それが、接着剤であります。

石器を組み合わせた古代の道具作りから、壊れた武器の修理、建物の補修、趣味のプラモデル製作、スマートフォンの内部構造、そして宇宙へ向かうロケットの組立。

時代も分野も越えて、モノとモノをくっつけるという技術は、常に人類の挑戦に寄り添ってきました。

今回は、一見地味だけど実はとても重要な接着剤の魅力をご紹介します。

接着剤のはじまり

今から20万年以上も昔、すでにネアンデルタール人は植物から抽出したタールを接着剤として利用していました。

石器を柄にくっつけてた

タールとは、木や植物を加熱することで得られる黒くて粘着性のある物質。

単に木を燃やすだけでは灰になっておしまいですが、酸素の供給を絶った状態で加熱すると、植物に含まれるタールがじんわりと滲み出てきます。

少なくとも6万年以上前のネアンデルタール人の遺構からは、この手順を効率的に行うための原始的な炉が発見されています。

ネアンデルタール人賢い

地面に浅い窪みを掘り、そこに植物を投入。上部を石や土で覆って密閉してから火で加熱することで、酸素が乏しい状態で植物を加熱でき、不完全燃焼（乾留）が進行するという仕組み。

驚くほど高度な技術であり、ネアンデルタール人は、目に見えない化学変化、熱と空気のバランスをなんとなく理解していたことになります。

また、これほど高度な技術があったということは、原始時代から接着に対するニーズはとても大きかったということになります。

古代新たな接着素材

このように、原始時代から人類は接着剤をふつうに使っておりましたが、その技術は古代文明の中でさらに発展していきます。

メソポタミア文明の場合

紀元前3800年頃のチグリス・ユーフラテス河流域、現在のイラク地方では、メソポタミア文明が隆盛を極めていました。

古代最強文明

現在のイラクあたりに位置しており石油が豊富に取れる地域だったことから、天然アスファルトを接着剤として大々的に利用していました。

アスファルトは、石油の中に含まれる炭化水素などが凝縮されたもの。現代では石油を精製していった残りカスとして取り出されています。

アスファルトは温めれば柔らかくなり、冷めるとガチガチに固まるので、接着剤として非常に有能。

メソポタミア文明では、例えば工芸品なんかにも利用されていました。

古代都市ウルから出土した遺物「ウルのスタンダード」は、紀元前2700年頃の装飾された木箱ですが、貝殻や宝石を天然アスファルトで接着しています。

ウルのスタンダード（用途不明）

メソポタミア文明の流れを汲むバビロニア帝国では、建物に天然アスファルトを用いて強度を上げたり防水を施したり、さらにはレンガを敷き詰めてそれを天然アスファルトで固定するいわゆるアスファルト舗装も行っていました。

エジプト文明の場合

エジプト文明では、アスファルトだけでなく膠（にかわ）も利用されていました。

膠は、動物由来のゼラチンです。牛などの皮や骨を煮出してタンパク質成分を抽出し、冷やして固めたモノ。アスファルトよりも製造しやすく使いやすい。

ファラオの棺を組み立てたり、貴族向けの家具の製作、パピルスの製本、壁画を書く際の下地など幅広く使用されていたことが分かっています。

特に木や紙との相性が良く、現代でも工芸品の制作に利用されています。

アジア圏の場合

中国や日本では、アスファルト、膠に加えて漆（うるし）も接着剤として利用されていました。

ウルシ科ウルシ属のウルシから採取できる樹液が漆であります。

触るとかぶれます

初めはトロッとした質感ですが、固まるメカニズムはちょっと独特。

まず、漆に含まれるラッカーゼという酵素が、空気中の酸素と湿気を取り込んで活性化します。その活性化した酵素の働きで、漆の主成分ウルシオールの分子同士が結合し始めます。

この結合する反応が進むと、ウルシオール分子が網目状に結びつき、強靭な塗膜が形成されるのです。

つまり、ケミカル的に固まっているのであって、乾いて固まっているわけではありません。むしろ、湿気の多い所でないとラッカーゼが活性化せず、一向に固まりません。

このプロセスを経て、あの美しいツヤの漆器が出来上がるわけです。

beautiful

そして、漆は硬さもかなりすごいです。膠の倍以上も硬く、さらに分子構造が網目状なのでしなやかさで割れにくい。

耐久性が高いため、見た目だけでなく接着剤としても超優秀で、木製品や陶器の補修などにも大活躍していました。

なお、福井県で発見された6000年前の漆の櫛などは、まだ現役のツヤを保っています。

鳥浜貝塚で出土した櫛

接着のメカニズム

機械的接合

ここまで、アスファルトや膠、漆をご紹介してきましたが、これらは接着剤としてはわりとメカニズムが似ています。

簡単に言うと、物質の表面の凸凹に接着剤が入り込んで、固まる。そうして物理的に固定されるイメージです。アンカー効果とも呼ばれます。

セメダイン株式会社「接着基礎知識」より

それに加えて、物体同士が0.5ﾅﾉﾒｰﾄﾙくらいにまで超接近すると、ファンデルワールス力という分子同士がくっつきあう弱い力が働きます。

0.5ﾅﾉﾒｰﾄﾙは200万分の1㍉、原子2〜3個分くらい。物質同士を重ね合わせてもこんなに接近できませんが、接着剤が物質の細かい隙間にまで入り込むことでこの力を発揮させています。

化学的接合

古代からおおむね近代（19世紀くらい）までは、アスファルトとか膠とかの天然素材ベースの接着剤が主力でした。

20世紀に入り、工業的にもより性能の高い接着剤が求められるようになると、接着剤界隈の技術は大きく進歩します。

すなわち、分子と分子の間に新たな化学結合を作ることで接着するという、これまでとはまったく違う次元へと踏み込んでいきます。

代表例の一つが、1950年代に考案されたエポキシ樹脂接着剤。

主剤と硬化剤を混ぜて使う

エポキシ接着剤は、主剤と硬化剤という2つの液を混ぜて使います。主剤の中にはエポキシ基という、他の分子とものすごく結合しやすい構造が含まれています。

その主剤に硬化剤を混ぜると分子の手と手がつながるような化学反応が起こり、がっちり組まれた網目のような構造を作るのです。

この構造はめちゃ強固で、ただ乾燥して硬くなるとかとは段違いの強度になります。

分子のはなし

さらにエポキシ接着剤のすごいところは、ただ固まるだけでなく、接着する素材の表面とも分子レベルで結びつくという点にあります。

ど文系の方には面倒くさい内容になりますので、歯を食いしばってください。

たとえば鉄を接着する場合。

鉄はFeという原子の純粋なかたまりですが、実際には表面は空気中の酸素（O₂）と反応して、酸化鉄（Fe₂O₃など）になります。

この酸化鉄の表面は、そのまま放っておくと空気中の水分（H₂O）とも反応して、–OH（水酸基）という小さな分子の手のような部品が、まるでヒゲのように表面に並びます。

ここでちょっと原子や分子の世界をのぞいてみましょう。

原子は、プラスの電気を持つ原子核のまわりをマイナスの電気を持つ電子が雲のように漂うことでできています。

この電子は原子のまわりにとどまっているのですが、元素ごとに電子を引っ張る力に差があります。

酸素（O）はこの力がとても強く、水素（H）とつながっていると、電子を自分の方に引き寄せます。

すると、酸素（O）のまわりはちょっとマイナスの電気を帯び、水素（H）のまわりはちょっとプラスの状態になります。

そして、エポキシ接着剤の方にも同じように–OH（水酸基）が並んでいます。

接着剤の水酸基の水素（H）がプラス

鉄表面の酸素（O）がマイナス

という関係になるので、お互いに引き寄せ合い、水素結合と呼ばれる分子レベルの握手が起きるのです。

このようにして、エポキシ接着剤は、素材の表面とただ物理的に引っかかるだけではなく、分子レベルで引き寄せ合い強い接着力を実現しているのであります。

エポキシ系以外にも、シアノアクリレート系とかアクリルウレタン系とか、化学的な結合を利用した接着剤は色々あります。

ありますが、難しくてよくわかんなくなっちゃった。ご興味あれば調べてみてください。

現代の最新接着技術

さらに現代では、単に接着するだけでなく、用途に応じて接着剤がしなやかさを持つか／硬く固まるか／透明か／耐熱かといった性能をデザインする時代になっています。

これにより、航空機の胴体や自動車のシャーシ、スマートフォンの光学部品にいたるまで、ネジやリベットの制約を受けずに自由なデザイン、小型化、サステナブルを実現しています。

たとえば、私たちが毎日手にするスマートフォン。

その中には、ネジよりも多くの場所で接着剤が使われています。用途はディスプレイとフレーム、バッテリーの固定、カメラモジュールの位置決めなど。

さらには、防水・防塵のためミクロン単位のすきまを透明で柔軟な接着剤で完璧に埋めているのです。

最近では、電気を通す導電性接着剤や、5Gノイズを吸収する電磁波シールド接着剤なども登場し、接着するだけでなく回路の一部として機能しています。

スマホに使われてるネジはせいぜい30本程度

それ以外にも、高機能な接着剤はさまざまな分野で大活躍しています。以下は一例。

体温でゲル化して止血や組織固定を行い、その後体内で自然に分解・吸収される接着剤。 →https://www.nims.go.jp/press/2022/05/202205190.html

紫外線を当てると接着と剥離を切り替えられ、何度使っても接着力の落ちない接着剤。 →https://www.nims.go.jp/press/2023/06/202306140.html

貝が岩に付着するメカニズムを応用した、水中接着剤。 →https://www.t.u-tokyo.ac.jp/press/pr2022-04-14-001

まとめ

多くの皆さまは、これまで接着剤についてさほど興味など無かったのではないでしょうか。

実際、かなり地味な印象ですが、調べれば調べるほど我々の生活を支えるとても重要な技術であることが分かります。

ただかなり奥が深く、ちょっと大変すぎたのでかなり端折っちゃった(*´-`)

この記事で触れられていない魅力的な接着剤がまだまだたくさんあるので、もし興味を持った方は調べてみてね！

参考文献・サイト様 わかる! 使える! 接着入門 日本化学工業協会「化学はじめて物語」 Nitto「テープの歴史観」 【最新研究】 生物模倣の水中接着剤

しかし、先史時代、だいたい紀元前250万年から紀元前9,000年くらいまでは、人類が使用できるツールは石と木材くらいでした。

初めは石を打ちつけて割って削って加工する打製石器。ようやく4万年前くらいに、磨いて鋭く加工する磨製石器が登場しました。

copilotで生成してみた。すごいねAI♡

そこからさらに3万年後、紀元前9,000年頃に人類は金属を加工し利用することを発見。

およそ250万年ものあいだ、ずーっと石器で頑張ってきたのが、銅の発見からわずか1万2000年で人類のテクノロジーは飛躍的に進化しました。

この人類史における重要なパラダイムシフト、銅の発見は、いつ頃どのようになされたのでしょうか。そして、どのように発展していったのでしょうか。

というわけで今回は、人類と銅の歴史、また銅の素晴らしさについて見ていきます。

初めての銅

Natural Capper

紀元前9,000年ごろ。まだ文字がなかった時代。

人類は、なんだか普通の石と毛色の違う鈍く光を放つ塊を発見します。それは、自然銅と呼ばれる物質。

自然銅

自然界では、稀に天然の銅の塊を発見することができます。

山岳地帯や丘陵地で見つかることが多く、その形状は板状だったり枝状だったり歪な塊だったりと様々。主に、マグマに含まれている銅の成分が冷えて固まる際に生成されます。

ミシガン州で発見された自然銅。26トン。

この偶然の出会いが、人類の技術を飛躍的に向上させたのであります。

石との違い

いわゆる「硬さ」という点では、石器の方がずっと硬度が高いです。例えば石器によく使われた黒曜石などは、硬度で言うと5。銅は3くらいです。

主な物質の「硬さ」と「伸び率（破断するまでに伸びる度合い）」、「融点（溶ける温度」をまとめると、こんな感じ↓。

銅は「硬さ」はそうでもないものの、粘り強いのが分かります。叩いたり引っ張ったりして、うまく変形させることができます。

逆に黒曜石などは、わりと硬い一方で、全然伸びません。なので、強い衝撃を与えると変形せずバキッと割れてしまうのです。

基本は叩いて伸ばす。

変形できるということは、思い通りの形に加工できるということ。石器よりもずっと大きな可能性がそこに広がっていました。

こうして、人類は新たな素材である銅を用いて、武器や農具やアクセサリーなど様々なツールを作るようになっていったのです。

冶金の進歩

熱間加工

冶金（やきん）とは、鉱石から有用な金属を取り出す技術のこと。

先に挙げた「自然銅」などは、そう簡単に見つかるものではありません。通常、銅は鉱石の中に含まれる形で発見されます。

銅鉱石

これには岩石成分や硫黄なんかが混じっていて、銅の含有率は1％程度。なんとかして銅だけを抽出する必要があります。

最も基本的な冶金方法は、高温で熱して銅を溶かし出す方法。

この方法を発見した経緯には諸説ありますが、一番ありそうなのが焚き火説。たまたま銅鉱石がたくさん含まれる鉱脈の上で焚き火をしたところ、銅が溶け出すことを発見したという説です。

