実験と仮説

一般的には実験は、仮説を検証するために行われる。全く仮説なしに行われる場合もあるが、普通は観察やそれまでに知られている知見に基づき、そこにはこんな仕組みや法則があるのではないかと予想する。そしてその予想が正しければ、このような実験をすればこのような結果が出るだろう、と判断する。そこでそれを実際に行うことで、この予想を確かめる。当たれば想像は正しかったのかも知れない。当たらなければまず間違いだったとわかる。

たとえばかつては「物体はその質量が大きいほど早く落ちる」と考えられていた。ガリレオはこれは間違いだと考え、伝説によるとピサの斜塔から重さの異なる二つの物体を落とし、落下時間に差がないことを証明した（ここでは伝説の真偽は置く）。普通の感覚では、上記の命題はそれほど不思議とは思えない。たとえば石ころは早く落ちるし、羽根はふわふわと落ちる。しかし、これには空気抵抗などが関与している。だから、本当に質量によって落ちる速さが変わるかどうかを確かめるためには、少なくとも、二つの物体の大きさや形態を同じにし、できるだけ空気の影響を受けない形にしなければならない。そのようにしてはじめて、本当に質量だけが落下速度を決めているのかが確かめられる。これが実験に求められることである。

伝説では実験ではやはり重い方がわずかに早かったともいわれる。これが質量の影響だと考えるならば、今度は質量の差と落下速度にどのような関係があるかを確かめるための実験を行うだろう。そうではなく、やはり空気の影響だと考えるなら、より空気の影響を受けない実験を行うことも方向性としてはあるだろう。このような予想、仮説の設定と実験による確認によって科学は進歩してきた。

中には全く仮説なしに、とりあえず何か突いて見るべし、との判断もあり得る。特にその細部や内部の構造に予測がつかない、あるいは知見が不足している場合に、まず何か試してみて、出た結果から何かを得ようというやり方も行われる。 

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