- 福沢 諭吉, 1868: (訓蒙)窮理図解。
- 福沢 諭吉 著, 中川 眞弥 編, 2002: 福沢諭吉著作集 第2巻 世界国尽、窮理図解。慶應義塾大学出版会, 418+44 pp. ISBN 4-7664-0878-0.
- 桜井 邦朋, 2005: 福沢諭吉の「科学のススメ」–日本で最初の科学入門書「訓蒙 窮理図解」を読む。祥伝社 (NON SELECT)、224 pp. ISBN 4-306-50085-8.
福沢諭吉が、経済学だけでなく物理をも論じているのを、佐藤(2001)の本で知った。福沢は1882年(明治15年)に、「物理学の要用」という文章(山住 編 1991 の本に収録されている)で「初学を導くにもっぱら物理学をもってして、あたかも諸課の予備となす」、つまり、学問をする人はまず物理学を学ぶべきだと言っている(それから経済学などを学ぶべきだとも言っているのだが)。それよりまえ、1868年(序文中の日付は慶応4年、出版は明治元年)には、「窮理図解」という本を出している。このころはまだ日本語の「物理」ということばは確立しておらず、英語のphysics (むしろ natural philosophy かもしれない)に対応することばとして「窮理」が使われたのだ。英語の本ならば Physics Illustrated というところだろうか。
そのことを知ったとき、わたしは慶応大学の非常勤講師として「地球システム論」という科目を分担していた。慶応の図書館で「窮理図解」をさがしたら、福沢諭吉著作集に収録されたものが見つかった。著作集第2巻には、『訓蒙窮理図解』、『世界国尽』、『童蒙教草』(抄)、『文字之教』が収録されている。著作集編者による解説が http://www.keio-up.co.jp/yukichi/reporthtml/200205htm.htm にある。わたしは『訓蒙窮理図解』にだけ目をとおした。
その各章の題目を見ると、「温気(「熱」のこと)、 空気、水、風、雲雨、雹雪露霜氷、引力、昼夜、四季、日食月食」となっている。現代の大学の物理学科で扱っている内容ではなく、むしろ天文学や気象学、現代の高校の科目でいえば「地学」にふくまれる主題が多い。(理科が「物理、化学、生物、地学」の4分科とされたのは第2次大戦後のことであり、明治時代にこのような主題が「物理」に属するものとされたのは当然ではあるのだが。) そして、まさにわたしが「地球システム論」で教えようと思っていたこと([「気候システム論」教材]参照)とかさなるところが多い。そこでわたしは慶応大学の授業の序論でこれを持ち出すことにしたのだった(教材ページ[なぜ自然科学を学ぶ必要があるのか])。
原書は(わたしは著作集や桜井(2005)に例示としてふくまれた写真を見ただけだが) 木版印刷であり、手紙などにありがちなくずし字ではないが、漢字は行書、かなは活字普及以後の規範とちがう字体が多く、現代人には読みにくい。著作集は活字にしてあるので文字としてはすぐ読めるが、文体や語彙が現代とちがう。(英語ならば、1860年代と現代とは、語彙の部分的なちがいはあるものの、日本語の場合よりもずっと近いだろう。)
本書は表紙では「福沢諭吉 著」となっているが、「凡例」によれば、さまざまな本を翻訳して編集したものだ。(本文をみると全部が翻訳というわけでもなく書きおろしと思われる部分もある。) 「凡例」に列記されている文献は次のものだ。(最初の2つは日本語版Wikipedia「窮理図解」の項(2018-10-30現在)にしたがって原書の情報をおぎなった。) 「窮理書」のほかに「地理書」があるが、おそらく当時の「地理」ということばの意味のひろがりは天文や気象の話題をふくんでいたのだと思う。
- 英版チャンブル窮理書 1865年 … Chamber’s Educational Course, Natural Philosophy, for Use in Schools, and for Private Instruction, London & Edinburgh.
- 米版クワッケンボス窮理書 1866年 … G. P. Quackenbos, A Natural Philosophy, New York.
