マントル対流は実証されていますか？

質問

プレートテクトニクス説の根拠となっているマントル対流論は、もともと大西洋底の分離を説明するために考え出された仮説です。科学的な理論であるためには、実験などにより、実証されなくてはなりません。
対流というのは本来、お湯や味噌汁で見られるようなものです。中央部で上昇して表面に達した後、360度、周辺部に向かって放射状に拡散するはずです。中央海嶺で線状に湧き出る上昇流も、左右に板状に分離する対流も、それらの存在が実証実験されたわけではありません。
受け売りでマントル対流論を持ち出す科学者や学校の先生たちに、勇気を出して質問してみて下さい。「そういう実験を見たことありますか？」と。

回答No.4

teppou

No.2です。

　私の回答の主旨は、科学的仮説の正しさを証明することはできないという事です。

　できる事は、仮説と観測や実験との整合性を検証する事だけです。

　全く矛盾が見つからなくても（数学的な意味で）証明された事にはなりません。

　矛盾なく説明できる他の仮説の存在を否定できません。

補足

「数学的真理は100%正しい。それはトートロジー(同語反覆)だからだ。それに反して物理法則が100%正しいということはない」と記号論理学の先生から聞いたことを思い出しました。
「反証可能性を持っている仮説は科学的に健全である」という言葉を読んだこともあります。誰の言葉かな、と検索してみたら、科学哲学者カール・ポッパーの言葉のようです。
　東海地震が来る来ると言われ続けながら数十年が経ち、その間に、それ迄の理論では解明できない新しいタイプの地震が数多く起き、それでもそれらは、プレートテクトニクス説そのものの反証とは考えられていません。
　もっと本格的な実験方法を考案すべきです。日本海溝の陸側に、下降プレートに達するような深い穴を掘ってパイプを立て、数年、もしくは数十年後にパイプが曲がっていたら、プレート説は実証されます。しかし曲がっていなかったなら、それはプレート説そのものの反証となります。

回答No.3

久保 泰臣（@omi3_）

間接的証拠では判決は出せないとお考えですね。

例えば
地球シュミレーターは、預言が当たってしまいました。
その気象理論は正しいのです。

温暖化は嘘だとブッシュ企業が否定しましたが、
国際社会の足を引っ張った人類史上の罪深い事だといえます。

シュミレーションは信用できます。

火星旅行だとかの空想は、信用するとバカを見ますが。

補足

シミュレーションは、通常の実験を行なえない分野においては、有効であると思います。
　私は以前、地球の核の大きさが変化すると、地表の対流パターンがどのように変わるかを知りたくて、無重力空間における実験方法をいろいろ考えたりしました。熱対流の起こらない空間で、その代りになる対流を起こせないものだろうか？というわけです。しかし、コンピュータによるシミュレーションならば、そういう実験が可能かも知れませんね。
　検索の言葉を変えて動画サイトをいろいろ探すと、興味深い映像が沢山出てきます。昔はベナールの対流実験のイラストぐらいしかなかったので、言葉通り、隔世の感があります。

回答No.2

teppou

素晴らしいご意見だと思います。

　質問になっていないので、回答になりませんが、私の考えを書いてみます。

　おっしゃる通りプレートテクトニクス理論にせよ、マントル対流説にせよ単なる仮説です。マントルの実際の動きを観測することなど、当分できないでしょう。
　しかし、地殻が動いている事は観測されていますし、マントル対流仮説を取り入れると説明できる事がたくさんあります。だからマントルが対流しているとは言えないのですが。

　こういう事は進化論などにも言えることで、いまだ生物の進化を確認した人はおりません。

　＞科学的な理論であるためには、実験などにより、実証されなくてはなりません。

　上げ足をとるようですが、この部分は少し違うと思います。
　新しい理論が出た場合、その理論が自然現象を矛盾なく説明できるかどうかを検証するのであって、理論そのものの正しさを実証するわけではありません。理論はあくまで仮説です。別の理論でも同じように説明できるかもしれません。

　マントル対流については、いずれ地中の様子を観測する事が出来るようになれば、判断できる事です。

　しかし、いわゆる科学という物は、自然現象について何かを証明しようとしているのではないのです。
　数学を除いて、科学で何かを証明することはできないのです。（数学を科学の範疇に入れるかどうかは議論があります。）

