5《運動の第1法則（慣性の法則）＆第2法則（F＝ma）》


　運動の第1法則（慣性の法則）と運動の第2法則（F＝ma［N］）は、ニュートン力学の前提でした。
　これらの運動法則の前提は、あらゆる基礎的な物理学の教科書に載っている“イロハ”であり、従来の物理学パラダイムの大前提の一部ですので、それらが「どのようにして（なぜ）成立するのか？」を誰も考えようとしてこなかったのも当然だと思われます。
　おそらく、運動の第1法則（慣性の法則）および第2法則（F＝ma［N］）が「どのようなしくみで（なぜ）成立するのか」を説明することの必要性を、これまでほとんど誰も感じてこなかったのだろうと思われます。
※かつての筆者自身も例外でありませんでした。

　しかし、よく考えてみれば、例えば、質量を与える（光速を失わせる）“ヒッグス場”が真空を満たしていると考えられている中で、等速運動（慣性の1つ）が実現していることは、（矛盾していると思えるほど）不思議なことです。したがって、どのようなしくみで（なぜ）等速運動（慣性の1つ）が実現するのかについて説明することには、やはり重要な意味があるのです。
　また、よく考えてみれば、例えば、「アインシュタインの特殊相対性理論が示すように、加速することによって運動エネルギーが増加すると同時に質量エネルギー（質量）も増加する」という事実は、F＝ma［N］の意味を不明確にしており、不思議なことです。したがって、どのようなしくみで（なぜ）“F＝ma［N］”が成立するのかについて説明することにも、やはり重要な意味があるのです。

※ある速さv［m/s］で運動している物体は、（外部）運動エネルギーを獲得しているのに合わせて、全体の質量エネルギー（＝静止質量エネルギー＋（外部）運動エネルギー＝運動エネルギー（内部＆外部））が増加します。
　その全体の質量エネルギーは、アインシュタインの特殊相対性理論によりmc²（1−v²/c²）^-1/2で計算でき、特にv［m/s］<<光速c［m/s］の場合は、mc²（1−v²/c²）^-1/2≒mc²＋mv²/2の計算によって近似的に求まるのでした。

　素スピノル物理学パラダイムは、驚くべきことに、この（これまで前提とするしかなかった）運動の第1法則（慣性の法則）と運動の第2法則（F＝ma［N］）が「どのようにして（なぜ）成立するのか？」を説明できます。
※「重力子＆縮みきり“4角形”」の総和は、重力、重力場、時空の創発だけではなく、運動の第1法則（慣性の法則）と運動の第2法則（F＝ma［N］）の創発も説明することになります。

　素スピノル物理学パラダイムは、これまで前提とするしかなかった運動の第1法則（慣性の法則）や運動の第2法則（F＝ma［N］）を「より深いレベルの階層」から統合的に説明できるのです。



　静止している物体は、力を加えない限り、ずっと静止し続けます。※運動の第1法則（慣性の法則）に従っています。
　静止している物体に力を加えると、物体は加速運動することによって（外部）運動エネルギーを増します。※この過程は、運動の第2法則（F＝ma［N］）に従っています。
　その加速の際、静止していた物体は、もとのままに静止し続けようとして抵抗します。その“抵抗、動かしにくさ…”に相当する“慣性力”の大きさが、“F＝ma［N］”の大きさに等しくなります。
※その“抵抗、動かしにくさ…”に相当する“慣性力”を原始ヒッグス場が生む“原始ヒッグス場抵抗”が担っていることは、すでに説明しました。

　加速し終わって等速運動をしている物体は、（摩擦力も含めて、運動方向に一切の）力を加えない限り、ずっと等速運動を続けます。※やはり、運動の第1法則（慣性の法則）に従っています。
　等速運動をしている物体に（運動方向と逆向きの）力を加える（負の仕事をする）と、物体は減速運動することによって（外部）運動エネルギーを減らします。※この過程は、やはり、運動の第2法則（F＝ma［N］）に従っています。
　その減速の際は、等速運動していた物体は、もとの等速運動を続けようとして抵抗します。その“抵抗、勢い、はずみ、止めづらさ…”に相当する“慣性力”の大きさも“F＝ma［N］”の大きさに等しくなります。

