第1巻/『速度の謎に挑んだ30年の軌跡』P.62あたりに記載

ガリレオが挙げた
「地球が動く証拠」。
そして、間違えたもの。

いまでは当たり前の「地球が太陽のまわりを回っている」という考えは、 400年前にはまだ、多くの人が信じていない新しい説でした。 ガリレオ・ガリレイは、その説を正しいと示すために一冊の本を書きます。

1632年に出版された『天文対話』。専門用語を避け、3人の登場人物が会話しながら進む読みやすい本で、 実際よく読まれ、話題にもなりました。ガリレオ裁判の原因のひとつになった本としても知られています。

その本のなかでガリレオは、「地球が動いている決定的な証拠」として、ある身近な現象を持ち出しました。 海の潮の満ち引き——潮汐です。

カズオ
潮の満ち引きで、地球が動いているって分かるんですか?
ポゥじい
ガリレオはそう考えたんじゃ。……じゃが、これが間違いだった。 しかも、当時の人にも分かるくらいはっきりとした間違いでのう。

なぜ、潮の満ち引きだったのか

ガリレオの主張はこうでした。宇宙の中心に地球を置く考え方では、 海水が横方向に動く潮の満ち引きを説明できない。 けれども太陽のまわりを地球が公転しているなら、自転と公転の組み合わせから説明できる、と。

地球の公転速度をV、自転速度をvとします。太陽に面した側(正午の地点)では、 公転の進行方向と自転の向きが逆になるので、合わさった速度はV − v で遅くなる。 反対の真夜中の側では同じ向きになるので、V + v で速くなる。 地球上の場所によって、動く速さが違うことになります。

ガリレオの考えでは、潮は1日のうちにどう変化するのでしょうか。 「▶ 1日を再生」を押して確かめてみてください。

動かせます

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太陽と地球の図は、書籍のものと同じ形です。白い点が自転で地球をひとまわりします。
1日ぶんを再生して、上のボタンでグラフを切りかえてみてください。

この速度の変化によって、たらいに入れた水が揺れるように海面が動く——ガリレオはそう考えました。 たらいを持って走っている人が急にスピードを落とすと、中の水は勢いで前に押し寄せますよね。 それと同じことが地球規模で起きている、というわけです。

正午の地点はブレーキがかかるので海水が押し寄せて満潮、 真夜中の地点は加速するので水が置いていかれて干潮。 たしかに、理屈としては筋が通っています。

海の人たちは、とうに知っていた

スウカ
でも待ってください。この説明だと、満潮って1日に1回しか来ないことになりませんか?
ポゥじい
そこじゃ。実際の潮の満ち引きは、およそ12時間に1周期。1日に2回来るんじゃよ。

ガリレオの理屈だと24時間周期になってしまいます。 実際は約12時間周期。周期が2倍ずれている——これが決定的な矛盾でした。

この食い違いに気づいたのは、天文学者だけではありませんでした。 漁師たちは昔から、潮の満ち引きが月の動きと結びついていることを知っていました。 満潮は月が出ているときと、その反対側の地点で起こり、少し時間をおいてやってくる。 干潮はその中間の時間に訪れる。毎日海に出て潮を読む人たちにとっては、 机の上の理屈より確かな、生活のなかの知識でした。

つまりガリレオは、書斎で組み立てた理屈のほうを、 海辺で積み重ねられてきた観察より優先してしまったことになります。

「地動説」「天動説」は日本語だけの呼び方 世界標準ではそれぞれ「太陽中心説」「地球中心説」と呼ばれます。 また「昔の人は地球が平らだと思っていた」というのもよくある誤解で、 ガリレオの時代には学者や航海士はもちろん、多くの庶民も地球が球体であることを知っていました。 コロンブスの航海からすでに100年以上経っていましたし、教会のシンボルでも地球は丸く描かれています。 当時の常識は「地球は丸く、そして動くはずがないもの」でした。

そして、証拠は決定打にならなかった

ガリレオの本は多くの人に読まれ、話題にもなりました。 けれど肝心の「地球が動く証拠」が間違っていたために、 「地球は動かない」という古い常識を、論理で打ち負かすことはできませんでした。 人気はあったが、決定打にはならなかった、ということです。

スウカ
でも、そもそもどうして当時の学者たちは、そこまで古い説を手放さなかったんでしょう。
ポゥじい
ほっほっ、それがのう。信仰の話だけではなく、ごく実用的な事情があったんじゃ。 鍵になるのは「カレンダー」でな……この話は書籍のほうでゆっくりしようかの。

それでも、この誤りには価値がある

カズオ
なんだか、ガリレオがちょっとかわいそうになってきました……。
ポゥじい
いやいや。理論を「誤り」か「正しい」かだけで見てはいかんのじゃ。 ガリレオはこのとき、運動というものを天体の規模まで広げて考えておった

球が坂を転がる話と、海の水が動く話と、地球が回る話。 これらを同じ「運動」として結びつけようとしたこと自体が、当時としては画期的でした。 そしてこの発想は、のちのニュートンをはじめとする後継者たちに受け継がれていきます。 実際の潮汐に大きく関わっているのは太陽と地球というより月と地球なのですが、 そこに手を伸ばそうとした姿勢のほうが、後の科学を動かしました。

20世紀までの偉人伝は、失敗や弱点にはあまり触れず、 読者が気持ちよく読める「完璧なヒーロー」として偉人を描くことが多くありました。 けれど、ガリレオの誤りを知ることは彼の偉大さを損なうものではありません。 学問がどう積み重なってきたかを理解するうえで、むしろ価値があるとわたしたちは考えています。

そしてじつは、ガリレオは本業の落下の理論でも、 もうひとつ大きな思い違いをしていました。 直感的にはもっともらしい、ある前提。それを信じたばかりに、 彼は30年ものあいだ、出口の見えない迷宮をさまようことになります。 彼が何を信じ、どこでつまずいたのかは、 『ガリレオの挑戦』でポゥじいとカズオ、スウカの3人と一緒にたどることができます。

ここで扱ったのは、ガリレオが30年かけてたどり着いた考え方の一場面です。 彼が何に悩み、どこで間違え、どうやって答えにたどり着いたのか—— その道のりは電子書籍『ガリレオの挑戦1』で詳しく書いています。

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