浮かべるのである。
※「真空にする」ためには、ある高温の物体を、真空ポンプ等、真空を生み出すための機械に接続できる「完全に密封できる、低温の“不透明な容器”」を用意すればよい。
※こうすることによって、「ある高温の物体の周囲の“空気”」や「ある高温の物体の“支え”（固定器具、つり下げ器具…）」が担いうる「1.熱伝導、2.対流」による熱伝導を減らし、相対的に「3.熱放射」の影響による変化の方をメインにして観察できるようになる。
※なお、不透明であることによって、外部からはいってくる「熱放射（∈光子）」の影響を遮断できる。
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「3.その高温の物体の温度の変化の様子を調べる」
一方、高温の物体からは、熱放射（光子の放出）、および重力子の放出が続いているはずである。
もし、「熱放射（∈光子）や重力子がエネルギーを持ち去る」のであれば、たとえ完全な真空を作り出せても、長時間後、この高温の物体の温度は、低下するであろう。
もし、「熱放射（∈光子）や重力子がエネルギーを持ち去らない」のであり、完全な真空を作り出せるのであれば、長時間たっても、この物体の温度は、低下しないであろう。
正確に温度を測定するためには、容器を開閉したり、温度計を接触させたりしてはいけない。
したがって、（低温の）放射温度計を、はじめから容器の中に固定して、この放射温度計による測定結果の数字が、外部に表示できるようにすればよい。
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この実験のクォリティを左右するものは、真空を作る技術である。
現在の「真空を作る技術」は、次の記述からわかる。
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『人工で作り出せる真空状態は、10-11Pa程度である。この圧力下でも1cm3に数千個の気体分子が存在することになる。外宇宙と呼ばれる銀河と銀河の間でも気体分子は存在するとされている。』
（Wikipedia 『真空』）
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現在、人工的に“100％完全な真空”状態を作ることが困難である以上── 「長時間たっても、高温の物体の温度は、低下しない」を観測することは、現実的ではない（不可能である）。
なぜなら、真空を作り出すための、これまでの最高の技術であってさえ『1cm3に数千個』もの気体分子が存在するのであれば、上記のような実験をしても、“空気を構成する分子との衝突”を介した「1.熱伝導、2.対流」によって温度が低下してしまうことがまぬがれないからである。
すなわち、時間系経過とともに、いずれは、高温物体と低温の容器は、熱平衡状態に至り、等しい温度に至るであろう。
このように、最終的に、高温物体と低温の容器は、熱平衡状態に至り、等しい温度になることは、『1cm3に数百個』でも、『1cm3に数十個』でも、『1cm3に数個』であっても、変わらないと考えられる。
（確かに、熱平衡に至るまでの所用時間は、変化するであろうが──）
確かに、「長時間たって、高温の物体の温度が、低下するかしないか」という形で検証するためには、「100％完全な真空」を作る技術を生み出すことが不可欠であるだろう。
※もし、「100％完全な真空」が実現できれば──
『高温の物体の温度が下がれば、熱放射（∈光子）や重力子がエネルギーを持ち去る』
『高温の物体の温度が下がらなければ、熱放射（∈光子）や重力子がエネルギーを持ち去らない』
の「どちらかが実証され、どちらかが反証される」といった形で、明確に検証できることになる。
しかし、100％の完全な真空を作れないからといって、お手上げなのではない。
まさに、「熱平衡に至るまでの所用時間が変化する」ところを詳しく観測すればよいのである。
観測によって得られた、『「容器中の気体分子の数（∝圧力）」と「熱平衡に至るまでの所要時間T」の関係のグラフ』が、「容器中の気体分子の数（∝圧力）」が0に近づくほど、無限大に近づくことの予想を促すものであれば── それが「熱放射（∈光子）や重力子がエネルギーを持ち去さらない」ことを確かめたことに相当すると考えられる。 （無限大に近づくということは、「100％完全な真空」状態になれば、“温度が下がらなくなる”ことを意味する）
※「100％完全な真空」に相当する0（横軸）に近づくにつれて所要時間T（縦軸）が無限大に至ることの予想を促すグラフとなっている。
単純な反比例でよいのだろうか？ 詳細な検討は、今後の課題である。 |
そして、一方、観測によって得られた『「容器中の気体分子の数（∝圧力）」と「熱平衡に至るまでの所要時間T」の関係のグラフ』が下図のように、たとえ「100％完全な真空」になったとしても有限の時間で「熱平衡に至る」ことを予想することを促すグラフになるのであれば、「熱放射（∈光子）や重力子がエネルギーを持ち去る」ことだけによって、熱平衡に達しうることを確かめたことになる。
