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2000年の常識を覆した天才ケプラーの発想術【ケプラーの法則】

この知識はこんな方におすすめ

  • 変化の激しい時代を生き抜いていきたい!
  • 世の中の変化を恐れることなく先んじたい!

2000年も信じられた常識を打ち破った!

皆さんも学校で一度は習ったことがあると思いますが、ケプラーの法則というものを覚えているでしょうか。

そのケプラーの法則のヨハネス・ケプラーさんはいわゆる本当の天才ですが、そんな歴史に名を残した偉人の中でも、名前は誰でも聞いたことはあるけれど今ひとつどんなすごいことを成し遂げた人なのかわからないという人について今回は掘り下げてみたいと思います。

ケプラーさんは2000年間もの間人類が信じていた原則のようなものをひっくり返した人で、その結果として現代の宇宙物理学の基礎のようなものを築いた人です。
とんでもないことを成し遂げた天才ですし、学校でもケプラーの法則やケプラー式望遠鏡を発明した人として名前は残っているわけですが、今ひとつどんな人なのかわからないという人の方が多いのではないでしょうか。

特に、このケプラーさんがケプラーの法則を発見するに至った思考過程というものは、現在の僕たちにとってとても必要になる考え方です。

2000年間もの間誰も疑うことがなかった常識を観察による疑い、そこからアナロジーというテクニックを使い、自分の想像力による類推によりケプラーの法則という宇宙物理学の基本的な法則にまでたどり着いたとんでもない人です。

これからの未知の時代を生き抜くために

解決法やその解決のためのツールがない中で、どのようにしてそんな科学の基礎にまでたどり着いたのかというのが、これからの時代を生きていくためにとても参考になると思います。

これから先コロナの後には全く違う社会になっていくはずです。
この大きく変わっていく社会の中で、どのような能力があれば未知のものに立ち向かいそれを解き明かすことができるのでしょうか。
これから先の時代の変化について行き、あるいは、それを先取りしてみんなが当たり前に信じていることをケプラーさんのように疑い先んじることができるのかということをヨハネス・ケプラーさんの生き方に学んでみたいと思います。

ヨハネス・ケプラー

ヨハネス・ケプラーさんは1571年に生まれて1630年に亡くられています。
ドイツの天体物理学者とされているケプラーの法則で大変有名になられた方です。

昔は地球や月などの天体というものは聖霊の力によって動いていると信じられていました。
いわゆる天動説と地動説が議論されていたり重力の概念もなく、物理学としての基礎的な概念も何もない時代でした。
いわゆる物理学としては宇宙物理学というのは特に難しいものですし、そもそもその基礎的な知識も何もない状況の中、なぜ彼は現代でも教科書に載っているようなケプラーの法則にたどり着くことができたのでしょうか。

とんでもない偉人ですから、ケプラーの法則自体やケプラーさんの人生を紹介する人は結構いますが、どのようにしてケプラーの法則にたどり着いたのかという過程がとても役に立つ内容なので今回はそれを解説したいと思います。

ケプラーさんは今では天体物理学者と言われますが、昔には天体物理学者という職業はありませんでした。
ですから、当時としては数学者とか自然哲学者とか、占星術をされている人でした。

生まれとしては現代のドイツで生まれたというだけであり、生まれた頃は神聖ローマ帝国とされていました。
この神聖ローマ帝国の自由都市ヴァイル・デア・シュタットというところで生まれたそうで、ここが現代のドイツのシュトゥットガルトにあたるそうです。

お父さんが居酒屋をされていてお母さんは宿屋の娘だったそうですから、ごくごく一般的な家庭で生まれたそうです。
お母さんは薬草を使って治療するヒーラーだったそうで、いわゆる魔法のような考え方と科学がまだ分かれていない時代です。
科学的に考えるというよりは、世の中は不思議な力や精霊の力で動いていると信じられていました。
薬草を使っているので薬学ではありますが、その薬学とヒーリングが分かれていなかったわけです。

