Mario Livio [リヴィオ] (2013/2015) 偉大なる失敗 [原題 Brilliant Blunders]

  • Mario Livio, 2013: Brilliant Blunders: From Darwin to Einstein — Colossal Mistakes by Great Scientists That Changed Our Understanding of Life and the Universe. Simon & Schuster.
  • マリオ・リヴィオ 著, 千葉 敏生 訳 (2015): 偉大なる失敗 — 天才科学者たちはどう間違えたか。早川書房, 410 pp. ISBN 978-4-15-209518-3. [わたしはこの版を読んだ。]

2015年3月、新刊を店頭で見つけた。[別ブログ記事2014-10-19 地球の年齢に関するKelvinの議論はどのようにまちがっていたのか?]で扱ったKelvinの件が含まれていたので、そこだけすぐ見たところ、論点はわたしの理解しているものとほぼ一致していた。残りは2015年8月に読んだ。

著者は宇宙物理学者。数学史読み物的な著書がある。専門的科学史家ではないが、原文献(出版されたもの)や科学史家の著作を参照文献にあげている。Lemaîtreの件では個人アーカイブで未出版の手紙まで調べている。

本書は、確かに偉大な成果をあげた科学者 Darwin, Kelvin, Linus Pauling, Fred Hoyle, Einsteinについて、ひとつずつ失敗をあげる。「偉大な失敗」というのは、ひとつには、(わたしなりにPopper流に言えば)科学的認識は仮説が反証されることによって進歩するので、反証対象になった仮説をたてた人は科学に貢献したのだ、ということなのだろう。もうひとつには、なぜ失敗したかを考えることが、これからの科学のために有益だということだろう(本書の考察がもっともとは限らないが)。

本書の主題は「進化」だそうだ。わたしから見るとこの用語選択には疑問がある。宇宙や地球の「進化」という表現は確かに使われるのだが、それは自然選択(適者生存)による進化ではないし、DNAは生物がDarwin型の進化をするしくみを構成する物質だがその構造を解明した研究と進化論とは遠い。

著者から見ると、Darwin進化論には、Copernicusの地動説とならんで、人間が世界の中心でないことを示す意義がある。これはわたしにはピンとこないのだが、キリスト教・ユダヤ教の世界にとっては重要だったのだろう。Hoyleの章で出てくる宇宙論は、太陽系が宇宙の特別な場所でないことを示す。しかし、Einsteinの章で出てくる人間原理によれば、われわれが見ている宇宙の部分は可能な宇宙全体のうちで特別な場所でないが、宇宙のこの部分の性質と人間が存在できるようになった歴史的事実とは関連していてもよい、ということになる。

Darwin。Darwinの進化論の要点は、「進化」「漸進説」「共通祖先」「種分化」だ。Darwinの失敗は、遺伝のしくみを、両親の形質が混合するように考えたことだ。Mendelの遺伝学を知らなかったのはしかたがない(DarwinはMendelに言及したことはあるが、その業績を詳しく知らなかったらしい)。問題は、形質混合の遺伝では、変異が種分化をもたらすのが困難なことを、Darwinがしっかり認識できなかったらしいことだ。

Kelvin。地球の年齢に関する認識が、聖書にもとづくものから、科学にもとづくものに変わる時代だった。しかしKelvinのおもな論敵は、斉一説をとなえた地質学者だった(Darwinも彼らに近い立場だった)。ただし、斉一説のうちでも極端なversion (地球の年齢は事実上無限)を意識して反論しようとしたようだ。失敗の主要点は、(放射性同位体ではなく) Perryが批判した点だとしている。ただしPerryの説を、対流の示唆ではなく、熱伝導率が深さによって違いうることが主ととらえている。Perryの批判は可能性を述べただけで蓋然性はなかった。著者は、Kelvinは自説過信、認知的不協和だったととらえる。さらに、Kelvinはエンジニア的特徴をもち、蓋然性を信頼する傾向があり、可能性だけの批判には鈍感だったと考えている。

Pauling。失敗の前に成功があった。X線回折に基づいてたんぱく質の立体構造を示したことで、それはらせん(helix)形だった。失敗は、DNAの構造として三重らせんだと推測したことだ。自分が示唆した遺伝子のもつべき相補性を忘れていた。関心は化学にあり、遺伝への関心は薄かったのか。また、核酸は水素イオンを出す酸なのだが、彼が示した構造ではそうならない。化学者らしくないが、周辺的修正ですむと考えたのだろうか。なお、彼にはマッカーシズムのもとでパスポート更新が止められた(結局発行されたが遅れた)という不運もあった。

Hoyle。成功は、炭素原子核が恒星中で形成されるという理論。(すぐ酸素になってしまわないことを含めて)。失敗は、定常宇宙論。仮説を提唱したのはよいのだが、頑固にこだわってしまった。(ほかに生命の起源に関する独自の説もあるが「偉大な失敗」には入れていない。)

なお、本書によれば、Big bang の最初の提唱は、Hubble (1929年)でなくLemaîtreが1927年にブリュッセルで出したフランス語の論文だ。ただしLemaîtreの論文の英訳では重要な論点が省略されている。彼自身が省略したらしい。また、当時の宇宙の年齢の見積もりは地球の年齢の見積もりよりも短いという難点があった。

Einstein。彼は、一般相対性理論に関連して、「宇宙定数によって静的宇宙が実現される」と考えた。この宇宙定数(宇宙項)を持ちこんだことをEinsteinの最大のあやまちだとする説がある。Livioは、宇宙膨張の加速の発見(1998年)以後の観点から、逆に、彼が1932年に宇宙定数は不要だとしたことが最大のあやまちだとする。
Einstein自身が宇宙定数を持ちこんだことを最大のあやまちだと言ったという説の出どころはGamowであり、著者はこれはGamowの創作だろうとする。(なお、Einsteinが原子爆弾の開発を進言したことを「ひとつの大きなまちがい」と言った、というのはPaulingによる伝聞だという。)
宇宙定数を取り下げた理由は、美的に簡潔でないこと、静的宇宙を考える必要がないことだった。一般相対論だけで考えればもっともだ。しかし、一般相対論に限定しない宇宙の統一理論をつくろうと考えるならば取り下げるべきでないのだ。
Lemaîtreが1934年の論文で宇宙定数を「真空のエネルギー密度」と関連づけた。著者はこれが正しい考えの進めかただったと見る。

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