自然科学 は経験則の寄せ集め

岡潔の言葉

岡潔自然科学に対する言葉の(大凡を)まとめると次のようです。

『自然科学者は、自然はわかると思っています。わかると断言しているのではありません。だから、自分が仮定していると気づいていませんし、それについて検討しません。それで、自然を調べて記述します。これを計算に置き換えたのが科学です。これは思想です。ですから、自然科学は思想寄せ集めです。』

管理人は、このように考えてきました。
要は、A氏、B氏、C氏の各々が考える自然というのをそれぞれが科学したものを寄せ集めたと言うことです。

 

AIに訊いたこと

最近、何度かAI(Claude:クロード)とのやり取りを通して自然科学者が何を考えてきたのかわかってきました。チャットの内容のリンクを示します。

その中で興味深い部分をメモします。少し編集しましたが、LaTeX(ラテフ)の記述はそのままです。

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Q:改めて問う

なぜ重力による加速度と磁力による加速度は合成できるのか。

A:良い問いです。先ほどの「同じベクトル空間に属するから」は数学的な言い換えに過ぎません。もう一段深く答えます。


A:答え

ニュートンの運動の第2法則と重ね合わせの原理

物体に複数の力が同時に働くとき、それぞれの力は独立に作用する

$$m\vec{a} = \vec{F}_1 + \vec{F}_2 + \cdots$$

これは**力の独立性(重ね合わせの原理)**です。


「なぜ独立に作用するか」

これは実は経験則・実験事実です。

ニュートン力学の枠組みでは、「複数の力が同時に働くとき、合力はそれぞれのベクトル和に等しい」ことが実験によって繰り返し確認されてきた事実であり、公理的に採用されています。

論理的に「そうでなければならない」という先験的な理由はありません。


整理

問い 答え
どうやって合成するか ベクトルの和(数学)
なぜ合成できるか 力の重ね合わせの原理(物理)
なぜその原理が成り立つか 実験事実・自然の性質

結論

重力による加速度と磁力による加速度が合成できるのは、自然界において力の重ね合わせの原理が成り立つという、実験によって確立された物理的事実による。

「同じベクトル空間に属するから」は、この原理が成立した結果として採用された数学的記述であって、理由ではありませんでした。

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万有引力は経験則

驚いたことに誰でも知っているニュートンの万有引力の法則でさえ、実験によって繰り返し確認されてきた事実だから、公理的に採用された法則だと言うのです。

確かに、ニュートンの万有引力の法則とアインシュタインの相対性理論の関係は、

  • ニュートン力学は一般相対性理論の特殊なケース(近似)である

となります。しかしながら相対性理論は、循環理論であるとわかっています。詳細は過去記事を。

図1 循環理論

詰まり、引力の法則は経験則と言う事実は何一つ変わっていないのです。この件について、散々考えてきましたが、これもレトリックに思えてきます。

 

他の法則も効果も

全てとは言いませんけれども、何とかの法則何とか効果というのは、よくわからずに来ました。特にわからないのは触媒だったりします。

現象を観測、観察、実験し、記述記録)して、計算に置き換えたのが法則であり、効果という事になります。これがよくわかりません。

  • わかるには階層がある

問題は、A氏が、B氏がどの段階わかったとするかです。それが思想の段階で「わかった」としているようです。

つまり、「自然はこうだと決めてかかって。こうだと思っている。」に対応した記述(結果)があって、それを計算に置き換えた。だから、「何々の法則としてわかった」としているようです。その寄せ集めが 自然科学 だと言うことです。

そこで、効果・法則と呼ばれるものが幾つくらいあるかAIに訊いてみました。

自然科学(物理学、化学、生物学、地学など)において、「〇〇効果」や「〇〇法則」と名付けられたものは数千から数万以上存在すると推定され、正確な数を数えることは不可能です。理由は以下の通りです。

  • 発見が続いている: 新しい研究成果が発表されるたびに新しい「効果」や「法則」が命名され、増え続けています。
  • 定義の曖昧さ: 歴史的に重要な基本法則(運動の法則など)から、特定の条件下でのみ発生する局所的な現象(効果)まで、重要度のレベルが多岐にわたるためです。
  • 人名由来の多さ: 「スティグラーの法則」が示す通り、多くの科学的発見に発見者の名前が冠されているため、科学者の数だけ法則が存在するとも言えます。

代表的な「効果・法則」の例:

  • 物理学: ニュートンの運動法則、熱力学の法則、ケプラーの法則、コアンダ効果、光電効果、ホール効果
  • 化学: 周期律、ボイル・シャルルの法則、ヘスの法則、ルシャトリエの原理、ケミカル・クエンチング(効果)
  • 生物学・生態系: メンデルの法則、進化の法則、マタイ効果(社会・生物学的側面)
  • その他: 人名に由来する物理法則・効果、単位

これらは物理学や化学の辞典に数百~数千レベルで記載されていますが、枝葉の現象まで含めると無限に存在します。

 

当たり前ですけれども、科学者の数だけ効果や法則が存在する様です。これを読んでも「何故か」の疑問は消えません。どうやら

  • 自然科学は経験則の寄せ集め

と言ってよいようです。参考過去記事です。

 

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Φ について

2010年より研究しています。
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