| ※「100％完全な真空」に相当する横軸で0の場所に近づくにつれて所要時間T（縦軸）が有限の値に至ることの予想を促すグラフとなっている。 |
つまり、仮に「100％完全な真空」が実現できなくても、少なくとも「熱放射（∈光子）や重力子がエネルギーを持ち去るかどうか」を確かめることは、可能なのである。
※なお、一方のエネルギー問題の解決のためのヒントについては、「100％完全な真空」が実現できない限り、得られないことになるのだろうか？ 詳細な検討は、今後の課題である。
以上のような実験をして、もし、「熱放射（∈光子）がエネルギーを持ち去る」ことが確かめられたのなら、「時空が不連続である。重力子や光子に関しては、エネルギー保存側が成り立っていない」という考え、さらには、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）の根本部分や“自然な世界観（3Steps原理）”が、反証されたことを意味する。
逆に、もし、「熱放射（∈光子）がエネルギーを持ち去らない」ことが確かめられたのなら、「時空が不連続である。重力子や光子に関しては、エネルギー保存側が成り立っていない」という考え、さらには、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）の根本部分や“自然な世界観（3Steps原理）”が、反証されなかったことを意味する。
そもそも、このエネルギー保存則は、「力学的エネルギー保存則」（運動エネルギーと位置エネルギーの和が一定）に、「熱」を取り込むことによって、より普遍的になって、熱力学の第一法則として、確立されたのだった。
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『熱力学の第1法則は、力学的エネルギーと熱エネルギーをひっくるめた、より広い意味でのエネルギー保存の法則である』
（『新しい高校物理の教科書』 左巻健男 山本明利 著 講談社ブルーバックス p.118）
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そして、その後も、様々なエネルギーが取り込まれ続けて、エネルギー保存則は、より普遍的な法則の地位を育んできたのだった。
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『物理学の歴史は、エネルギー概念の拡大の歴史でもあった。新しい現象が発見されるたびに、エネルギー保存の法則についてのチェックが行われた。一時的には、エネルギー保存の法則が破れているのではないかと疑われる現象に行き当たることもあったが、理解が進むと新たなエネルギーが定義され、そのエネルギーも含めて考えれば、やはりエネルギー全体としては一定に保たれていることが確かめられてきた。』
（『新しい高校物理の教科書』 左巻健男 山本明利 著 講談社ブルーバックス p.118）
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これまで、力学エネルギー、熱エネルギーの他にも、化学エネルギー、電磁気エネルギー、質量エネルギーと同様に、光子のエネルギー、重力子のエネルギーに関しても、実験や観測によって、エネルギーの保存則の正しさが確かめられてきたと思われてきた。
しかし、実際は、光子や重力子のエネルギーについては、厳密には、十分に確かめることはできていなかったということになるだろう。
例えば、これまで、熱放射（光子の総和）については、次のように計算され、観測値と一致してきたと思われてきた。
『（4）放射伝熱
T 1およびT 2 : 高温物体の表面および低温物体の表面の絶対温度［K］
面A 1およびA 2 : 高温物体および低温物体の表面積［m 4］ とすると、放射によって低温物体から高温物に単位時間あたりに伝わる正味の熱量Qは次式で表される。
Q＝σΦ12［T14−T24］A1＝ σΦ21［T14−T24］A2 ［W］ （1・7）
ここに、 σ＝5.67×10-8W/（m2・K4）: ステファン・ボルツマン定数
Φ12、Φ21 : 物体表面の性状と系の形状によって決まる定数 』
（『伝熱学の基礎』 吉田峻 理工学社 p.5）
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『黒体面間の放射伝熱
〜
面A 1から面A 2への正味の放射伝熱Qは、式（5・22）を面積A 1およびA 2にわたって積分すれば求まる。 すなわち、
Q＝5.67［（T1/100）4−（T2/100）4］A1F12 ［W］
〜