その他、山火事説などもあり

銅は1084.6℃が融点ですが、200〜300℃で急激に柔らかくなります。

焚き火の温度はだいたい600〜800℃、団扇などでガンガン酸素を供給すれば1000℃を超えますので、銅を溶かすには十分。

この経験により銅が熱で溶けることを学んだ人類は、紀元前4000年頃までには炉を発明します。

炉の発明

炉は、金属加工の歴史において最も重要な発明です。

これもまた古すぎて発見の経緯はよく分かりませんが、

・焚き火で熱すると。銅が柔らかくなった。 ・焚き火を雨風から守るために石や粘土で囲ったら、熱がこもってより熱くなった。 ・偶然強風が吹いたら、焚き火の勢いが増した。 ・木炭はめちゃ熱い（送風で1000℃以上！）。

あたりのことを経験的に理解したことで、焚き火よりもっと効率的に銅に熱を与える技術が進歩していきました。

最初は、地面に穴を掘って銅鉱石と燃料をぶち込む、素朴な炉。

最初期の炉

やがて、より熱をこもらせるための囲い、効率的に風を送る送風口、スラグ（銅を抽出した残りカス）を排出する出口などが実装されていきます。

紀元前1500年頃の炉

熱間加工と鋳造

こうして、自然銅だけでなく銅鉱石からも自在に純度の高い銅を手に入れられるようになり、さらに熱を利用することで加工精度も大きく進歩しました。

我々がイメージする昔の金属加工は、鍛冶屋さんが真っ赤に熱されたアチアチの金属を金槌で叩くみたいなやつ。

これを熱間加工と言います。

「うしおととら」13巻より

熱間加工は、金属の結晶構造が緻密になって、強度や靱性（粘り）が向上する一方、あまり複雑な形に加工するのは困難。また品質も職人の腕にかなり左右されます。大量生産にも向きません。

逆に、大量生産、複雑な形状を作るには、鋳造が用いられました。

ターミネーター2より

これは銅をさらに熱して液状になるまで溶かし、型に流し込んで成形する方法。

中に気泡が入るなどして強度が下がるなどのデメリットはありますが、細かい模様を転写できるので、祭具などは鋳造で作られることが多かったと言われています。

ちなみに、アルプス山脈で発見された、通称「アイスマン」と呼ばれる男のミイラ。

クリックでモザイクはずれます。一応閲覧注意ね。

アイスマンの斧

彼は紀元前3300年頃の人物と考えられていますが、彼の持っていた斧は純度99.7％の銅でできています。

つまり、この頃にはすでに人類は高度な銅の精製技術を保有していたということになります。

青銅すごい

なお、こうした冶金技術の試行錯誤の中で、人類は思わぬ副産物を得ました。

それが、青銅。

青銅とは

端的にいうと、青銅とは銅と錫（すず）をだいたい9対1の割合で混ぜたもの。

純粋な銅より2〜3倍は硬く、耐久性に優れる。融点が200℃くらい低く、加工しやすい。というメリットがあります。

青銅のインゴット

青銅が発見されたのは古代メソポタミア、紀元前3000年頃と考えられています。

発見のきっかけは、意図せずたまたまスズを銅鉱石と一緒に炉に入れたら、たまたま普通の銅より硬い銅を得ることができたこと。

「これはなんだ」とあれこれ試行錯誤しているうちに、スズを入れると銅が固くなることを突き止めたのです。

純粋な銅は硬さが不十分だし加工も面倒という理由で、紀元前3000年くらいまでは銅器と並行して石器も普通に使われていました。

しかし青銅が登場すると、石器はあっという間に時代遅れとなり青銅製の武器や装飾品に取って代わられたのであります。

ドイツで発見された大量の斧

「踊る少女」。モヘンジョダロで発掘された最古の銅像。

スズは貴重

青銅は、当時としては夢の超合金だったわけですが、その製造に欠かせないスズはわりと貴重な鉱物でした。

錫石。錫の結晶。

地球全体で見ると、鉄が5000億トン、銅が1000億トンくらい存在しているのに対し、スズはたったの数十億トン。

さらに産地が偏っていて、例えばヨーロッパだとイギリスとドイツの一部でしか採取できません。

そのため、青銅器時代にはこの超重要戦略物資であるスズを入手するための貿易が盛んになり、交易路の発展に大きく貢献したことが分かっています。

銅の魅力

最後に、銅という金属がいかに人類とって有用かという話。

現代において最も重要なのが、銅の高い導電性です。電線・ケーブル・端子など電子機器に欠かせません。

また、熱伝導性が高いのも魅力。冷蔵庫やエアコンなど、熱を素早く移動させたい場面で重宝されます。

美観の面でも、独特の光沢や経年で変化する緑青（ろくしょう）が好まれ、装飾品や建築に活用されています。

銅のサビ。美しい青緑色である。

鎌倉の大仏も緑青で覆われています。

また、銅表面は細菌やウイルスを不活化する作用があり、ドアノブや手すり、医療機器などに使われています。

まとめ

銅の発見は、ただ石より優れた材料を見つけたというだけではありません。

冶金技術の発展、合金の発見、交易路の発展など、後世に大きな影響を与えた出来事だったのです。

また、人類にとって銅はめちゃくちゃ有用な金属ですが、近年は深刻な銅不足に陥る可能性も指摘されています。

銅の価格も上がり続けており、直近だと1トンあたり9,532ドル。日本円で138万円くらい。

「世界経済のネタ帳」より

50年後には枯渇するんじゃないかとも言われています。今のうちに銅インゴットでも買っておいてはどうでしょうか。→Amazon：銅インゴット

いつか大化けするかも？

参考文献、サイト様 イラスト図解 世界史を変えた金属 「うしおととら」13巻 一般社団法人日本銅センター：銅利用の歴史 株式会社東京立山製作所：銅加工 技術の系統化調査報告「銅精錬技術の系統化調査」 【誕生秘話】人類が 初めて利用した金属！ 銅の歴史 世界史編

世間はクリスマスムードかも知れませんが、俺たちにそんなの関係ないよね！

いつも通り一人で家にいるよね！

というわけで前回からの続き。

偉人の代名詞のように評価されているエジソンですが、その一方で彼の暗黒面についてはわりと無視されていたりもします。

部下の扱い

ワーカーホリック

現役時代のエジソンの平均睡眠時間は、たったの4時間。

さらに、基本的にはラボに籠もりっぱなしで研究に没頭し、時々ラボに持ち込んだベッドで仮眠を取るという生活を送っていました。

ラボの仮眠ベッド

エジソンに言わせると、睡眠は時間の無駄であり、何かを成し遂げるなら一日に18時間は働かないといかんということのようです。

実際、エジソンは仕事の虫。彼に就業時間という概念はありません。

週に100時間以上働くなんていうのは日常茶飯事だったのであります。

いつの時代にもワーカーホリックはいるもの。個人が好きでこういう生活を送るのは自由であります。 しかし、エジソンの助手はたまったものではありません。

夜、帰宅して自宅のベッドで寝ていたら、研究室から呼び出しの電話が来るなんていうのはまだ可愛い方。

「今夜は二人でこの研究テーマの答えが見つかるまで、絶対に寝ないようにしようね！」などと、エジソンに言われてみてごらんなさい。

この時の助手の気持ち

こうして、この激務に数多くの助手が心を折り、エジソン研究所を去っていきました。

ただ、去っていった助手はまだマシ。

エジソンの鬼畜ポイントは、それだけ助手たちを働かせておきながらもその努力に報いようとしなかったところにあります。

アメリカンジョーク

エジソンの常套手段はボーナスをチラつかせるという卑劣なもの。

この書いてるだけでイラつくテクニックで、エジソンは助手たちを徹底的に搾取していたのであります。

電流戦争前夜

このアメリカンジョークの被害者の一人が、かの天才ニコラ・テスラでした。

ニコラ・テスラとかいう天才

ニコラ・テスラはクロアチアの天才科学者。

天才でイケメン

幼い頃から勉学に励み、特に数学や物理学の分野で突出した才能を見せたテスラ。彼はクラーク工科大というオーストリアの名門大学を卒業し、さらにプラハ大学に留学して学びました。

その後、既に発明家として世に知られていたエジソンに憧れたテスラは、渡米してエジソン・カンパニー（のちのゼネラル・エレクトリック社）に入社。

エジソンの下で1日18時間くらい働くことになりました。エジソン・カンパニーでは一般的な労働時間ですが、超ブラックであることに変わりはありません。

でも「憧れのエジソン先生と一緒に働けて幸せ！」と、テスラは一生懸命頑張りました。

持ち前の天才的な頭脳で、テスラは与えられた課題を全て解決し、発電機やモーターの改良に多大な貢献をしました。

そんな健気なテスラには、一つの夢がありました。

それは、交流電流を実用化するというもの。

直流と交流

まあ管理人もよく分かっていないのですが、電気には直流と交流の2種類があるというのは、理科の時間に教わった気がします。

直流というのは、電気が1方向にだけ流れるやつ。

交流というのは、電気の流れが行ったり来たりするやつ。

直流はわりと素人でもイメージしやすいですね。川の流れのように電子が流れるみたいな感じです。

問題は交流の方で、これはイメージしにくいですが、例えば直流が普通のビンタだとすれば、交流は往復ビンタ。行きと帰りで仕事をします。ウチワは往復運動で風を発生させ、扇風機は１方向に回転して風を発生させます。

というわけで、1方向運動でも往復運動でも、工夫次第で仕事をさせることは十分可能なのです。

東日本の電気は60Hz、西日本は50Hzというのは聞いたことがあると思います。これは、電気が1秒間に50回とか60回とかのオーダーで行ったり来たりしていることを意味します。

電気のスピードは秒速30万km電線の中だとその半分くらいらしいなので、控えめに言っても1往復で電子が3,000kmくらい動くことになるので、全然オッケーなわけです。

