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11　初期の電気実験

　古代ギリシアの哲学者は、コハクとよばれる物質をこすると、麦わらや枯葉の小さな切れはしを引きつけることを知っていた。
　けれどもエリザベス一世の時代に、イギリスのウィリアム・ギルバート（一五四〇〜一六〇三）が有名な実験をするまでは、その知識はほとんど活用されなかった。
　ギルバートは、コハクと同じふるまいをする物質がほかにもあることを発見し、コハクを意味するギリシア語「エレクトロン」にちなんでそういう物質を「エレクトリック」と総称した。
　彼はコハクや、また磁石を使ってたくさんの実験をしたが、そのなかにはとてもおもしろいものがあったので、女王の前で実験してみせるよう命じられた。
　彼の研究はこの新しい分野にしっかりした土台をすえ、十八世紀にはいると急激な発展がおこった。
　後になってこの分野は「電気」およぴ「磁気」とよばれ、もっと後になるとまとめられて「電磁気学」とよばれるようになった。

　1 スティーブン・グレイの実験 top

　十八世紀に行なわれた実験のうちで、とくにおもしろいのは、チャーターハウスのスティーヴン・グレイ（一六七〇ごろ〜一七三六）がやった実験だ。
　一七二〇年から一七三〇年にかけて、彼は自宅でごく簡単な装置を使って研究し、物質のなかには電気を伝えるものと伝えないものがあることを証明した。
　これらの実験でグレイは、長さ約一メートルで直径一インチのガラス管をこすって電荷を得た。
　帯電したガラス管は小さい羽毛や、金属箔のかけらを引きつけた。
　またこれにさわると、チクッと刺激を感じた。
　グレイは多くの重要な実験を行なったが、最初の実験の一つに使った装置の主要部分は、丈夫なぬい糸をうんと長くのばした、荷造糸とよばれるものだった。
　天井から絹の輪を並べてつるし、それにこの糸を通して空中に水平につり下げた。
　つぎにグレイは帯電したガラス管を糸の一端にくっつけ、糸の他端に小さな羽毛を近よせた。
　すると羽毛は糸の端にひきつけられた。
　これから彼は、電気がガラスから、糸の全長――約三百フィート（90メートル）の距離――を伝わって移ったことを知った。
　グレイは次に絹の輪のかわりに、真鍮の針金の輪を天井にぶら下げた。
　これに荷造り糸を通して同じ実験を繰返したところ、電荷は荷造り糸の他端まで伝わらないことがわかった。
　明らかに真鍮の輪は絹糸の輪とはちがっていた。というのは、電気が「糸を支えている針金のところまできたとき、電気はそれを伝わって、針金の輪が取付けられている天井の材木に流れていってしまった」からだ。
　つまり電気は真鍮の針金を伝わって天井へ移り、そこで「失われた」。
　一方最初の実験は、電気が絹糸を伝わらないことを示していた。
　この実験の結果から、彼はさらにすすんで電気の伝導と絶縁について一連の実験をすることになった。
　この実験で彼はありきたりの世帯道具を使った。たとえば、絹ひもの一端を天井にくくりつけてぶら下げ、他端に台所の火かき棒の取手をしばりつけた。
　つぎに帯電したガラス管を火かき棒の取手にくっつけ、火かき棒のさきに羽毛を近づけた。
　羽毛は火かき棒のさきに引きつけられた。これから彼は、鉄の火かき棒が電気を伝えることを知った。
　同じように絹ひもにぶら下げた品物をあげてみると火ばし、銅のやかん、牛の腰肉、金属のきゅうす、赤熱した火かき棒、世界地図、ひなどりなどがある。
　それぞれ一端を帯電させ、電気がその品物を伝わったかどうかテストした。
　これらの実験からグレイはたくさんの物質を電気の伝導体と絶縁体に分けることができた。
　今までの話で読者もよくおわかりだろうが、グレイは大変工夫の才に富んだ人だった。
　人体が電気を伝えるかどうか知りたいと思ったとき、彼は自分の給仕の少年を使うことにきめた。
　うんと丈夫で長い絹ひもを二本用意し、それぞれ両端を天井に取付けて、下に輪になってたれるようにし、これでその給仕、「人のよい頑健な若者」をつり下げた。
　まず若者をうつぶせて床にねかせ、絹ひもの輪の一つに両足を通し、もう一つの輪に肩を通した。
　つぎに絹ひもを引き上げると、若者は水平のまま空中に吊り上げられた。
　グレイはガラス管をこすって帯電させ、それを少年の足のうらにくっつけた。
　つぎに少年の頭にさわったところ、チクッと刺激を感じた。
　こうして彼は電気が少年のからだのはしからはしまで伝わったことを知った。
　別の簡単な実験では、金属棒を片手にもち、帯電したガラス棒を、それにくっつけないよう注意しながらできるだけ近づけた。
　電気は二つの棒の間のせまいすきまを火花となってとび渡り、ごく小さい爆発のようなパチッという音がきこえた。�@
　今では私たちはたいていこういった現象の背後にある事実をよく知っている。
　けれどもそのころこれらは全く目新しいものだった。
　そしてグレイのあとずっと年月がたってからも、電気とはこれら火花やショックを意味するだけで、実用上何の役にも立たなかった。

