ちょうど翌年の夏にはイギリスがその流行に襲われたので、ケンブリッジ大学もしばらくの間閉鎖して、学生はみんな郷里へかえることになりました。それでニュートンも故郷に戻ったのですが、その間にも自分の好きな研究は少しも怠りませんでした。そのときの研究というのが、ちょうど星の運動であったのです。つまり星の運動はどんな力に支配されているのかという問題を深く考えていたのですが、ある日庭園を散歩してみると、ふと林檎の実が枝からぼたりと落ちたのを見て、それで万有引力ということに気がついたというのです。
　この話は、ニュートンが死んでから十年程後に出版されたヴォルテールという人の著書のなかに、ニュートンの姪から聞いたものとして記されているので、その後伝えられて有名になったのですが、ニュートンが本当に林檎の実から引力を思いついたということは、甚だ疑わしいのです。ニュートンの家の庭園に林檎の樹が確かにあったという考証があったり、またその樹の幹の一部だといわれるものがある博物館に保存されてもいますけれども、それでも話の筋道がどうもこれだけでははっきりしないのです。
　というのは、話をもう少し科学的に運ばせてゆかなくてはいけないからです。林檎の実が地面に落ちるくらいのことは、誰でも古い昔から知っているのですし、ニュートンがそれを見て、偶然に何か思いついたとしたところで、それはきっともっと別の事柄であったに違いないのです。ところでこの別の事柄というのが科学的には非常に大切なので、それがわからなくては、ニュートンの本当の偉さが知られないのですから、そこでニュートン自身の書いた書物のなかから、この問題をどんな風に解いて行ったかを、ここにお話ししたいと思います。

月も地球に落ちてくる

　ニュートンがどうして万有引力を発見したかというと、それにはいろいろな苦心が重ねられたので、林檎の実が落ちるのを見たぐらいですぐにそんなすばらしい発見が出来るものではありません。
　林檎の実に限らず、どんなものでも地球上で支えるものがなければ落ちるということは誰でも知っています。これを自由落下といいますが、それに対する法則はニュートンよりも前に、イタリアのガリレイという学者がすでに発見しました。ところで皆さんは、何も支えるものが無いのに拘わらず、いつまで経っても地面に落ちて来ないものがあるのを知っていますか。何だかそういうと謎みたいに聞こえますが、それはつまり空に輝いている月です。月は地球の周りをまわっているのだということが、今でははっきりわかっていますけれども、それにしても月はどうして地面に落ちないのでしょうか。林檎は落ちるけれども、月は落ちない。これが多分ニュートンの最初の疑問ではなかったのでしょうか。つまり月を問題にしたところに、ニュートンの人並みにすぐれた慧眼があったのです。
　そこでニュートンは、はっきりとした論理を追究してゆきました。林檎が落ちるならば、月もまた落ちなくてはならない。それなら月は果たしてどんな速さで落ちているかを計算して見よう。これがニュートンの研究の出発点でありました。
　これだけでは皆さんに月の落ちていることがまだよくわからないかも知れませんから、もう少し説明するとこういうことになるのです。野球の球を投げると、曲線を描いて遠方に落ちます。投げる力が強ければ、強い程ほど遠くへゆくでしょう。大砲の弾丸でも同じことです。そこで仮に非常に強い力で弾丸を打ち出したならどこまでゆくかと考えて見ましょう。この力をますます強くしたと考えれば、落ちる場所はだんだん遠方になり、例えば日本から打ち出したものが支那までとどき、もっと強ければ支那を超えてヨーロッパまでもゆき、ついにはそれも通り越してアメリカにも達するという理屈です。実際にそんなことは出来ないにしても、理屈の上では確かにそうなるのに違いないので、つまり月は非常な速さで投げ出されていると見れば、それは地球をぐるぐるまわるけれども、結局それでも地面に届かないということになるのです。
　ともかくこのようにしてニュートンは月の運動を研究して、それを地球上で物の落ちるのと比較し、月が遠方にあるから、それに対する地球の引力は距離の遠いだけ減っているのを見出し、その大きさが丁度距離の二乗に逆比例するということを計算で出したのでした。

万有引力の発見

　さて地球と月との間に引力が働いているならば、その外の星や太陽の間にもやはり同じような引力が働くにちがいないというのが、ニュートンの次に考えたところでした。太陽のまわりの星の運動については、その頃ケプラーの法則というのが知られていました。これは星の軌道が太陽を焦点とした楕円だということを示したものでありますが、ニュートンは太陽と星との間にも同じような引力があると考えて、この軌道を説明することができはしまいかと、いろいろ苦心しました。この問題を解くのには、非常に長い年月を要したので、それは数学の上で微積分学といわれているものを考え出して、それを使わなければならなかったからです。この研究を完全にまとめて書いた有名なプリンシピアという書物が出版されたのは一六八六年ですから、前の林檎の話からは二十年も後に当たります。ともかくもこれであらゆる物体の間に万有引力が働いているということが証拠立てられたのでした。ニュートンが非常な勉強家であったことはその当時の誰も驚いていたので、彼の親友であった天文学者のハリーがある時、
「それ程たくさんの大きな発見を君は自分でどうして成し遂げることができたと思うか」と尋ねましたら、ニュートンは、「僕はただ間断なくそれを考えただけだよ」と答えたということです。それから稀まれに見る謙遜家であったことは、彼の有名な次の言葉がそれを十分に示しています。
「私は世間が私をどう見るかを知りません。しかし私自身では、ちょうど限りない真理の大洋が横たわっている前で、浜辺に滑かかな小石や美しい貝殻を拾って楽しげに遊んでいる一人の小児のようにしか思われないのです。」
　それはなんと奥ゆかしい言葉ではありませんか。
　ニュートンの果たした科学上の仕事はこの万有引力の発見のほかに光に関する研究などいろいろあるのですが、ここではそれらは省いておきます。それにしてもともかくニュートンはイタリアのガリレイについて科学の正しい道をふみ進めた人としてたたえられていることは、今では誰もが認めていることにちがいないのです。

カテゴリ: 歴史
質問: なぜニュートンは月が地面に落ちないと疑問に思ったのか。
回答: 林檎が落ちるならば、月もまた落ちなくてはならない。それなら月は果たしてどんな速さで落ちているかを計算して見よう。これがニュートンの研究の出発点でありました。