なお、再度注意しておくが、放射伝熱の場合には、電磁波の形でエネルギーが移動するので、前章までの熱伝導や対流伝熱とは異なって、高温の面から低温の面へエネルギーが伝えられるだけでなく、低温の面から高温の面へもエネルギーが伝えられる。 そして、上記のように、その正味として高温の面から低温の面へエネルギーが伝えられ、これが、結果的に伝熱量として求められるのである。』
（『伝熱学の基礎』 吉田峻 理工学社 p.130-131）
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しかし、これらの計算結果と観測値の一致は、（100％完全な真空を作ることができないがゆえに）「単に、空気を構成する分子との衝突を介する熱伝導＆対流によって、平衡状態に達していたに過ぎない」ということになるだろう。
すなわち、これまでの「熱放射」による熱の伝わり方に関する現象や観測結果のすべて（放射冷却を含む）は── 実は、“空気を構成する分子との衝突”を介した「熱伝導、対流」によって、生じていたものに過ぎなかった、とういうことになるだろう。
そういったことは、1cm3（1気圧、0℃）の空気の中にさえ、およそ、2.68×1019［個］以上もの分子が含まれるので、十分ありうることだと思われる。
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『ロシュミット数』、すなわち、『0℃、1気圧の単位体積の理想気体に含まれる分子数』は、『n0＝NA/Vm＝2.6867811（15）×1025m−3』である。
（『アボガドロ数:NA＝6.022140857（74）×1023mol−1』
『理想気体のモル体積:Vm＝22.413962（13）×10−3m3mol−1』）
（参考 Wikipedia 『ロシュミット数』）
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※なお、“熱放射（∈光子）は、エネルギーを持ち去る”という前提よりも、“熱放射（∈光子）は、エネルギーを持ち去らない”という前提の方が、シュテファン＝ボルツマンの法則（『ある温度Tを持つ黒体は、熱輻射（＝熱放射）として、I ＝ρT 4 ［W/m2］のエネルギーを放出する』）と、よく調和している。 （参考『シュテファン＝ボルツマンの法則』Wikipedia）
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シュテファン＝ボルツマンの法則が示す、式『I ＝ρT 4 ［W/m2］』は、黒体から、1秒間に、1平方メートルあたり、熱放射（∈光子）として、放出されるエネルギーに相当する。（［W］＝［J/s］）
“熱放射（∈光子）は、エネルギーを持ち去らない”のであれば、この式の理解は容易である。 1秒
後であっても、2秒後であっても、温度が一定である限り、同じ熱放射（∈光子）は、エネルギーが放出され続けることになる。 もし、（伝導や対流によって）一切温度が変化しなければ、経過時間に比例した分だけ、熱放射（∈光子）のエネルギーが放出され続けることになる。
しかし、逆に、本当に“熱放射（∈光子）が、エネルギーを持ち去る”のならば、この式の意味の理解は、とたんに困難になる。
なぜなら、例えば、「0.1秒経過すると、熱放射（∈光子）によって、エネルギーが持ち去られる結果、温度が下がる。 0.2秒経過すると、先の0.1秒間の温度の低下に伴って、より小さなエネルギーだけが持ち去られて、より小さな温度だけ下がる。 0.3秒経過すると、先の0.2秒間の温度の低下に伴って、さらに小さなエネルギーだけが持ち去られて、より小さな温度だけ下がる。…」というように、熱放射（∈光子）によるエネルギーの持ち去りによって温度が下がることに伴い、時間経過とともに「熱放射（∈光子）のエネルギーの放出量」が減少し、1秒間に放出されるエネルギーである、『I ＝ρT 4 ［W/m2］』が、何を意味しているのかわかならくなってしまうからである。
つまり、本当に“熱放射（∈光子）が、エネルギーを持ち去る”のならば── 一定の温度T［K］のまま、1秒が経過することは、不可能であるので、『I ＝ρT 4 ［W/m2］』という数式が、意味不明なものになってしまうのである。
すなわち、“熱放射（∈光子）が、エネルギーを持ち去る”のならば、ある温度Tにおける、「熱放射（∈光子）のエネルギーの放出量」を、［W］＝［J/s］を含む単位によって定義することは、無理のあることなのである。
“1秒間における＆ある温度Tにおける”熱放射のエネルギー量が、『I ＝ρT 4 ［W/m2］』であるということは、ありえないのである。
つまり、“熱放射（∈光子）が、エネルギーを持ち去る”という前提は、『I ＝ρT 4 ［W/m2］』の式が、本当のところは、何を意味しているのかの理解を、とても困難にしてしまうのである。
