近世ヨーロッパ科学史シミュレーションゲームの開発

1. 近世ヨーロッパ科学史シミュレーションゲームの開発 2016年4月28日廣田紳

2. 概要 • はじめに o 科学史シミュレーションを作り始めた経緯 • 近世ヨーロッパの科学を取り巻く状況〜1667年とはどんな時代か〜 o コペルニクス、ケプラー、デカルト、ガリレオらの土台 o ２つの科学アカデミー o ニュートンのライバル達 o 発展途上の「時計」 o 発展途上の「望遠鏡」 • ニュートンの時代の科学界をシミュレートするゲームシステムの設計 o タイトル画面 o マップ画面 o 人物データ o ゲームの進め方 o 発明可能なアイテム • まとめ

3. 自己紹介廣田紳 (ひろたしん) 1973年生まれ (42才) 【主な経歴】 2003年日本大学大学院理工学研究科量子理工学専攻博士前期課程修了（相澤研） 2005年〜 GEヘルスケア・ジャパン(株) にて MRI （磁気共鳴画像診断装置）制御ソフトウェア開発に従事 2015年〜個人事業主として活動中 http://tomeapp.jp

4. はじめに

5. 科学史シミュレーションゲームを作り始めた経緯 • 過去にないジャンルのゲームを作りたい • 専門が物理学 × 物理シミュレーションはゲームに広く応用されている ○ 物理学者をテーマにしたゲームは見たことない → 実在の物理学者をテーマにしたゲームを作ろう！ → 誰でも知っていそうなニュートンを主人公にしよう！ 2000年に第１作『PRINCIPIA（プリンキピア）』を公開 2013年に iOS版をリリース現在 (2016年)、その続編『PRINCIPIA PERFECTUS』を開発中

6. 近世ヨーロッパの科学を取り巻く状況〜1667年とはどんな時代だったか〜

7. 1667年とはどんな時代か（１）アリストテレスの『天動説』は2000年の時を経て、大きく揺らいでいた。 1543年「天体の回転について」コペルニクス - 太陽中心の宇宙モデル [天文学] 1609年「新天文学」ケプラー – 惑星の楕円軌道 [天文学] 1637年「方法序説」デカルト – 慣性の法則、デカルト座標 [力学] 1638年「新科学対話」ガリレイ – 落下の法則 [力学] しかし、天界と月下界を同じ法則で説明する『統一理論』には誰も到達していなかった。彼らは理論の完成を見ずに世を去る。 ※1687年「プリンキピア」ニュートンコペルニクス (1543年没) ケプラー (1630年没) デカルト (1650年没) ガリレオ・ガリレイ (1642年没)

8. 1667年とはどんな時代か（２）イギリスとフランスに科学アカデミーが設立されていた。ロンドン王立協会 (Royal Society) 1660年設立主要メンバー • ロバート・ボイル • ロバート・フックフランス科学アカデミー (Académie des sciences) 1666年設立主要メンバー • ジャン・ピカール • クリスティアン・ホイヘンス科学アカデミー（＝学会）の設立で・科学者同士の交流が促進された・組織としての出版、活動増加した

9. ニュートンの「ライバル」ニュートンは生涯で何度も激しい論争に巻き込まれている。 • 1672年ごろ光の理論に関する論争（対フック・ホイヘンスら） • 1684年ごろ微積分法の先取権論争（対ライプニッツ） • 1687年ごろプリンキピアの内容が盗用だとするフックの批判 1672年にニュートンが王立協会に提出した「光のスペクトル理論」に対し、フックは自著「ミクログラフィア」に書かれている内容に近いと主張。ホイヘンスは書簡で論拠が不十分などと批判。 1684年にライプニッツは「極大と極小に関する新しい方法」を出版し、微積分法を示した。しかしその内容にニュートンは公表を控えていた自身のアイデアが含まれていると批判した。なお、現在使用されている微積分の記号はライプニッツが考案したもの。 1687年に「プリンキピア」の出版に際し、フックは「引力に関するアイデアは自分が出したのだから謝辞をいれるべきだ」と要求したがニュートンは拒否。ホイヘンスフックライプニッツ

10. 精度の高い時計の必要性 [背景] • 17世紀当時、海上で緯度を知ることは比較的たやすかった（例えば北極星の高度を測定すればよい） • 海上で経度を知ることは「ほぼ不可能」と考えられていた（理由） o 海上で正確な時刻（実用的な精度を保つ）を知る術がない o 月や星々の観測データが不足している正確な時計を作ることは当時の科学者達の主要な目的の１つだった

11. 17世紀ごろの機械式時計 https://en.wikipedia.org/wiki/Clock 14世紀錘の落ちる動力で動作する時計 1510年ゼンマイで動作する時計 1583年振り子の等時性の発見（ガリレイ） 1656年サイクロイド振り子時計の製作（★ホイヘンス） 1654年ひげゼンマイが一定の周期で振動することの発見（★フック） 1675年ひげゼンマイ式懐中時計の製作（★ホイヘンス） 1737年クロノメーター（ジョン・ハリソン）ホイヘンスの「振り子時計」 (1656年) サイクロイド振り子 = ニュートンの時代