どっちも大事

直流と交流というのは、どっちが優れているかみたいな話ではなく、向き不向きの問題 です。

直流は1方向に水を流すようなものなので、遠くに電気を送ろうとするとどうしても無駄が出てしまう。かと言って、無駄を減らすために電圧を上げると危ないし、電圧の変換も大変な設備が必要になります。

その一方で、常に一定の方向に一定の勢いで電気が流れているので、電気回路の設計がシンプルで済むとか、モーターのパワーを出しやすいとか、電圧のON・OFFで論理演算するような回路に向いている、みたいなメリットがあります。

一方の交流は、電線の中に電気が満ちていて、ギュンギュン行ったり来たりしているイメージでしょうか。

この「ギュンギュン」の度合いは変圧器によって簡単に変換することができます。したがって、発電所から遠くまで超高電圧で送電し、それを使いやすい電圧に下げて使用するというのが可能になります。

決別と対立

電球や蓄音機の成功で巨万の富を得ていたエジソンが取り組んでいたのは、一般家庭にも電気を普及させること。なんとも素晴らしい志であります。

そして、直流によって 各家庭に送電する事業に多額の投資をし、その実現に邁進していました。

しかし、テスラは直流と交流のメリット・デメリットを正しく理解し、各家庭に電気を送るという点においては交流が圧倒的に有利であることをエジソンに訴え続けました。

しかし、エジソンはこれをにべもなく却下。

既に多額の投資をしている状況で、今更方針転換するのは無理。なのにしつこく「交流交流」言ってくる男がもうウザくて堪らないわけですね。

それでもしつこく食い下がるテスラに、エジソンは一つの課題を与えます。

エ「うちの工場にあるモーターの一つでも交流で動かすことができたら、5万ドルのボーナスを払ってやるよ」

テ「マジすか」

エ「男に二言はない！」

２週間後・・・

テ「出来ました。ボーナs」

エ「ボーナスぅ！？貴様はアメリカンジョークが分からんのか！！」

この時、エジソンはやや逆ギレ気味だったとも伝えられています。

努力の人を自称するエジソンにとって、このスマートな天才はあまりにも眩しすぎる存在でした。

何れにせよ、この瞬間テスラはエジソンを見限り、逆にエジソンと対立することになったのでした。

電流戦争勃発

こうして生まれた二人の確執は、直流vs交流という形をとって激しい論争へと発展していきました。

まあただの論争であればそれは科学技術の発展に有意義なものですが、この戦いにおいてエジソンは持ち前の鬼畜性を存分に発揮させたのであります。

ワンちゃんの命の輝きを見よ！

おそらくエジソンは、直流送電が不利であることを分かっていたのでしょう。

そこで、技術論争ではなくイメージ戦略によって戦うことを決意したのであります。

方針はシンプル。事実はどうあれ、交流は危険というイメージを徹底的に広めることに尽力したのです。

その中でも話題を呼んだのは、野良犬殺しでした。

まずは、地元の子供達に小遣いを与えて、野良犬を何匹も集め、それを交流電流で殺すというデモンストレーションを行ったのです。

しかも、交流電流を流す前に、あらかじめコッソリと直流電流で半殺しにしておくという念の入れよう。

実際に手を下したのはブラウンという電気技師でしたが、彼に裏で指示を与えていたのはエジソンに他なりません。

こうしたデモンストレーションはやがてエスカレートしていき、ついには馬まで殺すようになっていきました。

胸糞

電気椅子の推進

もう一つよく知られているのが、エジソンによる電気椅子への支援であります。

エジソン自身は死刑反対派として知られる人権派でした。にも関わらず、テスラ陣営を貶めるために、電気椅子による死刑執行を積極的に支援していました。

1890年頃のニューヨークでは、伝統的な絞首刑は非人道的だとして、よりスマートな処刑方法を検討する委員会を設置していました。

エジソンは相当な資金をつぎ込んでこの委員会に電気椅子をねじ込み、その電源としてテスラ陣営の交流を採用させたのです。（エジソン陣営の直流は、刑務所まで十分な電圧を届けられなかったという技術的な都合もありました。）

こうしたイメージ戦略に対抗して、テスラは交流電流がいかに安全かをアピールするために、あの有名な写真を公表しました。

交流電流の中で優雅に読書するニコラ・テスラ

完敗

こうしたエジソンの卑劣な努力も虚しく、最終的にはテスラ陣営の推進した交流による送電が勝利しました。

象徴的なのは、ナイアガラの滝に設置された大規模発電所。

これにテスラ陣営の交流発電が採用されたことで、この電流戦争は終結を迎えたのでありました。

被曝

最後にもう一つエピソードを。

エジソンは電流戦争に敗北した後も、精力的に様々な研究、発明を続けていました。

こうしたタフなメンタルはうらやましい限りではあります。

その中の一つが、X線の研究でした。

1895年11月、ドイツの物理学者ヴィルヘルム・レントゲンがX線を発見しました。

この発見が電信で報じられるのを聞いたエジソンは、わずかその１０時間後にはX線の実験と研究に取り掛かりました。

そこからいつものように不眠不休の体制で研究を続け、わずか4ヶ月後の1896年3月にはフルオロスコープと呼ばれる、レントゲンのような装置の完成に漕ぎ着けたのであります。

メガネのように覗き込むタイプのレントゲン装置

その後もX線の研究を続けたエジソンでしたが、1901年以降はいつもクレアレンス・ダリーという助手が実験台になっていました。

エジソンの常軌を逸した長時間の実験に、ダリーは忠誠心を持ってつき合いましたが、X線を浴びた手足の痛みは相当なものだったようです。

毎晩寝るときは赤く腫れた手を水に浸して眠り、原因不明の水疱に見て見ぬフリをして、実験を続けました。

しかし、わずか2年で彼の両手両足は皮膚がんを発病し、切断してしまいました。それでもガンはすでに転移しており、 1904年にダリーは亡くなってしまったのです。

彼は、世界で初めて被曝により亡くなった人物と言われています。

エジソン自身も同時期に目に異変を感じたため、X線の研究は諦めることになりました。

エジソンはそれでも偉大

エジソンは精力的に研究をしていたのは事実だし、その後の人々の生活を大きく変えたのも事実。

ただ、その影では多くの被害者がいて、多くに人に恨まれてもきたのです。

エジソンは「善人なおじさん」という感じのイメージが広く普及しています。

また、自己啓発系の下らん書籍の中では「仕事に熱意があれば労働時間なんて関係ない」的な、社畜養成的な文脈で崇められることもわりとあります。

しかし、実際のエジソンには嫌な面もたくさんあって、そう単純なものではないよ、というお話でした。

参考文献・サイト様 変人偏屈列伝 (集英社文庫―コミック版) 新書765知られざる天才 ニコラ・テスラ (平凡社新書) 交流のしくみ 三相交流からパワーエレクトロニクスまで (ブルーバックス) 凡人が一流になるルール (PHP新書) 蒼天航路（７） (モーニングコミックス) brain pickings”Thomas Edison, Power-Napper: The Great Inventor on Sleep and Success” LITERATEAPE”Lives That Science Claimed: A Piece of Radiological History” 天才？未来人？物語としての二コラ・テスラ

このよく知られた名言に表されるように、発明王エジソンは天才肌というよりは努力の人でした。

たくさん勉強し、たくさん挑戦し、たくさん失敗した。その回数が尋常でなかったために、今日の彼の名声があるのです。

皆さんの多くも、小学生の頃、エジソンの伝記を読んだでしょう。

こんな感じのやつ↓

今回は、軽いおさらい的な感じで、エジソンの略歴を振り返ってみます。

問題児エジソン

発明王の育て方

エジソンは、1847年にオハイオ州で7人兄弟の末っ子として生まれます。

彼は、4歳になるまで言葉を話せなかったと言われています。一般的に、赤ちゃんは1〜2歳でもう意味のある言葉を話し始めますので、これは相当遅い部類。

子供エジソン

さらに性格が異常なほどの知りたがりであり、事あるごとに「なんで？」「どうして？」としつこく質問するタイプのちょっとめんどくさい子供でした。

彼のこうした性格は小学校に入学しても変わらずむしろエスカレートします。

1+1=2を教わったときに、「1つの粘土と1つの粘土を合わせても、1つの大きい粘土だよ」などと教師に突っ掛かったのは有名なエピソードですね。

またある時には、モノが燃える理由を知りたくて藁を燃やし、うっかり自宅の納屋を全焼させてしまうなどの問題行動を起こします。

こうした行動の結果、エジソンは教師から「このクサレ脳ミソがァー！」という物凄い悪口を浴びせられます。

このコマは明らかにその教師のオマージュ。

およそ教育者とは思えない発言ではありますが、逆に言うと、エジソンはそれほど可愛くない子供であったということでもあります。

ママ〜

これらのエピソードから、エジソンが何らかの発達障害的なハンデを持っていたのはほとんど間違いのないところですが、彼が幸運だったのは優しいお母さんがいた事でした。

エジソンのご両親

J( ‘ー`)し「子供の好奇心に理解を示さないような器の小さい学校に行かせては、この子の才能が潰されてしまうわ！」

母の愛は偉大であります。

それからエジソンは小学校をわずか3ヶ月で退学し、自宅でお母さんに勉強を教えてもらうことになります。

エジソンが特に科学分野に興味を示すようになると、お母さんは自宅の地下室を実験室として自由に使わせ、実験に必要な薬品や器具類を推しいなくエジソンに買い与えました。

彼は図書館で本を読み漁っては自宅で実験を繰り返し、やがて人並みどころではない科学的知識を得ることになったのでした。

なお、友達にガスを発生させる薬品を飲ませて人間気球にさせようとする実験なども行っており、相変わらず危険な人物ではありましたが…。

エジソン21歳の夏…

16歳になったエジソンは、当時花形だった電信技師になるための勉強を始めました。

電信というのは、モールス信号で遠くの人とやりとりする通信方法。電話のない時代、電信技師はとても重宝されていたのです。

およそ3ヶ月で電信のあらかたを学んだエジソンは、すぐに電信技師として働き始めます。収入もかなり良かったようですが、エジソンはその給料の大半を学術書につぎ込み、最新の科学技術を学び続けていきました。

そんな彼にとっての転機、発明王への道を切り開いたのは、ある一つの発明でした。

1869年、22歳になったエジソンはウォール街の株式投資会社で電信技師をやっていましたが、その時に株価を受信してプリントアウトするティッカーという機械に着目します。

当時の投資会社は、株価を電信で受信して株の売り買いの指標にしていましたが、その受信した株価を出力するプリンターがしょっちゅう不具合を起こすことに悩まされていました。

プリンターが復旧するまで、その投資会社は情報を受け取ることができないわけで、これは死活問題なのです。

そこでエジソンは、複数のティッカーを親機に接続できるような改良を施します。

Universal Stock Ticker

株式市場から来た電信をオペレーターが親機で入力すると、会社のあちこちに設置したティッカーが同時に「同じ情報」を出力するという仕組み。

パソコンがある今だと、ものすごくショボい発明に感じますが、これは当時としてはかなり画期的でした。

エジソンは早速このアイデアの特許を取得すると同時に株式投資会社に売り込んだところ、その特許はなんと2億円で買い取られたのです。

彼が初めて「発明」でお金を稼ぎ、そしてエジソンが発明王への道を歩みだした瞬間でした。

エジソンは何を発明したのか

エジソンは、２０代の時点ですでに、得意の電信分野を中心に100以上の特許を取得しています。

ｷﾚｯｷﾚのｴｼﾞｿｿ

中でも重要なのが四重電信というやつで、一本のケーブルで両方向に同時に2 件（計4件）の電信メッセージを送信できる優れもの。この装置の権利はまたもや数億円で売れ、彼の発明人生はついに軌道に乗ったのです。

