ケプラーは科学者か
毎週の授業準備やら試験の準備やらで更新が滞ってしまった．
天文学史の講座には，いろいろな反省点こそあったもののなんとか全8回を無事に終えることができた．その後，チームティーチングでの講座は，勤務校では10年来の悲願?のものだったと知った．新人によくやらせてくれたなぁと感謝の気持ちでいっぱいである．この手のチャレンジ心は学校としても忘れてはならないと思う．
さて，その講義内容のまとめである．すっかり放置してしまった．前回の講義では知識の経由地としての中央アジアを舞台に，古代ギリシアの知識がイスラーム世界を軸に東西に広がった様子を紹介した．
rinsan.hatenadiary.com
今回は，以前書いたように，社会科教諭には普遍論争について話して貰い，僕の方では天動説と地動説の数学的な差異を簡単に解説した．
rinsan.hatenadiary.com
この記事では僕の話した内容をまずまとめたい．
相対運動
力学的に見れば，物体の運動を観察するだけでは自分が動いているのか，観察対象が動いているのか区別がつかない．その一例が昔のWindowsにデフォルトのスクリーンセイバーとして入っていた「宇宙飛行」である．実際は放射状に点が広がっているだけなのに，我々は自らが画面の奥に進むように感じる．
ここで重要なのは，それぞれの場合における「変数の数」である．点が無数に自分に向かうモデルでは，個々の点の速度が変奏となる．一方，自分が奥に進むモデルにおける変数は自分の速度だけである．つまり，自分が動く場合の方がモデルとしてはシンプルなのだ．
ただ，シンプルなだけではそのモデルが合理的である論拠にはならない．変数の多い複雑なモデルを否定する何かがなければシンプルなモデルを採用することはできない．上述のスクリーンセイバーの例では，例えば観測者が加速度運動をしていれば観測者は慣性力を受けるはずで，従って，慣性力の有無で2つのモデルを識別することができる．
天動説と地動説
天動説と地動説の論争も，相対運動のそれと同じで，運動するのが観測者か否かを論点としている．プトレマイオスのモデルでは
- 各惑星の導円・周転円の半径及び速度
- エカント・離心円の位置
が主な変数となる．一方で，コペルニクスのモデルでは，
- 各惑星の円軌道の半径及び速度
だけが変数であれば良い．コペルニクスのモデルの方がシンプルであり，それがコペルニクスを地動説論者たらしめた最たる理由なのだろう．しかし，先にも書いたように，シンプルなだけではそのモデルを採択することはできない．何か独立な観測によってどちらかのモデルを棄却せばならないのだ．
例えば，独立な観測の可能性の1つとしては重力の測定が考えられる．プトレマイオスの天動説理論によれば地球には自転がない．従って，地球上の観測者には遠心力が働かない．そのため，自転軸からの距離に比例するはずの遠心力が作用しないし，万有引力と遠心力の合力である重力の向きや大きさの緯度依存性も検出されない．もちろん，力学体系の完成は地動説が立証されてからニュートンが成し遂げたものだし，この時代に重力で自転を検出することは技術的にも困難だったろう．重力が急に変わることはないので，感覚的にもそれは難しい．地動説の立証はガリレオによる天体望遠鏡の開発を待たねばならなかった．
ピタゴラス派学者，ケプラー
コペルニクスは地動説理論を作り上げたが，それは真円を基にしたものであり，今日の地動説理論とは大きく異なる．現在の理解では，各惑星は太陽を焦点においた楕円運動をするわけだが，それを発見したのはケプラーであった．
ところで，コペルニクスもケプラーも思想的には古代ギリシアを抜け出せていないのは興味深い．そもそもプトレマイオスの天動説理論は，星々をイデア界と結びつけたアリストテレスの影響を強く受けている．従ってプトレマイオスの天動説理論には，イデア界にある天体の運動は真円で構成されるべきという信念があったように見受けられる．コペルニクスもその影響下にあったがために真円で惑星運動を説明しようとしたのだろう．その点，楕円運動を導入したケプラーは一歩進んだかのように思える．ただ，それでもケプラーは古代ギリシアに端を発するピタゴラス派に立っていた．
