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4　磁針の思いがけないふるまい

　科学史の上に、羅針盤の針が全く思いがけないふるまいをした注目すべき出来事が二つ記録されている。
　一つは一四九二年に海の上で、コロンブスがインドをめざして航海していたときおこった。
　もう一つは一八一九年にある教室の中で、大学教授が学生に講義をしていたときおこった。

　1 コロンブス、磁針のふれを発見 top

　コロンブス（一四五一～一五〇六）は、当時のほかの船乗りと同じく、海上で陸地が見えないときは天体と羅針盤にたよって進路をきめた。
　彼は北極星が毎晩ほぽ同じ位置にあることを知っており、これを道しるべに使った。
　また、羅針盤の磁針はほぽ南北をさすけれども、ぴったり北極星の方向には向かないことも知っていた。
　コロンブスは一四九二年八月三日、金曜日に出帆したが、いきなり未知の海に乗りだしたわけではなかった。
　というのは、まずカナリー諸島へ向かって進んだからで、彼の前にも何人かの船長がこのコースを航海したことがあった。

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　彼はカナリー諸島に三週間とどまった後、九月六日にここを出帆し、西へ進路をとって、まだだれも乗り入れたことのない広大な大洋にはいった。
　そのあと何がおこったか、ある記録は語る。

　「三日後に陸地はすべて視界から去った。こうして陸地の最後の端が見えなくなると、乗組員たちは気がめいった。
　彼らは文字どおり世界に別れを告げたような気がした。
　彼らの背後には、男の心が愛着をもつすべてのもの――国家、家族、友人、生命そのもの――があった。
　彼らの前にあるのは混沌、神秘、危険ばかりだった。
　その瞬間、心の動揺の中で、彼らはもう二度と家族に会うことはないのではないかと、絶望にかられた。
　荒くれた海の男の多くが涙を流し、なかには大声あげて泣きだしたのもいた。
　提督（コロンブス）は手をつくして彼らの苦悩を和らげ、彼らに自分の輝かしい予想をふきこもうと努めた。
　提督は乗組員たちに、これから彼らを案内しようとするすばらしい国々のことを話した。――
　金や宝石にみちたインド洋の島々、たぐいなく富裕で豪華な町々をもつマンギやカタイの地方など。
　彼は乗組員たちに、彼らの貪欲をよびさまし想像力をあおることのできる土地や富やさまざまのものを約束した。
　だがこういった約束は彼らをただだますためにしたのではなく、提督自身すべてそれを実現できるだろうと確信していたのであった。」①
　やがて、カナリー諸島を出てから約一週間後に、コロンブスは羅針盤の針が予期した方向をさしていないのに気がついた。
　あくる朝になると、磁針はいつもの方向からさらにはずれた。
　彼はひどくびっくりし、また困惑した。
　そのあとにつづく三日間、正常な方向からのふれは日ごとにましていったので、彼はますますこまった。
　彼はそれをだれにも話さなかった。
　というのは、乗組員全部がどんなに意気消沈しているか知っていたので、彼らをそれ以上おどろかしたくなかったのだ。
　だが彼は、その秘密をあまり長くかくしておくことはできないのを知っていた。
　なぜなら、舵手のだれかが遠からず磁針の異様なふるまいに気づくことは確実だから。


コロンブスと羅針盤

　はたして、舵手の一人が羅針盤に何がおこったか気がついた。
　乗組員たちはそれをきくと、たちまち恐怖でいっぱいになった。
　彼らには、磁針がこの未知の世界で、その助けをいちばん必要としている時期に、その力を失いかけていると思われた。
　乗組員たちは、羅針盤が道案内をしてくれなければ、この広大な手がかりのない大洋のまっただなかでは、すぐに迷い子になってしまうことを知っていた。
　彼らは、正常ならあれほどたよりになる羅針盤が、足をふみいれたばかりのこの新しい世界の中でこんな異常なふるまいをはじめるものなら、ほかのすべてのものもおかしくなってしまうのではないかと恐れた。

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　けれどもそのころにはコロンブスは自分の物語を用意しおえており、羅針盤の針に罪を負わせてはいけないことをさとっていた。
　それで彼は、磁針はあいかわらずまだその力を保っている、ただ北極星のほうが、世界のこのあたりでは、位置をかえるのだと断言した。
　彼は乗組員たちに、北極星は真の北極の方向にあるのではなくて、そのまわりに円をえがいてまわっているのだと教えた。　コロンブスは前から天文学者として大きな名声を得ていたので、部下は彼の説明を信用した。
　こうして乗組員たちは自信を回復し、恐怖は消えた。②
　スペインの歴史家オビエドが書いたこの事件の別の記述は、乗組員たちの行動をもっと詳しく伝えている。

　「彼らは磁針のふるまいをみてひどく怒り、また恐れたので、コロンブスを船の外へ投げだしたいと願い、また自分たちをそのような人間の指揮にゆだねたスペインのフェルディナンドとイサベラの行動をひどく恨んだ。
　彼らは反抗的になり、繰返しスペインヘひき返せと叫んだ。」

　物語というものは、繰返し繰返し語られているうちに、もとの形とまるきりちがったものになってしまうことが多い。
　だから、この事件がはじめて印刷されたときの記述にもどってみるのもおもしろい。
　それはコロンブスの息子フェルディナンドが書いたもので、父の日記の一四九二年の分をもとにしている。

