2006年4月、店頭で新刊のALDER (2002)の日本語版を見た。 わたしは地球科学概論の授業では必ず、 長さの単位のメートルと地球の大きさの関係について述べている (現代日本人は1メートルをよく知っていることを前提として、 地球の大きさを意識してもらうために話す)ので、この主題は無視できない。 しかしめくってみると、話題は 18世紀末にDunkerque (フランス) - Barcelona (スペイン)間の測量をする 中心となった2人のフランス人の学者の生涯に集中している。 地球科学概論屋として知りたいのは、もう少し広い展望だ。 運よくそれから2か月のうちに、 その測量事業の話を全24章中の第23章として含む本に出会うことができた。
DANSONの本は、簡単に言うと、測地学(geodesy)という 地球の大きさや形を知ることを中心とする学問、およびそれを応用した近代的な 地図(とくに地形図)づくり、が始まったころの歴史である。 専門的歴史書ではなく読みものだが、歴史的資料を確認して書いている。 著者は a member of the Royal Institution of Chartered Surveyors, a fellow of the Institution of Civil Engineering Surveyors と紹介されており、イギリスで測量士として実績のある人らしい。 さすがに付録の現代の認識にもとづいた測地用語の説明はしっかりしている。 他方、読みものとしての魅力はプロのもの書きによるものにはかなわないだろう。 各章の表題は本文に期待をもたせようとしているようだが、 なぞがとけてもそれほどうれしいわけではない。
話題として、まずコロンブスが地球の大きさを現在の認識よりずっと小さく想定していたこと、 続いて古代アレキサンドリアのエラトステネスがもっと正確な推定をしていたことをとりあげてはいるが、 本書の大部分の話題は西暦18世紀のできごとである。 また、著者の立場や想定される読者から自然なことなのだろうが、 紹介される内容がイギリス人の仕事に偏っているように思う。 ただし、フランス人の仕事も、 第23章の件のほか、1730年代の 赤道直下のペルー(現在のエクアドル)と 北極圏のラップランド(現在のフィンランド・スウェーデン国境地帯)の 子午線測量や、 1750年代の南アフリカの子午線測量などはかなり詳しく紹介されている。 また、イギリス人の仕事のうちには植民地での仕事がある。 アメリカのPennsylvaniaとMarylandの境界を決めた MASONとDIXONの測量もそうである。 この件については著者は別の本を出しているので(DANSON, 2000)、 ここではMASONのほかの業績のついでに簡単にふれているだけである。 本書ではむしろ、イギリス人によるインドでの地図作成が、ある意味ではイギリス本国よりも進んでいてその手本になった、という件が重要である。
【背景としての社会の歴史の紹介は、 アメリカの件ではどちらかと言えば 独立を決意するに至った植民者の側を支持するような論調をとっているが、 インドの件ではイギリス側の視点しかないように思われる。 「歴史を逆に読むべきではない」とことわっているが、 これは、過去のできごとを現代の価値観で判断すべきでない、ということらしい。 また、ヒンドゥー教徒の多いインドの庶民大多数にとって、 ムガールなどのイスラム王朝も異民族支配だった、という観点も述べている。 まあ、社会の歴史についてはしろうとのイギリス人の言いぶんとして聞いておこう。 ともかく、わたしにとって、 アメリカ合衆国独立、インドの東インド会社支配からイギリス直轄植民地への移行、 COOKの太平洋探検からオーストラリア植民地建設への動きが 同時(フランス革命とも同時)に進行していたことをあらためて認識できたのは収穫だった。 また、当時のイギリス社会が、 貧しくても数学などの才能にすぐれた人を、 どの程度抜擢し、どの程度差別したかも、興味深く読んだ。】
学問の歴史としての課題は、まず地球の形である。 それが第1近似として球だということはコロンブスの時代にはほぼ明らかだったが そのだいたいの大きさがわかるまでにあと1〜2世紀かかった。 第2近似として少し扁平な回転楕円体であることは、NEWTONによって理論的に示唆されていたが、反対説もあった。 それは「ラップランド」と「ペルー」の子午線1度の弧の長さの比較で決着がついた、 というふうに、地球科学概論的な本の学説史記述では述べられることが多い。 しかし、南アフリカの子午線測量など、扁平な楕円体のモデルに合わない事例もあり、 メートルの長さの決定も疑問を残したものだったのだ。 しかし、18世紀末には合わない原因の見当はついていた。 地球を形成する岩石などの物質の分布が均一でないために、 重力の方向(鉛直線)が楕円体面の垂線からずれ、 鉛直線に依存していた天体観測による緯度決定に影響を及ぼしていたのだ。 本書のやま場と言えるのは、この「山の引力」を確かめるために、 1774年にスコットランドのPerth近くのSchiehallion山で行なわれた測量である。
【問題の見当はついたとはいうものの、 各地点について正しく補正するのは、重力の2次元的分布を知る必要があるから、 やっと20世紀に可能になったと言えるだろう。 たとえば、日本が1882年(明治15年)に三角測量を始めたときには、 基準とした東京でのローカルな鉛直線と楕円の垂線とのずれを知る方法がなく、 それをゼロと仮定するしかなかった。 この問題点は、約50年後にはわかってきていたが、 すでにたくさん地形図が作られてしまうと緯度経度の基準を変えるのはむずかしかった。 日本の緯度経度の基準が地球全体によくあてはまる楕円体に正式に変更されたのは2002年だった。】
その測量は、本書の題名になっているもうひとつの大問題にも答えた。 質量のわかったものによる引力を測定できれば、 万有引力定数がわかり、したがって地球全体の質量もわかる。 Schiehallion山の測量のデータをあとで解析したCharles HUTTON (地質学のJames HUTTONとは無関係らしい)は1778年の論文で 地球の質量を推定した。 CAVENDISHの室内実験よりも20年さきがけていた。
REPCHECK (2003)の地質学の始まりの話とは、 時代も地域も重なっているにもかかわらず、 実質的登場人物はほとんど重なっていない。 ただ、18世紀なかば、「連合王国」がスコットランド高地地方の支配を確実にするために 地図づくりをしたこと(まだ三角測量ではなくルート測量だけによるものだったが)や、 産業革命の前段階で運河づくりなどの土木工事がふえたことなどは、 両者に共通する時代背景である。 また、両HUTTONの次の世代のJohn PLAYFAIRがSchiehallion山の地質を調査し、 それによって地球の質量の推定値が改訂された、という件は接点と言えるだろう。
技術に関する話題で三角測量がいちばん重視されているが、 三角測量の基線の長さを決めるのにも必要な、直接長さをはかる道具のくふうの話もある。 また、天体観測による緯度・経度の決定も重要である。 (経度を知る技術は、 SOBEL (1995)の読みものに詳しく述べられているように、 HARRISONのクロノメータ(と呼ばれた時計)の開発によって 機械時計と天体観測の対比による方法が主となるのだが、 本書の対象の時代はその開発前からその値段がとても高かった時期にかけてなので、 月の精密な観測、木星の衛星の観測、あるいは金星の太陽面通過を利用した方法などが重要だった。) さらに、ふりこの周期を利用した重力の測定もとりあげられている。
地図の歴史としては、本書単独ではものたりないが、 通史的な読みもの、たとえばWILFORD (2000)を読んだうえならば、おもにイギリスの事例を補うものとしては有用だろう。