江沢 洋 (1976, 2013) だれが原子をみたか

  • 江沢 洋, (1976), 2013: だれが原子をみたか (岩波現代文庫 学術281)。 岩波書店, 385 pp. ISBN 978-4-00-600281-7.

かつて「岩波科学の本」という中学生ぐらいの少年少女向けに書かれた本(A5判ハードカバー)のシリーズがあった。しばらく品切れになっていたが、「岩波現代文庫」として、板倉聖宣「ぼくらはガリレオ」、野崎昭弘「πの話」、遠山啓「関数を考える」に続いて本書が出た。写真が小さくなってしまうという難点はあるが、おとな向けにも価値があるし、今の本の流通の中では中学・高校生に届くにも文庫本のほうがよいという判断なのだろう。本書の中で紹介されている小野周「温度とはなにか」、中川鶴太郎「流れる固体」を含むほかの巻も同様な形で再出版されることを希望する(教材としては改訂が必要なものもあるかもしれないが)。

わたしは子どものころ、ブラウン運動と分子運動が関係あると書かれた本を読んだ覚えはあるが、年代からみて本書ではない。本書の題名が記憶に残っているのは1976年以後に「岩波科学の本」版の背表紙を見たからにちがいない。しかし題名から原子の話だと思って積極的に手にとらなかったようだ。気圧を確かめる実験の話がのっていると知ったら積極的に読んだはずだが。

読んでみると、すごく中身の濃い本だ。

まず、物理・化学が発達してきた歴史を追っている。第1章ではブラウン運動の発見(論文1828年)。歴史をさかのぼって第2章では古代の原子論(デモクリトスを想定、ただし実際の引用はルクレティウスから)。第3章では大気圧の認識(トリチェリとゲーリケにもふれるがパスカルを中心に)。第4章では気体の体積と圧力の関係(ボイル)と力学の理論(ニュートン)。第5章では化学元素・分子・原子の認識(ラヴォアジエ、ドルトン、アヴォガドロ)。第6章ではエネルギー保存則(ジュール)と気体分子運動論(マクスウェル)。そして第7章でブラウン運動の理論(アインシュタイン)と実験(ぺラン)によってアヴォガドロ数を知ることができたという話。ただし科学史の本ではなく現代の科学の概念を伝える本だから、おそらく意図的に歴史的事実をゆがめてはいないが、歴史的事実の確認にこだわってはいない。たとえばパスカルが水やぶどう酒を使って大気圧の実験をしたという話のところで、実際に実験せずに思考を書いたものだろうと科学史家が疑っていることを伝えてはいるが、そのことに結論を出さないまま先に進んでいる。

そして、とくに始めのほうの書きぶりは、ブラウンさんやパスカルさんがすぐそばにいるような感じがする。それは著者自身を含むグループで歴史的実験の再現を試み写真をとるという活動をしているからでもある。中学の生徒と先生も参加した。写真をとった人は科学教材を含む記録映画を多く作っていた岩波映画製作所に属していた。今では動画を作るのは楽になったが当時のような熱意のある活動があるだろうか。(これよりもだいぶ専門的で大学生向きだが、酒井敏氏の地球流体力学実験集 http://www.gfd-dennou.org/library/gfd_exp/index.htm といった例はある。)

後半の分子運動速度などに関する計算は、MaxwellやEinsteinの理論に深入りするのを避けて概算にしているが、それでも、高校レベルの物理をまだ勉強していない人にはむずかしいだろうと思う。それがわかった人が相談にのればよいのだ。

表題の「原子を見る」ことについては、ブラウン運動によって間接的に認識できた、というのが主要な答えとされている。おまけのような形で、電子顕微鏡によって、1976年の時点では(わかりにくいが)いくつかの原子の動きが見え、1991年には原子をつまんで操作することが可能になったことが写真を使って示されている。

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