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また、例えば、重力子（or その総和としての重力波）に関して、連星パルサー等が楕円軌道にならずにらせんを描いて近づくことは、重力子（or その総和としての重力波）によるエネルギーの持ち去りによるのではなく、（100％完全な真空が存在しないがゆえに）「単に真空と見なされた宇宙空間内に存在する分子との衝突を介する熱伝導＆対流によって、エネルギーが失われていたことによる」という説明もありうることになるだろう。（詳細な検討は、今後の課題である）
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『人工で作り出せる真空状態は、10-11Pa程度である。この圧力下でも1cm3に数千個の気体分子が存在することになる。外宇宙と呼ばれる銀河と銀河の間でも気体分子は存在するとされている。』
（Wikipedia 『真空』 下線は、筆者による）
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※なお、思考実験では、“100％完全な真空”状態を（頭の中に、想像上で）簡単に作ることができる。
その理想的な“100％完全な真空”の中では、“分子との衝突”を介した「熱伝導、対流」によってエネルギーが持ち去られてしまうことを、100％防ぐことができる。
そして、その想像上の、理想的な“100％完全な真空”の中で実験では、「熱放射（光子の総和）や重力波（重力子の総和）がエネルギーを持ち去さらない」（「高温の物体の温度が下がらない」）という結果に至る──。
このことは、厳密には、（想像上の）「空気の摩擦がない理想状態」ではじめて、「重力の法則」や「運動法則（慣性の法則、F＝ma）」が厳密に成立するということと似ていると思われる。
これまでの物理学は、「時空は連続である。重力子や光子に関してもエネルギー保存側が成り立つはずである」という前提を持っていたので、「本当に、光子や重力子がエネルギーを持ち去るのかどうか」を実験で確かめよう、とする動機付けが、全く生まれなかったのだと思われる。 すなわち、これまでの物理学のパラダイムであれば、「このような実験は、実際にやるまでもなく、結果は目に見えている──」というものであったと思われる。
しかし、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）は、「時空が不連続である。重力子や光子に関しては、エネルギー保存側が成り立っていないはずである」という前提を持っており、演繹により「光子や重力子がエネルギーを持ち去らないことを示す実験結果が出るはずだ」という確信に至るからこそ、この実験に対する動機付けを生むのである。
※このあたりのことは、かつて、「年周視差」や「光の進み方の曲り」が観測されてきた状況と似ているかもしれない。
「年周視差」は、地動説という前提があり、演繹により「年周視差が観測されるはずだ」という確信に至ったからこそ、その観測がはじめて動機付けられて、実際に観測されたのであり── 一方、「光の進み方の曲り」は、アインシュタインの一般相対性理論という前提があり、演繹により「時空の曲がりによって、光の進み方も曲がるはずだ」という確信に至ったからこそ、その観測がはじめて動機付けられて、実際に、エディントンらによって観測されたのだった。
「年周視差」が観測された状況については、次の記述がとても参考になる。
『たとえば、地球の公転を裏書きするための決定的な「事実」の一つと普通考えられている恒星の年周視差が、望遠鏡で観測されたのは一八三八年が最初である。わずらわしいが、多少数値にまで立ち入ってみれば、こうした恒星の最大年周視差（つまり、地球から最短距離にある太陽意外の恒星についての年周視差）は、約二五〇〇分の一ほどであり、一方人間の眼が最高の条件下に識別可能な最小の角度差は、約二五分の一度と言われている。一八三八年に、恒星の年周視差が、望遠鏡の助けを借りて発見できたのは、明らかに、地動説という前提が先にあって、そこからの演繹によって、視差が見つかるはずである、という確信に導かれたからであって、当然のことながら、年周視差が発見されたために、地動説（太陽中心説）が生まれたのではない。』
（『近代化学を超えて』 村上陽一郎 講談社学術文庫 下線は、筆者による） |
すなわち、「時空は不連続である、重力子や光子に関しては、エネルギー保存側が成り立っていないはずである」という前提が先にあって、そこからの演繹によって、「光子（熱放射）や重力子（重力波）がエネルギーを持ち去らないことを示す実験結果になるはずだ」という確信があればこそ、「真空の程度を変化させることによって、浮かんでいる高温の物体の熱平衡状態に至るまでの所要時間がどのように変化するか」を調べる実験が、はじめて動機づけられるのである。
逆に、これまでの物理学が持っていた「時空が連続である（時空はなめらかで微分可能である）」（「エネルギー保存則は、不普遍的、絶対的な真実である」）という前提の元では、「真空度を変化させることによって、浮かんでいる高温の物体の熱平衡状態に至るまでの所要時間がどのように変化するか」を実験してみようという動機付けが、全く生まれようがなかったのである。