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現代では科学がその発達によって魔法や迷信や神の存在をも完全に覆しています。
そんな科学がまだ芽吹いたばかりの人ですから、科学の力によって現代のそのような状況を築いたうちの1人がケプラーさんだということです。

ケプラーさんは成長するにつれて家庭の経済状況が悪くなり、お父さんは家庭を支えるために傭兵になったり家族と離れ離れになったりと結構苦労もされた方です。
しかも4歳の時に天然痘にかかっていて、彼の伝記を読んでみると一生この天然痘に苦しめられているようです。
このせいで目が不自由になったりもしたそうですが、それでも苦労しながら努力してケプラーの法則を発見したりもされました。
ですが、結局子供のころから苦しめられてきた天然痘で奥さんや子供も失ってしまいました。

そんな苦しい人生を歩んでいるわけですが、彼の人生を大きく変えたのは6歳の時に見た大彗星だったそうで、その彗星がまさに宇宙物理学をつくるきっかけになり魔法や神話を覆すきっかけにもなったわけです。

この大彗星は1577年の大彗星として非常に有名なものでヨーロッパでかなり大きく見て確認することができたそうです。
ケプラーさんはお母さんに連れられて高台からそれを眺めただけだそうですが、それが強く記憶に残っていてそれが後々の研究につながったそうです。

教科書ではケプラーの法則については教えてくれるでしょうが、大事なのはその法則の内容ではなく、なぜそれを発見するに至ったのかという経緯をもっと教えてくれれば子供ももっと興味を持つのではないかとも思います。

ケプラーの法則

ケプラーの法則について忘れている人も多いでしょうから簡単に復習しておきます。
ケプラーの法則は第1法則と第2法則と第3法則とがあります。

ケプラーさんは当時は物理の概念もなかったので、ひたすら動く星の動きを確認して、その星の動きと地球上に起きることに対して、アナロジー(類推)で様々な思考を巡らせたそうです。
身近なものを利用しながらアナロジー(類推)によって理解しようとしたわけです。
なんとそれだけで3つの法則を見つけています。

第1法則(楕円軌道の法則)

地球や火星や金星といった惑星が太陽をひとつの焦点とする楕円軌道をとっているというのが第1法則になります。

綺麗な円ではなく楕円軌道で回っているということを今のように顕微鏡など技術が発展しているわけでもない時代に彼は気付いていたわけです。

第2法則(面積速度一定の法則)

惑星と太陽を結ぶ線が単位時間に動くことで描ける面の面積が一定だというものです。

楕円軌道上を動くので速度としては位置によって変わるわけですが、この面積速度としては一定になるということに彼は気付いていたということです。

第3法則(調和の法則)

地球などの惑星の公転周期の2乗が軌道の長半径の3乗に比例するというものです。

例えば、遠く離れた星の恒星の質量というものはケプラーの法則を使って求めることができるものです。
恒星の質量というものは太陽の周りを回っている地球のような惑星の公転の周期から導くことができます。

こんな理論を神聖ローマ帝国の時代に見つけているわけです。

当時の常識とは?

では、今回の最も重要な部分ですが、これをどのようにして見つけたのでしょうか。
ケプラーさんが生きていた時代に世の中の人がどのように考えていたのかということから考えてみるとわかりやすいと思います。
ケプラーさんも最初は常識から始めました。
そこに疑問を持ち観測とアナロジーを積み重ねた結果ケプラーの法則にたどり着いています。

今でこそ宇宙についてほとんどの人が基本的な部分は理解していますし学ぶこともできますが、当時の人たちは天体の周期的な動きについては理解していました。
例えば、冬になれば同じような星座や星の位置になるとか、月も太陽も同じように登り同じように降りていきます。
それを知っていて、そこに規則性があるから星座占いのようなものが生まれたわけです。
文明の中でも暦が生まれて重要視されてきたわけです。

