○科学研究における受容

科学とは何か？

　　Ａ．正当化された知識の体系

　　　　　　論理実証主義者の見解、哲学的な世界観を内包

　　Ｂ．問題解決のための方法論

　　　　　　職業科学者の見解、哲学への志向を持たない

現代科学：科学を問題解決の「道具」とする

現代科学の成立：1930年代〜

　　基礎理論の技術への応用が可能に

　　アメリカにおける科学の発展（実用主義の土壌があり）

　　科学の組織化（マンハッタン計画）

科学的方法論

　　理論＝モデル＋使用法

　　　　理論の３要件：体系性、連関性、有効性

　　　　ここでは、「理論」と「科学的な学説」を同一視する

　　モジュール化された小理論を多数提出

　　大勢の学者の共同作業を通じて正当でない理論を淘汰

科学の動態

　　（アイデア）→理論の提出（学会発表、論文）

　　　　　　　　　→受容（後続研究が現れる）

　　　　　　　　　→検討（データとの比較）

　　　　　　　　　→正当化（後続研究によるふるい分けで残る）

　　　　　　　　　　　　→（定説）

　　学界での「受容」は「正当化」以前になされる

科学における受容

　　当該理論を引用する後続研究が現れる

　　類型：短期忘却型、一時的流行型、長期定着型

　　理論を受容しないときには黙殺（直接の批判はない）

　　受容されたかどうかは被引用回数で評価可能

　　受容の契機：

　　　　正当性ではない

　　　　　　（多くの場合、正当かどうかわからない）

　　　　理論として機能するかに基づいて判断

　　　　　　科学的方法論（仮説演繹法）に則っているか

　　　　　　予言生成能力（predictive power）を持つか

　　　　　　生成された予言とデータの比較は可能か

　　　　　　他の理論との優劣はどうか

　　受容に関する従来の見解

　　　　Ｔ．クーン『科学革命の構造』

　　　　　　パラダイム^(*)転換の理論

　　　　　　^(*)科学的な発想法を規定する理論と手法のセット

　　　　Ｋ．Ｒ．ポパー　『科学的発見の論理』

　　　　　　反証可能性により科学と非科学を峻別

　　　　　　フロイトやアドラーの精神科学を批判

　　検証主義との比較

　　　　検証主義

　　　　　　決定実験を通じて１つの理論を正当化する

　　　　多くの仮説は単一のデータでは棄却できない

　　実例：大統一理論、占星術、超能力

課題：「なぜ、アルヴァレらによる恐竜絶滅の新説は受容されたか」

○恐竜絶滅に関する学説

恐竜の時代

　　三畳紀（２億2500万年前〜）：恐竜の先祖が分化

　　ジュラ紀（１億9300万年前〜）：竜盤目と鳥盤目に分かれる

　　白亜紀（１億3600万年前〜6500万年前）

　　白亜紀末に絶滅　　

恐竜の繁栄

　　かつては脳が小さく図体がでかいトカゲの仲間と思われた

　　現在では、史上最も成功した生物と見なされる

　　　　（恐竜はは虫類と鳥類の中間種と考えられる）

　　環境に適応して多様化（多様性を喪失した生物は滅びやすい）

　　　　ニワトリ大〜クジラ大、陸〜海〜空（近縁種を含む）

　　　　肉食〜草食、２本足〜４本足

　　恐竜は敏捷だった

　　　　根拠：ディノニクスの鈎爪、足跡から推定される歩行速度

　　恐竜は温血動物だった

　　　　根拠：肉食／草食比率

　　恐竜は社会性を持っていた

　　　　根拠：マイラサウルスの巣作りの跡

恐竜の絶滅

　　地球規模の大絶滅は５回以上起きている

　　6500万年前、陸海の生物の約半数が消滅（白亜紀末の大絶滅）

　　　　体重25kg以上の大型動物すべて

　　　　アンモナイト、大半の二枚貝、プランクトン

　　　　短期間かどうかは不明

　　　　小型哺乳類、鳥類、ワニなどは生き残る

恐竜絶滅の諸説

　　漸変説：ライエル流のパラダイム

　　　　種の老化、気候・環境の緩やかな変化、哺乳類の登場

　　　　食糧事情の悪化、形態異常、代謝異常、病気・寄生虫

　　　　古生物学者の間で支配的（要因は特定できず）

　　激変説：キュビエ流のパラダイム

　　　　超新星爆発（1962　シンデヴォルフ）