当然、こういった実験により、もし「光子（熱放射）や重力子（重力波）がエネルギーを持ち去る」ことが確かめられたならば、「時空は、不連続である」「光子（熱放射）や重力子（重力波）がエネルギーを持ち去らない」という前提を生む“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）の根幹および“自然な世界観（3Steps原理）の根幹”が反証された、ということになる。
しかし、もし、「光子（熱放射）や重力子（重力波）がエネルギーを持ち去らない」ことが確かめられたならば──
“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）の根本部分および“自然な世界観（3Steps原理）の根幹”が、反証されなかったことになると同時に、物理学が、様々な点で、180度ひっくり返ることになる。
◎「時空は連続である」→「時空は不連続である」
◎「光子や重力子に関しても、エネルギー保存則が成立する」→「光子や重力子に関しては、エネルギー保存則が成立しない」
◎「重力波や電磁波は、エネルギーを持ち去る」→「重力波や電磁波は、実は、エネルギーを持ち去っていない」
◎「重力場や電磁場は、エネルギー保存則にしたがっている所産である」→「重力場や電磁場は、エネルギー非保存の所産である」
◎「アインシュタイン方程式は、右辺が「粗悪な材木」であり、「一般相対性理論の正当性に疑いを投げかける」問題に至ってしまう」
→「アインシュタイン方程式は、右辺を「高級大理石」に相当するように、「一般相対性理論の正当性に疑いを投げかける」問題を持たないように、理解できる」
◎「エネルギー保存則は、いつでもどこでも必ず成立する。 これに異議をとなえる理論はすべて“疑わしい”と思ってよい」
→「少なくとも、光子や重力子に関して、エネルギー保存則は成立していない。 逆に、エネルギー保存則を盲信している理論の方こそが“疑わしい”と思うべきである。
そのように健全な懐疑の目を自然界に向ければ── 実際、「エネルギー保存則が成立していない閉鎖系」が、実は、身近にも、実在することが多々見つかることに気づく。例えば、運動エネルギーの大部分は、負の仕事によって完全に消滅しうることに気づく。また、光冷却という現象は、単にエネルギー保存則で説明できないことに気づく。
つまり、エネルギー保存則は、条件付きの法則に過ぎないことがわかる」
◎「新しくエネルギーを作れず、必ず熱として散逸するないので、永久機関は不可能である」
→「放射熱はエネルギーを持ち去らないので、もし、100％完全な“断熱（伝導＆対流に関する断熱）”に成功できれば（例えば、「100％完全な真空」を実現する技術が作り出されれば）、熱放射のエネルギーを新しく生み出し続けることが可能になるはずであり、これを何らかの形（発電、光合成…）で、上手に活用することによって、（第一種）永久機関は不可能ではなくなるかもしれないことになる」
◎「地球は、熱放射によって、エネルギーを失っている。 放射冷却もその一例である」
→「地球（地表面、海面、大気…）からの熱放射は、エネルギーを一切持ち去っていない。 それは放射冷却の現象においても同様である。 地球は、“空気を構成する分子との衝突”を介した「熱伝導・対流」、あるいは、「運動エネルギーの大部分についての、負の仕事による完全に消滅」によって、エネルギーを失うのである」
◎「ブラックホールにおいても、エントロピーは増加し続ける」
→「大量の重力子がエントロピーを持ち去るので、ブラックホールにおいては、エントロピーは減少する。
こういった系は、天然の（第二種）永久機関に相当すると言えるかもしれない」
◎「ブラックホールは、エントロピーを増加させ続けながら、蒸発してしまう」
→「ブラックホールから放出される大量の重力子が、エントロピーを持ち去る結果、ブラックホールにおいてエントロピーが減り続けるので、そもそも蒸発しなければならない理由がどこにもない。 そして、“負のエネルギー”は、不完全な量子物理学によって生まれた概念にすぎず（実在せず）、その上“負の質量”も実在しえないので、ブラックホールは蒸発できない」
◎「重力場は、非線形である」
→「重力場は、実は、線形である」
◎「エネルギーは、すべて質量である」
→「質量は、エネルギーの一例に過ぎない。 「光子、重力子、重力場、電荷や磁極…」エネルギーは、質量を持たない」
◎「光子が質量を持ってしまうので、弦理論において、高次元空間が存在しなければならない」
→「そもそも光子は、質量を持ちえない以上── 弦理論において、高次元空間が必要となる理由がどこにもない」
◎「電弱統一理論、大統一理論、超大統一理論というものが物理学の王道である」
→「少なくとも、電弱統一理論の時点から、自然（nature）から乖離が少しずつ始まっており、大統一理論、超大統一理論と進むにつれて、自然（nature）からの乖離は、ますます大きくなっている」