※なお、これらの内容について、ニュートンの『プリンキピア』（『自然哲学の数学的原理』）では、次のように説明されてます。

　つまり、　F＝ma［N］ すなわち、ニュートンの運動の第2法則が成立するのは、Fl＝mv²/2［J］の関係が成立するからだということになります。
　このことは、もし、「（速さv［m/s］<<光速c［m/s］で）（外部）運動エネルギーK［J］がmv²/2［J］となること」を素スピノル物理学パラダイムが導きさえすれば、同時に、どのようなしくみで（なぜ）運動の第2法則（F＝ma）が成立するのかについて素スピノル物理学パラダイムがほぼ説明できたことになることを意味します。
※素スピノル物理学パラダイムが（速さv［m/s］<<光速c［m/s］で）K＝mv²/2［J］を導けることは、後ほど示します。

　そもそも、プンクスケールで見れば、時空（原始ヒッグス場）がデジタルですので、そもそも「一定の加速度」が実在していない可能性もあります。
　また、例えば、一定の力F［N］によって少しでも加速すれば、その時点で運動エネルギー（＝質量エネルギー）が増加してしまい加速しにくくなるはずであるという意味でも、厳密には「一定の加速度」が存在していないと考えられます。
※F＝ma［N］においてF［N］が一定なら、厳密には（特殊相対性理論により）少しでも加速すればm［kg］が増加しますので、同時にa［m/s²］が小さくなるはずです。
　この一定の力F［N］が加えられ続ける間に生ずる「刻々と質量が増加してしまうのにともなって加速しにくくなってしまう効果」は、当然、力を加える距離l［m］が大きいほど大きくなります。

　しかし、力を加える距離l［m］が十分小さくて、時空が連続であることを前提にするマクロレベルで考える場合、（速さv［m/s］<<光速c［m/s］での）「Fl＝mv²/2［J］」の関係から、一定の加速度a［m/s_²］を想定することにより、F＝ma［N］が成立すると結論づけることができます。
　つまり、（速さv［m/s］<<光速c［m/s］での）「mv²/2　＝　Fl［J］」の関係のほうが、より本質的であり、「F＝ma［N］」の関係のほうは、一定のF［N］力を加える距離l［m］が十分小さくm［kg］が一定であるという前提の上で、なおかつ、時空を粗視化して（連続だと見なして）導いた、近似計算の所産に過ぎなかったことになります。



　さて、いったん加速し終えた物体は、力を加えるのを止めても（摩擦を含めて一切の力が働かない限り）そのまま等速直線運動を続けます。
　この（外部）運動エネルギーを持ち続けて等速直線運動をしている物体は、静止質量エネルギー（内部運動エネルギー）による「重力子＆縮みきり“4角形”」の放出源として働き続ける能力の他に、「重力子＆縮みきり“4角形”」の（物体の運動方向と同じ方向への）放出源として働き続ける能力を保ち続けています。

　このように等速直線運動を続けられることは、一定の（外部）運動エネルギー（質量エネルギーの一部）を持ち続けること、すなわち、（運動方向への）「重力子＆縮みきり“4角形”」の放出源として働き続ける能力を持ち続けることに依存していると考えられます。

　すなわち、この『（運動方向への）「重力子＆縮みきり“4角形”」の放出源として働き続ける能力をそのまま持ち続ける』という性質が、まさに、（質量を与える）ヒッグス場の中での等速運動を可能にさせるカギだと考えられます。
　この『（運動方向への）「重力子＆縮みきり“4角形”」の放出源として働き続ける能力をそのまま持ち続ける』という性質が成立するしくみは、次のように説明できます。

