Robert P. Crease [クリース] (2011) World in the Balance [世界でもっとも正確な長さと重さの物語]

  • Robert P. Crease, 2011, paperback 2012: World in the Balance — The Historic Quest for an Absolute System of Measurement. New York: W.W. Norton, 317 pp. ISBN 978-0-393-34354-0 (pbk.) [わたしはこの本を読んだ。]
  • ロバート・P・クリース 著, 吉田 三知世 訳 (2014): 世界でもっとも正確な長さと重さの物語 — 単位が引き起こすパラダイムシフト。日経BP社, 432 pp. 978-4-8222-8537-1.

この本の主題は、度量衡、あるいは(日本の法律である「計量法」や、日本の国の組織であるかつての「計量研究所」、今の産業技術総合研究所の「計量標準総合センター」の名まえに出てくる意味での)「計量」、そのうちでも長さおよび重さ(近代科学用語では「質量」)に関する計量である。

2013年1月に日本の本屋の洋書売り場でペーパーバックを見つけて買い、メートル法の歴史に関するところなどを拾い読みした。2015年8月、日本語版が話題になっていたのを見て、著者がいくつも科学史読みものの著作がある人であることを知った。(日本語版の題名は、すでに出版された別の本の題名に似せたらしい。) また、[読書メモ]でふれた専門家論の論文集の編者でもあることにも気づいた。それから全体を通して読んでみた。走り読みした部分もあるにもかかわらずメモの量が多くなりすぎて、このブログに書く材料を選ぶのにてまどってしまった。

計量に関する学問を英語ではmetrologyという【meteorology関係者としてはまぎらわしさに注意する必要のある単語だ】。ただしこの用語はおもに計量に関する技術あるいは(法律などの)制度に関する学問をさしている。著者は、計量に関する思想や文化に関する学問もあるべきだと考え、metrosophyという新語を持ちこんでいる。本書はmetrologyとmetrosophyの両方にまたがる歴史を意図したものだ。ただし、metrologyのほうは、近代に関する限り、メートル法の成立・普及・精密化の流れが記述されていて、話の筋が明確なのだが、metrosophyのほうは、美術の話題や、人の寸法(あるいは人が身につけるものの寸法)をとる話題などが出てくるものの、話題がそれぞれ断片的で全体として何を言いたいかがわからない。考えてみれば、思想や文化の立場から見て、計量がからむ問題はいろいろあるが、計量がからむものだけからなる構造があるわけではないので、思想史や文化史のうちで計量という主題に注目したものはありえても、metrosophyのようなまとまりとして論じるのはむずかしいのだろう。著者はmetroscapeという新語も使っている。景観(landscape)と同様に、人はさまざまな計量にかこまれて生きているということが言いたいらしい。これも、そう言うことは可能ではあるが、「情報環境」の一部のようなものであり、とりわけて言う価値があるかどうか疑問だと思う。

ただし、ひとつ、metrosophyというのにふさわしそうな、計量に関する思想の根本にかかわりそうな問題に気づいた。第3章には、アフリカのガーナ、トーゴ、コートジボアールにまたがる地域に住むAkan 民族の、近代化する前の慣習の話がある。彼らは砂金を貨幣としていた。砂金の量をはかるため、分銅(あるいは升)が必要であり、それは装飾を伴い芸術作品でもあった。本書にはコレクターや文化人類学者による記述が紹介されているがそれらが必ずしも一致せず、詳しいことはよくわからないのだが、本書の記述をわたしが理解したところでは、彼らは重さの単位を共有していなかったらしい。取引の際は、砂金を渡す側と渡される側とがそれぞれ自分の分銅ではかって納得する必要があったのだ。ほんとうだとすると「計量は必ずしも単位(の当事者間での共有)を伴わない」ということの実例になる。しかし、この章以外では、第2章で扱われた古代の中国の場合を含めて、計量は単位を伴っており、著者は計量に関する制度と単位に関する制度を一体のものとして扱っているように思われる。

次に、単位は導入されても、それがどのくらいの不確かさの幅をもっていたか、という問題がある。第2章の中国古代には、宮廷で使われた長さの単位は笛の音程と結びつけられて(近代ほどではないが)かなり精密だったものの、徴税などの一般社会の目的に使われる単位はかなり大まかだったそうだ。第4章によれば、メートル法ができる前のフランスでは、たとえば土地面積の単位に、過酷な徴税とそれをのがれようとする努力とによる意図的なくいちがいもあったそうだ。社会が近代化していく(その定義は明確ではないが)につれて、計量標準の統一が必要とされてきた。そして、物理科学が発達し産業技術にも応用されていくにつれて、計量技術の精度が上がればそれにあわせて計量標準の精度も高めることが求められてきた。

