新旧の理論についての文系的疑問（たとえばニュートンとアインシュタイン）

質問

アインシュタインによってニュートン以来の重力理論が覆された、というのは門外漢でも聞く話です。しかし、人類の月着陸における軌道計算には、ニュートン力学の方が使用されたとのことですし、月に旅立った宇宙飛行士が無事行って帰ってきたことからも、大きな不都合がなかったことは想像できます。月や地球レベルの重力下での人間の活動においては、ニュートンの理論とアインシュタインの理論の結論はほとんど違わないのでしょう。

そこでふとした疑問が起こるのですが、ではその「ニュートンの重力理論」は、果たして間違っているのでしょうか。つまり、

（１）ミクロに寄りすぎない限定された範囲では正しいのだから、「正しい」。
（２）強い重力下で説明が付かない部分があると証明された以上、「間違っている」。

のどちらなのか、ということです。もちろん、単純に100％で割り切れるものではないのでしょうが、あえて二択だとしたら、どちらの立場をとるのか、あるいはとる「べき」とまで言いきれるのか。それとも「小数点以下何桁までなら当てはまるから90％くらいは正しい」というスタンスでもいいのか。わたし個人の専門は文学なのですが、こういう思考が小説や批評の刺激になったりするので、お聞きしたい次第です。よろしければおつきあいください。

※宇宙の創生期においては一般相対性理論が当てはまらないことも承知しております。質問を一般化すれば、「より詳細な観察や思考実験モデルによって過去の理論で説明がつかない事象が判明したとき、その理論は他の大部分で適用できるとしても『間違っている』のか」ということになります。

回答No.2

ht1914

「あえて二択だとしたら」という発想自体がおかしいとは考えられませんか。なぜ二択でなければいけないのでしょうか。ＴＶのゲームの世界を持ち込んでも仕方がないことです。
「法則には成り立つ範囲があってそこから外れると合わなくなる。そこで合わなくなったからといってその法則が間違っているというのではない。」という立場なんだと思うのですが。成り立つための条件は初めから意識されているわけではありません。矛盾する現象に出会って初めて認識されるのです。それと同時に法則自体の論理構造が解きほぐされていきます。前提としていた現象が明らかになっていきます。前提とした現象と法則の論理構造が矛盾するときは間違っていたということになります。
単に規則性というだけであれば法則とは言いません。法則は予測能力を持っています。思考の枠組みを与えるものです。
ニュートンの運動の法則は法則と言うよりも原理に近いものです。それに適用限界があったという発見は大きな驚きだったと思います。「同時」という考え方も同じですね。「物質の世界を超越して時間があって、同時があると思っていたのがそうではなかった」、凄い衝撃ですね。でも私たちは日常生活では今までの通りの生活をしています。ニュートンの時間を使っています。アインシュタインの時間で生活しているのではありません。でもアインシュタインの時間が問題になる世界があります。二択ということはどちらかの世界の存在を否定することになります。どちらも存在するのですからどちらも認めるのです。ただ２つは無関係ではありません。接続可能と言うことも示されていないといけません。成り立つ条件がわかればその条件を意識した表現で接続可能を示さないといけないでしょうね。アインシュタインの式でＶ＜＜ｃを考えるとニュートンの式が出てくるのは重要でしょう。
天動説、地動説も似ていますね。誤った昔の考えとして天動説を否定し、地動説を正しいという言い方がよくなされます。でも毎日、太陽が東から出て西に沈みます。毎日の見え方は天動説の通りなんです。見る立場、座標系の問題です。見る立場、座標系の問題であるという意識がなかったというので矛盾に突き当たってしまったと思うのですが見ていた現象に間違いはありません。それを意識した上でいまでも毎日の表現では地球が止まっているものとしています。だれも動いているということは意識していません。
コップの中の水の面を水平と考えています。地球の重力の方向に垂直な平面だと考えています。これを球の一部だと感じる人がいるとしたらその人の感覚がおかしいと思います。地球が球面であるということとコップの中の水の面は平面であるということは矛盾しません。考えている長さのスケールが違うのです。法則の成り立つ条件の違いの中にはスケールの違いという場合が多いです。
非常に小さいサイズの世界を見ている、非常にサイズの大きい世界を見ている、非常に早い運動を見ている、・・・。全部変わってきます。原子のサイズまで小さくなるとニュートンの法則は成り立たなくなる、これが量子力学の世界ですね。これの方がもっと我々には大きく影響しているはずなんですが。
余談
光の速さが有限であるということが問題になるできごとが最近少しずつ出てき始めました。インターネットで地球の反対側とメールのやりとりをしているときの同時とは？　惑星探査の無人操縦ロボットとやりとりする信号の遅れは？　これは深刻です。障害物が見えたのでそれを避ける動きを命令した。普通は無駄ですね。信号が届くのに数分かかるのですから見たときはもうぶつかっている可能性があります。これを処理するのは技術的に難しいですね。ロボットの制御に予測の要素を入れないといけないでしょう。

お礼

＞「あえて二択だとしたら」という発想自体がおかしいとは考えられませんか。

おっしゃるとおりです。あえて極論をぶつけたときにどういうことになるのかを知りたかったのですが、このようなお答えが返ってくるということは、自分が感じているほど（２）の考え方はない、ということだと思います。

＞二択ということはどちらかの世界の存在を否定することになります。

ここでひとつ目を開かれた感じがいたしました。このような発想は持っておりませんでした。スケールの違いを意識することに注意を払うべきなのですね。

丁寧な回答、感謝いたします。ありがとうございました。