数学に傾倒していたケプラーは正多面体の数が当時発見されていた惑星の数と同じことに気づく．すると，宇宙は正多面体で構成されているに違いないという考えが彼の頭に浮かぶ．実際，彼が数学の神秘に魅せられた形跡は今でも垣間見ることができ，例えばその1つに「調和の法則」がある．惑星の公転周期の二乗が軌道長半径の三乗と比例するというその規則は，様々な変数を試行錯誤に計算して見つけたものなのだろう．2乗と3乗というシンプルな計算で美しい比例関係が見つかったとき，その瞬間，彼は数こそが宇宙の真理であると悟ったに違いない．まさにピタゴラス派のそれである．
以上の話を踏まえると，コペルニクスもケプラーも一長一短であり，いま理解されている太陽系の姿に至るまでに様々な試行錯誤があったことが垣間見れる．ケプラーもピタゴラス派に立っていた以上，まだ近代的な科学者とは言えない．高校物理の教科書に載るような偉人であっても現代の科学観を共有できるとは限らないのだ．
Astro-H打ち上げ成功
毎週水曜日はエンドレスの職員会議だったのだが，今週は珍しく17時半ごろに会議を終え，教員室に戻って思い出したのがAstro-Hの打ち上げ．まさにH-IIAロケットに点火された打ち上げ数秒前からライブ配信をYouTubeで観賞した．
rinsan.hatenadiary.com
以前にも書いたが，院試でAstro-GかAstro-Hかで迷ったこと，両衛星は本来H-IIAに相乗りするはずだったこと，そしてAstro-Gはプロジェクト中断になってしまったことからしこりののこるイベントだった．とはいえ，僕自身が納得いってるかはともかくとしてAstro-Hの打ち上げは一つの節目にはなるだろう．
さて，天文観測衛星は打ち上げ後に愛称を与えられる．Astro-Hはどんなものになるのかと注目していたが，「ひとみ」となったようだ．
www.jaxa.jp
これまで
と「ぎんが」を除いて（実在云々はさしおいて）空を飛ぶ動物で揃っていたので，少々肩すかしを喰らった感はある．今まで数年間Astro-Hと呼び続けてきたので「ひとみ」に移行するまで時間がかかりそうだ．しかし，X線を「瞳」で見るとどうなるのやら…
放射線教育
宇宙線の話を授業でした際に，放射線が体に当たるとどうなるのか生徒に聞かれたので，東海村の事故について動画で紹介した．1時間まるまるNHKのドキュメンタリ映像を見せるだけというラクな授業?をしてしまったが，アンケートの声を見ると生徒たちにはかなり響いたようだ．
www.youtube.com
放射線による体への被害は，国内では他にもヒロシマ・ナガサキ・フクシマが挙げられるだろうが，純粋に放射線教育を行いたいのであれば東海村JCO事故が教材として最適だと考える．先にあげた原爆・原発は被害が広範囲に渡っており，東海村よりもはるかに政治的な問題になってしまうからだ．冷静に，人体への放射線の影響だけに話題をフォーカスするのであれば東海村の事故が最も無難だろう．
この手の話は教員が話したところで危機感が伝わらない．ドキュメンタリを見せるだけの方が却って授業の効果が高いことを実感した．
普遍論争
天文学史の授業で，世界史教諭のアイディアから「普遍論争」を生徒に体験させる取り組みを行った．信仰は理性で説明できるか否か，ワークシート形式で議論・検討してもらった．詳しい内容は改めて記事にするつもりだが，古代・中世・近代と向かうにつれ次第に両者が分離して科学が今ある点が明らかになり授業する側としても面白かった．しかし一方で，現代の科学ではそれが逆行している部分もあるのではないかと感じた．
具体的には以下の記事を眺めて考えたい．
4knn.tv
STAP細胞に関する研究は，科学の方法論にはそぐわないことで不正と認定されるに至った．そんな中で，いまだに上記の記事に示したような支持者が残るわけだが，そこにあるのはある種の信仰心ではなかろうか．科学の方法論を理性と捉えられるのに対し，STAP事件の渦中の小保方氏への応援は信仰に近い．もともとは予算獲得のために彼女のパーソナリティを前面に出したところがその起源だと言えるだろう．存命中の科学者にスター性を求める現代の科学（理性）のあり方が信仰を生んだことは科学史的な観点で興味深い．
イカ東
「いかにもな東大生」を略して「イカ東」と呼ぶらしい．
イカ東（いかとう） - 日本語俗語辞書
この単語を知ったのは学部生から修士の院生だった頃だと思う．最近，オーケストラの活動を本格的に再開しつつあるのだが，これをきっかけにこの言葉を再び意識しつつある．