　3 ライデンぴんの発見 top

　一七四〇年ごろまで、たいていの実験家はガラス棒またはガラス管を手でこすって帯電させて電気を得た。
　だいぶ前に起電機が発明されてはいたものの、『なかなか普及しなかったのだ。
　典型的な起電機は、ガラス円筒を立軸の上にのせ、ハンドルを取付けたもので、絹のクッションがガラス円筒を軽くおすように固定されていた。
　ハンドルをまわすと円筒が回転し、クッションにこすられ、摩擦によって電気をおびる。
　つぎに機械と、帯電させたい品物の間に長い金属の管をわたし、両方を管にさわらせて、電気を品物に移す。ある科学者はこの目的に銃身を使った。
　一七四六年にライデン大学の教授ピエトル・フォン・ムッシェンブルック（一六九二〜一七六一）は、帯電した品物がほうっておくとすぐに電荷を失うのを観察し、帯電した品物を絶縁体で完全にかこんでしまえば電荷がなくなるのを防ぐことができるのではないかと考えた。
　そこで彼はこのアイディアをテストしようと思い、ガラスびんに入れた少量の水を帯電させることにした彼は銃身の一端に真鍮のくさりを取付け、他端は起電機に接触させた。
　助手をつとめたもう一人の科学者クネウスが、水を入れたびんをもち、真鍮のくさりが水の中につかるようにした。
　ムッシュンブルックは機械のハンドルをまわした。
　発生した電気は銃身をつたわり、真鍮のくさりを下りて水の中へはいった。
　しばらくして、まだ手のひらの上にびんをもっていたクネウスは、うっかりもう一方の手で銃身にさわった。
　たちまち彼は雷に打たれたようなショックをうけた。
　腕と足はしぴれてしぱらく動かなかった。
　しかし何時間かたつとしびれは直った。
　すぐあとでムヴシェンブルヴクはこの出来事のいきさつをある有名なフランスの科学者に書き送り、「フランス王国全部をやるからといわれても私は二番目のショックを受けたくない」と評した。
　彼は手紙のあて先に、実験はほんとにおそろしいものだからけっして試みてはいけないと忠告した。

　しかしこのびんの発見の物語には、いくつかちがった形もある。
　もう一人の科学者フォン・クライスト（一七〇〇〜一七四八）も、ムッシェンプルックと独立に、ほぼ同じころ、それを発見したらしい。
　しかしそれはともかくとして、このびんは、ライデンぴんとよばれることになった。