こうして手に入れた資金を元手に、エジソンはその人生で最大の発明をします。

エジソン最大の発明

それは、研究開発施設の設立。

今風に言うなら、R&Dラボみたいな。科学技術の研究 （Research）と、研究成果を実用化する（Development）ための機関です。

古来から、科学的な研究の成果を道具に応用するというのは行われてきましたが、それは研究とは独立したものでした。

科学の原理を研究することと、その成果を実際に活用することは別々の概念だったのです。

そもそも研究というのは学者が一人で行うのが普通で、たくさんの学者や技術者がチームを組んで研究に取り組むことは滅多にありませんでした。

そうした状況に対して、エジソンが明確な問題意識を持っていたのかは定かではありませんが、とにかく彼は1876年にニュージャージー州メンロパーク （メロンパークではないことに注意）に史上初の研究開発施設を建設したのでした。

研究室外観

エジソンの言うことをなんでも聞く男たち

研究室＋ガラス工房・鍛治工房・材料倉庫などを含む巨大複合施設である

ラボの成果

エジソンが生涯で獲得した特許は、アメリカ国内だけで1,093件、国外の特許は1,239件、合わせて2,332件にのぼります。

もちろんこの膨大な特許取得を可能にしたのは、エジソン一人の能力ではなく、それを補うメンロパーク研究所があったからであります。

蓄音機

音が空気の振動であることは、古代からよく知られていました。

しかし、その振動を保存しようという試みは、19世紀に入ってようやく始まりました。

世界で初めて「録音」に成功したのは1857年のこと。エドワールというフランス人技術者が、タルの底に取り付けた針を音で振動させて、ススを塗った紙に波形を記録する装置を開発します。

しかし、この装置は音の波形を紙に図形として記録するだけなので、当時これを再生する術はありませんでした。

再生が可能になったのは、2008年のこと。コンピューター処理によって、この装置で1860年に録音された歌声の再生にようやく成功しました。

若干、不気味である

1877年、エジソンはこの装置の原理を改良し、蝋管に針で波形の溝を刻み録音し、その溝を同じように針で読み取ることで再生するという画期的な蓄音機を発明しました。

エジソンの蓄音機

エジソンは、メリーさんの羊の歌詞を朗読したものを録音・再生し、人々を大いに驚かせました。

この発明で、エジソンは「メンロパークの魔術師」と呼ばれた

この世で初めて、記録された音声が再生された瞬間でした。

この蓄音機はその後も改良が施されていきますが、その作業で５日間徹夜した後のエジソンの様子が写真に残されています。

その後のレコードの発展に繋がる規格は、後発の別の発明者によるものですが、録音・再生の道筋を開拓したのは紛れもなくエジソンの功績なのであります。

電球

とはいえ、1877年頃のエジソンは、蓄音機よりむしろ電球の開発の方に興味があったようです。

エジソンの電球

実際、エジソンの「発明品」の中でも電球こそが最も有名なものでしょう。

しかし、電球それ自体は1802年くらいにはすでに考案されていて、エジソンが電球を発明したとは言えませんし、エジソン自身も「電球を自分が発明した」とは言っていません。

では、エジソンは何をしたのか。

それは、フィラメント（実際に電気が流れて光る部分）に適した素材を発見したのです。

当時存在していた電球の寿命はおよそ４０秒（笑）。しかもフィラメントには高価なプラチナを使っていたりして、とてもランプやガス灯の代わりになれる代物ではありません。

そこでエジソンは、ラボの総力をあげて様々な素材を片っ端から試します。このマンパワーこそが、ラボの強みであります。

そうして1879年に、硫酸で処理した木綿糸をフィラメントに採用して40時間の点灯に成功します。

さらにその翌年には、竹を採用して200時間もの連続点灯に成功し、記録を大幅に塗り替えます。

どうやら竹がフィラメントに向いていると分かったあとは、エジソン10万ドルもかけて世界中からありとあらゆる竹を集め、これまた片っ端から実験を行います。

最終的には、日本の竹を使うことで1200時間までその記録を伸ばしたのであります。

電球に関してよくエジソンが揶揄されるのが、エジソンは改良しただけで発明したわけではない、みたいな話。

確かに、エジソンが生まれる前から電球という概念は存在していました。しかし、点灯時間を40秒から1200時間に伸ばしたのは紛れもなく偉業。

エジソンがいたから、電灯が実用化される道筋が切り開かれたと言えます。

企業家として

エジソンは、ただ研究と発明をしていただけの人物ではなく、企業家としても非常に優秀でした。

彼がもともと電球を売るために1878年に設立した会社エジソン電気照明会社は、やがて電球だけでなく送電事業や各種家電も扱うようになっていきます。

そして種々のライバル社との合併を経て、今ではゼネラル・エレクトリック社として、世界有数の大企業として存続し続けています。

GE社が扱う分野は、航空機エンジン、医療機器、産業用ソフトウェア、各種センサ、鉄道機器、発電および送電機器、鉱山機械、石油・ガス、家庭用電化製品、金融事業、、、など多岐に渡っており、その年商は1,220億ドル１3.7兆円くらい！にものぼります。

創業当時のGE社

最初のロゴはエジソンが針金細工で作った。

このGE社の特徴とされるのが、社長の任期が長いこと。

任期20年が基本とされていて、40代で誰かが社長になったらその時点で、それより20歳下までの社員が社長になる目はもうなくなるという。

エジソン電気照明会社の設立から数えて今年で140年目になりますが、その間の歴代社長はたったの9人。だからこそ、目先のことに捉われず、長期的な視野で経営ができるという仕組み。

この仕組みの優位性は、GE社が様々な分野で成功していることで証明され続けているのです。

詳しくはこちら↓ CEOはわずか9人。インフォグラフィックで見るGE137年の歴史

しかし…

という具合に、発明王エジソンの偉業を振り返りはじめると、ちょっと終わらなくなってしまうので、でこの辺で一旦締めます。

今回の記事は彼の人生のほんの一端にしか触れられていません。

ただ、彼の「良いところ」についてはよく知られているものばかりで、本当は今更扱う必要もないくらいです。

むしろ注目したいのは、エジソンの闇の部分。彼の生涯は、その偉業を讃えるエピソードと同じくらい、クズエピソードにも満ち溢れているのであります。

その辺は次回。

参考文献・サイト様 エジソン (おもしろくてやくにたつ子どもの伝記) ジョジョの奇妙な冒険 49 (ジャンプコミックス) 偉大なる発明家トーマス・エジソン 電球の歴史 General Electric

敵が近くにいないか。危ないものはないか。食べ物がどこにあるか。自分は空腹なのか。どこか怪我していないか。

これらは全て感覚器官があって初めて把握できるものです。

ご先祖様

今からおよそ40億年前、海の中で誕生したとき、生命はまだ3つの機能しか持っていませんでした。

・細胞という形状を持っていること ・何かをエネルギーに変換できること ・ゲノムを持っていて自己複製ができること

シンプル

この原始生命体は、単細胞で核すら持たない非常にシンプルな身体だったと考えられています。

彼らにとって、世界は真っ暗。というか、明るい暗いという概念すらありません。

そして、世界は無音。近くで気泡が弾けようが、噴火が起ころうが、静かなもんです。

さらに、無味無臭。海水がしょっぱくても苦くても関係ありません。

もちろん、泳いで移動なんてしないし、岩に挟まれても痛くないし、ひっくり返っても上下の感覚なんてないし、自分がどういう姿形なのかも分からないし、暑くも寒くもありません。