そして、計量標準の基礎を何に置くかという問題がある。人体などにもとづくものでは、精密にしようがない。変形しにくい人工物を特定して標準器とすることがまず考えられる。ただしそうすると、標準器が災害などによってこわれると標準が失われてしまう。自然界の変わらない特徴に標準を求めたほうが普遍的再現性があるのではないか。メートル法の成立は、自然界に標準を求めることに挑戦し、敗退して、人工物の標準器に落ち着いた、とみなすことができる。その後の進展で、メートル法を引き継いだSI (国際単位系)は、長さのメートルについては念願の自然界標準に移ることができ、質量のキログラムは移るための準備中という段階にある。

この計量標準の基礎の話と並行して、社会の実用単位としてのメートル法の普及の話がある。著者の造語で metrophilia, metrophobiaというのも出てくるのだが、この場合のmetro-は「計量」ではなくて「メートル法」(長さの単位としてのメートルを含む単位系)をさすらしい。メートル法の採用に積極的な国と消極的な国があった。現在、世界の大国のうちでいちばん消極的なのはアメリカ合衆国、次がイギリスだろう(第5章を読むと、こうなってしまったのにはかなり偶然的要因がきいているように思われるのだが)。そして著者は、Akan社会や中国が、19世紀にヨーロッパ諸国のなかでもとくにイギリスの侵略を受けたことと、それらの国ではイギリスよりも速くメートル法が普及したことを対比して、皮肉だと言っている。しかしここは概念分析が不足しているような気がした。イギリスは確かにメートル法の普及が遅れたが、それはヤードポンド法(英語から直訳すると「帝国単位系」)が近代化・精密化したからだ。そしてヤードやポンドの定義はメートルやキログラムから派生したものになっている。(日本の尺や貫も同様に明治時代に再定義された。) 「メートル法の普及」も、それが従来からあった文化伝統におよぼした破壊的インパクトも、人が使う単位としての普及と、裏にある標準としての普及に分けて考える必要があるだろうと思う。

計量単位の基礎には、計量標準の基礎のほかに、単位の概念の基礎になるものと、1単位ぶんの大きさの感覚の基礎となるものがあるのだと思う。
伝統的な単位、たとえばfoot (フランスではpied)や尺ならば、概念の基礎と1単位の大きさをもたらすものはいずれも人の足なり腕なりだろう。ただし計量標準は別に必要になる。
メートルは、概念の基礎としては、地球の大きさ(赤道から極までの4分の1周)を採用した。しかしそれを1単位ぶんではなく、単位の10のべき乗倍(1千万倍)の長さとした。1単位の大きさの感覚は、人体の大きさに近いこと、もっと具体的には、フランスで使われていたauneという単位に近いことで支えられていたようだ。【本書とは別に人にきいたところでは、地球1周の1億ぶんの1 (今の40 cm)が1 piedに近い、という考えもあったらしく、なぜそちらでなく今のメートルが勝ったのかはよくわからないのだが。】 そして計量標準は、メートル法発足当初はフランスの公文書館(アルシーヴ)に保管された標準器だった。
それ以後、概念の基礎も、1単位の大きさの感覚も変えないまま、計量標準だけが、前の時期のものと上位互換で、つまり、新しい利用目的に必要な精度をもちながら、従来からある利用目的には前の標準と区別できない結果をもたらすように、国際度量衡局のメートル原器、ある原子の出す光の波長、そして(原子の振動による秒の標準を前提として) 1秒間に光が伝わる距離へと、更新されてきたのだ。
わたしは本書を読んだ結果としてこのように問題を整理しなおしてみることができたのだが、本書自体には、このような整理が不足していると思う。

あとは、個別の話題で気になったこと。

第2章の中国の話は、Qiu Guangming 【別の情報によれば「 光明」】という研究者の話によるところが多い。Qiu氏は2010年現在75歳の女性で、北京のNational Institute of Metrologyを1999年に退職したがそこで研究を続けている。文化大革命中の1976年にNIMの歴史グループができたが、今では廃止され、客員のQiu氏だけが残っているのだそうだ。2015年ノーベル医学賞受賞者のTu Youyou氏の経歴も、高度な専門教育を受けたわけではないが文化大革命中に研究チームに組みこまれた、というもので、よく似ているという印象を受けた。

