私はつくば市に住んでいます。筑波山までは３０キロぐらいですが車ですぐです。つくば市は研究学園都市として沢山の研究所が集中し、科学技術のメッカです。その故つくばの住人としてこのブログを書いています。ところで筑波山の「つくば」の由来はご存知ですか。「つくば」というのは「着く葉」つまり宿り木のことです。筑波山にはヤドリギがおおいのでそのような名前になったのです。この筑波山では昔から若い男女が自由恋愛をしていたことで有名です。面白いことに世界中でこの宿り木の下では男女が自由に恋愛するという言い伝えが共通しています。種類の違う２つの木が接合するのが男女の結びつきを想像させるのかも知れませんね。皆様も自然豊かな筑波山においでください。
重力場で慣性系と加速系は引き分けました。その結果加速系も慣性系なみに相対的とならざるを得ません。かくして全ての系が相対的となり「一般相対性」が確立されました。もしかして「一般相対性が確認できるのは重力場の中だけではないのか」と反論がありそうですが実は重力場だけでなくあらゆる場で一般相対性は確認できます。それは、この等価原理で確認できることですが、「慣性質量と重力質量の比は常に１である」ことが分かっています。つまり任意の系でこの等価原理は成り立ちます。このことは「任意の系で物理現象が同等に観測されていることの１断面」なのです。この等価原理は力学現象だけでなく電磁気学現象などあらゆる物理現象に通用する原理なのです。それ故一般相対性が議論できるのです。重力場はたった一つの誰でも見ることの出来る実例だったのです。
相対論は、いまとなっては門外不出の宮廷料理ではなくファミリ―レストランのメニュ－です。科学者も大量生産の時代です。そのため、このブログを書きます。ともかく一般相対論という対岸にタッチしていただき、その後、自分の泳いできた川の幅の大きさに驚いてほしいのです。しかし、重力場で加速度系＝任意の系＝慣性系というオマジナイを確認できればもうしめたものです。トンネルは貫通したのです。あとは穴の大きさを広げるだけです。刺抜き地蔵に棘を抜いてもらったも同然です。定性的理解がすんだので後は定量的表現を調べるだけです。テンソルという量を使いますが、これは縦成分の変化が横成分の変化に影響する数学的構造です。例えば、蜘蛛の巣のどこか１カ所をひっぱります。するとゴムで出来たネットのように縦横が相互に関連し合い変形します。このような状況はベクトルという１つ階数の少ない数量では表現できません。実はこの現実の物理空間はテンソル的構造をしているので、この量を用いるのです。
腑に落ちないことがあればどんどん聞きましょう。飲み下せるなら遠慮せずに進みましょう。何も相対論だからといって気を使う必要は無いのです。とりあえず加速度系も相対的なのだから全てが相対的なのだと頭ごなしに受け入れれば、理解は後からついてきます。８月末には貴方も一般相対論の教師です。くわしくは他の本に譲り、絶対に譲れないのが「重力場における加速度系＝慣性系＝相対的存在」と言うことです。これは円運動という加速度運動するスペ－スシャトルのなかで確認できることです。シャトルは重力場の中を自由落下という加速度運動をしています。