- 英版チャンブル博物書 1861年
- 米版スウヰフト窮理初歩[「ヰ」が小文字] 1867年
- 米版コルネル地理書 1866年
- 米版ミッチェル地理書 1866年
- 英版ボン地理書 1862年
- 右の外 英米雑書数部
第1章の「温気」(「うんき」というふりがながある)はほぼ「熱」のことだ。熱が気体のような物質であるという考え(熱素説)にもとづく表現なのだろう。「温度」ということばは一度出てくる(「あつさ」とふりがながしてある)が、温度の数量が出てくるところでは「温度」ではなく「寒暖計の度数」という表現になっている。
わたしは気象や季節を論じるための準備として物理の基礎概念のうちではエネルギーに関するものがいちばんだいじだと思うので、熱の話題を最初にもってきたことには賛同するのだが、残念ながら第1章はさまざまな論点を列挙しただけで話のすじがわかりにくい。したがって、本書を現代の人に科学入門書としてすすめることはできないと思う。もっとも、1860年代といえば、熱力学の第2法則がまさに形成されているころであり、第1法則(エネルギー保存則)が定式化されてからは20年ほどたっていたものの、狭い専門家集団の外にはまだ普及していなかっただろう。本書のわかりにくさは、専門家の認識がゆれていた時代を反映しているのだろう。
第1章で列挙された論点は次のものがある。
- 「温気」の源。
- 太陽(「日輪」と表現されている)、地熱。
- 化学反応(「物の調合」と表現されている)。
- 摩擦(「物を摺[す]り 物を打て」と表現されている)。
- 電気(「えれきとる」と表現されている)。
- 熱伝導。熱いものからつめたいものに伝わる。物質によって(たとえば金属と木では)熱を導く能力がちがう。衣服の材料はそれを考慮して選ばれる。
- 熱膨張(温度による体積変化)。
- 熱の出入りが速い物質と遅い物質があること。主として熱容量の話のようだが、黒いものと白いもののちがい(後述)は太陽放射にたいする吸収率の問題。
- 水銀温度計、「ファレンヘイト」温度目盛り、水の沸点・氷点。
「黒いものは白いものよりも熱を吸いこむことも吐きだすことも速い」と言っている。(別の問題にちがいない「きめのあらいものはこまかいものよりも…」を同じ文のなかにまぜてのべているが、ここでは黒白のほうだけ考えたい。) わたしは、これと同じ主張を、たしか1960年代の小学生のころ学習漫画で読んで、そのときは知識として受け入れたのだが、気象学を教えるようになって、正確でないことに気づいた。福沢がすぐ具体例として「日輪の熱を吸込む」と言っているように、太陽放射を受ける場合ならば、「黒いもののほうがあたたまりやすい」のは正しい。しかし「黒いもののほうがさめやすい」は、すなおな意味では正しくない。ひえる原因が放射でなければ白いか黒いかは関係ないし、放射だとすれば物体自体が出す熱赤外線であり、可視光に対して黒い(吸収率が大きい)ものが赤外線に対する射出率も大きいとはかぎらないのだ。「黒いもの」を赤外線の波長帯までふくめて電磁波をよく吸収するもの(よく射出するものでもある)という意味とするか、または、太陽放射を吸収した結果として温度がちがう状態からはじめてそれからの温度低下量を比較するならば、「黒いものがさめやすい」という表現が「正しい」ということも可能ではあるが、その条件がわかるような注釈が必要だと思う。この件は[別ブログ2018-11-06の記事]にもうすこしくわしく書いた。
第2章の話題は空気。おもに気圧について。水銀気圧計が「晴雨器」として(西洋のことばで「バロメイトル」とも)紹介されている。井戸のポンプ(大気圧を利用するもの)の図解入り説明もある。日本にひろめたい西洋技術の例でもあったのだろう。
