理科の先生が・・

僕が小学生の頃、理科の先生が
光の早さより高速が出せないことを
すっごくわかりやすく説明してくれたんです。
その時はすごく印象的だったのですが
今になって思い出してみても、あんなに上手い説明の仕方が思い浮かばないんです。
あれから年月が過ぎて僕も勉強し、相対性理論などの理屈は理解できているつもりです。
しかし、それを小学生に、あんなにわかりやすく説明することは、僕には出来ません。
どうか皆さん、僕を小学生だと思って、専門的な用語や、そういう理論が実証されている
などという言葉を使わずに、説明してみて下さい。
そして僕に先生の言葉を思い出さして下さい。お願いします。

え、光速より高速にはなれない事に理由があったの？
俺「それはそういうふうになってる」って事で納得してたよ。

質量のあるものを光速まで加速できないことなら初等的な
説明があるかもしれないが、光速を超えられないっていうのに
説明があるのか？質量が虚数になるとかいうのはだめだろう？
小学生にわかりやすい＝物理的に正しい
ではないんじゃないの。円周率はおよそ３とか。。。

思い過ごしということもあるよね。合点がいったときの悟った
ような感覚って、本当に論理的に理解しているかというと
そうではないし。解った！と言ってもそのレベルにはいろいろあるし。

たぶん、小学生に光速不変だの座標系だのって説明するはずないから
少なくとも論理的な説明ではないはず。

う〜ん。そうですよね、
『質量のあるものを光速まで加速できない』
っと言っても小学生が理解できないと思って
『光の早さより高速が出せない』と置き換えて
３さんの、円周率はおよそ３
みたいな感じで説明していたのかもしれないですよね。
裏を返せば無知な小学生にだからこそ説得力のある説明が出来たとか・・

気の利いたレスが出ないか密かに期待していたのですが、
この程度でいいんですか？
それで納得しちゃうんですか？
小学校の先生は所詮小学校の先生なんですか？ ＞いっちゃん

うっ・・
６さん、僕も納得した訳じゃないんですけどね・・
書き込みをしてくれた方々には悪いんですが
誰も僕の質問の本質に対する答えを書いてくれないんで
質問が悪かったのかなぁ〜っとか思って。
全くその分野においての知識のない人間を
あんなに納得させるような説明が出来るということは
その分野においては、
かなり出来上がった考えをお持ちの先生だったか
又は、上にも記したように
無知な小学生にだからこそ説得力のある説明が出来た
かのどちらかと思うんですが
「そんなに納得したんなら、少しぐらい覚えとけよ」
って自分にも言ってやりたい感じなんですが・・
まだ納得したわけではないので、どうか知識の豊富な方
無茶な質問だということは自分でも承知していますので
説明をお願いします。。。

小学生相手の説明なら本当に正しい説明より
より直感的でその事物に興味がわきそうなウソ説明のほうが
いいと思う。だからそれはそれでいい先生、ってことだと。

光速が最高速度である理由があるってんならオレのほうが聞きたいもんな。

確かに。
相対論だろうが場の量子論だろうが、光速が最高速である「理由」を
説明してるわけでないよね。もちろん最高速度でなければ理論上
にいろいろ問題をもたらすのはわかるんだけど、それを理由といって
いいのかどうか．．．さらに因果律の問題は「理由」じゃないよねえ。
専門の人、小学生にわからなくてもいいから大学院生くらいに
わかるレベルで説明してほしいなあ。

おでん屋や腰痛餅がまた騒いで当局が動くぞ。

子供の頃聞いて、なんとなく納得したことを書きます。
物を動かす（加速する）ためには力がいる。（必要）
物が重いとたくさんの力がいる。
物の速度が光の速度に近づくと重くなる（質量が増える）。
だから、早くなるほど大きな力が必要になる。
光の速度と同じになると、重さが無限大になるから
光速にするには無限大の力が必要、しかし、そんな力を
与えることはできないから物は光速にならない。

>11
僕もそうやって納得しました。
でも実際は質量増えるわけじゃないんだよね・・・・・・

小学生の目から鱗を落とす説明を考えてみました。

人間でもロケットでも、どんどん加速していって
光の速さに近づいていくと、みんな光になっちゃうんだよ。
若さってなんだ（ｂｙくっしー）

どうなんでしょ？時空図でも描いて作図で説明したのでしょうかね？
ナナメに線を引いてこれが光速の線で、これ以上傾けると、
色々おかしくなっちゃうから、光速は超えられないんだよとか。

じゃあこういうのはどうですか？

「光っている電球がそこにある」
というのは電球から出た光が光速で目に入ってきている
ということですね。もし電球が動いても、その電球が
光をだしているんだから、光を追い越すことは出来ませんよね。
だから、どんなに動いても電球は光を追い越すことは
出来ないんです。

