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科学者も驚かされる法則美!

なぜ自然法則はこうも秩序だっているのでしょう。科学者が物理法則の美しさにこうも当惑するのはなぜなのか…。その理由を探っていきましょう。

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物理法則が成り立つのは、この地球上のことだけではありません。宇宙全体が、同じ法則に従って動いているのです。淹れたてのコーヒーも、カウンターに置きっぱなしにすると、冷めてしまいます。重力は場所によって強さが違うものではありません。どこでも一定です。光の速度も一定です。地球は24時間で自転します。ただ地球の自転は、さまざまな力学的要因が作用して、原子時計で計測すると、24時間よりほんのわずか早かったり、遅かったりします。そのために数年に一度、「うるう秒」を設けて、世界時計を調整しています。

宇宙がこうも秩序だって運行されていることを、不思議に思いませんか。なぜこうも正確、精密なのでしょうか。

物理学者のショーン・キャロル氏はこう語っています。「物理法則は、自然界が例外なく従う様式である。」※1

今日科学者たちは、宇宙が物理法則に基づいて運行されていることを、当然のこととして受け入れています。科学は、物理学者で著作家のジェームズ・トレフィル氏が語る「普遍性の原理」を基準に成り立っています。「普遍性の原則」とは「研究室の実験で発見された自然法則は、宇宙のどこにおいても、どんな時代であっても有効で、真実なものだ。」※2 というものです。

科学者は、観察した結果を記録します。科学者は観察結果を、文字に起こし文章にして記録するだけではありません。自然法則は、数値や数式で記録されるのです。自然科学は数値で計量可能なもので、数学という言語で表記されるのです。

優秀な科学者ほど、法則に従って運行される宇宙の不思議さに圧倒されるようです。宇宙の運行が物理法則に従うべき論理的必要性はあるわけではないのに、すべてが数式化された法則に従って運行されているのです。

光の速度は宇宙のどこででも、秒速29万9,792キロです。地上で子どもがつけた懐中電灯の光も、はるかかなたにある銀河の一恒星が発する光も、速度は同じです。数学的に光の明確な速度が存在し、それは変わりません。

物理学者のユージン・ワーグナー氏はこう語っています。「自然界の数値化は、不可思議と合理的説明の境界線上にある。」※3

量子電磁力学でノーベル賞を受賞したリチャード・ファインマン博士はこう語ります。「なぜ自然界を数量化できるのか、それはなぞだ。…すべてに法則があるという事実は、一種の奇跡なのだ。」※4

「宇宙はあえて自然法則に従う必要がないのに」という、科学者たちの発想に、私たちは驚かざるを得ません。時に応じて、予期せず条件が変わる宇宙の方が、実は容易に想像しやすいものです。宇宙が必要に応じて、モノを生み出し、消滅させると考える方が確かに、受け入れやすいように感じます。しかし科学者たちは、宇宙全体の一貫性について、長年抱いてきた「信仰」にすがりついているのです。

物理学者のポール・C.
ディビス氏はこのように語っています。「科学者として、この宇宙は信頼でき、不変で、絶対的かつ普遍に数値化できる法則で成り立っているという『信仰』を持つ必要があった。自然法則は変わらないと信じる必要がある。明日目覚めても、熱は『冷たい』ところから『暑い』方へ流れることはないし、光の速度が時間ごとに変化することはない。長年、物理学を研究する同僚たちに、物理法則はこうも変わらないものかと質問してきた。…彼らの答えで、私が好きだったのは『理由なんかない。そういうものなんだから』である。」※5

時代を経ても、物理法則は変わりません。同じ自然法則が、地球上でも、何億光年離れた星でも成り立っているのです。最近の研究はこう確認しています。「物理法則で大切な法則の一つに陽子・電子の質量比がある。最近の研究では、この質量比は60億光年離れた銀河でも、この地上でも変わらない。自然法則が宇宙の別の場所では異なっているという仮説は、議論の余地すら残らない。」※6

近代の科学者たちは、合理的な法則で全宇宙は成り立っていると信じてきました。実験から自然法則の発見に寄与してきた科学者の多くが、全能の神の存在を信じていました。それはなぜでしょうか。彼らは、宇宙は創造主である神が設けた法則に従って運行されているというビジョンと展望をもって、研究したからです。神が首尾一貫して変わらないように、科学にも「一定」「普遍」の性質があるのです。

彼ら近代の科学者たちは、神が宇宙を創造したと信じていました。一定の法則に基づき、神がその意図と調和による美しさをもって、宇宙を運行していると信じたのです。

科学は、宇宙は神々の気まぐれと荒い気性に影響されて運行されるという、多神教のような考えとは違います。

多神教の世界では、神々には一貫性がなく、私たちが探っても、知ることのできない存在です。自然界も、私たちでは知ることができない神々が、気まぐれで運行していることになります。多神教で考えるのは、宇宙は神々の神秘によって運行され、必ずしも一定の法則よるものではないのです。宇宙が研究の対象とされ、管理され、秩序立ったもので、一定の法則の中で次の現象も予測できるという観念は、多神教の世界観には存在しないのです。