◎「新しい宇宙は、量子ゆらぎによって、“無”から生まれる」
→「新しい宇宙は、“無”からではなく、“有”から生まれている」
◎「インフレーションの過程で、宇宙（空間）が膨張する」
→「ブラックホールの中で、ビッグバウスンスによって、新しい宇宙が生まれているので── “インフレーションの過程”において、宇宙空間は収縮する（物質系の方は分散する）。その結果、再び、宇宙空間が再び膨張できる、初期条件を整うのだ」
◎「ミクロの自然（nature）は、不確定性原理により、ランダムネスによって支配されている」
→「ミクロの自然（nature）は、実は、単振動振幅確定原理にしたがっている。 不確定性原理は、本来は、ミクロの自然（nature）のふるまいを説明するものではなく、ミクロの自然（nature）とマクロの自然（nature）の関係（人類の観測事情）を説明するものに過ぎない」
◎「ミクロの自然（nature）は、ズームインするほど、イメージ化が不可能となり、抽象的で難解な数学によってしか説明できない」
→「ミクロの自然（nature）は、ズームインするほど、イメージ化が簡単になり、より具体的で単純な数学で説明できる」
◎「宇宙の加速膨張を説明する、ダークエネルギーの正体は、不明である」
→「宇宙の加速膨張を説明するために、わざわざダークエネルギーを想定することは、不要である。
（再収縮・再コンパクト化に伴う）重力ポテンシャルエネルギーによる自由落下による加速である」
◎「弦理論とループ量子重力理論は、争い合うべきである」
→「弦理論とループ量子重力理論は、より根本的な理論によって統合できる」
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このように、物理学が180度ひっくりかえることは、 当然、これまでの物理学の成果のすべてが否定されていることを意味していない。
それどころか、これらの、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）の成果は、やはり多くの偉大な巨人の肩の上に乗って繰り広げられている成果であることには変わりがない。
“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）は、既存の物理分野の適用条件を明確にすることによって、その自然（nature）と調和している部分（理論、観測結果（の解釈））を包含＆統合するものである。
したがって、自然（nature）から乖離している部分（理論、観測結果（の解釈））部分については、却下されなければならない。
そして、このような“部分的な却下”を伴う物理学の“180度のひっくり返り（転回）”によって── 「重力場の量子化」「重力と電磁気力の統合」「宇宙の加速膨張の説明」… を含めた、これまで解決困難と言われてきた多くの問題を解消すると同時に、“現代物理学”の危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、困難、迷走…”を解消しうるのである。
さらには、以上の物理学における転回は、単に「現代物理学が抱える問題」にとってのみならず、「エネルギー問題や気候変動問題」にとっても、解決のための新たなヒントを提供しうるかもしれないのだった。
以上のことは、「熱放射（∈光子）がエネルギーを持ち去るかどうか」の検証実験の動機付けとして、十分すぎるものであると思われる。
もはや、「光子（熱放射）や重力子（重力波）は、実際には、エネルギーを持ち去らない」という考えを、単に経験則に過ぎなかった「エネルギー保存則」を根拠にして、やみくもに、即座に疑わしいものとして却下することによる損失が莫大であるという判断に異論はないだろう。
たとえ、「物理学の最も普遍的な法則」（「物理学の根幹を成す、普遍的＆絶対的な法則として君臨してきたエネルギー保存則」）であったとしても、「法則が破れられている事例があれば、その法則は、修正されるか、捨てられるか」しなければならないのである。
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『科学の法則は、我々が自然の変化をどのように理解しているかを記述したものである。科学者は何百年もかけて科学の法則を検証して、信頼される観測者の唯の一人も法則が成立していない例を発見していないのである。もしも一つでも、法則が破れられている事例があれば、その法則は、修正されるか、捨てられるかである。従って、ほとんどの科学者が、熱力学の法則をエネルギーに関わる提起を評価する基準として採用している。もしもある提案がこれらの法則に違反するものであったら、間違っているのは提案のほうであって、法則のほうではないと判定する。
第一法則の帰結の1つは、永久運動機関は存在しないということである。 〜』
（『知っておきたい熱力学の法則と賢いエネルギーの選択』 リチャード・S・スタイン ジョセフ・パワーズ著 安倍明廣 p.36-37（第3章） NTS 下線は、筆者による）
