『宇宙論の謎』 ( Mysterium Cosmographicum 、直訳すると「宇宙論の謎」[注1 ]、「宇宙の謎」、「世界の秘密」などとも訳される)は、ドイツの天文学者ヨハネス・ケプラーによる天文学の本で、 1596年末にテュービンゲンで出版され[ 1 ] [注2 ] 、1621年に第2版が出版された。ケプラーは、当時知られていた6つの惑星間の距離の関係は、土星の軌道を表す球体の中に囲まれた5つのプラトン立体によって理解できると。
この本は、5つのプラトン立体が宇宙の構造を決定し、幾何学を通して神の計画を反映するというコペルニクス体系に基づくケプラーの宇宙論を解説しています。これは、コペルニクス以来、地動説が物理的に正しいと主張しようとした最初の試みでした。 [ 2 ]トーマス・ディッグスは、 1576年に付録でコペルニクスの擁護を発表しました。ケプラーの説明によると、彼は2つの円の間の幾何学的関係を実証しているときにモデルの基礎を発見しました。このことから、彼は土星と木星の軌道の比率に似た比率に偶然出くわしたことに気付きました。彼は、「以前はどんな苦労をしても到達できなかったものを、偶然に得たのは神の定めによるものだと信じています」と書いています。[ 3 ] しかし、さらに計算を行った後、彼はすべての惑星を表すために2次元多角形を使用することはできないことに気づき、代わりに5つのプラトン立体を使用しなければならないことに気づきました。
ヨハネス・ケプラーの最初の主要な天文学作品である『宇宙論の謎』 (Mysterium Cosmographicum )は、コペルニクス体系の擁護であった。ケプラーは、1595年7月19日にグラーツで土星と木星の黄道帯における周期的な合を実演していたときに啓示を受けたと主張した。彼は、正多角形が一定の比率で内接円と外接円を囲んでいることに気づき、それが宇宙の幾何学的基礎であるかもしれないと考えた。既知の天文学的観測に合う多角形の一意の配置を見つけることができなかった後(系に余分な惑星を追加しても)、ケプラーは3次元多面体で実験を始めた。彼は、5つのプラトン立体のそれぞれが球状の球によって一意に内接および外接できることを発見した。球体で囲まれたこれらの立体を互いに入れ子にすると、水星、金星、地球、火星、木星、土星という既知の 6 つの惑星に対応する 6 つの層ができます。ケプラーは、正八面体、正二十面体、正十二面体、正四面体、立方体という立体を正しく並べることで、球体が各惑星の太陽の周りの軌道の相対的な大きさに対応し、一般的に天文学的観測から 10% 未満の誤差しかないことを発見しました。彼は、ほとんどの差異は測定の不正確さによるものだと考えました。[ 4 ]
ケプラーはまた、各惑星の軌道の大きさと公転周期の長さの関係を示す公式も発見した。それは、内惑星から外惑星にかけて、公転周期の増加率は軌道半径の差の2倍であるというものだ。しかし、ケプラーは後にこの公式が十分正確ではないとして却下した。[ 5 ]
タイトルにも示されているように、ケプラーは宇宙に対する神の幾何学的計画を明らかにしたと考えていた。ケプラーがコペルニクス体系に熱中した理由の多くは、物質と精神のつながりに関する彼の神学的信念に由来する。宇宙そのものが三位一体の象徴であり、太陽は父、星の球は子、そしてその間の空間は聖霊に対応する。彼の最初の原稿『ミステリウム』には、地動説を支持しているように見える聖書の記述と地動説を調和させる広範な章が含まれていた。[ 6 ]
師であるミヒャエル・メストリンの支援を受けて、ケプラーはテュービンゲン大学の評議会から原稿の出版許可を得た。ただし、聖書解釈を削除し、付録としてコペルニクス体系のより簡潔で分かりやすい説明(レティクスの『ナラティオ・プリマ』)を追加することが条件だった。 『ミステリウム』は1596年後半に出版され、ケプラーは1597年初頭に自分のコピーを受け取り、著名な天文学者や後援者に送り始めた。広く読まれたわけではなかったが、ケプラーの卓越した天文学者としての名声を確立した。有力な後援者やグラーツでの地位を支配していた人々への熱烈な献辞は、後援制度への重要な入り口ともなった。[ 7 ]
後の研究を踏まえて細部は修正されることになるが、ケプラーは『宇宙の神秘』のプラトン主義的な多面体球体宇宙論を決して放棄しなかった。彼のその後の主要な天文学的著作は、ある意味ではそれをさらに発展させたものであり、球体内の惑星軌道の離心率を計算することによって、球体のより正確な内外の寸法を求めることを目的としていた。1621年、ケプラーは『宇宙の神秘』の増補版第2版を出版した。これは初版の1.5倍の長さで、脚注には初版の出版から25年の間に彼が達成した修正と改善の詳細が記されている。[ 8 ]
ケプラーの認識論に関する多くの考えは、ニコラウス・ライマルス・ウルスス(1551-1600)とティコ・ブラーエの間の盗作論争という論争的枠組みから生まれた著作である『ティコ・ブラーエのウルススに対する弁護』または『コントラ・ウルスム』(CU)に見出すことができる。そこには、天文学理論の因果関係と物理的化、天文学的仮説の概念と地位、論争的な「実在論と道具主義」、一般的な懐疑主義に対する彼の批判、歴史の認識論的役割などが含まれている。ジャーディンは、ケプラーのCUを現代の実在論/道具主義論争の文脈で読むよりも、懐疑主義に対する著作として読む方がより妥当であると指摘している。[ 9 ]
一方、「因果関係」とは、あらゆる研究を導き、刺激する「実際の科学的知識」という最も一般的な概念を内包するものです。この意味で、ケプラーは既に『天球論』において、天球の数、大きさ、そして「運動」(速度)の原因を問うことで、因果関係の探求に着手していました。他方、ケプラーにとって「因果関係」とは、アリストテレス的な物理科学の概念に基づき、具体的な「物理的原因」、すなわち運動を生み出す、あるいは物体を運動させ続ける原因となる効率的な原因を意味します。しかしながら、ケプラー独自の、そして彼のアプローチを特徴づけるのは、天文学的仮説の等価性の問題を解決できると確信していたこと、そしてその結果として、伝統的に数学的な科学であった天文学に因果関係の概念を導入したことです。このアプローチは既に彼のMCに存在しており、例えば彼はそこで初めて惑星の距離を、太陽から発せられ、恒星の球まで各惑星の距離に比例して減少するべき乗と関連付けている。[ 10 ]
ケプラーは出版当時、 ガリレオ・ガリレイ、ティコ・ブラーエ、ライマルス・ウルスス、ゲオルク・リムナエウスなど、多くの天文学者と文通し、書籍のコピーを贈呈した。[ 11 ]『宇宙の神秘』に対する反応として、デンマークの天文学者ティコ・ブラーエ(ケプラーがコピーを送った人物)[ 12 ]は、その考えは興味深いが、ブラーエ自身が過去30年間に行ってきた観測によってのみ検証できると述べた。ブラーエからこれらの観測データの使用を約束されたため、ケプラーは1600年の初めにブラーエを訪ねた。ブラーエは火星のデータしか提供しなかったが、[ 13 ]この会合はケプラーが惑星運動の法則を定式化するのに役立った。[ 12 ]
『宇宙の神秘』は、2002年に鋳造されたオーストリアの10ユーロ銀貨ヨハネス・ケプラー記念硬貨に描かれている。[ 14 ]