最近，新しいオーケストラを立ち上げて演奏会に向けて練習している．このオーケストラの団員には東大の学生・OB/OGが多い．自分も含め，何かにつけてソツなくうまくまとめるなぁと思う．一方で，遊び心などが足りないように感じることがしばしばである．各人で理想は持てているのかもしれないが，それを達成する方策に不器用さが残るとでも言えば良いだろうか．舞台上で感じる自分と，それを観た観衆の抱く印象は一致しないもので，例えば思い切りなんかが役者には要求されるのだろうけど，それが足りないような場面をしばしば見る．20代前半の団員が多い関係で，30目前の自分としては過去の自分を彼らに投影しているのかもしれない*1．
話は変わるが，昨日，東大オケの定期演奏会を聴きに行った．仕事の都合でメイン曲（フランクの交響曲）にしか間に合わなかったのだが，ここにも「イカ東」を感じた．もちろん，演奏は安定しており，管楽器のソロや弦楽器の弱奏部は安心して聴け，曲をしっかりと分析した精緻な，そして期待通りの演奏だった．一方で，僕がフランクに対して抱いていた「悩ましさ」という印象とは少し違ったものを感じた．語彙が貧弱なものでうまく書けないのだが，既に「答え」が出ているような演奏とでも言うのだろうか．曲の構造理解に少し偏っていて冷静過ぎる，個人的な印象としては「いかにも東大生」的な演奏だったと思った．もちろん，以上は僕のフランクに対する感性であり，彼らの解釈とそもそも違う可能性もある*2．だけど，ここ最近の自分の思考を踏まえるとここにも「イカ東」を感じてしまったのである．これも過去の自分を東大オケに投影しているだけかもしれないけど*3．
いずれにせよ，過去の自分は窮屈な人間だったなと感じるこの頃である．
*1:10年後にこの発言を見たら何言ってるんだと思うこと必須なのだけど．
*2:プログラムノートを読むと，団員はフランクをドイツ音楽とフランス音楽のハイブリッドと捉えているようなので（要約），宗教的な苦悩を含んだ内省的な音楽と捉えた自分と齟齬があったことは十分考えられる．
*3:本筋とは離れるが，アンコールのマメールロワは素晴らしかった．全てが終わって伸び伸び弾いていた．アンコールなので全体練習はごくわずかだったかもしれない．だけど，東大オケの場合はそもそも技量の土台がしっかりしているので，フランス音楽に取り組むときは練習のしすぎで「分かった気」になるよりは，練習回数を絞った上でノリに任せるのもまた面白いのではないかと考える．そういうリスクを取らないで練習回数を確保するのが安全なのは理解できるが．
自転速度と質量と
センター試験の過去問を眺めていて，木星型惑星は地球型惑星より自転が速いと知ってこれをどう説明するか悩んでる．大きい天体だとタイムスケールが大きくなるから自転が遅くなるかと思いきや逆センスだった．とはいえ，質量が大きい天体ほどり広い範囲でガスを集めるから角運動量が大きくなるのは分かる．実際，太陽系の惑星に関しては，質量と自転周期は相関するように見える．
ここで，相関に乗らない例外が2つあって，それは金星と火星である．金星はそもそも太陽系惑星で唯一，自転の方向が公転の方向と逆向きの天体であるから良い（厚い大気の摩擦が効いてる様々な説があるらしい）．一方で，火星はなぜ質量の割に自転速度が大きいのだろうか．
ハーフマラソン
先週の日曜日にハーフマラソンに出た．赤羽ハーフマラソン．5年ぶり3回目の参加．前日に雪の予報が出ていたため，中止もありうるなと思い（そして年始から風邪をひいており練習不足だったこともあり），いまいちモチベーションの上がらないままの参加だった．結局，5分/kmで淡々とジョギングすることにして，目標は楽々達成．
谷川真理さんがゲストランナーで出ており，途中で抜かれたのだがやはり身のこなしが違う．進むのは速いのだけど体の動きはゆっくり．ついていこうと思ったが，夜に鍋会を控えていた関係で早々に諦めてしまった．地面をしっかり蹴ってるのが違うのだろう．秋に諏訪湖ハーフマラソンを走ったときの自分の写真を見て思ったのだが，当時は走ってるつもりでも，写真では走っているように見えない．惰性で動いているだけで蹴りが足りなかったのだろう．谷川真理さんの走りを近くで見て自分に足りないものが見つかったので，なんだかんだ有意義なレースになった．