　よって、等速直線運動は、「“流れるプール”のような現象」というよりは、「氷を砕いて突き進む“砕氷船”のような現象」に近かったことになります。
　しかも、それは、外部からエネルギーの供給が不要な「自身の運動エネルギーによって時空（原始ヒッグス場）を突き進む砕氷船のような現象」です。
※このような等速直線運動を実現させているしくみ、すなわち、運動エネルギーに相当する分だけ「重力子＆縮みきり“4角形”」を運動方向に放出し続けながら（新たに生成させながら）時空（原始ヒッグス場）を砕いて突き進む“砕氷船”のような現象の創発を支えるしくみのことを「時空の砕氷船効果」と呼ぶこととします。
　例えば、いったん、あるスビードを持つに至った「自動車（や自転車）、スーバーマーケットのカート、カーリングの石…」は、アクセルを踏まなくても、ペダルをこがなくても、手を離しても…　ほとんど、そのままの勢いで進み続けることも、この「時空の砕氷船効果」のおかげであることになります。


　それは、等速直線運動が、「重力子＆縮みきり“4角形”」の新たな生成を繰り返し続けながら、すなわち、「原始ヒッグス場の“4面体”」の「縮みきり“4角形”」への変形を次から次へと新たに繰り返し続けながら実現しているということです。

　つまり、次の結論1-3.2に依存して、等速直線運動が実現しているのです。
　結論1-3.2　「重力子＆縮みきり“4角形”」の生成過程は、エネルギー生成過程である。

※この結論は、“ネーターの定理”と調和しており、問題ないのでした。（成果1　3《質量》）

　よって、素スピノル物理学パラダイムは、等速直線運動について、次の結論に至ります。
　結論1-5.1　等速直線運動をしている物体は、（その運動方向へ）放出し続けている「重力子＆縮みきり“4角形”」が、エネルギー非保存の所産だからこそ、たとえ新たな力を加えなくても、原始ヒッグス場抵抗力（＝“実在する慣性力”）を生ずる原始ヒッグス場の中を進み続けることができる。





　等速直線運動を続ける物体の運動エネルギーがmv²/2［J］となる“しくみ”とは、どのようなものでしょうか？
　そもそも、（外部）運動エネルギーは、なぜ、mv²/2［J］なのでしょうか？

　当然、運動の第2法則（F＝ma［N］）の前提があれば、mv²/2［J］の式を導き出せますが、以下で、その前提なしの状態で説明してみます。
※なお、もし、（外部）運動エネルギーがmv²/2［J］になることを素スピノル物理学パラダイムによって説明できさえすれば、運動の第2法則（F＝ma［N］）が「どのようなしくみで（なぜ）成立するのか」を素スピノル物理学パラダイムによって説明できたことになるのでした。


　まず、簡単のため、3つの「粒子（（2L_P）³［m³］サイズ）」で構成された静止した粒子（トータルの静止質量は、m［kg］）を考えます。
　静止した粒子の内部では、3つの「粒子（（2L_P）³［m³］サイズ）」が運動を続けていますので、重力子を放出し続けています。
　その様子が下図に示されています。

　次に、この（3つの「粒子（（2L_P）³［m³］サイズ）」で構成された）静止質量m［kg］ の粒子が（光速よりずっと小さい）速さv［m/s］で等速直線運動することを考えてみます。

　この場合、もとからあった静止質量エネルギーmc²［J］（＝静止した粒子が持つ（内部）運動エネルギーの総和） によって「重力子＆縮みきり“4角形”」が放射状に放出されるのに加え、この（3つの「粒子（（2L_P）³［m³］サイズ）」で構成された静止質量m［kg］ の）粒子の（外部）運動エネルギーによって「重力子＆縮みきり“4角形”」が運動方向に限定して放出され続けることになります。

　この（外部）運動エネルギーの値は、速さv［m/s］<<光速c［m/s］の場合ですので、（特殊相対性理論により、mc²（1−v²/c²）^-1/2−mc²［J］≒mv²/2［J］と求まります。