　4 人の輪と電気ショック top

　ライデンびんは、充電したときはひどく注意して扱わなければならなかった。
　これをてのひらにもって、にぎりにさわればだれでも電気ショックをうけた。
　ぴんがいっぱいに充電してあると、ショックは大変に烈しかった。
　針金の一端を底の外面にふれ、他端を真鍮のにぎりにほとんどくっつくほど近づけると、火花がとび、バーンという音が出た。
　ムッシェンブルックの実験が発表されると、世人は大変びっくりし、また興奮した。
　この「自然と哲学の驚異」を見物するため、群集が集まり、ふしぎなびんについて何でも知りたがった。
　一部のよからぬ人間たちは、魔術師みたいな扮装をして市から市へと旅をし、粗末な実験をしてはびんから火花とショックをつくりだして、田舎の人たちをけむにまいた。
　けれども科学者たちは、びんが科学に大きな貢献をすることをさとった。
　というのは、それが発見されたのは、まさに電気というこの新しいテーマが熱心に研究されているさいちゅうだったからだ。
　とくにフランスの科学者ノレ神父が、ライデンぴんを使ってたくさんの実験をした。
　それらの実験は、電気が伝わりうる距離、電気が伝わる物質の種類、電気が動く速さなどをはかるために設計されたものだった。�B
　彼の実験のうち二つは、高貴な人々の面前で行なわれた。
　フランス王と廷臣たちが見守る前で、百八十人の近衛兵が手をつなぎ、一ヵ所だけ小さいすきまをのこして人の輪をつくった。
　すきまの一方の側の兵士は、充電したライデンびんの底の外おおいをつかみ、すきまの向こう側の兵士はびんのにぎりを手早くさわるよう命じられた。
　すべての兵士が直立不動の姿勢をとっているなかで、二人の兵士は命じられたとおりにした。
　その瞬間、全兵士がひどいショックをうけたため、全部が一人の人間みたいにそろって空中にとび上がった。
　たくさんの兵士が一つの命令に、そんなに早く、そんなにいっせいに従ったことは、これまで一度もなかった！�C
　すぐあとでノレはもう一つの公開実験をした。こんどはパリのカルト教団の大修道院で行なわれた。
　全部の修道僧が手と手の間に鉄の針金をわたし、長さ一マイル以上といわれる輪をつくった。
　前と同じように輪の一ヵ所に短いすきまを残した。
　すきまの一方の端の修道僧はライデンびんの底の外おおいをつかんだ。
　合図とともに他の端の修道僧がびんのにぎりにさわった。
　とたんに全員がショックを感じ、そろって空中にとぴ上がった。
　イギリスでは少数のすぐれた人たちが、この種の新しい公惆実験を観察し報告する委員をつくった。
　一七四七年の七月十四日に、彼らは国会議事堂に近いウェストミンスター橋の上に集まった。
　橋の端から端まで一本の針金が張られた。
　長さは約四分の一マイル（400メートル）で、針金はひきつづき川のどちら側でも川岸までのばされた。
　一方の岸に男が立ち、充電したライデンびんの外おおいを片手でつかみ、もう一つの手に鉄の棒をもってその先を川の中につけた。
　ぴんのにぎりは針金にくっつけられた。
　川の反対側の岸にもう一人の男が向かい合って立った。
　彼もまた鉄の棒を片手にもち、もう一つの手で針金の端をつかんだ。
　合図があたえられると、第二の男が鉄棒を川の水の中につっこんだ。
　とたんに二人の男は同時にとび上がった。二人とも電気ショックを受けたのだった。
　電気は一瞬のうちに、ライデンぴんのにぎりから針金を伝って橋をわたり、鉄棒をもつ男のからだを通って、棒から水の中にはいり、幅四分の一マイルの川の水をわたって、鉄棒を通って反対がわの岸の男にうつり、からだを通ってライデンぴんにもどったのだ。�D
　電気がテームズ川のような広い川を閃光のように通過できるという発見の効果は絶大だった。
　実際、今の私たちには、この情報がまきおこした、不信に近いおどろきをほとんど想像することもできない。
　この実験につづいて、同じような実験が公開で行なわれ、電気が長さ数マイルの回路さえも一瞬のうちに流れることを明らかにした。
　この種の数々の実験は、イギリスその他ヨーロッパの国々だけでなく、アメリカでも注目をひいた。
　そのいきさつは次の章で語ろう。

出典　
　　　�@　『フィロソフィカル、・トランサクションズ』縮約版第七巻、第八巻。
　　　�A　Ｊ・Ａ・ノレ『物体の電気に関するエッセー』（一七四六）。
　　　�B�C　『フィロソフィカル・トラソサクションズ』縮約版第九巻。
　　　�D　同第四三巻、第四四巻。