地動説を証明するには

質問

どうすればいいのでしょうか。

専門的な機材が無ければ、やはり出来ないんでしょうか？

自身の想像力と、紙とペンと、（あとこのパソコン）

ぐらいの環境で、何とかならんものでしょうか。

by 文系人間

回答No.6

noname#155457

アインシュタインの考え方は天動説が正しいと考えていました。

もし、地動説を証明するなら、宇宙の止まっている場所を特定しなければなりません。しかし、宇宙の静止している場所は存在しないのです。それゆえ、地動説を証明することは不可能です。

アインシュタインは何処に対して何処がどのように動いているかを考えなくてはならないといいました。つまり相対性理論です。太陽や星は明らかに観測者から見れば動いています。
したがって、相対性理論によれば天動説が正しいことになるのです。

回答No.5

nozomi500

「地動説」というのが「太陽中心に地球が公転している」ということでしたら、
コペルニクスが発見したのが、1や4の回答で紹介されている方法です。

3の「フーコーの振り子」については「自転」の説明ですね。

回答No.4

noname#2111

何だか大げさになってますが、No.1のかたのご意見で良いと思います。
補足しますと、地球から見ると火星などの惑星の動きは、星座の中を行ったり来たりしているように見えます。「惑星」という言葉の語源です。
これは、太陽を中心にして、地球も火星もまわっていると考えると説明ができますので、実際に模型でも動かしてみると良いでしょう。

回答No.3

starflora

科学の歴史のなかで、「地動説」が、多数の知識人のあいだで認められ、天文や物理や数学を研究している人たちのあいだで妥当だとする判断が大勢を占めるまでには、確かに長い時間がかかっています。しかし、「単純地動説」（先の人の言葉を流用させて戴きます）についてのアイデアや、その証明・実証は、もっと古くからあったように思えます。

　　「学会」というのも歴史的に形成されて来た訳ですが、古代には、古代なりの、「学会」に相当するものがあったとも言えます。ある人が、地動説を考え、それを実証しても、当時の学会が認めないと、それは説として承認されないということになります。素人の思いつきは昔からなかなか認められませんし、それなりに認められる人は、当時の学会の常識を弁えた上で、新説を出し、かつ、学会の人々を納得させねばなりません。

　　「天動説」は、ウィリアム・ジェイムズのプラグマティズムの思想からすると、これが正しいということになります。少なくとも、地球が自転していると考えて天体計算をする合理的理由が出るまでは、天が動いていようと地が動いていようとどちらでもよい訳で、常識的に、地面のような大きなものが動いているのは不自然なので、天が回っているのだというのが、プラグマティックな真理だとなります。

　　それはとまれ、地球が自転しているということは、貴方が、たまたま「フーコーの振り子」を造って、その実験を多数してみて、結果を知った場合、そして同時に、独楽の回転をよく観察し、吟味し、回転している独楽の回転軸を動かそうとすると、「抵抗」がある、つまり、回転している独楽が倒れないのは、倒れようと軸が傾こうとしても、それに抵抗する力があるのだということを知ると、そこから、十分な思考力があると「可能性」として出てきます。

　　ただ、それを信じられるかどうかは別問題です。古代でも、十分賢明な人は、天の広さや大きさを感じていたでしょうから、地面とどちらが大きいかとも考えたでしょうし、その場合、あるいは天が回っているというのは無理なのではないか、……とすると、回っているのは地面ではないか、という疑問が生じたはずです。疑問が生じても、地面の大きさ、巨大さや重さは実感としてあるので、ちょっと地面が回転しているのは、どれぐらい力がいるのか……難しい、となるでしょう。物事についてよく知って考える人ほど、そうなる可能性があります。

　　無知な人で、世界は、うちの村と、１０ｋｍ離れた、隣の村しかないと思っている人は、空から神様が、何か大きなものを落とすと、うちの村も隣の村も、世界全体が壊れるかも知れないなどと考えるかも知れませんし、お前の世界は、直径が３０ｋｍほどの円盤で、巨大な蛇の背中に乗っていて、蛇は、丸い形にとぐろを巻いていて、一日に一回、一回転するので、背中の円盤も一緒に一回転するので、天が回っているように見えるのだ、という説明を聞いて、なるほど、と納得するかも知れません。（天が落ちてくるかも知れないという考えは、「杞憂」という言葉になって今に残っています）。

