「ケプラーの法則」と「万有引力の法則」の関係
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科学の研究における２つのスタイルである「帰納的方法」と「演繹的方法」の関係を示した１つの具体例として、 「ケプラーの法則」と「万有引力の法則」の関係について見てみましょう！ 「ケプラーの法則」とは、ドイツの天文学者であるケプラーが発見した、惑星の運動に関する３つの法則のことで 第１法則：惑星は太陽を１つの焦点とする楕円軌道上を運動する。 第２法則：惑星と太陽を結ぶ線分が単位時間に描く面積は、それぞれの惑星について一定である。 第３法則：惑星の公転周期の２乗は、楕円軌道の半長軸の３乗に比例する。 というものです。一方の「万有引力の法則」は、イギリスのニュートンが考え出した、 あの有名な“リンゴが木から落ちるのを見て・・・”という逸話に関係する内容のことです。 「万有引力の法則からケプラーの法則を導く！」という表現がいろいろな場面で見受けられますが、 ケプラーは１５７１年〜１６３０年に存在した人物であり、 ニュートンは１６４２年〜１７２７年に存在した人物です。 時間の流れを考えると、ケプラーの法則が先にあって、後から万有引力の法則が登場してくるわけであり、 「万有引力の法則からケプラーの法則を導く！」という表現を目にしたときに「おや？」と不思議に思います。 ・・・この真相は、どうやら次のようです。 「ケプラーの法則」は帰納的方法により発見されたものであり、 “史上最高の眼視（肉眼で見ること）による観察者”と称されるデンマークのブラーエ（１５４６〜１６０１）の 大量かつ精密な観測データを整理することにより気付いた法則でした。 ニュートンがこの世に生まれたときにはケプラーの法則が既に存在していたわけですが、 その法則がなぜ成立するのかはまだ不明でした。 ニュートンは、「太陽と惑星を結ぶ線分方向に働き、その大きさが距離の２乗に反比例するような力が存在すれば ケプラーの法則が証明できる！」と考え、数学的な考察（特に幾何学的発想）から“万有引力”を考えました。 ニュートンのスタイルは演繹的方法です。数学の知識を駆使して、理論的に“万有引力”なる力を想定し、 その理論が実際の観測結果であるブラーエのデータを説明でき、さらに、 ブラーエのデータから導かれたケプラーの法則の妥当性を証明したわけです。 |
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