第3章 水。やかんの口と本体など、つながった水の水面は同じ高さになっていること(圧力のことも地球の重力のことも明示されていないが)。その原理を酒を器から器に移すときなどに利用できること。山の湧水についても、このしくみで、山の地下にある水たまりの水面の高さから下の湧水は枯れない、と説明している。
第4章 風。風は空気の動き。風がふくおもな原理は、あたたまった空気が上昇し、冷えた空気が下降することであり、あたたまる原因は太陽放射(「日輪の温気」と表現)だとしている。日周変化による海陸風を、江戸や大坂で知られていることと関連づけて説明している。
第5章 雲・雨。水が蒸発して水蒸気(「蒸発気」と表現)となること。水蒸気が凝結して水となること。蒸留装置(「蒸露缶」と表現)。雲ができて雨や雪がふるのも蒸留と同様で、雨水は純度が高い水だ。水を蒸気にするには熱(「温気」と表現)が必要だ。雪がとけて水になるときは「空中の温気を吸い込む」。
第6章 雹・雪・露・霜・氷。「空中の水気」がひやされると水になる。露はこれだ。温度が32°Fよりも低ければ霜となる。氷は水が「温気」を失ってかたまったものである(などなど)。(表題では雹[ひょう]が最初になっているが、本文では雹は、雪の関連で、あられ[霰]の大きいものとされているだけである。)
第7章 引力。まず万物の間で働く引力を説明する。それから、太陽のまわりの地球の運動を、円運動として説明する。「求心力」と「遠心力」があって、つりあっている、という考えかたになっている。それから話題は引力から離れて、恒星と惑星(「遊星」と表現)はどんなものかを説明する。
第8章 昼夜。地動説を前提として、昼夜を地球の自転で説明する。また、世界のうちの地域間で時差があることを紹介する。
第9章 四季。地球の公転で説明する。自転軸が公転軌道の軸に対して傾いていることは、ことばで明示はしていないが、図で示している。なお、太陽が公転軌道の中心からずれていることにもふれているが、それが「寒暑の差別」の主原因ではないことに注意している。
第10章 日食・月食。太陽・地球・月の位置関係を図示している。太陽と月は、見かけの大きさはほぼ同じだが、実際の大きさも地球からの距離も数百倍のちがいがあることに注意している。
ここから桜井(2005)の本について。この本を出したとき、桜井さんは神奈川大学の学長を退任したあとで、早稲田大学理工学総合研究センター客員顧問研究員だった。
桜井(2005)の第3章は、『窮理図解』の本文を、著作集を底本として使い、桜井さんによる現代語訳を右、原文を左にならべた対訳の形で示したものだ。(縦書き本なので順にめくればまず現代語訳に出会う。) 図は原文のページに影印で含めているほか、全部ではないが、模式図のようなものは、かきなおして右ページに含めている。『窮理図解』の序文と凡例は、原文のまま巻末資料として収録し、第3章のはじめに簡単に紹介している。
桜井(2005)の第1章は、福沢諭吉の伝記と、その中での『窮理図解』の位置づけを述べている。参考文献として既存の伝記類を多数参照している。そのうちに永田(2003)の『福沢諭吉の「サイアンス」』をふくんでいる。論調は、福沢を偉人あつかいしているようで、その思想に対する批判は見あたらない。
第2章は桜井さんが、福沢のいくつかの著作や、1868年当時の慶応義塾の日課表などを参照して、福沢が物理を重視していたことと、桜井さん自身が若い人に物理や数学を学んでほしいと思っていることを、切れめなしにのべている。そして、科学の知識を暗記したり信じこむのではなく、疑い、そのうえで論理的に考えていくことが必要だと主張している。【わたしから、このころ以後の桜井さんの他の著作を見ると、特定の論を疑いすぎ、別の論を疑わなさすぎる傾向が生じてしまったと思うのだが….】
第4章は、桜井さんが現代の物理を知っている目で見て、『窮理図解』の記述のうちで修正すべき点を論じている。熱の概念に関する指摘はもっともだ。