　　古代の賢人や知識人は、地球はもっと巨大だということを知っていました。しかし、彼らは、地球は、「球」の形をして、虚空に浮かんでいるということも、かなり古くから知っていました。

　　「フーコーの振り子」で実験してみるかどうかは、地球の自転が分かってから実際の実験はされたのですが、古代にも、これと似た結果は得られていたと思います。ただ、どう解釈すればよいかで、偶然だろうとか、解釈できないので、放棄されたのでしょう。

　　「独楽の回転軸の不動性」も、古くから確認されていたはずです。少なくとも、回転している独楽の回転軸を動かそうとすると抵抗があり、この抵抗があるので、独楽は回転しているあいだは倒れないのだ、という程度の見通しなら付いたでしょう。

　　「地球が球形」であること、「フーコーの振り子の回転」、そして「独楽の回転軸の不動性」の三つを一緒にしてみて、何故、フーコーの振り子が回るのかを考えてみた時、地球が自転しているのではないかという考えがでます。十分に思索力があり、古代の数学などを知っていれば、紀元前数世紀頃で、地球が自転しているという説が出たはずです。

　　しかし、「フーコーの振り子」は、人為的に造るとできるもので、自然には、なかなかこういうものを造るのは、思いつかなかったでしょう。しかし、好奇心の強い人がいて、独楽や振り子について色々なものを造って楽しんでいると、偶然、以上の三つの条件事実に気づくことがありえます。また、そういう人は知識人である可能性があり、または問題を数学者などに尋ねることもありえたでしょう。

　　まじめに、十分に考えると、地球は自転しているという結論が出てきます。ただ、それが信頼できる、信じられる説かというと、知識人であればあるほど、疑問を抱いた可能性があります。実験によって事実を確認するというようなことを主張し、実践していたのは、アリストテレスとか、ヒポクラテスぐらいなもので、観察に基づくはずの彼らの主張には、色々たくさんの間違いがあります。それ以降になって来ると、自分で観察や実験はせず、誰の先生の本と誰の先生の本の説明は食い違うが、文章を精読すると、こちらの先生の記述が論理的に正しいなどという本末転倒の理屈に終始していたことでしょう。

　　しかし、地球の球形、フーコーの振り子の回転、独楽の回転軸の不動、これらは、人類の叡智を集めなくとも、たまたま偶然が重なれば、好事家や、建築家は見つけていた可能性があります。どうしてこうなるのかの説明を考えることを諦めずに考え続けると、これは地面が回転しているのだ、という結論になります。ただし、上で述べたように、この結論は、誤った結論だと思い、発表しない可能性が高いです。

　　という訳で、独楽の回転軸が、どうも、回っているあいだは動かないというのは、貴方は確認できますし、フーコーの振り子は、天井のかなり高い場所を貸してもらえれば、あるいは貴方の家にそういう場所があれば、実験できます。それほど、難しい装置ではありません。単純には、天井の高い場所と、長いひもと、重りがあれば実験できます。

　　フーコーの振り子は、２４時間当たり、決まった角度を勝手に回転します。幾度実験しても、この角度は決まっていて、それは、貴方のいる緯度が分かれば、緯度をφとすれば、「３６０度 Ｘ ｓｉｎφ」の大きさです。地球が自転している場合には、こういう結果が出てくるのです。貴方は数学は得意とは限りませんから、自分では確認できないかも知れませんが、数学の詳しい人だと、こういう結果は、地球が一日で一回自転しているからだと教えてくれます。

　　独楽の回転軸が動かないというのは、フーコーの振り子にも適用でき、振り子の回転軸は振り子が動いている限り（部分回転しているのです）、変化しないはずです。それが変化するというのは、「地面が回転している」のです。

