証明と論文

なぜ物理に虚数iがでてくるのか

端的に言えば、相対性理論のつじつまあわせのためである。

相対性理論は観察者と観察対象に対して、時間と距離を相互変換可能とした理論である。

直線状にあるため、そう定義しても問題はない。

しかし、観察対象が２つ以上になると問題が生じる。

よくある時間差問題。

Aさんが出発後、ある時間遅れてBさんが出発するというもの。

とくに二人の出発点が違うと共通要素がない。

そこで、Aさんの出発時にBさんは別のところから出発したとして時間を共通化するのである。

相対論では時間と空間は置換可能である。

しかし、これは２点だけで成立する。場所が違えば距離が変わり、距離を観測者から共に０とするにはどちらかの時間が負でなければならない。逆に時間０を共通にするなら、距離を変えなければならない。しかし、実際は時間も距離もおのおのの原点は異なってるのである。

相対論を拡張したとき、物理学者たちは、全ての時間を距離に、あるいはその逆を行った。場所ごとに時間が異なるのは、そのためである。結果、距離と時間が共に０となるビックバンなるものが生まれた。

本来なら、時間も場所も異なるタイミングでミニバン、あるいはミクロバンが発生し続けていると考えるほうが自然である。

しかし、そのような共通項がないものをあつかえないので、むりやり合わせるために生じた負の要素を表すために虚数iをつかう羽目になった。

たがら、本来この世界に虚数はない。物理学上は、計算のためだけに作ったご都合主義の仮想単位なのである。