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※「物理学の最も普遍的な法則」の1つとして、300年君臨してきたニュートン力学が、アインシュタインの相対性理論によって、修正されたことは、その一例である。
“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）が提供する、「光子（orその総和である熱放射）や重力子（orその総和である重力波）がエネルギーを持ち去らないこと」という予測は、実験的に検証できる予測（experimentally-testable prediction）である。
しかも、この予測に対する検証実験は、比較的低予算で可能なものであると思われる。
そして、この検証実験の結果は、「物理学が180度転回するかどうか」（“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）の根幹が反証されるかどうか（“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）によって、現代物理学の危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、迷走、困難…”が解消されるかどうか））のみならず、「エネルギー問題や気候変動問題を解消するための重要なヒントを得られるかどうか」を左右しうるものであるので── この検証実験に取り組む意義は、きわめて大きい。
※この検証実験は、人類にとっての大きな分岐点の1つであると言っても過言ではないかもしれない。
※なお、次のような興味深い記述もある。
『神里 留保しておきたいのは、新エネルギーが本当に見つからないのかどうかです。 これに関しては、私は確信がもてません。というのも、現在の物理学はどうも「踊り場」が続いていて、新しくておもしろい発見があまりないように思われるからです。ノーベル賞も最近は小粒になったのではないか、といわれているんですね。
それは逆にいうと、踊り場のあとにはパラダイムの変換が起きると考えられるかもしれない。
菅野 つまり、いまは停滞しているだけで、そろそろエネルギーのパラダイムを変更するような大発見があってもおかしくないと？
神里 直感的にはそんな感じがしています。原理さえ見つかったら、実用化は早いと思いますよ。〜』
（『没落する文明』 p.158 萱野稔人 神里達博 集英社新書）
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「熱放射（光子の総和）や重力波（重力子の総和）がエネルギーを持ち去らない」という予測──。
もし、この予測が外れていたならば、当然、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）および自然な世界観（3Steps原理）の根本が、反証された（間違えていた）ということであり、大きな見直しをせまられることを意味する。 そして、既存の現代物理学が、ある意味、安泰となると同時に、危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、困難、迷走…”が解消されなかったことになり、しかも、“エネルギー問題や気候変動問題”を解消するための、新たなヒントが得られなかったことになる。
しかし、もし、この予測が正しければ、“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）および自然な世界観（3Steps原理）の根本が反証されなかったのみならず── 既存の現代物理学が（部分的に）反証された（間違えていた）ということであり、ところどころ見直しをせまられることを意味する。 そして、現代物理学が（部分的に）ひっくり返ると同時に、危機──“根本的な矛盾、行き詰まり、困難、迷走…”が解消され、しかも、“エネルギー問題や気候変動問題”を解消するために役立ちうる、とても重要なヒントを得られることになる。
この分岐点では、確かに、両者にとって、厳しい“現実”をつきつけられる可能性があると思われる。
しかし、厳しい現実を突きつけられたサイドにとって、それは、アップグレードのチャンスであるということに他ならないのである。
したがって、検証結果がどちらに転んだとしても、結果的には、どちらのサイドにとってもプラスになりうるだろう。
「“EMOES”（素スピノールからの創発モデル）および自然な世界観（3Steps原理）」が、机上の空論にすぎないのかどうかを、はっきり判定できる検証実験が存在することは、やはり、とても幸いなことなのである。
（“確かに、ある意味、怖さ・不安… もあるが、それ以上に──”という意味においてである）
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