地動説の根拠を素人にもわかるように説明するとしたら、どうなりますか？

Question

ウィキによると、
アリスタルコス
コペルニクス
ガリレオ
ニュートン
という人たちの学説によっても、地動説が万人を納得させることはできなかったようです。
また、2014年、アメリカ科学振興協会は、アメリカ人の約4人に1人は、いまだ地球が太陽の周りを公転していることを知らないという結果を公表している、とのこと。
ローマ教皇庁ならびにカトリックが正式に天動説を放棄し、地動説を承認したのは、1992年の事であったとも。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E5%8B%95%E8%AA%AC

地動説の根拠を素人にもわかるように記述することは可能でしょうか？
それとも、相当の科学的知識がないと理解は難しいものですか？
普通の言葉で地動説を説明できますか？
ということです。

cyototu · Accepted Answer

＞地動説は確定的ではない、というお立場ですね。

いいえ、私の本当の気持ちは、地動説って多分正しいんだろうと思っています。ただし、それを本気になって自分で確認し、

「そーなんだよ。地球が太陽の周りを回っているんだよ！ユーレカ、ユーレカ」

と言いながら外の飛び出したくなる衝動に駆られたことがないので、私自身は地動説が正しいかどうか分からないと言っているだけです。

でも私は、長年の研究生活で、どうすれば、自分自身で地動説を確信できるかの方法は知っていますよ。ケプラーがやったことを追体験すれば良いのです。まず、惑星が太陽の周りを「円運動」しているという仮説を立てて、先人たちが書き残したあの膨大な観測資料との整合性を調べる。ケプラーの時は、欠けた部分の資料を自分自身で観測して補完したと聞いています。その観測だけでも年単位の時間がかかっていると思います。その結果、ケプラーは驚いたんだと思います。なんと、その仮説が間違っていたことを発見したからです。

その後、彼は悶々としながら長い間悩んだんだと思います。そしてある時、

「ちょっと待て、これって楕円運動じゃないの？」

って閃いた。そこで、改めてその新しい仮説を使っって観測値を整理した。そうしたら、ドンピシャと合った。ケプラーはその時、

「ユーレカ！」

って叫んだんじゃないでしょうか。だからケプラーは、誰かが筋の通ったことを言っているので、多分それが正しいんだろう、なんてレベルで解ったつもりになっているのではなくて、体で解っちゃたんじゃないでしょうか。

だからもし私がその主張を体で同意するためには、このケプラーの経験を追体験すれば良いと思っています。それまでは、私は

「みんなそう言っているけど、本当のところは私は知らない」

と思っています。でも、私はそこまでして解ろうとはしません。

何故ならその追体験をするには、地球を中心とした座標から太陽を中心とした座標系に移る幾何学の理解や、膨大な資料との突き合わせなど、大変な準備と時間が必要なことを知っているからです。そしてもっと重要なことは、その大変な努力をした後で、やはりケプラーが正しかったという結論が出てきてしまうような気がしているからです。膨大な努力と時間を費やした後で、

「皆さん知ってますか？やはりケプラーは正しかったんですよ！」

なんて皆に言って回ったら、

「何を今更。あんた頭おかしいんじゃないの」

て言われてしまうことが今から想像できるのです。

そんな仕事をするよりも、皆さんが現在解っている気になっている事象で、実はそれが違っているんじゃないか、本当はこうなんじゃないかという問題が私の頭の中にいくつも蠢いている。

「ユーレカ、ユーレカ、皆さんが今までそう思っていたけど、実はその反対が正しかったんですよ！」

ってな仕事をしたい。私にはケプラーの追体験をしている時間がないのです。

だから、地動説は確定しているんだと思ってはいるけど、教科書にそう書いてあったとか、フーコーの振り子だとか、コリオリの力とか、年周視差だとかを学校で教わったと言う以外に、私にはそれを体で納得した経験をまだしたことがない、というのが私の立ち位置です。そして、私の研究室に入ってきた若い連中に、上記のことを話して、

「本当のことを言うと、あんたがたは地動説に関して洗脳されているだけで、本当のところはまだ体得していないんだ」

と檄を飛ばしているのです。

誤解なきように。洗脳は必ずしも悪いことじゃない。屁理屈ばかり言ってまだ自分で考える能力のない連中を正しい主張で洗脳することは、社会に出て余計な摩擦を起こさない人生を送れるようになるために、教育上好ましいことなんだから。

tknakamuri · Answer

決定打はケプラーの楕円軌道説
というのもどこかで読んだような。

楕円軌道(ケプラーの法則)を元に惑星の運行予測表(ルドルフ星表)
が、作られたが、それまで作られた他の表より遥かに精度が高く
以後、惑星の運行予測になくてはならないものとして広く普及した。

つまり、まともに使える運行予測表が、地動説ベースのものしか
残らなかったということらしいです。

cyototu · Answer

＞地動説の根拠を素人にもわかるように記述することは可能でしょうか？

この文章を素人の方にもっと解るようにするには、

「地動説を信じる根拠を素人にもわかるように記述することは可能でしょうか？」

とする方が、素人の方にも納得が行くと思います。そして、それを信じる根拠は、教科書にそう書いてあるからです。日本人は公や学校を信用しているので、それを信じる根拠はそれで十分です。一方アメリカ人は日本人ほど学業に投資しない国民なので、学校で教わってもそれを信用できないのでしょう。

