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新世界への扉 コンデンサの磁界

ーコンデンサの磁界ー 「磁界は電流によって発生する」と言う電気の常識の『間違い』で世界は支配されている。その常識が間違いである事を『実験データ』で示す事が「科学的手法」だと認識している。それが『コンデンサ内に磁界が存在する』ことで十分であろう。電気磁気学の理論には、コンデンサの中に磁界や磁気は存在しない事で理論が構築されている。物理学の電磁界は『電界』と『磁界』の二つの概念で認識される。電磁石・コイルは磁束・磁界によって解釈し、コンデンサは電荷・電界で認識する。その二つの全く異なる概念で一つの電磁界を認識し、論理的に納得できていると思い間違っている。何故疑問を抱かないで居られるのかは、人間の思考過程の心理的意味合いを含めて、その不思議を考えずにはいられない。こんな世界の常識に反論しなければならない事自体がとても悲しい事である。

前書きはその位にして、電気回路の機能要素である『コンデンサ』の意味に踏み込んでみよう。左の図版①はラジオの同調回路の例である。バリコンと言う可変コンデンサとコイルの組み合わせで、ラジオ放送局の選局をする。アンテナから放送電波のエネルギーを取り入れコイルL[H(ヘンリー)]とコンデンサの容量C[F(ファラッド)]の調整で、ラジオ周波数 f [Hz(ヘルツ)]が決まる。このコンデンサはどんな役目を担っているかを考えなければならない。コイルもコンデンサもエネルギーを貯蔵し、その二つの間で、エネルギーをキャッチボウルしているのである。電気理論では、コイルは電流に拠るエネルギー、コンデンサは電荷(電子と(+の電荷?))に拠るエネルギーと同じエネルギーを種類を分けて解釈する。どちらも全く同じ『エネルギー』であるのに。

図版②の(イ)のように二枚の金属箔で誘電体物質を挟みこめばコンデンサになる。その電気的意味は(ロ)の電極に対向して現れるプラス、マイナスの電荷が二枚の金属板の間に電界(仮想概念)を発生させる。その電界がエネルギーになると解釈している。エネルギーは電荷に拠る電界が無ければエネルギーにならないと解釈するのが教科書の「電気理論」である。何も電荷など考えなくても、電極版の間の空間にはエネルギーという実体が存在する・実在するのに。この『エネルギー』の実在性とその教科書的解釈の間違いを明らかにするのが、ここで述べる実験に基づく結果である。

-コンデンサ内の磁界検出実験ー先ず実験回路を示そう。上の高電圧試験回路はケノトロンに拠る整流回路で、試験ギャップに負極性の高電圧を掛ける接続を示している。試験ギャップはロゴウスキー電極で構成し、そのギャップが所謂コンデンサと同じ機能を担うと言える。そのコンデンサのギャップ内に磁界が存在することを証明する実験結果を示そうと言うのである。この高電圧試験装置は雷放電現象や高電圧絶縁破壊現象の解明試験に使う、電力技術分野の基本装置である。高電圧技術ではこのロゴウスキー電極をコンデンサと言う見方で捉えることは余りない。しかし、やはり高電圧印加のコンデンサである。巧い事に、磁界を検出するマグネットは簡単に手に入る。だからコンデンサ内の磁界の検出が簡単にできるのである。『瞬時電磁界理論』とは および『静電界は磁界を伴う』の解説で述べたように、電界と磁界が単独に存在する電磁界は無い。しかし、静磁界の中の電界を検出する方法はない。それは電界検出器が無いからである。図版④に磁界検出マグネットを示す。(イ)は理科実験用の市販マグネットである。(ロ)は家庭用市販マグネットで、キャップが樹脂系のものが円周径方向に磁極N,S となっている。それに工作を施し、中心に留め具を付け、木綿糸で吊り下げて利用した。実験に利用したのは時間的に短時間で切り上げざるを得なかったので、殆どが(ロ)の検出器を使って終わった。

実験実施時期と場所。昭和61年10月~11月。長岡工業高等専門学校、電気工学科の高電圧実験室。

実験結果。

図3 磁針による磁界検出 (金澤:『瞬時電磁界理論の実験的検証とその意義』電気学会電磁界理論研究会資料 EMT-88-145より)

