温度のはなし / A Matter of Degrees (Segrè)

• Gino SEGRÈ 著, 2002年: A Matter of Degrees --What temperature reveals about the past and future of our species, planet, and universe. Viking (Penguin Group)。 [2005年5月追記: イギリスのPenguin Booksから発行されたペーパーバックは 題名がEinstein's Refrigeratorと変更されている。 同じPenguin Booksだがアメリカで発行されたものは Viking版と同じ題名である。]
• 日本語版: ジノ・セグレ 著, 桜井 邦朋 訳 (2004年): 温度からみた宇宙・物質・生命。 講談社 ブルーバックス B1442。 [わたしは日本語版は立ち読みしただけである。]

2002年9月、ニューヨーク出張のときにNewark空港内の書店で見つけた。 動物・植物図鑑以外の理科の本をさがしていたのだが、 あきらめかけていたときだった。 「程度問題ですね」というような思わせぶりな題名だが、 副題や表紙のさし絵を見ればこれは「温度の問題」のようだ。 これは理科の読み物にちがいない。

確かに理科の本だった。 それも「物化生地、縦横無尽」の本だった。 (符丁のような略語を使って申しわけない。 日本の第2次大戦後の高校のカリキュラムでは、 理科を物理、化学、生物、地学の4科目に分けて構成する慣例がある。 この本はその4科目のどれにもかかわっているし、 科目の境界など気にせずかけぬけている、ということが言いたかったのだ。) 物化生地にまたがるばらばらな話題をつめこんだ本なら珍しくないが、 一つの主題をめぐり、体系とまではいかないが意識的な順序で材料を配置している という意味で、なかなか類のない本だと思う。 話題の順序は、身近な温度からなじみのない超高温や超低温へ進む。

• 第1章は、 人の体温がほぼ一定であることから、生物の恒常性の話題、 また、「熱を出す」ことが生命維持のためにどう役にたっているかから、 「熱ショックたんぱく質」または「ストレスたんぱく質」の話題に至る (これは1970年代末にできた概念だそうで、生物学を勉強したのが1970年代末以前 だったわたしには、初めての勉強となった。)
• 第2章は、人類と火のかかわりにちょっとふれたあと、 ガリレオとその同時代人たちによる温度計の発明、 そして19世紀の熱力学第一・第二・第三法則の理解に至る科学史である。
• 第3章は、地球上の気候の話である。 氷河時代のこと、海洋の循環のこと、温室効果と温暖化問題の話などが出てくる。
• 第4章は、固体地球のプレートテクトニクスから、 海洋中央海嶺の火山の熱水の高温環境に住み光でなく熱水中の硫黄を エネルギー源にして数段階の食物連鎖をもっている生態系(これも1970年代の発見) の話になる。 また、他の惑星や衛星にも生物がいるかどうかの議論もある。
• 第5章は、太陽や星の高温や、 宇宙空間を満たす電磁波の低温(ビッグバンの高温の名残りと考えられている)と、 それらを観測しようとしてきた人々の物語である。
• 第6章は、ヘリウムの発見、それを液体にする苦労、 絶対0度に近い低温、超伝導や超流動という量子力学なしでは説明できない現象が出てくる。

著者は60歳代らしいが、単行本を書くのは初めてという。 ただし、著者のおじさんのEmilio SEGRÈは、 素粒子・原子核の実験物理学者として、また物理学の歴史の本の著者として 有名である。 わたしは著者の名前になじみがあるような気がしたのだが、 それはどうやらおじさんの著書 (E. SEGRÈ, 1976)の背表紙を見慣れていたということらしい。 [2006年1月追記: やっとその本の中身を見てわかったのだが、Ginoはおじさんのmiddle nameでもある!] 5・6章では、おじさんの名前のついたAmerican Institute of Physicsのコレクション (全部ではないがおじさん自身の収集も含むらしい) から20世紀前半の物理学者たちの写真が紹介されている。

著者自身も物理学者である。その専門を説明するのは、 小柴昌俊教授のノーベル賞受賞のおかげで楽になった。 あの超新星ニュートリノの国際共同研究の一員である。 ただし小柴教授のような実験家ではなく理論家である。 この話は第5章にちょっと顔を出す (小柴教授は出てこないがDAVIS教授は出てくる)。

しろうと向きにわかりやすくする努力が至るところに感じられるが、 想定している読者がアメリカ人なので、 温度が華氏(ファーレンハイト)度で示してあったり、その他もマイル、ガロンなどの 単位を使っているところがあり、他国人としてはちょっと不便を感じた。 (日本語版は訳者が配慮して単位換算している。 またイギリス版でも温度の単位は摂氏に変更されている。) もっとも5、6章の日常ばなれした温度になると、単位はケルビンに切りかえられる ので、かえって日本人(物理の本を読んでいる人に限るが)になじみのある数値に なってくる。

なお、本全体の魅力に比べればささいなことだが、訂正してもらいたいところが 少しあった。これから著者に書き送ろうと思っている (と公言したのだが、その後忘れてしまって、まだ知らせていない。 なお日本語版では少なくとも2, 3番めの点はなおっている。)

• 第1章, 8ページ:「すべての物体は熱を放射し吸収する。 暗い色のものは明るい色のものよりもその効率がよい。」と書いてある。 もし対象となる物体がすべての波長の電磁波について同様な反射率をもつならば、 確かにそれでよい。 しかし多くの物体の反射率は波長によって違う。 雪は白いというのは可視の波長帯について反射率が大きい(吸収率が小さい)ということであり、 赤外線に対してはむしろ雪は「暗い色のもの」である(射出率・吸収率が1に近い)。 こういう意味の拡張をしておかないと上の表現は正しくないと思う。
• 第3章、108ページ: エルニーニョと関係のある「南方振動」の話題で、 「タヒチは西太平洋の島であり、 南方振動は、西太平洋とインド洋との間の振動である」というように書いているが、 タヒチは東太平洋にあり、 南方振動は、東太平洋と、西太平洋+インド洋との間の振動というのが適当だろう。
• 第4章、178ページ: 木星の衛星のひとつをCalypsoと書いているが Callistoが正しい。

[2007年12月追記] 同じ著者の次の本、 SEGRÈ (2007)が出た。 量子力学ができた過程に関する科学史読みものらしい。 (わたしはとうぶん読まない予定。)

文献

• Emilio SEGRÈ (エミリオ・セグレ), 1976: Personaggi e Scoperte nella Fisica Contemporanea. Milano: Arnoldo Mondadori Editore, S.p.A. 英語版 (1980): From X-rays to Quarks: Modern Physicists and Their Discoveries. San Francisco: W.H. Freeman & Co. 日本語版: 久保 亮五, 矢崎 裕二 訳 (1982): X線からクォークまで--20世紀の物理学者たち。 みすず書房。 [2006年1月、慶応藤沢メディアセンターで除籍されたものをわたしが持っている。]
• Gino SEGRÈ, 2007: Faust in Copenhagen -- A Struggle for the Soul of Physics. Viking.