　　「地面が回転している」などと信じられないので、独楽の回転軸が変化しないのは、実は、正確にはそうでないとか、フーコーの振り子の回転は、未知の理由によるもので、地面の回転の結果でない、などと考えれば、貴重な洞察が失われます（こうして、過去に、地面の回転が出てきたにも関わらず、それをおかしな考えとして棄てた例が多数あった可能性があります）。

　　フーコーの振り子が回転するというのが、地面が回転している、つまり、地球が回転していることの実証なのです。（もし、地面が回転しない、従って地球が自転していないのだとすると、何故、フーコーの振り子が回転するのか理由が分かりません）。

　　（他にも証明法はありますが、手元の材料で証明となると以上のような感じです。フーコーの振り子は、２４時間振らせるのでなく、４時間とかなら、十分錘を重くし、ひもの付け根の摩擦が小さくなるよう工夫すれば、室内でも実験できると思います……長さ２ｍぐらいのひもで、観察できるということです）。

回答No.2

poor_Quark

人間は、惑星とされる天体が直接太陽の周りを回っている姿を見たことはありません。太陽と金星は同時に見えることがあるかも知れませんが、直感的に地動説を導くことはできません。あるのは観測で得られた事実と、そこから導き出される仮定という誰かの主張だけです。現代に生きる私たちのように先に答を知っていれば別ですが、朝晩の、肉眼で確認できる天体の観察という個人的な経験だけで、現在の考えられている太陽系に属する天体の全体的な運動を含めたモデルを一人で構築するのは不可能です。

　では地球、月、太陽、金星など肉眼でも観測できる天体だけに限って言えばどうかというと、これは私の場合ですが、知識という前提がなければ、やはり円運動を基本とした太陽系の単純なモデルにも到達できないだろうと思います。周天円くらいにはたどり着きそうですが。

　歴史上多くの観測者や理論家が少しずつ試行錯誤を繰り返しながら観測に合わない仮定はきりすて、ときには飛躍的な論理をも試しながら本質に少しずつ近づいて到達した過程があります。そのモデルが今の太陽系の姿だと理解しています。でも新しい観測事実が分かれば根底から変わることもあり得ます。

　話を地球と太陽の関係に限って言えばどうかというと、地動説の概念を知識として持っている場合は、簡単な観測で導き出せるとは思います。毎日の太陽の運行を観測するには簡単な機材で可能ですし、そこから自転と公転のイメージを組み立てるのはできないことではないのかも知れません。

　しかし、始めに地動説の概念がなければどうかというと、やはりむずかしいと思います。その根拠ですが、例えば江戸時代の日本において、いくら須弥山思想が強かった時代背景があったとは言え、よく見ると合理的観察力を持った理論家を何人も輩出しているにもかかわらず、簡単な観測記録機器を使えば到達できる、単純地動説という概念を得ることができなかったという事実があります。（直感で到達した人間がいたのかも知れませんが、社会が受け入れた形跡がない）他のほとんどの優れた文明でもおなじでした。ということは、地動説というモデルは歴史の中で多くの天才が時間を超えて協力しあった結果、到達できる結論の一つだったのかもしれないと想像をたくましくしています。

　ですから、単純地動説を追試するのはパソコンがなくても可能かと思いますが、ゼロから構築するのはむずかしい、それが私の予想です。

　関連して地球が丸いことに関して言えばどうかというと、私のおかしな質問に寄せられたみなさんのよい回答がありますので、お読みになってみてください。質問の内容がずれているようでしたらごめんなさい。

参考URL：

http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?qid=156189

回答No.1

myeyesonly

こんにちは。
ケプラーやコペルニクス、ガリレオの時代にはパソコンなんてなかったですから(笑)当然、紙と鉛筆でできますよ。
簡単に言うと、星座が固定している事にして、地球が中心にある場合と、そうでない場合の月や木星や火星の動きを想像（シュミレーション）するんです。
例えば月だったら、地球が中心にあって、その回りを月が回っていったら、どの星座の中をどう動いていくのか・・・という事を他の惑星でも考えてみて、実際の動きと比べるんです。

これのやり方は、図を書いてやれば、鉛筆と物差しで大体判ります。
詳しくは沢山の成書がありますので、それを求めましょう。