ガリレオの船

ガリレオの船とは、16世紀から17世紀にかけて活躍した物理学者・天文学者ガリレオ・ガリレイによる、思考実験と実際の実験という2つの物理実験を指す。これらの実験は、太陽、惑星、恒星が地球の周りを回転するという固定された地球説ではなく、地球が回転しているという説を主張するために行われた。

当時用いられた論拠の一つは、地球が自転しているならば、飛翔体や落下物の軌道に何らかの影響が現れるはずだというものだった。

1616年、ガリレオはすでに異端審問所から疑いの目を向けられていることを懸念していたが、フランチェスコ・インゴリ司教からコペルニクス説に対する科学的および神学的論拠を列挙した手紙を受け取った。1624年の長文の返信の中で、ガリレオは滑らかに動く船のマストから石を落とし、石がマストの根元に当たるか、その後ろに当たるかを観察する実験について説明した。この実験については様々な人が理論的に議論し、実際に行ったと主張する者もいたが、結果については相反する報告があった。例えば、これと似た実際の、あるいは思考実験は、ジャン・ブリダン^{[ 1 ]} 、ニコラ・オレーム^{[ 2 ]} 、ニコラウス・クザーヌス^{[ 3 ]} 、クラヴィウス^{[ 4 ]}、ジョルダーノ・ブルーノ^{[ 5 ]}によって以前に議論されていた。

ガリレオはインゴリにこう言った（スティルマン・ドレイク訳）：^{[ 6 ]}

私が他の哲学者たちよりも二倍優れた哲学者である理由は、彼らが効果の反対を述べる際に、それを実験で確認したという嘘を付け加えたのに対し、私は実際に実験を行ったからである。そして、実験を行う前に、物理的な推論によって、その効果は実際に起こるはずだと確信していたのだ。

ガリレオも『二つの主要な世界体系に関する対話』 （第２日目）^{[ 7 ]}の中でこの実験について論じているが、実際に実行されたという主張は一切していない。ガリレオやオレーム、クラヴィウス、ブルーノなどの著者が論じた同様の実験では、地球の表面から発射体を真上に打ち上げる。アリストテレス派とスコラ派の一般的な議論は、地球の表面が東に移動しているとすれば、この実験では発射体は観測結果に反して発射地点の西に着地するだろうというものだった。

ガリレオの1632年の著書『二つの主要な世界体系に関する対話』では、（第二日目に）地球が動いているという考えに反対する当時の一般的な議論をすべて検討した。その一つは、地球が自転しているとすれば、私たちは皆、毎時数千キロメートルで東へ移動しているはずなので、塔から真下に落とされたボールは、その間に東へ移動した塔の西側に着地するというものだ。同様に、東に向かって発射された砲弾は、西に向かって発射された砲弾よりも大砲に近い場所に着地するだろう、なぜなら東へ移動する大砲が砲弾に部分的に追いつくからだという議論もあった。こうした議論に反論するために、本書では、等速で移動する船に乗っている人は動きを感じないため、マストの頂上から落とされた砲弾は足元に直接落ちると述べている。ガリレオの架空の擁護者であるサルヴィアティは、この点を証明するために、以下に述べる実験を提案した。この実験は、内部観察（いわば窓の外を見ることなく）によって、等速運動する系と静止している系を区別することはできないという古典的な相対性原理を示すものであった。したがって、加速度のない任意の2つの系は等価であり、加速度のない運動は相対的である。約3世紀後、この概念はアルバート・アインシュタインによって電気と磁気の法則（マクスウェル方程式）に適用された。これにより、当時知られていた重力と電磁気の法則を考慮に入れたガリレオの議論の再定式化である特殊相対性理論が定式化された。

• デ・アンジェリス、A.エスピリト サント、C. (2015)。「特殊相対性理論に対するジョルダーノ・ブルーノの貢献」(PDF)。天文学の歴史と遺産のジャーナル。18 (3 ) : 241–248。arXiv : 1504.01604 。
• Graney, Christopher M. (2012). "フランチェスコ・インゴリからガリレオへのエッセイ：異端審問におけるコペルニクス理論の非難におけるティコ・ブラーエと科学". arXiv : 1211.4244 .{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）
• スティルマン・ドレイク著『ガリレオの仕事：その科学的伝記 』 117ページ