　　　　隕石の衝突（1970　マクラーレン）

　　　　彗星の衝突（1979　ユーリー）

　　　　磁極の逆転、火山の大噴火など

　　　　多くが学界で受容されず

　　激変説が受容されなかった理由

　　　　(1)観察データが不備

　　　　(2)仮説と帰結が論理的に近すぎる

　　　　　　（「天変地異があったから生物が滅びた」？）

　　　　(3)絶滅シナリオが描けていない

　　　　　　（なぜ恐竜とアンモナイトが一緒に滅びたのか）

○アルヴァレらのアステロイド衝突説

激変説の一種であるにもかかわらず短時日のうちに受容

　　従来の激変説の欠陥を克服

　　　　(1)充分な観察データを提出

　　　　(2)仮説演繹法により論理的に実証

　　　　(3)いろいろな予言や絶滅シナリオを提出

　　　　　→科学的に機能する理論として受容される

【コメント】実際の授業では、アルヴァレらの論文のコピーを配布して、 いかなる観察データを使用したか、ロジックはどのように組み立てられているかなどを 具体的にみていった。 さらに、科学論文の書き方一般についても講義した。 この議論が本講義の眼目なのだが、ここでは、論文の概略を簡単に記すにとどめる。

(0)絶滅に関する学説史、これまでの学説の欠陥の説明

(1)観察データの提出

　　データ：白亜紀と第三紀の境界層にイリジウムが濃縮

　　データの信憑性

　　　　最新の中性子励起法を使用

　　　　複数箇所（イタリアとコペンハーゲン）で調査

　　　　上下の地層にわたる分布をチェック

　　　　　　→信憑性は高い

(2)仮説演繹法

　　仮説：白亜紀末における巨大アステロイドの衝突

　　帰結：白亜紀末の地層における元素組成の変化

　　仮説→帰結の検証

　　　　チェック項目

　　　　　　イリジウムの割合を隕石と境界層で比較

　　　　　　他の微小元素についても調査

　　　　結果

　　　　　　ニッケル以外は組成分布が一致

　　　　　　ニッケルが例外的である理由の説明

　　同一の帰結をもたらし得る他の仮説

　　　　化学変化による濃縮

　　　　　　←そのような化学変化はない

　　　　組成の異なる泥土の流出

　　　　　　←土壌学的にありそうもない

　　　　超新星爆発

　　　　　　←確率が小さい

　　　　　　←イリジウムの濃度が異なる

　　　　　　←イリジウムの同位体比が異なる　　　　

(3)予言と絶滅シナリオ

　　衝突したアステロイドの半径を予言^(*)

　　　　^(*)科学的な予言は未来に限らない

　　　　４つの異なる推定方法でクロスチェック

　　　　４つの結果が一致したことから妥当性が高い

　　絶滅シナリオ

　　　　衝突によって粉塵が成層圏を覆う

　　　　　　（クラカタウ火山噴火の例に基づく）

　　　　　　→太陽光線を遮断

　　　　　　→光合成能が減退、植物が枯死

　　　　　　→食物連鎖系が崩壊

　　　　一部生物は絶滅を免れる

　　　　　　種子や胞子、根茎を持つ植物

　　　　　　残った植物体や死体を食べる動物

　　　　　　冬眠できる動物

○アステロイド衝突説の受容

(1)肯定的受容

　　データの精密化

　　　　他の地域で微量元素の分布を調査

　　異なるデータの収集

　　　　マイクロテクタイト、衝撃を受けた石英、すす

　　　　ユカタン半島でクレーター発見

　　新しいシナリオの考案

　　　　水蒸気の増加による地球温暖化

　　　　窒素酸化物の増加に伴う酸性雨

(2)否定的受容

　　衝突説と矛盾するデータの探索

　　　　アンモナイト化石の地層ごとの分布を調査

　　　　　　→短期間での絶滅とは考えにくい

　　　　　　　（アルヴァレ陣営からの再反論あり）

　　対抗仮説＝火山噴火説の提出

　　　　イリジウムの濃縮を説明できる

　　　　白亜紀末にデカントラップで大噴火があったことも判明

　　　　衝突説との間で論争に

(3)発展的受容

　　白亜紀末以外の絶滅もアステロイドの衝突によると主張

　　周期的に隕石や彗星が多くなる理論を提唱

　　　　銀河面に対する太陽系の傾き

　　　　アステロイドを引き連れた伴星の存在

©Nobuo YOSHIDA