　よって、（外部）運動エネルギーが、mc²（1−v²/c²）^-1/2−mc²［J］となることを運動の第2法則（F＝ma）を用いずに導き出せれば、運動の第2法則（F＝ma［N］）が「どのようなしくみで（なぜ）成立するのか」の素スピノル物理学パラダイムによる説明の達成に近づけることになります。
※なお、アインシュタインは、方程式F＝ma［N］を用いて導きました（参考　『アインシュタイン選集1』　p.44-46　［A1］運動している物体の電気力学について　アインシュタイン　中村・谷川・井上訳編　共立出版株式会社）。

　その導出は、次のようになります。

　もし剛体でなければ、ローレンツ収縮を起こしません。
　したがって、もし、例えば電子が剛体としての性質を失えば（もし3つのプレオン∴で構成される剛体としての配置が崩れれば）ローレンツ収縮を起こさないことになりますので、上のような導出法が設立しないことになります。


　電子やイオンのみならず、陽子や中性子を構成するクォーク（アップクォークやダウンクォーク）も、本来、剛体です。
※なお、電子と同様に、アップクォークやダウンクォークも、3つのプレオン∴で構成されています（成果2）。

　よって、（プラズマ状態を含めて）あらゆる「質量m［kg］を持つ物体」は、電子やクォークという剛体で構成されている以上、「質量m［kg］を持つ物体」が加速して、速さv［m/s］（<<光速c［m/s］）の運動をするようになる際に、獲得する（外部）運動エネルギーが、mv²/2［J］の形となるのは当然だということになります。

※なお、電子やクォークが、剛体としての性質を失うのは（3つのプレオン∴で構成される剛体としての配置を崩すのは）、「新しいブラックホールの生成過程の中で一時的に完全流体になる」「仮想的な質点と見なす場合」等、特別なときに限られます。

※なお、反アップクォークや反ダウンクォーク（成果2）も、本来、剛体です。
　よって、トップクォークやボトムクォーク、チャームクォークやストレジクォーク（成果2）も、本来、剛体であることになります。
　したがって、より一般的に“電子やクォークという剛体で構成されている限り”と記述できます。


　つまり、ある質量m［kg］の物体が、加速して速さv［m/s］（<<光速c［m/s］）の等速直線運動をするようになる際に、蓄えられる運動エネルギーが単純にmv²/2［J］となるのは、それらが（本来、剛体である）電子やクォークで構成されているからということになります。

　以上が、質量m［kg］の物体の（外部）運動エネルギーが、（v［m/s］<<光速c［m/s］の場合）「mv²/2［J］」となるしくみです。

　このようにして、（外部）運動エネルギーが、mc²（1−v²/c²）^-1/2−mc²［J］となることを運動の第2法則（F＝ma）を用いずに説明できます。

　それは、素スピノル物理学パラダイムが、運動の第2法則（F＝ma［N］）を前提とせずに、Fl＝mv²/2［J］の関係が成立することを説明できたことを意味します。

　運動の第2法則（F＝ma［N］）は、このFl＝mv²/2［J］の関係から導いた、加速度a［m/s²］が一定であるという前提のもとの近似計算の所産であると見なせるのでした。

　よって、以上で、「Fl＝mv²/2［J］が、どのようなしくみで（なぜ）成立するか」のみならず「運動の第2法則（F＝ma［N］）が、どのようなしくみで（なぜ）成立するか」を、素スピノル物理学パラダイムは説明できたことになります。



※なお、「Fl＝mv²/2［J］」が成立するのは、速さv［m/s］<<光速c［m/s］の場合限定でした。
　特殊相対性理論（「mc²（1−v²/c²）^-1/2）によれば、質量m［kg］の剛体の速さv［m/s］が光速c［m/s］に近づく場合に、（外部）運動エネルギーは、mc²/2［J］ではなく無限大に近づくのでした（参考　アインシュタイン選集1　p.46　共立出版株式会社）。ただし、これは、どこまでも連続な時空を前提とした結論に過ぎません。
　不連続な時空を前提とする素スピノル物理学パラダイムでは、仮に光速に至っても運動エネルギー（質量エネルギー）は、有限の値に近づきます。
　原始ヒッグス場抵抗、および、原始ヒッグス場ユニット（PHU）を「縮みきり“4角形”」に変形するのに必要なエネルギーが有限だからです。
　その有限値は、次のような計算で求まります。