しかし、「大気の広がりと真空の存在について」のところでは、桜井さんがかんちがいをしている。大気圧の標準値として使われる、1013 ヘクトパスカルと、水銀柱の高さ 76センチメートルと水銀の1立方センチメートルあたりの重さ13.6グラムとの積の約 1033とが、似ているが、すこしちがう数値になる。桜井さんは、このちがいを誤差と思ったらしく、「地表1平方センチメートルを底辺とした気柱の中の大気量が 1013 グラムであることを示しているのである」と述べている。ここは、大気、水銀柱でそれぞれ静水圧のつりあいがなりたっていると考えて、底での圧力は、その上にある単位面積あたりの物質にかかる重力、つまり単位面積あたりの質量かける重力加速度に等しい、とするべきところだ(わたしの教材ページ[大気の質量と気圧]参照)。1013ヘクトパスカルは、1平方メートルあたり 10.33 トンの質量に、重力加速度 9.8 m/s2がかかったものなのだ。桜井さんが、物理量の次元を確認するか、気象を教えている人と話してみれば、すぐわかったと思うのだが、あわててしまったようで、残念だ。
また、『窮理図解』第6章の雪の結晶の図については、桜井さんは土井 利位(1832年)の『雪華図説』の図のほうが正確だと思い、それを右ページに補足した。しかし土井の図は、忠実なスケッチと思われるものもあるが、図案化されたものもある。わたしは『窮理図解』の図のままのほうがよかったと思う。
文献
- 福沢 諭吉 著, 山住 正己 編, 1991: 福沢諭吉 教育論集。岩波文庫。
- 永田 守男, 2003: 福沢諭吉の「サイアンス」。慶應義塾大学出版会。[桜井(2005)の本の参考文献にある。わたしは読んでいない。]
- 佐藤 文隆, 2001: 科学者の将来。 岩波書店。
折り返しのあとに、桜井(2005)の本のくわしい目次をつける。
== 桜井(2005)の本の目次 ==
まえがき
目次
序章 なぜ今、福沢諭吉の「物理」なのか
– 「科学」についての日本人の根本的勘違い
– なぜ諭吉は、物理学の必要性を説いたのか
– 『訓蒙 窮理図解』が見落とされていた理由
第1章 若き福沢諭吉と、科学との触れ合い
– 大坂に生まれる
– 父 百助の無念の死
– 長崎で蘭学を学ぶ
– 緒方洪庵の下で学んだ適塾の日々
– オランダ語から英語に切り換える
– アメリカで驚いたこと、驚かなかったこと
– 『学問のすゝめ』に決定的影響を与えた本
– 『訓蒙 窮理図解』を著す
– 『蘭学事始』を初めて世に出した功績
– 北里柴三郎の研究を支援
– 「サイヤンス」の重要性を説いてやまなかった諭吉
第2章 科学する心とは何か
– 東洋に欠けている二つのこと
– 理科や数学を、暗記科目にしてはいけない
– 大切なのは「知る」ことではなく、「理解」すること
第3章 『訓蒙 窮理図解』を現代語訳で読む
– 『訓蒙 窮理図解』の構成と展開
– 第一章 温度と熱について [温気の事]
– 第二章 空気について [空気の事]
– 第三章 水について [水の事]
– 第四章 風について [風の事]
– 第五章 雲と雨について [雲雨の事]
– 第六章 雹[ひょう] 雪 露 霜 氷などについて [雹雪露霜氷の事]
– 第七章 万有引力について [引力の事]
– 第八章 昼夜の成因について [昼夜の事]
– 第九章 四季について [四季の事]
– 第十章 日食と月食について [日蝕月蝕の事]
第4章 現代科学から見た『訓蒙 窮理図解』
– 1860年代当時の世界の物理学界
– 「なぜ空は青いのか」についての諭吉の誤り
– 大気の広がりと真空の存在について
– 赤外線と紫外線
– ばね秤りと天秤の違い
– 雪の結晶
– もし現代の様子を諭吉が目にしたら
おわりに
底本、および参考文献
<巻末資料> 『訓蒙 窮理図解』序文と凡例