私は自分の研究室に入ってくる院生にはじめに聞く質問は、冗談でなく、

「太陽が地球を回っているのか、それとも地球が太陽の周りを回っているのか、どちらだ」

なんですよ。何故なら、私にはいつ見ても太陽が回っているようにしか見えないからです。でも、教科書には地球が回っていると書いてあるので、本当のことは私にはわからないけど（何故なら、自分の体でそれを納得する努力をしたことがないので）、もし人に聞かれたら、政治的な返事として、地球が回っていると言うことにしています。そう言っておかないと変な人って世間で見られてしまうことがわかっているからです。研究とは論理の積み重ねで出来るようなものではありません。理屈を優先して、現に自分で見ているものを信じられないような人には研究はできませんから。

んで、hakobuluさんが地動説を受け入れている根拠は何ですか？　教科書にそう書いてあったとか、何とかの公式を学校で教わったと言う以外の根拠はあるんですか？

doc_somday · Answer

小説ですが、シャーロック・ホームズは地動説など忘れることにしたそうです。生きていく上で必要無いからです。私は元研究者で理博ですが、ニュートンの力学はまるっきり知りません。
もちろん大学の物理で習いましたが、試験が終わったと同時に忘れました。

head1192 · Answer

№２さんの言うとおり、いちばん直接的な根拠は年周視差、つまり地球がふらついていないと観測できない現象です。
そのふらつきがすなわち公転ということです。

しかしこれさえ「いや、それをもって地球が太陽の周りを回っているとは言えない」と理屈をつけられます。

ただ、一つの根拠では弱くても、いくつもの根拠が集まると補強しあい、堅固なものになることがあります。
地動説の地位は
・周転円の少なさ（コペルニクス）
・木星とその衛星の運動の様子（ガリレオ）
・惑星の精密な軌道（チコ/ケプラー）
・万有引力（ニュートン）
・年周視差
などに支えられて初めて成立しています。

「これが決定的だ」というものはありません。

tknakamuri · Answer

例えばフーコーの振り子は?
あれで、少なくとも地球が毎日ほぼ－回転している
ことはカ学的には証明できる。
つまり地面は動いている(^^;

han-ka-2 · Answer

S. Weinberg 先生の近著,
 `To Explain the World: The Discovery of Modern Science,' Harper, 2015.
あるいは，その訳本
 赤根洋子 訳: 科学の発見, 文藝春秋, 2016.
をぜひともお読みください。過去の物理学者の誰がダメで誰が偉大だったかが，素人向けにもわかり易く書いてあります。

chiha2525 · Answer

直接的には、年周視差というものが観測されているから、ということになるでしょう。
地球が太陽の周りを回っていたら、近くの星と遠くの星とで見える角度が変わるってことです。

一般に言われているのとは正反対に、天動説は科学的に考えて正しいとされており、地動説は神への信仰に支えられていました。天体の運行が正確に観測されるようになると、その動きに修正を加える必要が出てきて（摂動といいます）、さらに正確に観測されると摂動に摂動を加えると言う複雑なものになっていったのです。これに対して”神はこの世をそんなに奇妙なものに作るはずがない”という信念で考え出されたのが地動説でした。そして、ではどちらが正しいのか？といったときに出てきたのが、年周視差（の有無）でした。そして観測の結果、年周視差は観測”されず”、地動説は間違いと結論づけられたのです。ちなみに年周視差が観測されなかったのは、当時考えられていたより星までの距離がはるかに遠かったため、年周視差があまりに小さく、当時の観測の精度だと観測されなかったためでした。（なので現在ではちゃんと観測されています。）

地動説は（科学的に）否定されたものの、天体の動きがシンプルに説明できるという点では捨てがたいものだったため、一部の人たちは、地球の周りを星が動くが、水星や火星などの惑星は（地球の周りを回る）太陽の周りを回っている、というモデルを考えたりしていました。

今まで”信じて”いた天動説・地動説の話とは真逆のことが実際の出来事であったというのは、なかなかに衝撃的ではありませんか。

endlessriver · Answer

もはや地動説が正しいとか天動説が間違いという議論は過去のものです。
運動とは何か？　という事をよく考えると、「運動の記述には基準が必要である」ことが
わかります。

その基準がどうなっているか、ということは物理の議論対象ではありません（今回の議論
では）。たとえば、よく火星の不可解な運動によって、地動説が正しいと言われますが、
この言明をよく分析すると、「地動説が正しい」などとは言っていないのです。ほんとう
は「地動説で説明すると簡単になる」としか言っていないのです。

つまり、正しいから地動説を取ったのではなく、説明が簡単になるからなのです。
ポアンカレの言うように必然性が無ければ物理は簡単なものを選べばよい、だけなのです。
そして、簡単だから、人工衛星の記述は天動説に従っている（よく知らないので多分）。

地動説の根拠を素人にもわかるように説明するとしたら、どうなりますか？

＞地動説は確定的ではない、というお立場ですね。

決定打はケプラーの楕円軌道説

＞地動説の根拠を素人にもわかるように記述することは可能でしょうか？

小説ですが、シャーロック・ホームズは地動説など忘れることにしたそうです。

№２さんの言うとおり、いちばん直接的な根拠は年周視差、つまり地球がふらついていないと観測できない現象です。

例えばフーコーの振り子は?

S. Weinberg 先生の近著,

直接的には、年周視差というものが観測されているから、ということになるでしょう。

もはや地動説が正しいとか天動説が間違いという議論は過去のものです。

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