12. 1589年望遠鏡の発明（デラ・ポルタ）人類初？ 1609年望遠鏡による天体観測（ガリレイ） 1663年反射式望遠鏡の原理（グレゴリー）製作には失敗 1729年? 色消しレンズ屈折式望遠鏡の発明（ホール） 1672年反射式望遠鏡の製作（★ニュートン）反射式望遠鏡は高い評価を得て、ニュートンは王立協会への入会を許された 1673年? 大型望遠鏡（★ヘヴェリウス） 20cmのレンズ・焦点距離46m 1675年? 空中望遠鏡（★ホイヘンス） 17世紀ごろの望遠鏡 https://en.wikipedia.org/wiki/Chester_Moore_Hall ヘヴェリウスの大型望遠鏡 (1673年) ニュートンの反射式望遠鏡（複製） (1672年） = ニュートンの時代

13. ニュートンのプリンキピア 1687年ロンドン王立協会から「自然哲学の数学的諸原理（プリンキピア）」が出版された。ニュートンは本書の中で「地動説の数学的証明」を完成させた。 • ケプラー、デカルト、ガリレオらの「正しい部分」を整理 • 逆２乗則が成り立つならば、惑星が楕円軌道を描くことを示した

14. ニュートンの時代の科学界をシミュレートするゲームシステムの設計

15. タイトル画面

16. マップ画面

17. ：大学：天文台：科学アカデミー都市情報ケンブリッジ大学 (1284年創立) グリニッジ天文台 (1675年設立) ロンドン王立協会 (1660年設立) • 都市毎に存在する施設が異なります科学アカデミー：「入会希望」が可能大学：「講義聴講」が可能天文台：「天文観測」コマンド実行時に有利 • 同じ都市にいる別の科学者と「交流」ができます交流で「友好度」を上げることが可能

18. プレイヤー選択画面ゲーム開始時に、プレイヤーとして操作する科学者を1人選択します。史料を元に、1667年時点で存命だった著名な科学者を選び出した（14人） , etc..

19. 人物データ各人物の歴史的情報を元に • 得意分野 • 職業 • 所在地 • 友好度などを数値化（例）ニュートン力学適性S: 万有引力理論などにより数学適性S: 微積分の確立などにより生物学適性D: ほとんど業績が見つからないため所在地=ケンブリッジ職業=学生当時ケンブリッジ大学の学生だったことによる所属=無所属当時まだアカデミー会員ではなかった

20. ゲームの進め方研究テーマ選択実験もしくは推理発見 •理論 •発明 •スケッチ •存在論文提出 • 理論検証 • 発明品試作 • 論文作成発見イベント発生！繰り返し「テーマ選択」→「実験／推理」（繰り返し）→「発見」→「論文提出」が基本的な流れ

21. 「研究テーマ」の選択天文学彗星土星月の運動宇宙の構造力学振り子の性質バネの性質物体の落下熱力学温度真空の性質燃焼生物学植物の観察昆虫の観察魚類の観察哺乳類の観察光学光の性質光の正体数学幾何学数論級数 • ６分野19テーマからテーマを選択 • 「電磁気学」「化学」はこのころ (1667年) はまだ確立していたとは言えないので含まず

22. 研究中画面

23. 発見イベント • 発見毎に「必要実験値」「必要推理値」が定義してあり、それを超えると「発見イベントが発生」

24. 発明「反射式望遠鏡」「振り子時計」など、この時代に発明された装置を、科学者が着想し、試作を経て『発明』することができます

25. 発明可能なアイテムの例（１）

26. 発明可能なアイテムの例（２）

27. 論文審査画面論文を科学アカデミーに提出すると、役員による審査が行われます。論文の完成度のほか、役員との友好度が結果を左右することも・・。

28. まとめ

29. まとめ • ニュートンの時代までに、天動説は大きく揺らいではいたが、決定的な『統一理論』は完成されていなかった • ニュートンは著書『プリンキピア』で天体と地上が同じ力学法則で記述できることを示した • その時代の、科学的に原理を説明することが可能になったことなどもあり、機械時計、望遠鏡などが大きく発展した • またイギリスとフランスに科学アカデミーが設立されたのもこのころで、これによって今の「学会」のような活動が促進された • 上記のような当時の科学界をシミュレートするゲームの概要を紹介しました

30. 参考文献 • 和田純夫（2009）『プリンキピアを読む』講談社． • ウィリアム・ランキン（1994）『ニュートン』（竹生淑子訳）心交社． • デーヴァ・ソベル（1997）『経度への挑戦』（藤井留美訳）翔泳社． • ニュートン（1982）『光学』（島尾永康訳）岩波書店． • 小山啓太（1985）『科学の思想と歩み』学術図書出版社． • 佐崎良雄（1990）『科学技術史概説』日本教育研究センター． • アイザック・アシモフ（1971）『科学技術人名辞典』（皆川義雄訳）共立出版． • 『世界を変えた科学１０大理論』（1994）学研． • 『朝日百科世界の歴史』(7)〜(9) （1991）朝日新聞社． • Wikipedia, アイザック・ニュートン, https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%82%A4%E3%82%B6%E3%83%83%E3%82%AF%E3%83%BB%E3%83%8 B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%B3, (参照 2016-04-27) • その他の Wikipedia ページ(参照 2016-04-27)

近世ヨーロッパ科学史シミュレーションゲームの開発

Shin Hirota

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