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そんな星の動きに対して当時有力だった説としては、星々というものはそこに浮いているのではなく、星と星の間に何かしらあるはずだと考えられていました
そこに何もないという発想がないので、そこに歯車のようなものがあり星はそれにくっついていて歯車と一緒に星も動いているというのが有力な説だったそうです。
そして、その歯車を動かす力を作り出しているのが精霊だと考えられていて、そんな聖霊の力があるからこそ天は回っていると当時は多くの人が思っていたわけです。

今では僕たちは星もずっと輝いているわけではなく寿命があるということも知っています。
ですが、当時は星というものは普遍なものだと考えられていました。

この透明な歯車で天は満たされていると考えられていて、それが動くことによって星が動いているという説と天は普遍だという2つの常識をケプラーさんは自分の観察だけで打ち破りました。

この歯車のようなもので動いているという説と天は普遍だという説は2000年以上にわたり信じられてきた説です。
2000年間もの間多くの人が常識だとしてきたものをケプラーさんは疑い打ち破ったわけです。

どのようにして常識を打ち破ったのか?

まず、ケプラーさんが6歳の頃に見たと言われている大彗星から、そこに歯車はないのではないかと考えました。

本当に天が透明な歯車のようなもので満たされていて、そこに星が乗っかっているのであれば、なぜ彗星はあのように動くのかということを考えたわけです。
ほとんどの人が輝く彗星に対してただ綺麗だと感じているだけなのに、ケプラーさんはまっすぐ動くということがなぜできるのかということに疑問を感じました。
なぜ透明な歯車があるのであれば、彗星はそれに沿って動いたり、あるいは、まっすぐ彗星が動くのであればその歯車が壊れたりしないのかということに疑問を覚えたそうです。

「常識に対する疑問ポイント1 :彗星の動き」

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当時カシオペア座の超新星爆発というものが起きて、ケプラーさんはそれも目撃しています。
超新星爆発はもちろん星との距離にもよりますがかなり明るく輝くそうです。

そこでもテプラさんは考えたわけです。
天は普遍だというのもこの超新星爆発から考えると間違っているのではないかと疑問を持ちました。

「常識に対する疑問ポイント2 :超新星爆発」

この2つの疑問からケプラーさんは考え始めました。
星を動かしている力は聖霊によるものだと信じられていた中、星の観察を続けたところで、太陽から離れた星はゆっくり動いていて太陽から近い星は早く動いているということに気がつきました

これは重力の概念から考えると当たり前のことではありますが、当時にはそもそもその重力という概念がないわけです。

当然ですが精霊の力で動いていると考えられていたので、最初は太陽から遠い星は精霊の力が弱いのではないかとも考えました。
そこから、この離れている星の精霊の力が弱いということは、もしかするとその星には精霊はいないのではないかと考え始めました。
星々それぞれに精霊がいると世の中では考えられていましたが、太陽の中に唯一の精霊がいて、その精霊が星々に力を宿しているのではないかとパラダイムシフトを起こしたわけです。
ここで考え方としては重力に対して若干近づいたということです。

「太陽に唯一の精霊がいるのではないか?」

 

精霊の力を身近なものでアナロジー(類推)

アナロジー(類推)は未知のものに遭遇した時に、自分の身の回りのものやそれまでの経験から近いものは何かないかと考える思考法で、ケプラーさんは多くの偉人たちの中でもこの類推力が極めて高い人でした。

太陽から遠いほど力が弱まるのではないかという考え方に対して、彼は熱や匂いからこの類推を行いました。
匂いはその対象物を近くで嗅ぐと強く感じますが、距離が離れるにしたがって弱くなっていきます。

そこから考えて、太陽の近くや中にいるであろう精霊の力はこの匂いと同じような性質を持っていて、そのために近いところでは強く働き遠いところでは軽く働くのではないかと考えました。