・・・小学生、だませますか？

>因果律の問題は「理由」じゃないよねえ。

なんて言っているようじゃ、相対論理解していないんだろうな。
まじめに考える気がないのがわかる。

水に溶けるもの

小学生：砂糖、塩、酢
大人　：鉄、銅、何でも・・・

子供向けの学習雑誌にこんな説明があったなあ（遠い目)。
　もし鏡を持った人間が光の速さを超えたとする。
このとき、鏡には自分の姿は映らない。これはオカシイ…

アインシュタインが子供のころ持った疑問だそうです。（有名かな？)

光速に近づくにつれて、時計の動きがどんどん遅くなる。
だから、動いてる人にとって、実は速度は無限大に近づいてるんですよ、
ってのはダメ？　（止まってた時の距離基準で）

＞１９
その場合、なんで時計が遅くなるか教えなきゃいけないから・・・・

文系の人には光時計で時間の遅れを説明しています。
長さが１５万ｋｍの箱の光の往復で１ｓを測る時計が在る。
これを横に動かすと・・・。
中学校の数学ででますよね。時間の遅れ。

今の僕の知識で小学生に説明するとしたら１１さんの

＞物を動かす（加速する）ためには力がいる。（必要）
＞物が重いとたくさんの力がいる。
＞物の速度が光の速度に近づくと重くなる（質量が増える）。
＞だから、早くなるほど大きな力が必要になる。
＞光の速度と同じになると、重さが無限大になるから
＞光速にするには無限大の力が必要、しかし、そんな力を
＞与えることはできないから物は光速にならない。

と同じ説明になると思います
さっき中学生（妹）に説明したらそれで納得してくれました
たぶん・・・。。

それも１つの小学生を納得させることのできる説明だと思います。
それが先生の説明だったんだと自分に言い聞かせれば
納得できるような気もします。
納得できるのですが、迷いがあります。

記憶があやふやなので何とも言えませんが・・・

こんなのどう？
光の速さより速く動くと、光が追いつけないので走っている人は
目の前が突然真っ暗になる。真っ暗になって何が困るかというと。。。
1.見えないからどっかに激突して死亡。
2.その真っ暗な空間はすでに光より速く走っている人で一杯で
後から行った人は入れない。
のどちらか。

もうひとつ思い付いた。空気中でものが動くと熱がでる。
流れ星を知ってるだろう。あんな風に燃え尽きてしまうんだ。
で速度が速いほど熱くなって最後にはどんなものでも燃えて
光になってしまう。光はこれ以上燃えないんだ。だから光より
速くならない（大うそ）。

＞光の速度と同じになると、重さが無限大になるから
＞光速にするには無限大の力が必要、しかし、そんな力を
＞与えることはできないから物は光速にならない。

光速では重さが無限大になるなんて、どこにも説明してないぞ。
どうして無限大？

子どもなりにものを速く動かすのは空気抵抗などで難しいことは
しっている。相対論的な質量増加をその「感覚」へとすり替える
ことにより分かったような気がする、ということか。。。

これはどうですか？

お風呂の中に、透明のコップを逆さまに入れて沈めていくと、
空気が段々ちじんでいくでしょう。あれと、同じように、物のスピード
をあげて行くと、とまっている人からみると物はだんだん縮小していくわけ。

光のスピードまでいくと物の長さはゼロになっちゃう。それって変でしょ。
なくなっちゃうんだから。

じゃあ、光はどうしてなくならないの？

別に、なくなるわけじゃない。見えなくなるだけだ。

氷だって、とけてなくなっちゃうよ。
長さがゼロになっても変じゃないよ。

じゃあ、ずーっとそのコップを沈めていく事を続けるとして、
コップの中の空気はどんどん小さくなっていく。
でも、永遠に沈め続けることはできないから、空気はドンドン小さくなる
けど完全には無くならない。
でも、仮に底の底を考えて、空気が無くなるとこまで沈めたのが
どれぐらい深いかというのが、光がどれぐらい早いかと同じ。

どっちもすごーく深い／早い、かつ、どっちもそれが限界。

早い＝速い

でも、それがなんで光と同じなのというのには答えてないなあ。

小さくなる限界はあると思うけど
大きくなる（速くなる）限界なんてあるのかなあ？
どんどん速くなってけばいいじゃん。なんで限界があるの？

アキレスは亀を抜けないんですぅ〜。
ごめん、亀レス。

＞３３

じゃあ、君がいくらでも速く走れるとするでしょう。
学校から家まで今どれぐらいかかる？ ３０分、そうか。
でね、今の２倍の速さで走ったら１５分。
今の、４倍の速さにしたら、７分半。

で、無限に速く走っていったら？？？
どんどんかかる時間が、短くなっていって、最後には時間がゼロで
家に帰れることになるでしょ。

それはテレポーテーションといってみんなやりたいんだけど、
できないんだよ。だから無限に速くは走れない。わかった？

僕も結構なんで光より速くなれないのか不思議です。
たとえば35さんの説明だとしても（どの説明でもそうですが）、
確かに無限に速くなっていったら0になりますが、
光っていうのは３０万ｋｍで、無限ではないと思っています。
だから、ある一定以上速くならないという理屈じたいは納得できますが、
その基準を光と置くのが納得できません。
本とかをよんで理屈っぽく説明されるとわかるのですが、
直感的にはどうも納得できないです。