図版⑤は理科実験用磁針(イ)を使った数少ないデータである。この磁界検出は、平板電極間の空間の磁界を検出する訳であるが、空間には地磁気がある為、それを基準にした『東西南北』で測定しなければならない。しかし、一番分かり易い『『北側』だけの測定しかできないで終わってしまった。『東西側』の測定なしには実験に最終的な結論を述べるまで至っていない訳ではある。それも、日本の歴史に埋没した社会的事件が故に、実験の中断のやむなきに至り、今日まで『真理』は埋没のまま二十数年経過した。しかし、当該実験は理論的予測を立てた上での『理論検証実験』であり、『偶然の発見』と言う『一般的発見』とは異なる故に、僅かな『実験データ』であっても、その内容と意義は大きい物と断言できる。上の 6 枚の写真は、先ず初めに、 印加電圧0 [kV] で地磁気の基準方位を確認した。写真データは上部電極に負極性の直流高電圧を印加した場合に、地磁気方位『北側』に磁針コンパスを絶縁指示棒で保持して、その各電圧に対する磁針の指示方向が変化するかどうかを検証したものである。コンデンサ内に磁界が存在するなどと言う基礎概念は『電気磁気学理論』には無い。平板コンデンサ内に設定した『磁針コンパス』が、その印加電圧の大きさを変化させた時、地磁気の方位を向いたままなら、教科書の理論通りに、コンデンサ内の時間的に変化しない電界は『ファインマン物理学』が指摘する通り、『電気』と『磁気』は別々の現象である事になる。もし、磁針が電圧の大きさに拠って、指示方向に変化があるなら、それは私の『瞬時電磁界理論』の通り『電界と磁界が単独に存在する電磁現象は無い』という証であると解釈出来る。写真は印加電圧がそれぞれ -10 [kV]、 -15 [kV]、  -20[kV]、  -25 [kV]および   -30 [kV] の各場合の磁針の指示方向を確認したものである。残念ながら、電極間空間ギャップには北側だけでも中心部から外側周辺部並びに、上部および中間部など空間全体でどのように印加電圧に拠る磁気方位が変化するかを、細かく調べなければならないのであるが、中断せざるを得ない『怒り』を抑えた。恐らく私が実験しなければ、今まで誰も実験で検証しよとはしないであろう。

さて、図版⑥で磁界検出器(ロ)の円形マグネット(フェライト?)を磁界検出に用いた訳がある。①地磁気の基準方向。印加電圧 0[kV] 。②下部位磁界。③上部位磁界。

それは当初、クーロン力に拠ると反論されるだろうとの思惑があり、それを避ける意味で、方向性の無い円形磁石に拠って磁界検出を行った。そのデータの一例が上のカラー写真である。以上、私が『物理学基礎理論の矛盾』を唱えている実験的根拠の全てがここに示した『静電界即ちコンデンサ内の磁気の実在性』に在る事に尽きよう。

(2011.12.22.追記)しかし、残念ながらそのコンデンサ内の磁界の分布状況の全容は把握しきれていない。磁界検出の実験当時の検討内容の記録が本に挟まれていた。ロゴウスキー電極の周辺部の磁界検出に於いても、地磁気との関係で、N(北極)側だけしかデータは採っていない。周辺部360度では、検出磁界も安定性の意味を考えなければならない問題が山積に残されている。その一端の様子を認めたメモである。当時の落書きの様に記したメモである。実験初期の、小型のコンパスを使って、周辺部の状況を観察したメモであろう。当時を思い返すと、ロゴウスキー電極の地磁気の東西方向で、コンパスの指示する方向が安定せず、振動や、一方向にゆっくり回転する等の現象を確認した事を記憶している。この時の極性は正極性の電界で、印加電圧2kVと読める。地磁気の方向の印が無いのが残念である。このような『静電界中の磁界検出』と言う物理学理論の大前提を破壊する様な実験に挑んだ事が、科学界の常識からは気違いじみて見えた事だろうと思う。今でも何方がこの『自然科学の真理』に挑戦され、説き明かして頂けるかを期待している。

(2016/06/23)追記(2017/11/07)追記 以下を削除。

『瞬時電磁界理論』とは

物理学基礎理論に疑問を抱いて、飛び込む起点になったのがマックスウエル電磁場方程式の電磁界認識における条件欠落の問題であった。一通り、『電界』と『磁界』と言う概念で電磁エネルギーの伝播状況を纏めたのが『マックスウエル電磁場方程式』である。しかし時間的に変動しない電磁場に対しては何も答えられない。即ち電磁場に対する『十分条件』をマックスウエル電磁場方程式は満たしていない。それが『静電界は磁界を伴う』と言う実験結果の発表に繋がった原点であった。『瞬時電磁界理論』という耳慣れない用語の意味に関心を持って見て欲しいと思いここに示す。

