スポーツの科学

クリシー・フィールド近くの明るい体操センターで、ハナはチームメイトのソフィーが目もくらむようなフロアでのスピンに挑戦するのを見ていました。ソフィーは腕を引き寄せ、よろめき、柔らかい音を立ててマットに倒れ込みました。「どうしても着地が決まらない！」ソフィーはため息をつき、体を起こしました。リベラコーチは歩み寄り、タブレットでリプレイを見ながら顎に手を当てて考え込んでいました。

「もうすぐよ、ソフィー」リベラコーチは彼女のそばにひざまずいて励ました。「腕を体に引き寄せると、もっと速く回れるわね。でも、どうしてそうなるのかしら？それは全部物理学のおかげよ！」ハナの目が輝いた。「物理学？科学みたいなもの？」コーチは微笑んだ。「その通りよ。素晴らしい科学のアイデアは太陽の光みたいなもの。天文学者のカール・セーガンが言ったように、届くまでに長い時間がかかることがあるの。このアイデアは、何百年も前の科学者から生まれたものなのよ」

賑やかなジムは遠のき、十七世紀のイギリスの田園地方の静寂に取って代わられた。小さな石造りのコテージが、緑の野原の中に、物思いにふけるような灰色の空の下でひっそりと建っていた。中では、小さな窓辺で、一人の青年が深く思索にふけっていた。外の世界は、大いなる疫病によって静まり返っていた。

「こちらがアイザック・ニュートンです。彼は聡明で、しばしば秘密主義の科学者でした」リベラコーチの声が説明した。「一六六五年、疫病で大学が閉鎖されたとき、彼は故郷に戻り、科学史上最も生産的な時期の一つを過ごしました。彼は運動に魅了されていました。なぜ物が動き、なぜ回転し、なぜ止まるのか、ということに」

ニュートンは、小さな木製のこまが、まるで永遠に続くかのように回り続け、ついにぐらついて倒れるのを見ていた。彼はノートに猛烈な勢いで書き込み、ある考えが頭の中で形になりつつあった。彼はかつて「もし私がさらに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立っていたからだ」と書き、自身のアイデアが先行する人々の業績の上に築かれていることを認めていた。

彼は、動いている物体は動き続けようとし、回転している物体は回転し続けようとすることに気づきました。慣性と呼ばれるこの考え方は、彼の有名な運動の法則の第一法則です。空気や床からの摩擦のような外部の力が作用しない限り、回転は経路を維持します。

この理解がすべてを変えました！それは船や飛行機の航行を助けるジャイロスコープにつながり、エンジニアが安定した人工衛星や宇宙探査機を設計することを可能にしました。投げられたフットボールの完璧な螺旋でさえ、この原理に依拠しています。地球自体が巨大で安定したジャイロスコープのように振る舞い、宇宙で完璧に回転しているのです。

体育館に戻ると、ハナは飛び上がって言った。「分かった！ソフィー、腕を体に引き寄せるとき、新しいスピンを生み出しているんじゃなくて、ただ集中させているだけなんだよ！」。ソフィーは目を見開いて言った。「ああ！だからアイススケーターもそうするの？既存のスピンを速くするために？」。ハナはにっこり笑って言った。「その通り！角運動量を保存しているんだよ！」。

「つまり、フィギュアスケートや飛び込み、それに猫が空中でひっくり返って足から着地する時でさえもね！」リベラコーチは笑いながら付け加えた。ソフィーは指を鳴らした。「それから、クォーターバックがフットボールを投げる時も！スピンがかかっているから真っ直ぐ飛ぶんだ！」ハナは頷きながら、ノートに夢中で図を描いていた。「科学はあらゆるスポーツにあるんだ！」

「つまり、物がどう回転するかを理解すれば、自分の動きをマスターできるってことね」ハナは笑顔でノートを閉じながら要約した。ソフィーは立ち上がり、もう一度挑戦する準備をした。「よし、角運動量…かかってこい！」それから彼女は一時停止し、高いバーを見上げた。「でも待って…そもそも、あんなに高くジャンプするエネルギーをどうやって得るのか、それを説明する科学って何？」