マクスウェルさんに文句言いましょう。

じゃあこれは？

君は速く走りたいんだけど、どうやれば速くはしれるかなあ。
一つは、一生懸命、力を入れて走るだよね。
で、もう一つは、例えばもう少しやせてれば同じ力でも速く走れるでしょ。

ところで、光って重さなんてないように見えるよね。
物としてぎりぎりの軽さで、これ以上重さがなさそうなものってないでしょ。
だから、光が一番速く走れるんだよ。

先生。痩せすぎると力が出なくなって
速く走れないと思います。

＞３９
うーんそうだねえ、こういう考え方もあるよ。

君が一生懸命速く走ろうとしたら、やせる・頑張って走るの他に
反則だけど、何か速い乗り物に乗っちゃうという手もあるよね。

で、例えば自動車、でもだったら飛行機の方が速い、いっその事ロケット？
どんどん速くなれるけど、さっきも説明したけど無限にスピードを上げることは
できないんだったよね。ということは、乗り物もどんどん速いものを比べていくと
最後に無限には速くないけど、この世界では一番速いってものがあるはずでしょ。

それが光なんだよ。だから光の噴射で飛ぶロケットができると一番速い乗り物に
なることができるんだ。君も頑張って勉強して、そんなロケットを作れるように
なるといいね。

うーん、返答になってないな。
誰か助けて？

＞２５
大人になればわかります。

＞３８
重さと速さ（最高速度）は関係ないと思うぞ。
重いものは加速度が小さくて、加速に時間がかかるだけだろ。
時間をかければ軽いものと同じ速度まで加速できるはず。
小学生はだませても、高校生はだまされないぞ。

＞３５
速さ無限と、テレポーテーションは違うと思う。
前者では、物体の位置が連続して移動するけど
後者は、Ａ地点からＢ地点まで不連続で（途中の過程がなく）移動してる。
無限の速さを否定する理由になってないよ。

>43
物理もさ、微積分や極限の考えしてほしいわけよ。
重さが無限大に近づくなら、どこまでも加速できるわけじゃないのよ。
それじゃゼノンとおなじでしょ。

ああ・・・だんだんわかんなくなってくる・・・

では、もう一度基本に戻って、
さっきは光って限りなく軽いものだって話をしたけど、その秘密は、光は波ともいえるからなんだよ。海には波があるけど、波そのものには重さはないよね。
でも単なる波じゃない証拠に、空気の無い宇宙を進んで行ける粒子のような性格ももってるんだ。なんだか考えただけで速そうだよね。
それが、邪魔の無い宇宙で一番速く進むスピードが光の速さで、いろんな他の基準のもととなってるんだよ。絶対的っていうのかな。

だから、確かに重いものでも加速していくことはできるけど、最初にある絶対水準は超えられないんだ。

あと、速いものどうしをドンドンすれ違わせて、お互いを見ればもっと速くなるというのもやっぱり、最初に決めた絶対的な光の速さに近づいていくだけ。不思議だけどおもしろいでしょ。

光の速度が３０万ｋｍっていうと
その位まで近づくの可能かもって思うけど、
実際には
秒速２９万９７９２ｋｍなんだよね。
秒速の部分を忘れて考えがちだよね。

新指導要領では何桁の数まで教えていいのでしょう？

定義により299792458m/s

秒速３０万ｋｍだと１時間で
747151．2ｋｍの誤差がでるよね

普通の感覚（小学生レベルの一般常識）とかけ離れている所が相対論の魅力
なんだ。
つまり、世界は不思議に溢れていて面白いんだよ。
だから、変に大人ぶって人生あきらめないで夢は大きくもってくれ。

小学校の教育なんて所詮、騙しなんだから理解させようなんて深い
こと考えるのは無駄なんじゃない？

人は昔っから速いものが大好きだったから、世の中で一番
速いものを探して来たんだ。
最初は人間、次に馬、鳥・・・とより速いものが次々に見つかった
けれど、光よりも速いものはとうとう見つけられなかったんだ。
それでね、ある日アインシュタインという人がこの世の中には
光よりも速い物は無いに違いない、と考えて、相対性理論を
作ったんだ。
すると、今まで不思議に思われて来たあらゆる出来事が説明出来る
ようになったんだ。

さあ、明日は朝からアインシュタイン神社のアインシュタイン祭りに
行くんだから、今日はもう寝なさい。


> 52
> 普通の感覚（小学生レベルの一般常識）とかけ離れている所が相対論の魅力
> なんだ。
> つまり、世界は不思議に溢れていて面白いんだよ。

素敵な答えですね。

＞１さん ところで２２以降の説明ですっきりするのが
ありますか？
まあ実際に当時の理科の先生ｏｒ当時の同級生に聞くのが一番
手っ取り早いと思うんですが無理ですか？