静電界は・・(1)

静電界は・・(2)

静電界は・・(3)今までの全ての『物理学基礎理論の矛盾』について論じてきた最初の論理的根拠になったものである。『電界』とか『磁界』と言う基礎概念も、深く追究すれば、結局『エネルギー』一つを観る一面的な見方でしかないのである。この一文がどのような意味を持っているかをもう少し掘り下げて、次回の記事「新世界への扉」として述べたい。新世界への扉ーコンデンサの磁界ー

この『静電界は磁界を伴う』の意味についての解説を別に示したい。 『静電界は磁界を伴う』の解説

禅と自然科学

金澤 喜平

禅思想は達磨禅師の生き様に代表されているように思う。中国の『老荘思想』および『古代インド哲学』、『釈迦』等にその思想の源流があると考えたい。人間の生き方、考え方の指針を求めて、人間の苦悩の根源が『欲望』に支配される事に在る。『無為、自然』や「色即是空 空即是色』等の東洋的哲学思想を、人間がその欲望から解き放たれるには、自然世界・人間を含めた科学的悟り以外は無いと言う求道の思想であろうと解釈する。科学的という言葉をどう言う意味と解釈するかは難しい事ではあるが。すべての『真理』を会得する事と言う意味位に考えるべきかと思う。『般若心経』(私はこの経典が日本的仏教の仏壇の先祖に関わるものでなく、現在の生身の人間の生き方を説いている、平和への表明論と解釈する。)の終わりに、『みんなが手を取り合って、世界の真理を学びあいましょう』と結ばれていると解釈する。それはやはり『科学』の分野と観ても良かろう。ただ、東洋的な考え方は、禅の『不立文字』と言う言葉があるように、突き詰めてゆくと言葉で表現する事が出来ないような領域に到達してしまうような傾向が強い。だから、科学的な追求が、『西洋科学』として構築された思想や考え方と異なる方向に行く必然性を持っているようにも思える。私が今思うことは、『物理学』と言う学問体系が西洋の積み重ねる思考方向であるのに対して、それと逆に『東洋科学』は概念を突き詰めてゆく事によって、無駄を剥ぎ取って行くから、結局何も無かったと気付く事を求めているのではないかと錯覚しそうな感じに囚われるかも知れない。しかし違うのである。だけれども、『現代物理学』を論じると、殆どの科学者は『西洋哲学的概念構築論者』で思考方法が出来ているから、それが『世界の科学論の手法』である為、『東洋哲学的科学論』とは中々折り合いがつかない状態になると思う。しかし、やはり科学論は、その論理に『論理的矛盾』があれば、正すのが「科学」の本道であろうと考える。それが『自然科学』と言う学問の世界であろうと思う。科学と哲学は、どうも相容れない範疇、対極的と思われ易い取り合わせであるが、あえて取り上げて『禅と自然科学』なる標題で論じた。有名な物理学者に私の『物理学論』は哲学か文学論で、科学者からは無視されるような意味の批判を受けた。それも定式化された解釈の科学者から見れば一面当然であろうとも思う。まだ深く認識出来ていない科学者にとって見ればやむを得ないだろうと思う。そんな事もあるから、猶のこと「科学論」は皆が手を取り合って考える、みんなの、市民の理解出来る場の論議でなければならないと思うので、数式なしに『科学論』が話題となるべきとの意味で記事にした。

(2013/03/21 追記)  この記事を記して既に2年以上経った。科学論で、電気磁気学の論理に疑問を抱いて、25年以上経過した。『電荷』概念、『電流』否定が科学論との革命的挑戦への闇の世界に入る切っ掛けとなった。磁場がエネルギーの回転流との結論、磁界・磁気概念の本質 に到達した。昨年は水蒸気に関する解釈に迷い込み、自分でも驚く雷の正体 に辿り着いた。雷の原因が『電荷』に無関係である事に気付かされた。水蒸気の放出する熱エネルギーであると。雨蛙の生態についても、雨蛙と幼生生殖 でようやく安堵した。雨蛙ーその謎ー の文集を2006年に配布してから相当経過した。自然科学とは何かと考えると、専門的学術世界での視点だけでなく、市民的生活感覚からの視点の重要性が浮き彫りとなったと思う。(2013/05/05追記) エネルギー(energy)とは?および自然・科学・哲学にも関連して。