逆に、イエスを信じる者は、神が合理的で、英知に富んでいると信じています。神は人々にご自身を啓示する方だと信じています。特にイエスが2000年前に、この地上に来たことによって、神の存在を私たちは見ることができると信じています。聖書は次のように語っています。

「神について知りうることは、彼らの間で明らかです。神が彼らに明らかにされたのです。神の、目に見えない性質、すなわち神の永遠の力と神性は、世界が創造されたときから被造物を通して知られ、はっきりと認められるので、彼らに弁明の余地はありません。」※7

近代の科学者たちの研究の大きな前進は、聖書が語る神を信じる科学者たちによってもたらされてきました。彼らが信じる神とは…

「天と地にあるすべてのものは、…御子(イエス)にあって造られたからです。万物は御子によって造られ、御子のために造られました。御子は万物に先立って存在し、万物は御子にあって成り立っています。」※8

彼ら神を信じる科学者たちは、神がすべてを創造し、すべてを法則によって秩序をもったものとして創造したと信じていました。宇宙のすべてを人は探究でき、人の益となるように用いることができるように、神は造られました。すべては神の栄光のために創造され、私たちは神の創造のわざである宇宙を観察することで、神の力と尊厳ある姿を認識できると、科学者たちは信じたのです。

信仰が研究の動機となって活躍した科学者には以下の人々がいます。

コペルニクス、ケップラー、ボイル、ニュートン、ライプニッツ、ガッサンディ、パスカル、メルセンヌ、キュヴィエ、ハーベー、ドルトン、ファラデー、ハーシェル、ジュール、ライエル、ラヴォアジエ、プリーストリー、ケルビン、オーム、ステノ、パスツール、マクスウェル、プランク、メンデル…。※10

これらの科学者たちは、神がこの壮大な宇宙を数学的に計量できるように創造したと信じていました。彼らはこの確信によって、厳密で価値ある研究を導いたのです。この動機に基づき、ケプラーは惑星の公転の周期の2乗は、太陽との距離の3乗に比例するという「ケプラーの第三法則」を発見しました。この法則はケプラーの偉業です。ケプラーは惑星の運行に美しい数学的な関係が隠され、それは発見できるという確信を持っていました。この数式を、人類の知性をはるかに超えた神が秩序をもって設定したと、ケプラーは考えたのです。

今日、神の存在を認めない科学者たちも、自然界には秩序があり、シンプルかつ調和のとれた美しさをもって、存在していると考えています。

科学研究の背後にある疑問は、なぜこの宇宙はこうも秩序だっているのかというものです。近代科学を基礎に研究に励む物理学者や宇宙論者、生物学者の多くが、一つの明確な答えを持っています。この宇宙には確かに、創造者がいるという答えです。その創造者は宇宙を今も運行し、ご自身を常に人類に現そうとしています。神は理路整然とした存在であるとともに、愛をもった神です。※11

神の実在に関する、その他の証拠に関しては「神はいるのでしょうか」の記事をご覧ください。
https://www.studentinjapan.com/a/exi3.html

この記事の一部、科学の一貫性に関する記載は、Dinesh D'Souza, What's So Great about Christianity, Regnery Publishing, Inc., 2007 の11章を参考にしました。

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脚注: (1) Sean Carroll, a cosmologist at the California Institute of Technology, quoted by the New York Times, nytimes.com; 2007. (2) James Trefil, Reading the Mind of God (New York: Anchor Books, 1989), 1. (3) Eugene Wigner, "The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences," in Douglas Campbell and John Higgins, eds., Mathematics (Belmont, CA: Wadsworth, 1984), Vol. 3, 117. 本書の初版の邦訳は E・P・ウィグナー, 岩崎洋一ほか訳『自然法則と不変性』ダイヤモンド社,1974年 がある。 (4) Richard Feynman, The Meaning of It All: Thoughts of a Citizen-Scientist (New York: BasicBooks, 1998), 43. (5) Paul C. Davies, physicist, cosmologist, astrobiologist, at Arizona State University; quoted in edge.org/3rd_culture/davies07/davies07_index.html (6) Dr. Emily Baldwin; "Earth's Laws Still Apply in Distant Universe"; AstronomyNow.com; June, 2008. (7) 聖書 ローマ1:19,20 (8) コロサイ1:16,17 (9) Paul C. Davies, quoted in edge.org/discourse/science_faith.html