なもんで、ただただ海水の中に漂うだけ。そして、そこに栄養があれば摂取してエネルギーに変換する。何もなければ何もしない。それだけの存在でした。

動物門の分岐

このご先祖様は、感覚器官も無いし自分で移動することもできないので、よほど運が良くないとすぐ死にます。

しかし、体の構造はとてもシンプルなので、すぐ死ぬけどそれ以上のペースで分裂することができます。

分裂。つまり、倍々で増えていくので、恐ろしいほどのペースで増殖していきます。

最初の1匹が10回分裂するだけで1024匹。20回分裂すれば1000万匹。30回なら10億匹を超えます。

分裂のペースをおよそ20分毎とすれば、１日に72回。数え切れないほどDNAが複製されているのです。

それだけ分裂していれば、うっかりDNAのコピーミスが起こるのも当然。

そして、その偶然のコピーミスの結果生まれた特性が有利なものなら、その特性は次世代に受け継がれていくというわけ。

これが、進化論の基本的な考え方です。

感覚器の獲得

こうした流れの中で、たまたま生物が獲得した特性の一つが感覚器官なのです。

感覚器官を大別すると、物理刺激に反応するタイプと、化学物質に反応するタイプがあります。

物理タイプの方は、人間でいえば、眼（特定の波長の光）、耳（空気の振動）、皮膚（圧力とか温度とか）が代表的なもの。

化学タイプの方は、舌と鼻になります。味も臭いも、本質的には化学物質に他なりませんからね。

はじめての味

化学タイプの感覚器は、かなり初期段階で獲得しているようです。

生物はエネルギーを得るために外部から栄養を取り込まなくてはならないわけですが、それが毒だった場合、ヤバいわけですね。

シンプルな機能しか持たない原始生命体がうっかり毒を摂取しまくっていたであろう事は、想像に難くありません。

それが、味覚を獲得することによって、自分にとって「よいもの」かどうかの判断がつくようになったのです。

ここではじめて、生命は「自分の外側」を認識したのだと言えます。

例えばアメーバは甘いものが好きで、酸っぱいものが嫌いです。

アメーバが砂糖をあま〜いという風に感じているわけではないでしょうが、味覚によってそれが栄養である可能性が高いと判別しているのです。

眼が登場してしまった

およそ40億年前に原始生命体が誕生してから、生命は長い間ずーっと単細胞生物でした。

そのため、敵に食べられちゃう恐れも少なく、基本的には硫黄とか硫化水素とか酸素とかを栄養にしながら、のんびりと過ごしていました。

たまに噴火や隕石で絶滅しそうになったりもしましたが、基本的には生存競争は全然キツくなかったと思われます。

その中で、徐々に生物は少しずつ進化を蓄積。やがて、ひょっこりと多細胞生物が生まれ、様々なカタチの生物に分かれていったのです。

そんな中で、ある種の生物が視細胞を獲得します。

理由はよく分かりません。

しかし、最初は明暗が分かる程度だったのが、やがて進化して「眼」になっていきました。（雑な説明）

眼の進化

もう少し説明を試みると、まず単細胞生物などによく確認される原始的な眼として眼点というものがあります。

眼点とは、光を受容するタンパク質のこと。

光が当たると変形して化学物質を分泌するタイプのタンパク質です。

機能的には昼と夜の区別がつく程度のもの。ただ無いよりはあった方が圧倒的に便利なのです。

これが多細胞生物になっていく中で、光を受容することを専門とする細胞、すなわち視細胞を持つようになっていきました。

進化の初期段階では体の表面に点在して明暗を感知していましたが、それが徐々に徐々に一か所に集まっていきました。

この集まり方にも種類があります。

くぼみに集まって視細胞の「面」を形成したのが、人間のような眼の起源。

こんな感じね

一方、虫とかのような複眼は、視細胞を筒状にして、それをくっつけたような形になっています。

だから、虫の眼はドーム状に出っぱっているというわけです。

こんな風にね

なお、体の表面に点在している眼点がレンズを備えた眼に進化するまでの期間は、意外と短いようです。

ある研究者がコンピューターでシミュレーションしたところ、たったの40万世代で十分だったとか。

平和は進化の母

今我々が知り得る最も古い眼は、およそ5億3000万年前、カンブリア紀の三葉虫のものです。

三葉虫。立派な複眼である。

それ以前の化石からは眼の存在が確認されていないので、まあだいたいこの頃に眼が完成したのでしょう。

カンブリア紀は、あのカンブリア爆発があった時代。

「生物の多様性が爆発的に広がった時代」という風に考えられています。

しかし、これは実のところあんまり正確な理解ではありません。

実際のところ、カンブリア紀とは、ある意味では「生物の多様化が止まった時代」なのです。

「眼」が起こした闘争

相手の視覚を奪い、一方的に攻撃する。これは闘争におけるかなり効果的な手段であります。

カンブリア紀に起こったのは、こういうのと一緒。

それまでは臭いと手探りで、のんびりと獲物を見つけていた捕食者。そして同じように臭いと手探りで、のんびりと逃げていた被食者。

ところが、眼が登場したことにより、こののんびり感は消し飛んでしまいます。

何しろ眼を持った天敵が正確にこちらの位置を把握して襲ってくるという超ヤバイ状況なわけです。

などとのんびり臭いを嗅いでいる暇など無いのです。

ここで一気に、生物界に激しい淘汰圧がかかりました。

結果として、眼を持つ捕食者に対抗するかのように、被食者も眼を持つようになりました。これで五分。

さらに、外形がものすごい多様化を見せます。

特に、硬組織（殻やトゲ）を持つ生物が目立って増加しました。

どんな生物も光から逃れることはできません。そこで、見つかっても食べられないようなスキルを身につける方向に進んだというわけ。

そうして生物が硬組織を獲得すると、どうなるか。

答えはもうお分かりですね。化石に残りやすくなるです。

化石になる為のコツまとめ

人間、生まれたからには、何か自分が生きた証を残したいと思うものです。そして、出来ることなら後世になるべく大きな影響を与えたいなんて思ったりもします。しかし、我々が今から偉人になれるかというと正直ちょっと難しいですよね。「大器晩成」という言葉もありますが、大抵の人は晩成する前に死ん...

fknews-2ch.net

2025.05.15

↑参考

本当のカンブリア爆発

基本、柔らかい組織は簡単に腐るので、化石になる前に朽ちて消え去ります。殻とか骨みたいな組織だけが化石として後世に残ります。

それで、カンブリア紀以降から急に化石が増えることになり、それがあたかも、カンブリア紀以降から急に生物が多様化したように見えちゃったというわけです。

真実は、カンブリア紀以前から生物は多様化を見せていたが、それぞれの種が眼の発生によって一斉に硬組織を獲得したです。

↓こうではなくて、

↓こう。

動物門は増えていない

動物をそのボディプランで分類すると、概ね34種類に分けることができます。

この分類は門と呼ばれます。我々人間は、脊索動物門に属しています。魚とかトカゲとかも、同じ脊索動物門です。

門の一覧は、ウィキペディアを見てください。

門が異なると、例えばクラゲとかの刺胞動物門や、イカタコとかの軟体動物門、昆虫とかの節足動物門、といった具合に、もう根本的に身体の設計方針が違う感じがあります。

で、この動物門は生命の発生以後少しずつ増えてきましたが、カンブリア紀に入って以降は一つも増えていません。

ここ5億年、新たな設計の動物は一つも増えていないのです。

確かに見た目はバラエティ豊かですが、その根本的な部分での枝分かれはピタリと止まってしまっています。

なぜか。

それは、眼の登場によって生存競争が激化したことによるものと思われます。

もうね、余裕がないのです。のんびり進化する余裕が。

うっかりDNAのコピーをミスって新しいボディプランの生物が生まれた場合、カンブリア紀より前であれば生き延びて新しい門を作るまでに繁栄する可能性もありました。

しかし、ガチガチの食物連鎖の世界において、それはもうほぼ無理なのですね。

平和も大事

眼を獲得して以降、生物は強く逞しくはなったけれども、門は増えなかった。

このことから分かるのは、淘汰圧は形態的な進化を加速させる一方で、根本的な進化を止めてしまうということ。

我々の常識に反して、生物の根本的な進化は平和な世界でしか起こり得ないのです。

みんなが仲良く暮らすのが大事なんですよ。

参考文献・サイト様 眼の誕生――カンブリア紀大進化の謎を解く 図解・感覚器の進化―原始動物からヒトへ水中から陸上へ (ブルーバックス) 生物はなぜ誕生したのか:生命の起源と進化の最新科学 カンブリア爆発の正体 Wikipedia「眼の進化」 「光スイッチ説」とカンブリア紀の大進化

今回は弾道計算のお話。

以前に飛び道具の歴史を何回かに分けて記事にしましたが、戦争の歴史はそのまま飛び道具の歴史でもあります。

最初は石を投げていたものが、やがて投槍→弓→火薬兵器（銃や大砲）へと発展。飛び道具の射程距離はグングン伸びていきました。

間合いを制し、こちら側だけが一方的に攻撃することを目指していったわけですね。

しかし、射程距離が伸びれば伸びるほど、命中率が下がっていくというジレンマに陥ります。

昔は経験豊かな隊長が「ちょっとアゲてっから、仰角36°でぶっ放してみようか」みたいな雰囲気でやっていたわけですが、当然そんなんではなかなか命中しません。

そんなわけで、人類は弾道を正確に算出する必要があることに気づいたわけですね。

最も単純なケース

ちなみに、もし地球に空気がなければ、砲弾がどこに着弾するかは、割と簡単に計算できます。

高校生レベルの数学と物理の知識があれば大丈夫。

これが弾丸の軌跡を表す方程式だ！！

どうですか？

人生の早い段階で数学・物理を諦めた管理人は、すでによく分かっていません。

しかし、心を落ち着かせて眺めてみると、\(y=bx-ax^2\)という形に単純化できることに気づきます。

そう。中学校で習った２次関数なのです。

ということは、あのグラフになるわけですね！

あのグラフ

今回の場合、\(x^2\)のトコがマイナスなので、グラフにすると山なりの曲線を描くことになります。

\(θ\)という記号は角度を、\(v\)は速度を、\(g\)は重力加速度を表します。

重力加速度は地球にいる限り一定。そして弾の発射速度は、同じ大砲に同じ量の火薬を入れればほぼ一定。

ということは、「大砲の筒を向ける角度」さえ分かれば、弾がどういう軌道を描いて飛んでいくかが明確に分かるというわけです！

※ただし真空中に限る。

上の式から計算すると、弾が一番遠くに飛ばすには、どうやら45°の角度でてばよいことが分かります。らしいです。※具体的な計算過程は(ﾟ⊿ﾟ)ｼﾗﾈ。

この方程式に基づいて敵との距離（公式でいうところのy）に応じて適切に計算してあげれば、100発100中になるはず…でした。

面倒な色々

しかし実際のところ、話はそう単純ではありません。

空気抵抗

地球には空気があり、そして風があります。

なので、空気抵抗というものを考慮しなくてはなりません。

物体が音速を超えた瞬間に強烈な空気抵抗を受けるというのは、あまりに有名ですね。

マッハパンチの場合

他にも、弾の形や重さ、天気、気圧、気温、風向きなど、無数の要素が空気抵抗の度合いに影響を与えます。

したがって、上にあったみたいなシンプルな方程式に基づいて撃っても、砲弾は絶対に命中しません。絶対にです。

そして、この空気抵抗を考慮すると、計算式は複雑かつ膨大な量となるのです。

その他色々

なお、気合いと根性で空気抵抗を考慮した弾道を計算したとしても、それでもやっぱり砲弾は命中しません。

例えば、大砲の足元。

地面が岩盤なのか土なのか。それとも船の上なのか、砂漠なのか。

それによって踏ん張りが違ってくるので、砲弾の初速に影響が出ます。

あとは、

・砲弾の回転に伴うジャイロ効果による左右のズレ

10kmで100mくらいズレる

・地球の自転に伴うコリオリ力

1kmで10cmくらいズレる

みたいなのもあります。

他にもありそうだけど、まあその辺はまあいいや。

とにかくそういった全部を考慮に入れないと、正確な弾道を予測することはできないのです。

射撃表を作ろう

さて。

弾道に影響する要素が大体わかったところで、各国の軍は射撃表の作成に取り掛かるようになります。やっぱり砲弾は命中させたいもんね。

それが大体1900年代の初めくらい。第一次世界大戦の頃であります。

射撃表というのは、こんなの↓です。

これは米海軍の「Mk2 16インチ砲」のやつ

現場でチマチマと弾道計算なんてしていたら全然間に合わないので、あらかじめ計算して表にしておこうというわけ。

この表があれば、「〇〇km先に命中させるには砲の仰角を何度にすれば良いか」が一目でわかるのです。

なお、表の数字は標準的な状況を想定したものに過ぎず、実際に砲撃する際はその瞬間の状況を踏まえて補正します。

例えば空気抵抗に影響する気温や気圧、風向き。また、弾速に影響する砲身の磨耗度や火薬の温度や湿気。

射撃表にはそういった要素の補正係数までがまとめられており、砲撃には必要不可欠なものでした。

計算が間に合わない件

ところが、である。

これまで見てきた要素を考慮した弾道を算出するには、ひたすら延々と微分方程式を計算し続けるという方法しかありません。

しかし、まだ歯車式の手回し計算機しかなかった時代に、そんな計算は正直かなりキツい。

レバーをガリガリ回して計算する

「延々と計算」というのはどれくらい延々かというと、大学の数学教授みたいな人が20〜40時間かけてようやく一つの弾道が分かるというくらいの延々さ。「僕が言いたいのは永遠」と言いたくもなります。

なお、射撃表を一つ仕上げるには、色々と条件を変えて3000本の弾道を計算しなくてはなりません。ワロタ。

一人の男が手作業で射撃表を作ろうとすると、まあ1本30時間として単純計算で10年ちょいかかることになります。戦争終わっちゃいますね。

たまにメートルとヤード（1ヤード＝0.9144メートル）を間違えちゃって、計算がやり直しになったこともありました。

さらに当然のことながら、新型の大砲が登場すれば弾の形状から何から全部変わっちゃうので、また新たに一から表を作らなくてはなりません。

(#ﾉ`Д´)ﾉ.:･┻┻

実際には数百人単位のチームで計算に当たっていたのですが、それでも軍の要請にはまったく間に合わない状態でした。

計算手たち

男は兵士として戦地に行ってしまっていること。そして当時は女性の方が賃金が安かったこと。

そうした理由から、この計算チームには多くの女性が採用されていたことはよく知られています。

数人の数学者が複雑な微分方程式を単純な計算に分解し、女性たちがそれをワーっと一斉に計算。そうして少しでも早く計算を行うような工夫をしていたのです。

しかし、第二次世界大戦の頃になると、次々に登場する新型の大砲の前に限界を迎え、その計算量は人間の手に負えないレベルになってしまいます。

人間の偉いところは、そんな困難な状況にもメゲないところ。

もっと早く計算をしなければならないというプレッシャーが、コンピューターの発展を促したのであります。

参考文献、サイト様 桜と錨の海軍砲術学校

皆さんのご賢察の通り、あれほど有能だった弓を駆逐したのは銃です。

ですが、その登場までには、これまた長い試行錯誤がありました。けっして「火薬を発見したンゴwww銃を作るンゴwwww」みたいなノリではないのであります。

木炭×硫黄×硝石＝…

古代中国は、国力だけではなく、科学技術の面でもおそらく世界の先端を走っていました。

そんな偉大なる古代中国の4大発明の一つが、「火薬」なのであります。残りは、「紙」「印刷術」「羅針盤」ね。

なぜ中国が火薬を発見することができたのか。

それは、中国に古来より伝わる「神仙思想」、すなわち、仙人になって不老不死の超人となることを願う思想があったためと考えられています。

「不老」じゃない気もする

普通、人は仙人にはなれません。無理。 100歩譲って仮になれるとしても、たいへんな修行や勉強が必要になってきます。

そこで、簡単に仙人になれる「クスリ」を製造する技術が研究されるようになっていきます。

彼らのその試みは、やがて「練丹術」という一種の学問となります。これが紀元前4世紀のこと。西洋の錬金術より遥か昔のことです。

練丹術は、水銀をベースにありとあらゆる物質を混ぜてクスリ（※体には悪い）を製造するというものですが、その試行錯誤の中で、火薬が発見されたというのが通説となっています。