電子スピンとは?-その空間像ー

数日前twitterで話が出た。気に掛かっていたので改めてある本を開いてみた。『電子』と言う物理学理論の根源的概念の矛盾を確認したのは1986年の実証実験『静電界は磁界を伴う』であった。当ブログの『磁界・磁気概念の本質』 で説明したように、磁気エネルギーの流れる向きと磁極のN,Sの関係に結論を出すに20年の時を要した。『電子スピン』の空間概念を、1988年『瞬時電磁界理論の実験的検証とその意義』電気学会 電磁界理論研究会資料EMT-88-145 に写真32枚と共に、量子モデルと電磁エネルギーの局所化として提起した。日頃考えている『電子スピン』の空間像を示したい。どの教科書も図の(イ)円環電流の磁場を基本にして、電子の円運動で『電子スピン』を解釈している。それが(ロ)教科書的電子スピン像である。電子は電荷-e[c(クーロン)]の電荷と質量m[kg] を持つ素粒子と定義されている。原子理論はその電子が原子核の周りを回転運動していると解釈して、理論構築している。私は『電子』と言う物理学的概念を否定したのだから、そんな原子理論を信奉するつもりはない。その原子理論の解釈との整合性を取るには(ロ)教科書的電子スピン像 の電流相似モデル以外に説明しようがないのである。私が理論の真偽を確認するために利用させて頂いている教科書・参考書がある。これは世界で利用されている本だと思う。その参考書はこの図の(イ)、(ロ)を挙げて、説明している。それが上の電子磁気モーメントと角運動量の理論的数式の説明である。ただし、上の式の単位については私が記した。[(J/H)2分の1乗・㎡]と[Js] については後日説明したい。特に L[Js] は単位がプランクの定数と同じ次元である点が面白い。これらの数式がどれだけの意味を持つかと問えば、余り意味はないと考える。

追記(2013/5/30)。今、図(ロ)の教科書的解釈の電子スピン像を見て考えた。この図は電子スピンを何も解説しているものではないと。μの磁場にもし仮に『電子』が突入したなら、教科書理論の電荷と磁界に基づく『ローレンツ力』で、軸性の向きに回転加速度αによる力f=αmを受けるであろう。その結果電子は回転すると見做せる。しかしその軸性回転が電子の磁界を発生すると言う意味には全くならない。何も電子の電荷が軸性回転したから、電子が磁界を発生する原因になっていると言う意味には成らない。この場合の磁場、μは電子が造り出したものでもなければ、『電子スピン』の説明にも成っていない。電子電荷が磁界を造り出す物理的説明には成っていないのである。だから電子電荷には本質的に磁界の概念は無いのである。それも『電荷』の実在を認めたとしてもの話である。電子に磁場の概念が無いなら、導線の中を電流が電子の逆流として概念化したとしても、電子に磁界の性質が無い以上、導線の周りに電子の運動で『磁界』を造りだせる訳が存在しないのでる。アンペアの法則の電流(電子)が磁場を導線の周りに発生させる理屈が成り立たない。電子電荷には磁場概念は矛盾以外の何ものでもない。

さて、(ハ)電子スピン像 で示した(エネルギー流モデル)が私の解釈するスピン概念である。それはエネルギーの回転流が示す軸特性である。物理学理論はこのエネルギーの実在性を認識していないから、様々な概念を仮想して、理論構築しなければならないのである。『電子』がその代表格の仮想概念である。このエネルギー流の円環はポインチングベクトルS [J/(s㎡)]の環状分布流である。その断面積が(a)、(b)のように様々な形をとると考える。その電子概念に従えば、電子とはエネルギーの流れと観られるから、その加速による電子はビーム状に変形するだろうと考えたい。それが加速電子像(c)である。この像は全くの仮想像であるが、エネルギーの流れと言う形なら似通ったものであろう。決して『電荷』と言う物理学概念では自然界の眞相には迫れない事だけは間違いない。『電子・電荷』では市民が納得する『物理学』には成れないと危惧する。

虚数と世界認識

市民感覚から様々な専門領域に踏み込んで、学習を試みる。物理学領域で矛盾に突き当たった。殆どが、高等数学の数式で表現されている内容に理解できない矛盾を観る。今回は、雑記ノートに(2009/12/06)で記されている『数学』の事に触れたい。箇条書きになっている。