　従来の物理学パラダイム（特殊相対性理論）と素スピノル物理学パラダイムを比較すると次のようになります。

　無限大を導く特殊相対性理論による「mc²（1−（v/c）²）^−1/2−mc²」の式は、時空が連続であることを前提とした“近似式”に過ぎないことを素スピノル物理学パラダイムは示しています。
　素スピノル物理学パラダイムがせんとすることは、決して特殊相対性理論をやみくもに否定することではありません。
　特殊相対性理論が導く数式の適用条件を明確にしながら、自然（nature）と調和する部分を包含することです。




　次に、運動の第1法則（慣性の法則）について説明します。
　運動の第1法則（慣性の法則）は、運動の第2法則（F＝ma［N］）における、F＝0［N］の場合に過ぎませんので、以上の運動の第2法則（F＝ma［N］）の説明は、運動の第1法則（慣性の法則）にも応用できます。

　ただし、適用範囲（成立条件）は、運動の第2法則（F＝ma［N］）の場合と大きく異なります。

　この「時空の砕氷船効果」によって、静止質量m［kg］の物体が、速さv［m/s］（v<<光速c［m/s］）で等速直線運動をするとき、その（外部）運動エネルギーmv²/2［J］により、具体的に、どれくらいの重力子を放出するかを計算すると次のようになります。
　重力子質量M_G［J］が持つ質量エネルギーM_Gc²（＝E_G）［J］あたり、c/2L_P［個/s］の重力子が放出されますので、（外部）運動エネルギーmv²/2［J］ 当たりでは、単純な比例計算で（mv²/2）×（1/E_G）×（c/2L_P）　＝（m/M_G）×（v²/2c²）×（c/2L_P）［個/s］の重力子を放出すると計算できます。
　したがって、例えば、100gのリンゴが速さ0.1［m/s］で等速直線運動する場合、重力子の放出頻度≒3.14×10⁷×0.55×10^-19×0.92×10⁴³≒1.58×10³¹［個/s］となります。
　このことは、例えば、宇宙空間の中の宇宙船の中で、「1つのリンゴ」でも、「一人の人間」でも、「1本のペン」でも、等速直線運動（慣性運動）が可能であるという事実を説明するのに、「時空の砕氷船効果」のしくみを用いることは、的外れではないことを示していると思われます。


　ここまで、等速直線運動に限って説明してきましたが、この「時空の砕氷船効果」は、円運動（公転運動…）、回転運動（自転運動…）、楕円運動…　でも成立するのは明らかです。

　例えば、『地球が（赤道上で）およそ秒速460mの速さで自転し、およそ秒速30kmの速さで太陽の回りを公転し、しかも、太陽系はおよそ秒速二百何十kmの速さで銀河系の中を進んでいる』ことも、「時空の砕氷船効果」の総和によって、実現していると説明できます。

※なお、地球が太陽の回りを慣性運動で進み続けるのが「時空の砕氷船効果」のおかげである一方で、地球が太陽の方向へ“落下”し続けるのは“時空の曲がり”（“重位勾配”、重力場）の効果のおかげです。つまり、いずれの現象も「重力子＆縮みきり“4角形”」の総和によって創発していることになります。


2.（外から力を加えない限り）静止している物体が静止し続ける。

　運動の第1法則（慣性の法則）の残り、すなわち、『静止している物体が静止し続ける』は、どのように説明されるでしょうか？

　ここで生じる問題は、「静止している物体は、いったい何に対して静止しているのか」ということです。
　なぜなら、『地球そのものが（赤道上で）およそ秒速460mの速さで自転し、およそ秒速30kmの速さで太陽の回りを公転し、太陽系はおよそ秒速二百何十kmの速さで銀河系の中を進んでいる』という状況の中に存在している以上、一見地球上で静止していると思われるあらゆる物体も慣性運動を続けていることになる──　という例があるからです。