7世紀（唐の時代）になると、「硫黄と硝石と炭を混ぜるとめっちゃ燃えるから気をつけろ」と書かれており、すでに火薬の原型が製造された事が分かっています。

9世紀には、ある練丹術師が、硫黄と硝石と蜂蜜と炭を混ぜて、見事に爆発。顔面と手足に大火傷を負い、自宅が全焼したという、気の毒な記録があります。

ま、そんなこんなで、中国人たちは、見事「火薬」をゲット。それ以降、様々な火薬を使った兵器を生み出していきます。

初期の利用法は、今も中国人が大好きな「爆竹」。

中国では昔から「大きな音を出すと悪霊が逃げていく」というおまじないがあり、お祭りや儀式などで轟音を出すために、少量を竹に詰めて封をしたわけですね。

どんな楽器よりも大きな爆音を轟かせたであろう爆竹は、やがて、悪霊ではなく、人間を退散させるために使われるようになりました。

火薬の軍事利用

中国の歴代王朝の一番の悩みの種は、周辺にいる騎馬民族の存在でした。

前回も書いた通り、この時代の騎馬民族は鬼神の如き強さ。農耕民族である中国人は真っ向勝負では勝てません。

960年に中華の大部分を統一した北宋も、例外ではありませんでした。 北部には「遼」や「金」という騎馬民族の国があり、どうにも落ち着かない。大金を払って和睦を結んだりしてなんとか凌いでいました。

また、北方の馬の産地も騎馬民族に支配されていたため、深刻な馬不足に陥っており、歩兵で騎兵に対抗しなくてはなりませんでした。

しかし、こうした北宋の軍事的な制約が、様々な火薬兵器を生み出していったのです。

燃焼系

とはいっても、初期の火薬は不純物が多くイマイチ爆発力に欠けおり、爆発そのもので敵を粉砕する事は出来ませんでした。

そこで開発されたのが、「火槍」という兵器。

槍の先に火薬を詰めた筒を設置し、火薬を炸裂させることで敵をひるませたり火花を浴びせかけたりするというものです。

威力の極端に低い火炎放射器みたいな感じか。

画像のショボさとは裏腹に、その音と閃光は、人と馬をビビらすには十分なものであり、騎兵に対してはまぁまぁ有効だったと考えられています。

また、攻城戦においては、その燃焼力を活かした「火球」なるものも開発されています。

手榴弾の先駆け。紐をつけて、スリングの要領で遠くに投げられるようにしています。

火薬を球状の紙で固め、投擲して使用しました。 火薬と一緒に油を混ぜて焼夷弾にしたり、毒を混ぜて毒ガス兵器にしたりと、意外に幅広い用途が可能でした。

これらの兵器は、10世紀に描かれた仏教画にも登場しており、この時代にはすでに存在していた事が分かります。

お釈迦さまを襲おうとする悪鬼を書いた絵。右上の鬼に注目。

しかし、こうした新型兵器の活躍も虚しく、北宋は金王朝に勝てず、中華の南まで追いやられてしまいました（以後を南宋といいます）。

爆発系

領土を半分失った南宋でしたが、彼らは復讐を誓い、火薬兵器の研究開発を続けていました。

彼らのたゆまぬ努力の結果、火薬の純度が上がり、木炭・硫黄・ 硝石の混合比率も調整され、爆発力は飛躍的に向上します。そして、ついには「爆発」によって、致命傷を与える事が可能となりました。

当然、この優れた火薬の製法は最高機密。実践に投入するときも、爆発に全然関係のない物質をダミーで入れるなど、秘密を守る工夫がなされました。

こうして考案された強烈な爆弾が、「震天雷」というもの。

天を震わすほどの雷。名前からして凄そうでしょ？

陶器や鋳鉄の容器に、火薬と一緒に石・鉄片などを入れ、殺傷力を高めた爆弾です。まさにボンバーマンの世界です。50メートル四方が焼き尽くされ、その爆音は100km先まで届いたと伝えられています。

なお、元寇の際にモンゴル軍も使用した「てつはう」も、これと同様のものです。

当時の記録によると「投げつけられると人馬ともに大きな音に驚き、煙で追撃ができなくなった」とあり、これにより死傷者がでたという記録はありません。

しかし、2001年に沈没船から引き揚げられた実物を調査した結果、中に鉄片などが封入された事が判明し、わりと「殺る気マンマン」だった事が分かっています。

沈没船から引き上げられたてつはう実物

銃の起源

そしてもう一つ、南宋が開発した兵器が、「突火槍」。 竹筒の中をくり抜いて火薬と弾丸を充填し、発射するというもの。

相変わらず、画像はショボい。

ついに、「火薬の爆発によって筒の中のモノを飛ばす」という原理の兵器が登場します。銃の起源です。

南宋という王朝は、結局モンゴル帝国に滅ぼされちゃいますし、あまり創作の対象にもならない地味な王朝です。

しかし、現代まで続く火器の原型を考案た、何気に凄い王朝だったりするのです。

なお、こうした火薬技術は、すべてライバルの金王朝にパクられ、結局のところ優位性を確保することはできませんでした。

最終的には、金と南宋を滅ぼしたモンゴル帝国が火薬技術のすべてを引き継ぎ、のちの快進撃に利用していくこととなります。

この突火槍も、モンゴル軍が南宋との戦争の中で手に入れ、複製品を製作。ヨーロッパ侵攻の際に使用したりしています。

そうした中で、ようやく「火薬」と「その利用法」が、ユーラシア大陸の左側へと伝わっていったのです。

中国の外で、文献に残る最初の銃らしきものは、イスラム兵が使用した「マドファ」というもの。

完全に突火槍のバクリ。

これが文献に描かれたのが、1300年のこと。

この後、やっと西洋で火薬が兵器に利用されるようになったわけですが、中国が火薬を発見してから実に400年以上もの時が経過していたのであります。

いや、昔の中国って、本当に有能だったんですね。

ネイチャーの1959年9月号に、あるユニークな科学論文が掲載されました。タイトルは、『星間交信の探索』。

ネイチャーといえば、世界で最も権威のある学術誌の一つ。科学者が読むような、本格的な科学雑誌です。

論文の要旨

この論文の主張を簡単に言うと、

この考察から、「地球外知的生命体探査」（略称：SETI）というプロジェクトが始まっていきました。

具体的に何をするかというと、世界各地に電波望遠鏡を設置して受信した電波を解析する、という地味～な作業です。

ところが、この論文の発表から18年後、まさに予言したとおりの信号が、地球に届いたのでした。

Wow!

1977年8月15日、オハイオ州立大学にあるパーキンズ天文台の2対のホーンを持つ巨大な電波望遠鏡「ビッグイヤー」（大耳）は、いつものように宇宙から飛んで来る電波を受信していました。

ビッグイヤー電波望遠鏡。 宇宙からの電波を、奥の反射鏡→手前の反射鏡→ホーンという具合に反射させて受信する。

この望遠鏡は、地球の自転を利用して観測する方向を変える仕組みで、天球上のある一点を72秒間ほど観測できます。

そのため、もしも地球外から発信された信号が観測された場合は、36秒の間に次第に強まり、ピークに達した後、36秒で消失していくパターンを持つだろうと予測されていました。

午後11時16分、ビッグイヤーは不可解な 信号を受信し、技師によってプリントアウトされました。 1977年当時は、コンピュータのハードディスクの容量が1メガバイトしかない時代。受信した電波のデータは、プリントアウトしたのちに、消去されていました。

プリントアウトされたこの信号のデータは、天文学者ジェリー・エーマンの元に届けられました。

Wow！

信号を見たジェリー・エーマンが、驚きのあまり、余白に「Wow!」と書き込んだのが、Wow!シグナルの語源です。

この文字と数字の羅列は、電磁波信号の強さを示します。

電磁波の強さは1-9の数字と、それより強いものはアルファベットで記されます。10はA、11はB、12はC…と続きます。

エーマンが驚いたのは、「6EQUJ5」の部分。「6EQUJ5」というのは、電磁波が急激に強くなり、また消えていったこと、すなわちある一点から強い電波が飛んできている事を示していたのです。

6→14→26→30→19→5

U（=30）と記録されるほど、強い信号を受信したことは、これまでにはありませんでした。

しかもこれは、『星間交信の探索』で地球外生命体が使用しているであろうと予測されていた、1420MHzの信号。「Wow!」と書いたエーマンの気持ちがよく分かります。

この一報を受け、ビッグイヤーを始めとした各国の電波望遠鏡で、この信号の再観測が試みられました。が、その結果は残念ながらことごとく失敗に終わりました。

その信号は、後にも先にもたった一度だけだったのです。

エーマンは、この信号の発信源を調べ、射手座のM55という球状星団の北西あたりから来ている事が分かりました。

M55

しかし、ビッグイヤーの性能の限界もあり、正確な位置をバチッと特定するのはほぼ不可能となっています。

Wow!シグナルの正体は？

エーマンたちは、Wow!シグナルはなんらかの人工的なものではないかと疑いました。

人工衛星や飛行機の可能性、そうしたものが地球上の信号と干渉し合って作りだした可能性などなど。

ですが、1420MHzという周波数は、天文学上の研究のために地上での使用を禁じられている帯域で、人工物からのものである可能性はきわめて低い事が分かりました。

しかし、その後は大きな進展もなく、地球外生命体の探索などバカバカしいとする風潮が強まり、ビッグイヤーも1988年に取り壊され、いまではゴルフ場へと姿を変えてしまったのです。