精霊の力という未知の力に対して類推する時に、自分の身の回りにあるもので彼は考えたわけです。
これが結果的に方向性として正解だったということです。

これがアナロジー(類推)であり現代でも使える力です。
人は遭遇したことがない未知の問題に対面した時に、それまでの経験であったり身の回りのものから類推していくものです。

さらには、ケプラーさんは聖霊によるものではなく「力」という言葉を使い始めたそうです。

当時の人はいわゆる力というものは離れているものの間では働かないと考えられていたので、だからこそ、星と星の間には何かそれを繋ぐものがなければならないと考えたわけです。

ケプラーさんは惑星と太陽の間に別の惑星が来たとしてもそこで何も干渉することもなく、太陽の力というものは動いている天体にしか影響を与えていないということに気づきました。
それに対して彼は光ではないのかと考えたそうです。
これは厳密には違いますが、光というものはペンライトで何かを照らしたとすると、光の発生源であるペンライトは光りますが、その途中の過程には何も見えないのに途中に手をかざすと光の着地点だけが光ります。
この太陽から及ぼされる見えない力もこれと同じではないのかと考えたわけです。

このように問題にぶつかるたびに自分の身の回りにも同じようなものはないだろうかと考えて、自分なりの仮説を立ててそれを解決していったということです。

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当時概念として存在もしていなかった重力というものを光から類推することによって理解しようとしたのがケプラーさんの素晴らしいところです。

さらに、彼はこの力が光の仲間のようなものなのではないかと考えただけ終わりませんでした。
惑星の動きというものは日食や月食の時も止まることがないということに疑問を持ちました。
光が遮られても動きが止まることはないので、光と近くでも何か違うのだろうと考えました。

そんな彼は同時磁石というものは見つけられていてこの磁石に関する新しい論文を目にしました。
そこからこの磁石のような力も関わっているのではないかと考え始めました。
そして、彼はもし惑星が磁石だったらどうなるだろうかということを考えました。惑星は両端に極がある磁石のようなものなのではないかと考えたわけです。

そうなると惑星が太陽の周りを動く時の楕円軌道のスピードの違いがなぜ生まれるのかということも理解できると考え始めました。

僕たちは地球に地磁気というものがあることを知っていますが、この点でもある意味アナロジーにより辿り着いているわけです。

この光と磁石の力を考えてかなり近づいてはきたわけですが、それでもそれだけでは説明することができないとなった時に、彼は太陽も自転しているのではないかと推測しました。
太陽が自転して回ることによって空間に波のようなものができているのではないかと考えました。

彼はボートに乗っている人と同じで、波に対して垂直に動くことで早く動くけれど正面からぶつかってしまうと遅くなってしまうのではないかと考えたそうですが、それは自分で否定したということです。
これを惑星の動きに当てはめようとすると船を漕ぐのと同じように意思を持って漕ぐ人が必要になります。
このような失敗もありながらも次々と積み重ねることでケプラーの法則に近づいていったわけです。

ケプラーさんは問題にぶつかるたびにアナロジーを用いてそれを解決しようとしました。
身の回りにあるあらゆるものとの共通点を探して宇宙の未知の法則を理解しようと試し続けたわけです。
これと地道な目に見える観測を続けることによってケプラーの法則にたどり着いたということです。

その結果、星の質量による違いにも気づいて、そこから星が互いに全体として引き合っているのではないかと考えました。
天体同士は互いに引き合っていて、特にその星の質量が大きければその引く力は強いのではないかという結論にたどり着きました。
ここからケプラーの法則にますます近づいていきます。

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今でこそ僕たちは月の重力の影響により海の満ち引きが起きているということを理解していますが、昔はそんな考えもありませんでした。
ケプラーさんは星が質量によって引き合う力があるということに気づき、さらにそれを応用し始めました。
この引き合う力は天体同士だけではなく水や物体にも影響を及ぼすものではないのかと推測しました
そこから海の満ち引きが月の力によって起きているのではないかということを主張し始めました。

