水泳の物理学

賑やかなUCSFベイカー・プールで、リバーは壁を蹴り、腕で水をかき分けながら進んだ。レーンラインで止まり、コーチが見守る中、水を吐き出した。「カイラニコーチ、ただバシャバシャしてるだけみたい!なんで水を後ろに押すと前に進むんですか?」

「リバー、それが君の手の中にある全宇宙の秘密なのよ」カイラニはプールの縁にひざまずきながら言った。「今、君が発見したのは、科学者アイザック・ニュートンが彼の運動の第三法則と呼んだものよ。それは、すべての作用には、等しく逆向きの反作用がある、というものなの!」

カイラニの声は、水面がきらめき、新しい光景へと溶けていくにつれて、かき消されていくようだった。「それを理解するためには、千六百年代後半のイングランドに遡る必要があります」とナレーターの声が説明した。「それは、ろうそくの光と羽ペン、そして世界がどのように機能しているかについての、途方もない新しいアイデアの時代でした。」

「この人物は、ケンブリッジ大学に勤めていた、聡明だが非常に内向的なアイザック・ニュートン卿です」と声は続けた。「彼は運動の理解に執着していました。なぜ惑星が軌道にとどまるのか、なぜ地球上の物体がそのように動くのかを知りたがっていました。」

別の学者が書斎に入ってきて、ニュートンの複雑な図を畏敬の念をもって見ていた。「アイザック、どうしてあなたは他の人が見逃すような多くのことを見つけられるのですか?」ニュートンはただそびえ立つ本棚の方を見て答えた。「もし私が人よりも遠くを見ることができたとすれば、それは巨人の肩の上に乗っていたからです。」

「ニュートンの画期的な発見は、力が常にペアで働くという認識でした」と、ナレーターが新しいシーンで説明しました。「小さなボートから桟橋に降りる場面を想像してみてください。足でボートを蹴る動作(作用)を行うと、ボート自体が後ろに動きます。それが等しく逆向きの反作用なのです!」

このシンプルな法則が、驚くべきテクノロジーの秘密を解き明かしました。ジェットエンジンは熱い空気を後方に押し出すことで、飛行機を前方に推進させます。巨大なロケットは、膨大な力でガスを下方に噴射し、それらを宇宙へ持ち上げるのに必要な、等しく逆向きの反作用を生み出します。

プールに戻ると、リバーはすべてを理解した。「分かった!」彼女はカイラニに叫び、水を踏みながら言った。「私の手が水を後ろに押すのが作用だ!」カイラニはにっこり笑って言った。「そして、水があなたを前に押すのが反作用だ!」別の親であるリネアがそれを聞き、微笑んだ。

「どこにでもあるんだ!」リバーは叫んだ。「スプリンクラーが、水が一方に噴き出すことで腕が反対方向に回転するのと同じようにね!」。カイラニは頷きながら付け加えた。「あるいは、イカが危険から逃れるために水を噴射して推進するのと同じようにね!」

「つまり、あらゆる動きはただ押すことの会話なんだね!前に進むには、何かを後ろに押さなきゃいけないんだ」とリバーはにこやかに要約した。それから彼女は立ち止まり、新たな考えが浮かんだ。「でもカイラニコーチ、押すことは動くことを説明してくれるけど、ただ浮いていることについてはどうなの?」