ところで、もしWow!シグナルが地球外生命体からの信号だったとすると、なぜその後一度も来ないのでしょうか。

実際の地球外生命体の気持ちは分かりませんが、実は過去に人類が送信したメッセージも、基本的には単発ものなのです。

アレシボ・メッセージ

地球外生命体へメッセージを送信する試みは、アクティブSETIといいます。最初の試みは、1974年のこと。

NASAが、プエルトリコにあるアレシボ電波天文台から、25,000光年彼方の球状星団M13に向けてメッセージを送信しました。

数万もの恒星が丸く密集したM13球状星団

送られたメッセージは、1679桁の2進数の文字列。

この1679という数字は、23と73という二つの素数をかけたもの。23 × 73 または 73 × 23 の2通りにしか素因数分解出来ません。

そして、この1679桁の0と1を、23行73列に並べ替えると、次のような画像となります。

アレシボ・メッセージ

ぱっと見は全く意味不明な画像ですが、実はこの中には色々な情報が詰まっています。

数字

DNAの構成元素

ヌクレオチド

DNAの二重螺旋

人間

太陽系

望遠鏡

我々がこれを見て、かろうじて雰囲気がわかるのは「人間」くらいでしょうか…。

解説無しでこれを解読するのはかなり難しそうですが、相手は宇宙人だから大丈夫と信じたいところです。

詳しい解説はこちら！

パイオニア探査機の金属板

1972年に打ち上げられた無人探査機パイオニア10号と、1973年の11号。

パイオニア10号

この2基には、地球外生命体に宛てたメッセージが刻まれた金属板が取り付けられています。

この限られたスペースの中に刻まれた情報は次の通り。

地球人の情報

人間には「男」と「女」がいること。そして、友好を示す意味と、手を動かせるという意味で、男性が片手を挙げています。

バックにはパイオニアの外形が書かれ、地球人のだいたいの大きさがわかるようにしてあります。

なお、男女が裸というデザインは色々と議論を呼び、「NASAは血税を使って宇宙にポルノを送った」等という批判もありました。

14個のパルサーと銀河系中心に対する太陽の位置

中心から放射状に延びる線は、太陽から見た14個のパルサー（パルス状に光や電波を出す天体）の距離と、パルスの周期を示します。

このうちの幾つかのパルサーを特定できれば、太陽の位置が分かるようになっています。

また、右方向の線は、人間の後ろにまで延びていますが、これは銀河系中心から太陽までの距離を示しています。

太陽系

太陽系の惑星と、太陽からの距離。木星を通過して太陽系を脱出する小さなパイオニアも描かれています。

このように、この金属板には、一定の技術水準を持つ生物が見れば、「地球の位置」や「人間の姿形」か分かるようになっています。

が、実際には前情報なしにこの図柄を見て、含まれた内容を全て読み取ることの出来た研究者はほとんどいなかったようです。

同じ地球人ですらそうなので、宇宙人ならもっと解読が難しいのでは、とも言われています。

ボイジャーのゴールデンレコード

レコード

ジャケット

1977年に打ち上げられたボイジャー1号と2号に搭載されたレコード。

ジャケットには例のごとく、パルサーを利用した太陽系の位置と、レコードを再生する為の方法が書かれています。

このレコードに収録されている情報は、

• 115枚の画像
• 波、風、雷、鳥の鳴き声といった、多くの自然音
• 様々な文化や時代の音楽日本からは、尺八の演奏が選ばれています
• 55種類の言語のあいさつ

さらに、これを発見した地球外生命体への挨拶として、

というメッセージも収録されています。

時間のスケール

ボイジャーやパイオニアは、特にどこかの星を目指しているわけではありません。

太陽系の各惑星の観測調査は既に終え、ボイジャー1号がついこの間やっと太陽系を脱出しました。

ボイジャー1号

物質的なメッセージを送ろうとしても、太陽系脱出ですら35年もかかるレベルです。

地球外生命体がいそうな場所まで到達するのは100万年単位の時間がかかるかもしれません。

一方、電波で送信するタイプの「アレシボ・メッセージ」が目的のM13に到達するのが25,934年後。

電波はほぼ光の速さで進むので、ボイジャーとかとは段違いのスピードです。

実際、地球外生命体へのメッセージは、その後も何度か送信されています。

しかし、その内容はバラバラ。送信時間も短く、受信してもらえる可能性は奇跡に近いものです。

宇宙の時間のスケールから見たら、信号を受信できるタイミングはほんの僅な瞬間です。相手の文明の発達度合いが100年ズレたらもう受信してもらえないかもしれません。

現に、地球だって観測スタートからまだたったの50年ちょいです。

ずっと送りっぱなしにすればいいじゃないかという意見もあるかもしれません。

が、意味がないかもしれないものに労力を費やし続けるのは、かなりエネルギーがいるものです。

なお、幸運にもメッセージが受信され、お返事が送信されたとしても、地球に届くのはさらに25,974年後になります。往復5万年かかる文通です。

そこで、我々の持つ、 化石になる為のコツの知識が活きてくるわけですね。のんびり待ちましょう。

化石になる為のコツまとめ

人間、生まれたからには、何か自分が生きた証を残したいと思うものです。そして、出来ることなら後世になるべく大きな影響を与えたいなんて思ったりもします。しかし、我々が今から偉人になれるかというと正直ちょっと難しいですよね。「大器晩成」という言葉もありますが、大抵の人は晩成する前に死ん...

fknews-2ch.net

2025.05.15

宗教観の違いもあるのでしょうが、日本人は比較的すんなりと進化論を受け入れている民族だとは思います。

しかし、生物の複雑な器官や多様性を見てみると、本当に偶然の積み重ねでこんなになるのか？という疑問を持ってしまう事もあるのではないでしょうか。

キリンの首はなぜ長い？

ベタな質問ではありますが、進化論について考える時、避けては通れない質問です。しかも、たまに勘違いしている人もいるという。

一見それっぽいけど、間違いなんだぜ、これ…。

現在、キリンの首が長くなった理由は突然変異と自然淘汰で説明されています。

つまり、親が毎日一生懸命首を伸ばしていたから子供の長くなったのではありません。そしたらボディビルダーの子供もマッチョになっちゃいます。

従って、

これが正しいロジックです。 もうちょい説明してみます。

自然選択（自然淘汰）

これは、ダーウインが提唱した進化論の根幹を成す概念です。

首の長いキリンの方が、生き延びるのに有利だったというヤツですね。

生き物が暮らす環境では、その個体の生存率に様々な影響を与えます。ごくごく一部の例をみてみます。

自然環境だけでなく、社会的、人為的な影響もあり、様々な要因が超複雑に絡み合った結果が今の生態系だということです。

犬なんかは、だいたい1.5万年くらい前にオオカミから犬（家畜）になり、品種改良が始まったのは数千年前と言われています。

人間が恣意的に淘汰するのは、自然淘汰とは比べものにならないくらい強い影響を与えます。現在の多種多様な犬種を見れば、確かに選択圧によって様々な種類に分化していくのがお分かりになると思います。

なお、選択圧は一方向ではありません。 キリンの例を見てみると、当たり前ですが、首が長い事にはメリットとデメリットがあります。

メリット ・高い位置の葉っぱを食べられる ・高い位置から遠くまで見渡せる（敵を発見しやすい）

デメリット ・首を支えるために体をゴツくしなくてはならない ・頭が遠いので心臓に負担がかかる

メリットは首を長くする方の選択圧で、デメリットは首を短くする方の選択圧です。 この両方向の選択圧の丁度釣り合いが取れた首の長さが今のキリンという事になります。

突然変異

進化論のもう一つの重要な概念が、この突然変異です。

まぁ意味は分かると思いますが、突然遺伝子が変わっちゃうわけですね。

だいたいは、細胞分裂の際のDNAの複製ミスや、放射線や化学物質等でDNAが損傷する事によって起きます。

細胞分裂の様子（タマネギ）

殆どの場合、突然変異は癌や機能不全を引き起こすのですが、稀に生存に有利な変化を招くケースがあります。

これが、進化の原動力となります。

ただし、一つ一つの突然変異が起こす遺伝子の変化は小さなものです。

キリンの首がいきなりグンと伸びたわけではなく、少しずつ少しずつ伸びていったのです。

反論1：証拠が無い件

ミッシングリンクという言葉を耳にした事があると思います。

ある種と種の間の進化の途上にあるべき、まだ発見されていない中間の生物の化石です。

キリンの進化が突然変異による小さな変化の積み重ねだとするならば、首の長さが中位の化石が見つかるはず。なのにその化石は見つかっていません。

見つかっているのは首の短いキリンの化石と、現在の首の長いキリンだけです。

首の短いキリンの化石。DNA鑑定で、キリンである事は確定しています。

なぜ中位の長さの化石が無いのか。この点は、突然変異と自然選択だけではうまく説明できません。

「証拠（途中の化石）が無い」という点を説明する方法は2つ。

一つは「たまたま」。 化石になるというのはとても稀な事なので、中間の化石が無いのも考えられない事ではありません。

もう一つは、「化石が残る暇も無く、あっという間に進化した」です。

本来、突然変異だけで急激な変化は起こらないとされていますが、可能性としてはあり得ます。

反論2：確率が低杉

突然変異（DNAのコピーミス）が発生する確率は、1遺伝子あたり1/10万～1/100万と言われています。さらに、そのコピーミスが、生存に有利な変異である確率はさらに低く、天文学的な数字（1/10の600万乗とか）になっていきます。

しかも、種の分化が起こるほどの大変化が起きるには、同時にたくさんの有利な変異が関連して発生しなくてはなりません。

例えば、爬虫類が鳥類に進化するのを考えてみましょう。

鳥になる為には、体に羽毛が生え、前脚が翼となり、羽ばたく為の強靭な胸の筋肉をつけ、口が嘴となり、骨が空洞化して体を軽量化させて…とたくさんの変異が起きなくてはなりません。

しかし、これらの一つ一つは必ずしも爬虫類にとって生存に有利な変化ではないのです。

飛べないのに羽毛が生えても暑いだけですし、前脚が翼の形になっただけなら歩きにくいだけですし、骨が空洞化しても体が脆くなるだけです。

つまり、これらの変異は同時に起こらない限り有利な変異ではないのです。

そのため、「自然淘汰では説明できない！」となるわけです。

この事は、よく「猿が適当にタイプライターを打ってシェイクスピアの作品を書く」とか「バラバラの部品が竜巻に巻き上げられて飛行機が完成する」なんて例えられます。

実際ムリっぽい？

このように、「自然淘汰」と「突然変異」によって進化を説明するのは、今のところ最も正しそうなのですが、完璧な理論かと言うと、そうとも言い切れない部分があるわけですね。

ウイルス進化説

こういった疑問点を説明する説の一つが、「ウイルス進化説」なのです。

ウイルス進化説と聞くと、ジョジョのスタンドのルーツの話を思い出す方も多いと思います。

スタンドが使えるようになるウイルスなら、是非チャレンジしてみたいものですが、残念ながらこれも正しい理解ではありません。

ウイルス進化説とは、端的に言うと、ある種がなんらかのウイルスにより一斉に病気になり、結果的にそれが進化となったという説です。

キリンは一斉に首が伸びる病気にかかった、みたいな話です。だから進化が一気に進み、中間の化石が見つからないのかもしれません。

実際、ウイルスの仕組みを見てみると、宿主のDNAを書き換えるものがいる事は事実です。HIVウイルスなんかは、ヒトの免疫細胞のDNAを書き換えて、免疫不全にしてしまうわけです。

リンパ球に結合するHIVウイルス

HIVやエボラ等は不利な書き換えですが、ウイルス自身に人間をやっつけてやろうなんて意思はありませんから、中には有利な方向に書き換えてくれるウイルスもあるのかもしれません。

ま、所詮はトンデモ扱いされている説なので、そんなウイルスはおろか、ウイルスによって進化した実例すら見つかっていないのが現状ではありますが。

進化論の説得力

では、ウイルス進化説がトンデモならば、本流の進化論ではどういう説明をしているのでしょうか？

まず、キリンのミッシングリンクについては、そもそも化石になるケース自体がレアだということ。

そして、よく引き合いに出されるキリンについては確かに中間の化石が見つかっていませんが、ウマやゾウなんかは各進化段階の化石がキッチリ見つかっていたりもします。

ゾウの進化系統図

また、進化の確率の低さについては、確率の低さを指摘する側に誤解（曲解）があるとしています。

分かりやすいよう、先の「爬虫類から鳥類」の例でみてみましょう。

羽毛とか翼とか、たくさんの変異が同時に起きなくては鳥にならないと書きましたが、実は正確ではありません。

というのも、例えば最近羽毛の生えたティラノサウルス（の祖先）の皮膚の化石が発見されたりしています。

カッコ悪い…

この事から、恐竜にはある時期から普通に羽毛が生えていて、元々は保温の機能を持つものだったのでは、と言われています。

ある機能が今と同じ使われ方をしていたとは限らないのです。

翼にしても、初めは滑空に使っていたものが、たまたま胸筋が強い個体が生まれ、羽ばたく事を覚えたのかもしれません。

また、進化の順番も、個体によってマチマチだったでしょう。

あるものは、羽毛と翼を持っていた。 あるものは、翼と嘴だけを持っていた。 あるものは、胸筋と空洞化した骨だけを持っていた。 みたいに。

このように、変異は様々なパターンで蓄積されていくのです。そして、それぞれの個体が自然淘汰を経て、交配やさらなる変異により、あらたな形質を獲得して、さらに自然淘汰を受けて…という感じで進み、最終的に辿り着いたのが、今の形なのです。