　むしろ証明しようのない事を、いかに納得しやすい形の理論にまとめるか、というのが科学という学問です。
　ですから倦まず弛まず理論と自然現象の矛盾がない事をを検証し続けなければならないのです。

　突飛な話をしますと、ニュートンが提唱した万有引力の法則を疑う人は現在ほとんどいないと思いますが、（疑いを持っているごく少数の人々がいるそうです。）万有引力なる事象の実在が実証された事はありません。
　実際ニュートンが発表した後すぐに宇宙には物質を押しつけ合う力があるというような理論が出たそうです。すぐに破綻したそうですが。

　もう少し突飛な話をしますと、天動説と地動説についても間違っているとか正しいとかが実証されたわけではありません。
　ただ、万有引力の法則とニュートン力学を地動説と組み合わせると、天体の運動と地上の運動が同じ理論で説明できるという事だけです。この事が重大な事でもあるのですけれど。

　「科学的に証明された技術」とか「安全は科学的に証明されている」などという言葉を時に聞きますが、意味のない言葉だと思います。こういう事をいう人は、詐欺師に相違ないと思います。

　話がずれたかもしれませんが、理科教育の中で仮説という事の意味をもっと教える必要があると思います。

お礼

さっそくのご回答ありがとうございます。好意的なお言葉もあり、嬉しく思います。
「実験などにより、実証されなくては」という私の言葉が気に入らないようですが、科学の理論にとって、実証性は非常に重要なことです。もちろん自然には、実験も観測も及ばない分野があることは確かで、その場合には、既知の知識との論理的な整合性だけが拠り所になります。しかし、観測や実験できる分野を少しでも広げよう、と研究者たちが頑張ってくれていることで、科学の進歩がもたらされるのです。
　科学の歴史を見ると、どうしてあの時代の人たちは、あんな間違った考え方をしていたのだろう？と不思議に思うことがあります。現代という時代を後の世の目で見ると、同様にして、おかしいことが多々あるはずです。
「定説をも疑え。理に適った批判は、科学そのものにとっても良いことである」とは、カール・セーガンの言葉でもあります。

回答No.1

kamobedanjoh

マントル対流を説明した理学書をお読みになりましたか？
マグニチュード７クラスの地震を、人工実験することは不可能ですし、数十年に一度のような豪雨・豪雪を、室内実験で確認することも出来ません。
マントル対流を裏付ける、対流説でなければ説明出来ない各種の事例や、物理的傍証をトータルに説明出来るのが「マントル対流説」です。
実験ばかりが証明法ではありません。
あなたのお部屋に太陽を出現させることは不可能です。
現代地球物理に関する著書は、「無数」と言いたいほど多数刊行されています。
実験が不可能な事柄は、傍証の積み重ねと、過去の活動の痕跡から類推され、多くの学識者の賛同を得た理論が「定説化」されて行きます。
マルチアンビル法やダイヤモンドアンビル法・超高速レーザー撮影で、マントル岩石の振る舞いが実験されています。NHK放送大学の講座でも、丁寧に解説されています。４月からの放送に期待しましょう。
今少し、書籍にも目を通してみて下さい。
反論があれば、論文に纏めて発表すべきでしょう。
なお、対流現象は、お湯や味噌汁だけのものでは無く、固体の熱運動現象でも起こります。

補足

ウェーゲナーの大陸移動説は、何故動くのか？の原動力論でつまずき、一時期、廃れた状態にありました。それを復活させたのは、アーサー・ホームズのマントル対流論です。彼の「一般地質学」を教科書にして育った研究者たちは、マントル対流論をイラストごと、すんなり受け入れてしまったのです。
　紙の上に描かれたイラストでは、上昇流は左右に分かれます。それを見た人は、金太郎飴の断面を見ているかのように錯覚し、イラストの背後にもずっと同じ形が重なっていると思いがちです。その結果、南北に長く続く大西洋中央海嶺は、その両側の諸大陸を引き裂いた対流の湧き出し口だということになってしまいました。
　対流の本来のイラストは、断面ではなく、開いた傘を斜め上から見た形で描くべきです。これだと、中央海嶺の形を説明できません。しかしプレート説が隆盛を極めている現在、この根源的な問題を今更に持ち出せる勇気ある学者は、一人としていません。