ちなみに、この月の力によって海の満ち引きが起きているという説に対しては、あの誰でも知っている幅広いジャンルで偉大な成果を成し遂げているガリレオでさえも鼻で笑ったそうです。
それでも最終的には結局ケプラーさんが正しかったわけです。

類推と観察を積み重ねることによって惑星運動の動きを解明した天才がヨハネス・ケプラーです。
当時は星占いぐらいにしか考えられなかった世界に物理としての考え方を持ち込んだわけです。

ケプラーさんは『新天文学』という本を出して宇宙物理学の入り口を作りました。
当時はラテン語で書かれたものですが今でも割と良い翻訳で書かれた本が読むことができます。
今回のおすすめの本として2冊紹介しておきます。

こちらは結構読みやすくてとても面白いです。

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これは原著のフル翻訳版のような本ですが、ラテン語の翻訳としてはよくここまでできたなと思うぐらい読みやすいですしかなり面白いとは思います。

特に現代において皆さんは問題にぶつかった時にどうするでしょうか?

問題にぶつかった時に現代では多くの人が自分の頭で考えることなく、なぜか正しいのは何なのかということを考えます

例えば、皆さんが就職活動で迷った時に、就活というものはどのように進めればいいのだろうかとか、今の時代にはどんな職業がいいのだろうかと考えるでしょうし、転職をする際も、どの企業に入るのが正解なのだろうかと考える人がほとんどです。

自分の将来を考える時にも、自分のやりたいことが見つからないけれど、それはどうすれば見つけることができるのだろうかと周りに何故か答えを求めてしまいます。

自分の人生です。
その自分の人生の中で問題とぶつかるという点では皆さんもケプラーさんと同じです。

それにも関わらず、僕たちはケプラーさんのように自分の頭で考えたり、自分の身の回りを見て類推することでその問題に立ち向かおうとしません。

多くの人が類推ではなくコピペをしてしまいます。
誰かの方法をそのまま真似したり誰かのアドバイスをそのまま鵜呑みにしようとします。

ケプラーさんは類推を重ね時には失敗もしてガリレオのような偉大な人に否定されながらも、自分の頭でひたすら考えながら500年経っても残るような法則を見つけたわけです。

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僕たちはそれをすることなく、人に否定されたり常識はずれだと言われることを恐れるために自分の頭で考えず行動することもやめて、アナロジー(類推)を使うこともありません。

天動説が地動説が議論された時代となる教会が支配していて、太陽ではなく地球が中心だと主張しただけで火あぶりにされてしまうような時代でした。
そんな時代にほんの小さなことから疑問を持ち、2000年間もの間信じられてきた常識を自分の頭で考え、観察と類推をすることによって突破したという素晴らしい偉人がいたにも関わらず、今の僕たちは一体何をしているのでしょうか。

コロナの影響で先行きが分からないとか不安を抱える気持ちも分かりますが、それも彼が実際に成し遂げてきたことを見ると一体どうなのだろうかという気にもなります。

人は自分の頭をちゃんと使って周りから類推をしてアナロジーを使えば2000年信じられてきた常識さえも打ち破ることができます

皆さんが歩んでいく人生も基本的には全て未知のものです。
僕は心理学や科学から皆さんの役に立つであろう考え方や知識は紹介しますが、それが明らかに正しいということは僕は言いません。
2000年間も信じられてきたことでさえもひとりの人生の中で覆ることはあるわけですから、どんなものでも先どうなるかは分かりません。

この先がどうなるかわからないからこそ、そのヒントになる物事の考え方や基礎的な知識とその使い方を学ぶことが大切だと僕は考えていますし、それを僕が知識の Netflix を目指して作った動画配信サービスであるDラボの方では紹介させてもらっています。

皆さんも自分の力で常識を打ち破り新しい時代を作ってもらいたいですし、そこまで行かなくても自分の力で人生を切り開いて進んでもらいたいと思います。




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参考:https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0265407520952166

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