ですので、変異の蓄積を加味した確率を考えないとならないわけですが、これはなかなか難しいみたいですね。

イメージしやすい例として、「10枚のコインを投げて全て表を出せば勝ち」というゲームを想像してみてください。

否定派は、全てのコインが同時に表が出るまで、毎回10枚のコインを投げようとしています。確率は1/1024ですね。

一方、肯定派は、1回目で表が出たコインは除いて、裏が出たコインだけ2回目に降ろうとしています。これなら3～4回コインを投げれば終わりそうですね。

変異の蓄積とはこういう意味です。

まとめ

最近の進化論は、遺伝子学や分子生物学といった、先端的な学問領域からも成果を取り入れ、総合進化説と呼ばれたりもしています。

その成果の一つが、「分子時計」というもの。

分子時計とは、DNAの突然変異の発生確率が一定であるとした場合、異なる動物間のDNAの配列を比較してその違いの度合いにより、種が分かれた時期を推定するというテクニックです。

ヒトとチンパンジーでこれを調べてみた結果、共通の祖先から分かれたのは約500万年前という結論が導かれました。

これは、進化論者からしてみると、予想よりかなり最近の事だったようです。

こういった結果を受けた時、「確率的にあり得ない！」と考え、創造論やID論等のある種の思考停止に走るのも一興です。

ですが、万物の霊長としてはやっぱり「たったの500万年でサルからヒトへと進化したのはどういうメカニズムなんだろう」と知的好奇心を刺激された方が、楽しいかもしれません。

捏造というところでだいたい決着したような感じですが、彼女の捏造に言及する際、「常温核融合なみのスキャンダル」というフレーズがよく使われていました。

へー、なんて思ってテレビを観ていたわけですが、よく考えてみると、そもそも「常温核融合」がわからない。というか、「核融合」もわからない。

というわけで、文系の管理人がちょっと調べてみました。

助成金を申請したら…

今を去ること四半世紀、1989年3月23日のことです。

ユタ大学が出した一枚のプレスリリースが、世界を揺るがせました。

この驚くべき技術を発見したのは、サウサンプトン大学のマーティン・フライシュマン教授と、ユタ大学のスタンレー・ポンズ教授。

2人は一躍、時の人となります。

ポンズとフライシュマン

世界中の注目を集める中、ユタ大学にてフライシュマンは記者会見を開催。この会見にはユタ大学の学長なども同席していました。

こうして、常温核融合発見のニュースは、またたくまに世界を駆け巡りました。

太陽が輝いているわけ

ところで、太陽はなんで輝いているか知っていますか？

ギリシャの哲学者アナクサゴラスは紀元前5世紀半ば、太陽が「ギリシャよりそう大きくはない赤く熱した鉄の球」であると主張しました。

笑ってはダメです。20世紀に入ってしばらくまでは、ほとんどの天文学者が同じように太陽は鉄でできていると考えていたのですから。

問題は、その「鉄」を燃やし続けているエネルギーが、どこから供給されつづけているか、でした。

21世紀に生きる我々にとっては常識ですが、太陽は、超大量の水素とヘリウムの塊です。

そして、4つの水素原子が、太陽中心部で1500万度の温度と2500億気圧により押し潰され、1つのヘリウム原子になります。

4つの水素原子 → 1つのヘリウム原子。

その質量を比べてみると、0.7%くらいヘリウムの方が軽くなります。

この軽くなった質量の分だけ、エネルギーが外に放出されるのです。

こうして放出されたエネルギーがどれくらいのものかというと、同じ質量の石油を燃やした場合の8000万倍に達します。

この莫大なエネルギーが、太陽をギラギラと輝かせているのです。

科学者たちは、この太陽をなんとか人為的に作り、そしてコントロール出来ないものかと研究を重ねていました。

そうして、唯一実用化出来たのが、地上最大の威力を持つ水素爆弾（水爆）です。

核分裂反応をトリガーとして、水素の核融合を引き起こし、物凄い大爆発を起こす恐ろしい兵器です。

一方、エネルギーを取り出す方向の研究は、なかなかうまくいかず、現時点でも未だ実用化の目処は立っていません。

核融合を起こすためには原子核同士をくっつければいいだけです。

しかし、原子核同士は反発し合うので、原子核同士を強引にくっつけなくてはなりません。

現状では、原子核をくっつけるのに使うエネルギーは、核融合で得られるエネルギーより大きいため、単なる損なのであります。

そもそも、連続的に核融合反応を起こし続けるためには、数億℃という超高温が必要になります。

それに耐えうる容器なんてありませんので、高温でプラズマ化した原子核を磁場で閉じ込めるとか、なんかものすごい高度な技術が今でも研究されています。それでもまだ、全然割に合わないのです。

このように、核融合というのは、そう簡単に実現できない夢の技術です。

それを、常温でしかも簡単な装置で核融合を起こしてしまうというのですから、世界中が驚き、おまけに科学者からはウサンクサイ目で見られたことは、想像に難くありません。

常温核融合の仕組み

フライシュマンとポンズが発表した常温核融合の仕組みは、おっそろしくシンプルなものでした。

重水（重水素と酸素でできた水。普通の水よりちょっと重い。）を入れたビーカーに、バッテリーをつないだパラジウムという金属の棒を入れます。

バッテリーのもう一方の極は白金のコイルをつなぎ、ビーカーの内壁に沿わせます。

電流が白金コイルを通って重水に流れると、重水素の原子がパラジウムに吸収される、というもの。

ポイントは、パラジウムという金属の性質です。

パラジウムは水素を大量に吸収する能力を持った金属。

常温・通常の圧力下でも、みずからの体積の900倍もの水素を吸収できるのです。

フライシュマンとポンズは、パラジウム原子が重水素原子を吸収することにより、水素原子がギュウギュウに詰め込まれ、核融合が起きるくらいまで原子核同士を近づけられるのではないかと仮説を立てました。

そして、実験によって、実際にコイルに1ワットの電力を流した結果、ビーカー内の水温が4ワット分も急上昇したと発表したのです。

水温が上がった理由は、重水素原子の核融合以外に考えられない、と。

核融合の実験自体は、すでに始まってから数十年が経過していました。

すでに膨大な額の研究費がついやされ、多くの研究者がそれに従事してきたというのに、なんと高校レベルの化学実験のような装置で核融合が起こせる！というのですから、即座に世界中で追試実験が始まりました。

当時のタイム誌の表紙も飾りました。

米国エネルギー省は、エネルギー研究諮問委員会を招集し、各国で行われた追試結果の判定が行われました。そうして同年11月、委員会の裁定が下ります。

という大変に厳しいものでした。要するに、デタラメだよということですね。

世界は物凄い勢いで手のひらを返し、この常温核融合を、科学界の一大スキャンダルとしてバッシングするようになりました。

助成金目当て、ユタ大学の経営難、他大学との主導権争いなど、このインチキ発表の背後が様々に想像され、フライシュマンとポンズの研究者生命は断たれることとなりました。

しかしそれでも、一部の研究者は常温核融合を研究し続けました。

常温核融合を支持したために…

米海軍研究試験所

あまり有名ではありませんが、アメリカの軍隊には科学研究所があります。

ふだんは表にあらわれることはないのですが、本年4月の「米海軍の「海水燃料」がもたらす大変革」のように、ときどきひょこっと出て来て、そういうことをやっていたのか、と人を驚かせるような研究所です。

実は常温核融合の共同研究者マーティン・フライシュマンも、海軍の顧問でした。

海軍の研究者のなかには、同様の低温核融合の研究に取り組んでいる科学者たちもおり、またフライシュマンと共同論文を発表した研究者も多かったのです。

彼らはフライシュマンが英国王立協会の会員であり、何百という査読を受けた論文を発表している優秀な研究者、ペテン師ではなく、世界有数の電気化学者であることをよく知っていました。

その中に、メルヴィン・マイルズという研究者がいました。

メルヴィン・マイルズ

当初、マイルズも追試をおこない、その「反応なし」の結果は、エネルギー研究諮問委員会の調査報告書にも加えられていました。

ところが、1990年にマイルズがフライシュマンが使用したパラジウム試料が何であったかを知り、同じメーカー・種類のものを取り寄せて実験したところ、8回の実験で、30-50％増しのエネルギーを発生させることができたのです。

ところが、世はまさに「科学界における常温核融合は、教会でポルノの話をするのと同じくらい不適切」という時代。

マイルズの「電気分析化学ジャーナル」に発表された論文は、無視されました。というか、無視されるどころか、マイルズの研究者としてのキャリアを断ち切るようなものだったのです。

マイルズもまた、以降の再現実験に失敗を重ね、1994年までは一度も過剰熱を発生させることができませんでした。

1996年、やっとパラジウム合金の理想の配合が定まり、新たに作られた電極で、30-40％の過剰熱をコンスタントに出せるようになったころには、常温核融合への助成は打ち切られ、マイルズも実質的な解雇を申しつけられてしまったのでした。

ジュリアン・シュウィンガー博士

常温核融合に興味を示したために、毀誉褒貶にさらされた人物もいました。

1965年、量子電磁力学を確立したことで、ノーベル物理学賞を受賞したジュリアン・シュウィンガーです。

ジュリアン・シュウィンガー

1989年、シュウィンガーは常温核融合に関する仮説を述べた8本の論文を書きました。

シュウィンガーに関心があったのは、ポンズとフライシュマンが正しいかどうかではなく、

「原子もしくは化学レベルの操作で核エネルギーを生むことができるかどうか」

ということだったのです。

ところが、アメリカ物理学会は掲載を拒否します。シュウィンガーは、常温核融合を研究することにすさまじい圧力がかけられていることを感じ、学問の自由が蹂躙されているように感じました。

1994年、シュウィンガーの死去を報じる中で、「ネイチャー」はシュウィンガーの晩年をこう記します。

「しだいに孤立し、世界の物理学界と疎遠になった」

風向きが変わる？

2004年、米国エネルギー省は、1989年に発表した常温核融合の調査報告書のひとつを修正しました。

ポンズとフライシュマンが最初に発表をおこなったあとの追試実験では、いずれも過剰熱の発生は観察されなかったと報告されていたのですが、そのうちのひとつ、MITの報告書は正確ではなく、過剰熱の発生を示すデータが、熱の発生がないものに差し替えられていたのです。

確かに、MITが計測したのは過剰熱というだけで、温度は急上昇するまでには至りませんでした。それでも、エネルギー省は常温核融合に「注目すべきものがある」と認めるまでにはなったのです。

果たしてそれがなんらかの核反応が起きているのか。それが「常温核融合」と呼べるものなのかどうか、今のところ我々にはわかりません。

ですが、今でも研究自体は継続されており、その物語はまだ終わってはいないようです。

STAP細胞も、常温核融合と同じ運命をたどる可能性が、微粒子レベルで存在しないことはないかと。

念のため、手のひらを返す準備だけはしておいた方がいいかもしれませんね。