1. 虚数は数学的世界認識の表現領域を拡大するために創案された数の概念である。

2. 数は世界認識における量的表現の基準概念として位置づけ・価値付された。

3. 数が自然界の現象解釈の深化の手段とするには、その量的基準となる『次元』、「単位」が明確であってはじめて有効な手段となる。

4. 虚数で自然現象を認識するには、その虚数の大きさと基準単位が明確である事が必須条件となる。例えば、虚数 i=√-1  と言う表記号を利用した時、面積S=i8[㎡] と言う面積が理解出来るかと言う疑問である。同じく『虚時間』と言うお話が巷の科学解説の御本に出ているが、そんな時間をどう理解すれば良いのだろうか。

『虚数』は数学的表現手段として、興味拡大につながったとしても、自然現象の『実在性』認識の役には立たない概念である。虚数と同じく「負数」も『次元』「単位」を付けると実在しない世界のお話となる。長さ -3.5[m] は実在しない。それはとても抽象的な、難しい世界である。

物理学的世界の実在性認識に『虚数』、「負数」は役立たない。

私が科学的能力が無いためなのか、やっぱり理解できない感覚上の概念である。

磁気共鳴画像(MRI)診断法の原理を知りたくて

投稿者 : 金澤 喜平。2011年2月3日。

(7月10日追記) MRI あるいはfMRI 等と優れた医療診断装置が活躍している。電気磁気現象の応用の成果である。その映像の一例を改めて見た。自分の腰椎の写真である。骨、脊髄神経部および皮膚が鮮明に映し出されている。どんな断層面でも取り出せる優れた装置である。装置に入って、検査を受ける間は、大きな磁気的エネルギー信号の振動と音の中で、検査を受ける。その磁気放射信号が身体全体の細部の細胞レベルに供給され、その反射放出信号を検出するのであろうとは理解している。そこでその装置の働き・機能の原理を、数式なしに簡単に説明できる筈と考えて、その仕組みが分からないものかと願うのである。断層映像は各部の細胞の放射するエネルギー波の波長を測定し、放射細胞の位置と信号をコンピュータで分析してデーターを収集するものと解釈する。いわゆる3次元の薄膜データーとして。その説明が専門的な解説になると、とても複雑で理解の手に負えない代物の説明になっているようだ。軌道電子がどうのこうのと言うような事で無く、単純明快な説明が出来るだろうと期待するのである。原子の核の周りを回る外殻軌道電子などで説明が付くとは信じられないのである。

(2月5日の記事)十年程前に椎間板ヘルニアになった。病院でMRIで画像を見た。鮮明な画像に驚くと同時に、その原理は何かと疑問を持ち続けている。今でも不思議でならない。今日インターネットで検索してみた。原理の説明は色々と解説されている。基本は1951年頃の発明された、核磁気共鳴(NMR)がその原理となっているようだ。しかしどの説明を見ても私は納得できない。例えば『プロトンの周りの電子密度を計る』等と解説がある。解説の用語も無数の専門用語が使われている。現実に医療診断装置として、MRIが活躍している。しかしその『原理ー物理学的ー』は解っていないのじゃないかと考えざるを得ない。『核磁気モーメント』『電子スピン』『スピン量子数I=1/2』等と次々と用語の連発で解説されている。これらの用語一つを取り上げても、厳密にその意味を追究すると、意味不明の状態が明らかになると考える。例えば『電子スピン』と言う専門の基本・汎用用語を取り上げても、その説明に窮する筈である。解説で、複雑な数式が羅列されているが、その式の意味さえ厳密に解き明かす事の出来ない論・著者が多いと思う。複雑な数式が私には理解できない僻みからと見られそうであるが、本音だから止むを得ない。電子密度を計るとか、水素原子核のスピン量子数が電子と同じとかで説明されていると、解っていないとしか見えない。電子の一粒をどのように空間像として捉えるかの説明が出来ないで、どうしてそのスピンの意味やスピン像を一般の人がきちんと納得できるように説明できると言えるのだろうか、説明が出来る筈がない。技術の応用が進んで、目覚ましい変革の時代に生きているが、その原理の「曖昧さと矛盾」が際立って社会的問題になっている。MRIの原理を医学生が理解、習得するに大変だとある。それもその筈、原理が原理としての役目を果たせないでいるのだから。大学の物理学担当者が答えるべき義務である。電子スピンとは何かを、電子の負の電荷と質量がどのように磁場を作り得るのかを。再び、『電子』とは?-物理学的「お化け概念」

(2012/10/31) 追記。この記事の後に、電子スピンとは?-その空間像ーで、電子スピンの意味を電荷概念の否定に基づく観点からの解釈を示した。結局は自然科学の基礎概念である『電荷』の本質を追究すれば、エネルギー一つの認識の問題に帰するのである。『電荷』と言う虚像