サム・キーン[Kean] 著 (2017 / 寒川 均 訳 2020) 空気と人類 [原題 Caesar’s Last Breath]

  • Sam Kean, 2017: Caesar’s Last Breath — Decoding the Secrets of the Air Around Us. New York: Little, Brown, and Company.
  • サム・キーン 著, 寒川 均 [さんがわ ひとし] 訳, 2020: 空気と人類 — いかにして 〈気体〉を発見し、手なずけてきたか。白揚社, 459 pp. ISBN 978-4-8269-0224-3.

日本語版は2020年12月の新刊。原書はアメリカで2017年に出ている。

著者は、本書の著者紹介によれば「サイエンスライター」であり、他の著書はあげられているが、専門などの説明はない。訳者については「翻訳家」とあるだけだ。「翻訳協力」として、西尾義人、伊藤ななえ、上原直子の3人の名まえが分担箇所つきであげられている。流通している本の情報を検索してみると、寒川氏の訳書はこれ以外にみあたらないが、西尾氏、上原氏は、それぞれ訳者となった本があり、そのうちには白揚社から出たものもある。

本書は空気やそのほかの気体を主題とした科学読みものだ。化学がおもで、気象学の話題はこの主題にしてはすくなめだ。話題が、たとえば46億年の地球の歴史と西暦1980年のセントヘレンズ火山噴火のあいだで行き来するので、はじめて知る読者は時間スケールがちがう話題を混同しやすいと思う。化学や地学の初歩をすでにまなんだ人にすすめたい。

しっかり読んだわけではないが、何が話題になっているかのメモをとった。「ネタバレ」になるかもしれないが、書きだしておく。わたしが関心のある話題にかぎってくわしくなっている。

はじめに — 最後の息。空気は分子からなる。ユリウス カエサル (ジュリアス シーザー) がはいた分子をあなたが吸っていることもあるだろう (英語版の題名はこの話題から)。

第1章 初期地球の大気。原始大気(「大気1」)がなくなったあと脱ガスによる大気(「大気2」)ができた。
セントへレンズ火山のそばに住んでいた人(専門家ではない)の話題を例として、火山のこと。

幕間 爆発する湖。カメルーンのニオス湖。地球内部から出てくる気体がおもに二酸化炭素である、現在の地球では特殊な例。そして災害になった例。

第2章 大気のなかの悪魔。窒素。ハーバーとボッシュによる窒素固定技術。それからハーバーが従事した毒ガスのこと。

幕間 危険な武器を溶接する。「酸素切断」。酸素で鉄を酸化させる技術と、熱で鉄を融解させる技術がある。

第3章 酸素の呪いと祝福。人が酸素を認識するまでの科学史。ファン・ヘルモント、ボイル、ブラック、D. ラザフォード、H. キャベンディッシュ、シェーレ、プリーストリー、ラヴォアジエ。
地球大気に酸素(O2)がある原因。シアノバクテリアによる光合成。それ以来の生物の進化と酸素濃度の変遷。

幕間 ディケンズより熱く。酸素を吸い二酸化炭素をはくヒトの体内でおきていることは燃焼なのか、という問題。

第4章 喜びガスの不思議な効能。麻酔につかわれた気体: 一酸化二窒素、エーテル(ジエチルエーテル)、クロロホルム。

幕間 フランスの「放屁狂」。ヒトの屁(おなら)のこと。

第5章 飼い慣らされた混沌。気体の圧力のこと。空気圧とマグデブルクのゲーリケ、水蒸気圧とジェームズ・ワット。爆発物、とくにニトログリセリンとソブレロ、ノーベル。

幕間 悲劇に備える。鉄の精練。どうやって鋼鉄にするか。とくにベッセマー。適度に炭素をふくむ鉄をつくるため、適度に空気をふきこむ。

第6章 空に向かって。大気中に行く。モンゴルフィエの熱気球と、シャルルの水素気球。ゲイ=リュサックと理想気体の法則。ストラット(レイリー)とラムゼーによるアルゴンの発見。太陽光スペクトルでさきにわかったヘリウムもラムゼーが地上で同定した。レイリーは空気分子が光を散乱することを理論計算でしめした。

幕間 夜の光。照明。石炭ガスやアセチレンの燃焼による光。ナトリウム蒸気やネオンを電気で励起することによってつくる光。

第7章 放射性降下物の副産物。原子爆弾と水素爆弾。放射性同位体、たとえばストロンチウム90、ヨウ素131をふくむ降下物が環境中にあらわれ、ときには健康被害をもたらした。自然にも存在する放射性同位体: カリウム40、ラドン、炭素14。