(10)
ニコラウス・コペルニクス(1473-1543):ポーランド出身の天文学者であり、カトリックの司祭。地動説を発表した。

ヨハネス・ケップラー(1571-1630):ドイツの天文学者。天体運行に関する「ケプラーの法則」を発見。

ガリレオ・ガリレー(1564-1642):イタリアの物理学者、天文学者。仮説を実験によって検証する自然科学の手法を確立。ガリレオ式望遠鏡で太陽の黒点、月面のクレーター、木星の衛星を観察。

ティコ・ブラーエ(1546-1601):デンマークの天文学者。彼の天文観察からケプラーは「ケプラーの法則」を発見した。

ルネ・デカルト(1596-1650):フランスの哲学者、数学者。「近代哲学の父」と呼ばれる。

ロバート・ボイル(1627-1691):アイルランド出身の化学者、物理学者。一定の温度下で気体の体積は圧力と反比例するという「ボイルの法則」を発見。

アイザック・ニュートン(1642-1727):イギリス出身の数学者、物理学者、天文学者。ニュートン力学の確立や微積分法を発見。

ゴットフリート・ライプニッツ(1646-1716):ドイツの哲学者、数学者。微積分記号を考案。

ピエール・ガッサンディ(1592-1655):フランスの哲学者、物理学者、数学者。

ブレーズ・パスカル(1623-1662):フランスの数学者、物理学者、哲学者。パスカルの三角形、パスカルの原理、パスカルの定理が有名。遺稿集「パンセ」で「人間は考える葦」と語る。

マラン・メルセンヌ(1588-1648):フランスの数学者、物理学者、神学者。「メヌセンヌ素数」を提唱。

ジョルジュ・キュヴィエ(1769-1832):フランスの博物学者、比較解剖学者。現在の動物の分類はキュヴィエの研究から来ている。

ウイリアム・ハーベー(1578-1657):イギリスの医師、解剖学者。血液循環説を唱えた。

ジョン・ドルトン(1766-1844):イギリスの化学者、物理学者。原子説を提唱した。

マイケル・ファラデー(1791-1867):イギリスの化学者、物理学者。電磁誘導の法則、反磁性、電気分解の法則などを発見。

ウィリアム・ハーシェル(1738-1822):ドイツ出身のイギリスの天文学者。天王星の発見や赤外線放射の発見した。

ジェームズ・プレスコット・ジュール(1818-1889):イギリスの物理学者。醸造業を行う傍ら、ジュールの法則を発見し、熱の仕事当量の値を明らかにするなど、熱力学の発展に寄与した。

チャールズ・ライエル(1797-1875):イギリスの地質学者。近代的地質学の基礎となる斉一説を広めた。

アントワーヌ・ラヴォアジエ(1743-1794):フランスの化学者。質量保存の法則を発見、酸素の命名をした。

ジョゼフ・プリーストリー(1733-1803) :イギリスの化学者、神学者。アンモニア、塩化水素、一酸化窒素、二酸化窒素、二酸化硫黄の発見。「脱フロギストン空気」酸素を命名。

ケルヴィム男爵ウィリアム・トムソン(1824-1907):イギリスの物理学者。絶対温度の導入、熱力学第二法則(トムソンの原理)の発見、ジュール=トムソン効果の発見。電磁誘導を表すため「ベクトル」を最初に用いた。

ゲオルク・オーム(1789-1854):ドイツの物理学者。導体にかかる電位差とそこに流れる電流には正比例の関係があるというオームの法則を発見。

アンドレ=マリ・アンペール(1775-1836):フランスの物理学者、数学者。電磁気学の創始者の一人。アンペールの法則を発見。電流のSI単位の「アンペア」はアンペールの名にちなんでいる。

ニコラウス・ステノ(1638-1686):デンマークの地質者、解剖学者。化石の研究から地層の生成を考察。解剖学では耳下腺管(ステノ管)を発見した。

ルイ・パスツール(1822-1895):フランスの生化学者、細菌学者。分子の光学異性体を発見。牛乳、ワイン、ビールの腐敗を防ぐ低温での殺菌法を開発。予防接種を開発し、狂犬病ワクチン、ニワトリコレラワクチンを発明。

ジェームズ・クラーク・マクスウェル(1831-1879):イギリスの理論物理学者。、「マクスウェルの方程式」を確立した。土星の環や気体分子運動論・熱力学・統計力学などの研究でも知られる。

マックス・プランク(1858-1947):ドイツの物理学者。量子論の創始者の一人。1918年にノーベル物理学賞を受賞。

グレゴール・ヨハン・メンデル(1822-1884):オーストリアの植物学者。「メンデルの法則」と呼ばれる遺伝に関する法則を発見。遺伝学の祖。

(11) ヘブル1:1-3; コロサイ1:16-19; ヨハネ 1:1-5; イザヤ40-66章


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