運動の法則

読者の目の前にはいろんなもの見えると思う。パソコンのモニター、パソコンの本体、キーボード、マウス等々とあるがそれらを観察してみると、じっと静止して動かない。いつまでも見ていても動かない様子はよくみることで当たり前のこととして特に何も思わないであろう。それらに手を触れると動いたりすることを見てきたであろう。運動の法則とは物体の動きとはどのような自然の掟に従っているのかを表すものである。運動の法則に限らず、法則とは宇宙の掟であってそれ自体はなぜとか疑問をもったりしても意味はないし、素直に従うしかないものである。ビルの屋上から飛び降りれば降下していくのを疑問をもったりしても状況は変わらない。死にたくなければ飛び降りないことである。物体はどうすれば動いたりするのかとか、どうすれば静止のままでいるのかとかを先人達が観察してきた。ガリレオがほぼ、解明していたがニュートンが纏め上げた。それによると、物体はそのままでは永久に今のままの速度を保つというものである。その物体の速度に変化を起こすには手を触れたりすることで出来るが、何もしなければ速度に変化はない。習い性の生活習慣を変えるのは何か事が起きないとできないようなものである。手を触れたりすることでその物体の速度に変化を起こすような作用を力という。この作用は強いものもあれば弱いものもある。このとき、作用すなわち力はその物体の速度に変化をおこすが、その様子を観察するとどういうわけか速度の変化すなわち、加速度は与えた力にちょうど比例していることが判明した。ここで、力は羽根ばかりの伸びでその程度は分かる。どういうわけかと書いたがその理由を説明した者はいない。それが法則というものである。ニュートン氏も、それは神の意思と考え不問にした。単純に比例しているということは不思議に思うかもしれないがけっこう、自然法則には見られる。但し、変化する量を取り扱うので容易に計算するには微積分学の知識が必要である。実はニュートンが運動の法則の研究過程で微積分学を考案したとされている。いろんな物体について力を加えてみると同じ大きさの力でも生ずる加速度はいろんな物体ごとに違いがあることからいろんな物体ごとに動きの程度の相違を表すものとして質量というものを考えた。このとき、実験でその物体の外観の形状、体積があるとかによって空気抵抗も違うため、それら別の要因となる理由の排除をしたうえでも生ずる加速度の違いをそれこそ実質的な量として質量によるものとした。例えば、今では真空状態の容器に鳥の羽やその他の物を入れてその動きの様子を観察することができる。読者は実験で筒状の真空容器の中の鳥の羽やその他の物が同じように落下している様子を見たことがあるかもしれない。鳥の羽がビー球、パチンコ玉と同じように機敏に落下している様子に驚くであろう。普段、見慣れた鳥の羽は動きの鈍いふわふわした落下をしているのに反して一瞬にストーンと落下する様子は質量という性質を考えさせられるであろう。