1954年3月1日のビキニ環礁での核実験が、戦争での意図的殺傷以外で人に被害をもたらした代表例とされている。そんなことがおきた事情についての論評として、「気象前線」という用語は不適切だが (「気象前線」という熟語はないし、ビキニ環礁のある熱帯では気象学用語でいう「前線」は生じない)、1954年当時、気象の知識が(いまからみれば)乏しく、放射性降下物がどう動くかについて無頓着だったのだろう、という推測はもっともだ。ただし、アメリカ合衆国は1956年ごろからマーシャル諸島で実験的な気象観測をやっていて、あきらかに核実験関連である。それが核実験による意図しない被害をへらしたかどうかをわたしは知らないが、気象データは公開されて、1960-70年代の熱帯の気象に関する知識の進歩にやくだった。

幕間 アインシュタインと庶民の冷蔵庫。冷蔵庫の原理は熱ポンプで、ふつうはモーターで熱媒体を圧縮する。ドイツにいたころ、アインシュタインとシラードは、モーターの必要がない吸収式の(複数の流体が低温で混合し高温で分離することによる)冷蔵庫を発明した。それは普及しなかったが、特許からいくらかの収入をもたらした。(著者は、アインシュタインが原子爆弾の提案者になった背景として、この件でシラードを信頼していたことがあると考えている。)

第8章 気象戦争。人工降雨。とくに第2次大戦直後のGeneral Electric社での研究。1960年代のアメリカの基礎科学としてのStormfuryプロジェクトと、ベトナム戦争がらみの空軍の作戦行動。
「気象制御の望みは色あせた」と言って、話題は天気予報にうつる。さかのぼってリチャードソン、フォン・ノイマン。そしてローレンツがカオスに出あったこと。(それにもかかわらず数値天気予報がそれなりに成功している話は、本書にはない。)

幕間 ロズウェルからの轟音
1947年のニューメキシコ州ロズウェルに落ちていたもの。宇宙人さわぎになったが、軍は「気象観測用の気球」だと説明した。人工の気球にはちがいなかったが、ソ連の核実験を探知するために音波を観測する気球をアメリカ軍があげたのだった。レーダーの電波を反射するための金属の部品もついていた。(著者は「気象観測用の気球」だというのは うそ だったという。わたしにいわせれば、音波の観測も気象観測にはちがいない。)

第9章 異星の空気をまとう
他の惑星にはどんな大気があるか。火星、金星。太陽系外の惑星の大気についてはどんなことがいえるか。光の吸収スペクトルから分子の種類がわかる。生命の証拠がわかるか?
惑星の温度条件はどのようにきまるか。温室効果。地球のばあい、温室効果の原因物質は第一に水蒸気、第二に二酸化炭素。そして、地球温暖化の話になる。

著者は「地球の大気を段階を追って慎重に冷やしていく、「気候工学」こそが唯一の現実的な方法だと感じている。」そして「地球工学の手法の一つに、大気中の二酸化炭素を回収し、固体炭素に変換するというものがある。」(「地球工学」と「気候工学」は同意語のつもりらしい。「固体炭素」は炭を想定しているわけではなさそうで、ドライアイスのことでもなく、「石灰」(炭酸カルシウム)などである。) 「地球工学への別のアプローチとして、太陽光が地表に届いて熱に変換される前に遮断するやり方もある。」そのうちで、鏡や、雲をつくる方法ものべたあと、おもに「二酸化硫黄をばらまく」ことをのべる。「二酸化硫黄には太陽光を宇宙へ跳ね返す性質がある。」というのは単純化しすぎだ。化学反応によって硫酸(または硫酸塩)の液体(または固体)粒子になることをのべないといけない。

著者はさらに「しかし、仮に地球工学が失敗に終わり… 別の惑星でやり直すことだ。」という。火星へ。太陽系外惑星へ。そのとき人は呼吸するための空気をどうやって得るのか、といった話になる。1960-70年代のアシモフがノンフィクションのエッセイでやっていた「空想科学」と同様な話で、娯楽としてはおもしろい。しかし、本の最後にあるからといって、地球環境問題への科学的知識をもつ人の提言としてうけとめるべきではない。

本書の章のうちの節のくぎりは「* * *」で、節見出しはない。したがって、目次の書きぬきはすでにしめした章と「幕間」の題名でつきている。

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