　したがって、厳密には、完全に静止している物体は、ほとんど実在しないと言えます。
　どんなに静止しているように見える物体でも、実は、ほとんどすべてが慣性運動を続けているということになります。
　よって、『静止している物体が静止し続ける』ように見える現象のほとんどは、『（外から力を加えない限り）等速直線運動している物体が等速直線運動を続ける』現象の一例として説明できることになります。

　したがって、もし、完全に静止している物体があるとすれば、それは“原始ヒッグス場に対して静止しているもの”ということになります。
※原始ヒッグス場ユニット（PHU）は、場所を移動させないという性質を持つのでした。

　その“原始ヒッグス場に対して静止している物体”が、『（外から力を加えない限り）静止している物体が静止し続ける』のは、なぜでしょうか？
　それは、その静止している物体の周囲には、原始ヒッグス場抵抗が均等に存在していますので、運動する理由がなくなるからです。


※こういった説明について、「“絶対空間やエーテルに近いもの”を復活させているので問題だ」と思われる方もおられるかもしれません。
　確かに、従来の物理学パラダイムは、マイケルソン-モーレーの実験、アインシュタインの特殊相対性理論を通じて、「ニュートンが前提とした絶対空間やエーテル」を否定してきました。
　しかし、やはり、原始ヒッグス場に問題はありません。
　なぜなら、原始ヒッグス場は、“物質未満の新しいエテール”だからです。
　原始ヒッグス場は、単に問題がないどころか、さまざま説明を助け、さまざま矛盾を解消します。

　原始ヒッグス場は、ニュートン力学のみならず、マイケルソン-モーレーの実験結果、光速度不変性やアインシュタインの特殊相対性理論、一般相対性理論を含む観測や理論を、包括的、統合的に説明できる土台なのです。



　以上によって、運動の第1法則（慣性の法則）と運動の第2法則（F＝ma［N］）の両方について、どのようにして（なぜ）成り立つのかを、素スピノル物理学パラダイム（原始ヒッグス場、「重力子＆縮みきり“4角形”」の幾何的モデル）を用いて統合的に説明できたことになります。



※なお、運動の第3法則（作用反作用の法則）についても、説明することも重要です。
　光電効果のように、光子を構成する素スピノルと電子（を構成する素スピノル）が相互作用する場合では、運動の第3法則（作用反作用の法則）は、成立しているように見えます。この場合、「それぞれの素スピノルどうしが相互作用する瞬間に、時空の不連続性が関わらないからこそ、運動の第3法則（作用反作用の法則）が成立する」と説明できます。
　一方、重力子の生成過程が関わる世界（「原始ヒッグス場ユニット（PHU）」に「質量を持つ物体（電子、クォーク、プレオン∴（成果2）…）」が作用するような世界）では成立していないように見えます。この場合、時空の不連続性が関わるからこそ、例えば、プレオン∴（成果2）と原始ヒッグス場ユニット（PHU）との衝突で生じる「重力子＆縮みきり“4角形”」が運動量非保存の所産となり、運動の第3法則（作用反作用の法則）が成立する」と説明できます（そのことは、ネーターの定理と調和しているのでした）。
　つまり、物体と原始ヒッグス場ユニットの相互作用の中でも、時空の不連続性が関わらない場合（例…光子と電子の瞬間的な相互作用）は、運動の第3法則（作用反作用の法則）が成立し、時空の不連続性が関わる場合（例…重力子の放出が関わる場合）は、運動の第3法則（作用反作用の法則）が成立しないのだと考えられます。

※なお、 運動の第2法則（F＝ma）は、原始ヒッグス場抵抗力については成立していないのでした。
　その理由は、物体と原始ヒッグス場ユニットの相互作用において、時空の不連続性が関わる（重力子の放出が関わる）からだと説明できます。

　
木岬さんぽ