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「なんで勉強しなきゃいけないの?」と子供に聞かれたら、こう答えよ

瀧本 哲史

そんなニュートンの功績を挙げていけば、軽く一冊の本になるくらいたくさんあるのですが、ここでは「万有引力の法則」に絞ってお話ししましょう。

木から落ちるリンゴのエピソードには、続きがあります。

ニュートンがそこで考えたのは、「リンゴは木から落ちるのに、どうして月は落ちてこないのだろう?」という疑問でした。地球に引力があるのなら、月だって落ちてこないと理屈が合わない。月が空(宇宙)に浮かんでいるのはおかしいじゃないか。

そんな疑問からたどり着いたのが、「万有引力の法則」です。

万有引力の「万有」とは、「すべてのものがもっている」ということ。要するに万有引力とは、「この宇宙に存在するすべての物体は、引力をもっている」という意味なのです。地球だけでなく、月にも、太陽にも、リンゴや人間にだって引力がある。ニュートンは、それを数学によって証明しました。

そして月がリンゴのように落ちてこない理由にも、ニュートンは数学的な答えを出しました。もともと月は、地球のまわりをぐるぐると回っています。公転と呼ばれる運動です。このとき月には、車で急カーブを曲がるときと同じような、外側へ飛び出そうとする力(遠心力)が働きます。この遠心力と、地球と月の引力がぴったり釣り合っているから、月は落下することなく、ぐるぐると回り続けているのです。もちろん、人工衛星が地球のまわりを回るのも同じ理屈です。

 

でも、万有引力の「リンゴや人間にだって引力がある」という話は、納得がいかないかもしれません。だって、どんなに手を近づけたって、リンゴがくっつくようなことはありませんよね?

この理由は簡単です。リンゴが人間にくっつかないのは、それよりもはるかに強い地球の引力が働いているから。万有引力には「質量が大きければ大きいほど、引力も強くなる」という法則があります。そして地球上でいちばん質量が大きいもの(重たいもの)といえば、当然ながら「地球」です。しかもリンゴや人間、船や飛行機なんかよりも、圧倒的に重たい。圧倒的な引力で、すべてのものを引っぱっている。地球上にいる限り、地球以外の引力を実感することはほとんど不可能です。

その唯一の例外が、月でしょう。満潮や干潮といった潮の満ち引きは、遠く離れた月の引力が地球に作用して起こる現象です。また、月に行くと重力が軽くなる、という話は聞いたことがありますよね? これも地球と比べて月の質量が小さいから、そのぶん重力も小さくなっているわけです。

ニュートンは、こうした運動や力に関する法則を、微積分学という「あたらしい言葉」で説明してみせました。

もしも「万有引力の法則」がなければ、ロケットが月に行くことも、宇宙ステーションや人工衛星が地球のまわりを周回することもなかったでしょう。そして人工衛星がなければ、衛星放送、天気予報、カーナビ、スマホの地図アプリ、国際電話など、みなさんの暮らしを支えるさまざまな「魔法」が消えてしまいます。

ニュートンは、数学によって世界を読み、数学によって世界を変えたのです。続いて、彼がどんな人物だったのか、その半生を振り返ってみましょう。

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