メートル法の始まり(第4章)。のちにメートルと呼ばれることになる長さの単位の基礎を自然界に求めた際に、地球の大きさよりもむしろ、「片道1秒の振り子の長さ」が考えられた。【少なくとも今はふりこの周期は往復で見るのがふつうであり、往復1秒の振り子の長さは約25cmであってpiedに近いとも言えるが、なぜ片道にしたのかはよくわからない。】当時は、標高と緯度による重力の違いはわかっていたが、それらを統一すれば周期は決まると期待されたらしい。しかしそう簡単ではない(「重力異常」がある)ことがわかってきた。1790年、革命後だがまだ王が生きていたころ、アカデミーの意見を受けて国民議会が可決したものは、片道1秒のふりこの長さをaune、その2倍をtoiseとするというものだったそうだ。しかし1791年にアカデミーが検討して、地球の周のほうがよい、ただし測量しなおすことが必要、とした。国会もそれに合わせて議決しなおした。子午線測量による数値がはいったのは1799年だった。

メートル法の第2世紀 (第6章)。19世紀後半、メートル法は大きく変わった。1875年、BIPM (国際度量衡局)など、フランスに本拠を置くものの国際的な(多国間の)組織ができた。新しいメートル・キログラム原器がつくられ、1889年、計量標準は地球ではなく原器という人工物に基づくことが明確にされた。原器とのあいだで検定された二次原器が国際組織に加盟した各国に配布され、各国内の標準とされた。つまり、自然界に基準を置くことからは遠ざかったが、国境を越えて世界で共通に使われることが人間社会にとっての普遍性をもたらした。

ところが、このメートル原器の制度化と同時に、メートルの計量標準を自然界に求める方向への動きも始まった。いろいろな原子の出す光の波長が提案された(9章)。1960年までかかって、結局クリプトン86の輝線が採用された(10章)。

現在、自然に基礎を置く方向への改革が進んでいる(12章)。メートルは原子振動による秒の定義と光の速さに基礎をおくようになった。キログラムは、物理定数の測定がじゅうぶん精密でないため、遅れた。物理定数に基づく再定義の提案としては、シリコン結晶の原子数を数えてアヴォガドロ定数の値を得るのと、Watt balanceで電気力と機械力をつりあわせることによってプランク定数の値を得るのとがある。1億分の1の精度が出れば移行できるという判断があったが、2011年の会議への報告では精度は千万分の1で、結論は持ち越された。【本書の記述の範囲ではこれが最新情報。】

折り返しのあとに詳しい目次をつける。

Contents
Introduction: The Noonday Cannon
1. Vitruvian Man
– Improvised measures
– Patterns of units
– Metrology and metrosophy
2. Ancient China: Feet and Flutes
– Birth of Chinese metrology
– The politics of precision
3. West Africa: Gold Weights
– Niangoran-Bouah: Gold weights as Akan encyclopedia
– Tom Phillips: Gold weights as Akan scruptures
4. France: “Realities of Life and Labor”
– Early French measures
– The sudden transformation
– French revolution
5. Halting Steps Toward Universality
– Great Britain
– United States
– France
6. “One of the Greatest Triumphs of Modern Civilization”
– The great exhibition of 1851
– The International Metric Commission
– China: Opium Wars
– West Africa: The Ashanti Wars
7. Metrophilia and Metrophobia
– Metrological monument: The great pyramid of Giza
– Metricities and metric fallacies
– Vestigial measures
8. Surely You’re Joking, Mr. Duchamp!
– Science angst
– Meter made
– Mocktrology
9. Dreams of a Final Standard
– Peirce’s background
– A natural length standard
– Michelson and Morley
10. Universal System: The SI
– The spectral line and the meter stick
– Impediment to imperative
– The SI
11. The Modern Metroscape
– The new Vitruvian man
– Clothes
– Living standards
– Dark sides of the metroscape
12. Au Revoir, Kilogram
– The metric system and the SI
– Drifting standard
– The sphere …
– … And the balance
– Toward “the new SI”
Epilogue
Acknowledgments
Note
Illustration Credits
Index

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