じじぃの「時空・ベクトルは方向と大きさ(量)を持つ!文系のための読む数学」

Special and General Relativity


ミンコフスキー空間

miniwiki より
ミンコフスキー空間(Minkowski space)とは、非退化で対称な双線型形式を持つ実ベクトル空間である。
ドイツの数学者のヘルマン・ミンコフスキーに因んで名付けられている。アルベルト・アインシュタインによる特殊相対性理論を定式化する枠組みとして用いられる。
この特定の設定の下では空間に時間を組み合わせた時空を表現するため、物理学の文脈ではミンコフスキー時空とも呼ばれる。

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『数学的思考ができる人に世界はこう見えている ガチ文系のための「読む数学」』

齋藤孝/著  祥伝社 2020年発行

ベクトル より

ベクトルはただの「矢印」ではない

「その企画はちょっとベクトルが違うんじゃないかな?」
「キミとは生き方のベクトルが違うんだ」

そんな表現を見聞きしたことは誰にもあるでしょう。自分でも、そんなふうに「ベクトル」を使ったことのある人もいると思います。では、この「ベクトル」は何を意味しているのか。文系人間の場合、ほとんどは「方向」あるいは「方向性」のつもりで口にしているのではないでしょうか。

ベクトルは、「→」という記号で表わされます。数字が苦手な人でも、それを学校で習ったときの印象は強く残っているのでしょう。だから、単に「方向性が違う」というより、「ベクトルが違う」といったほうが「矢印感」が出てニュアンスがよく伝わるような気がする。「ベクトル」と言いたくなる理由は、そんなところかもしれません。数学用語を使うとちょっと知的な感じがしてかっこいい、という思いもあるでしょうか。

でも、数字で「ベクトルが違う」という場合、違うのは「方向」だけではありません。もちろん方向が違えばベクトルは違うのですが、ベクトルはもうひとつ重要な意味を持っています。それは、大きさ。ベクトルとは、「方向」と「大きさ」の両方を持つ量なのです。

したがって、方向が同じでも大きさが違えば、ベクトルは違います。理系の人にうっかり「それはベクトルが違う」と指摘すると、「違うのは方向ですか、大きさですか、それとも両方ですか?」と聞き返されてしまうかもしれません。
方向性の話だけをしているのなら、そのまま「方向性」といったほうが無難です。

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どうでもいい、じじぃの日記。

「曲がった空間」と、最初に言ったのはアインシュタインだといわれる。
空間というと x、y、z軸の3次元座標を思い浮かべる。
最近知った言葉に、「ミンコフスキー空間」というのがある。
x、y、z軸のzを時間(t)に置き換えたものだ。その空間(ベクトル空間)を斜めから見ると、「時空ダイアグラム」になる。
太陽と地球、太陽と地球の重力をこの時空ダイアグラムに取り込むと、相対性理論が浮び上ってくるのだ。
アリさんの生きている空間は2次元の世界だ。
アインシュタインが登場するまで、人間は絶対時間の3次元世界に生きていた。
アインシュタインが登場して、人間は時空の空間に生きていることを知った。
と、どっかのじじぃが言ってました。