　「九月十三日の日暮れに、彼（コロンブス）は磁針が北東のほうへ半目盛ずれ、夜明けにはさらに半目盛ずれたのをみつけた。
　これから彼は、磁針が北極星の方向を指さず、別のある固定した、目にみえない点へ向いているのをさとった。
　この変動を以前だれも観察したことがなかった。
　だから彼がそれにおどろいたのは無理ではなかった。
　それから三日たって、船がさらに百リーグほど進んだところで、彼はそれ以上にびっくりした。
　なぜなら夜に磁針は北東のほうへ約一目盛ずれていたのに、朝になるとぴったり北極星をさしていたからだ。」③

　この事件の記述のいくつかは、コロンブスが熟練した航海者として高い名声を得ていたおかげで、部下から信用されたといっている。
　しかし、コロンブスに関する権威ある著者Ａ・クリクトン・ミラーによれば、コロンブスの青年時代に関し、彼が航海術に大いに熟達していたことを証明するような、十分信頼できる情報は存在しない。
　実際、ミラーは、「当時理解されていたような地磁気については、コロンブスはそのころの平均的な舵手以上には知っていなかった」らしいと信じている。
　彼はさらにつけ加えていう。
　「もしもこの見解が正しいとするならば、彼は大西洋横断中に羅針盤の針が示した変動に賢明な解釈を加えられる立場にいなかった。」
　これらの物語や、同種の物語から、多くの人々はコロンブスが磁針の変動を発見したと信じ、以来多くの著述家がこの信仰をさらに拡大してきた。
　けれども、すでに引用した著者によれば、「磁針の東方への偏位が、コロンブスが最初の航海にのりだすよりも前に、北西ヨーロッパですでに観察されていたことはほとんど確実」である。④
　しかし、たとえそうであっても、東西方向の長い航海の間に磁針が変動することをほぼ正しく記録したのは、コロンブスが最初といって間違いあるまい。

　2 エールステッド、電流の磁気作用を発見 top

　磁針の思いがけないふるまいに関係した、二番目のめざましい出来事の物語は、ボルタが電流を得る方法を発見（13章参照）してから七年後にはじまる。
　イギリスの科学者ハンフリー・デービー（一七七八～一八二九）は、そういう電流を使って化学物質を分解し、ナトリウムとよばれる新しい金属を分離した。
　彼の発見は一八〇七年になされたが、そのあと一時、科学者たちは電流がいろいろな物質に及ぼす化学作用の研究に没頭した。
　それで、しばらくの間は、電流のもつほかの性質にはほとんど注意をはらわなかった。
　けれども一八一九年になって、幸運な偶然の出来事から、電流のもつ力学的な性質が発見された。
　それは科学と産業にはかりしれない価値をもつこととなった。

　コペンハーゲンの物理学教授のヨハン・クリスチャン・エールステッド（一七七七～一八五一）はある日、静電気、ガルバニズム（電流のこと。ガルバニ（13章参照）から由来）、磁気について講義をしているときに、ボルタの電堆（でんたい＝今の電池）の両極を長い針金で結んだものを使っていた。
　講義の間に彼は全く何の気もなしに、
　「さて、電池が活動しているところで、針金を磁針に平行においてみましょう」といった。
　そして、針金を磁針に平行に、その上にまたがらせておき、電流のスイッチを入れた。
　すると、磁針がくるりとまわって、針金に直角な方向を向いたのをみて、彼はびっくりした。
　エールステッドは直ちに、この思いがけない出来事は詳しく研究する価値があるとさとった。
　彼は一人の友人とともに実験を繰返し、また実験の内容を拡大した。
　教室での最初の実験は、「弱い装置を使ったものだった」ので、二人はこんどはずっと強い電池を使った。
　そのようすを彼はつぎのように記している。


エールステッドの実験。手前にみえるのが直列につながれた電池
　「私たちが使ったガルバニの装置は二十個の銅の槽からできていた。
　槽の長さも高さも十二インチあったが、幅は二インチ半をちょっとこえる程度だった。
　どの槽にも二枚の銅板を取付け、これをうまく折り曲げて銅の棒をはさみ、その銅の棒に次の槽にひたした亜鉛板を支えさせた。
　各槽の水は目方の六十分の一の硫酸と、それと同量の硝酸を含んでいた。
　各亜鉛板の水中に沈んでいる部分は、辺の長さが約十インチの正方形であった。
　ガルバニ電池の両方の端は針金でつながれた。」⑤

　右上のさしえには、このボルタ電池の二十個の槽の一部がみられる。
　またこれから、当時の科学者が電流を得るのにどんなにごたごたした装置を使わなければならなかったかがわかる。


電流の方向と磁針が動く向きとの関係。

　上の図は彼の実験から得た結果を示す。
　（ａ）で電流が破線でかいた矢の方向に流れているときに、針金を磁針の上におくと、磁針は小さい矢で示した向きにまわり、針金と直角の方向に向いた。
　だが（ｂ）のように電流の向きを逆にすると、磁針は逆の方向に向いた。
　つぎにエールステッドが針金を磁針の下におくと、磁針は（ｃ）（ｄ）に示す向きにまわって、針金と直角の方向に向いた。
　この場合も磁針の向きは電流の向きがかわると逆になるが、他方針金を磁針の上においた（ａ）（ｂ）の場合ともそれぞれ逆になる。
　エールステッドの発見が刊行されると、いたるところで大きなセンセーシュンをまきおこした。
　それはすぐさまいろいろな国で翻訳され科学雑誌にのせられた。
　彼の実験がいたるところで繰返されたばかりでなく、それに刺激されて多数の論文が出たといわれる。
　すぐにほかの科学者たちがぞくぞく新発見をした。
　電流が鉄の中に磁気を誘導することがわかった。ついで電磁石が発明された。
　これは鉄片のまわりに、絶縁された長い針金をまきつけたもので、針金の両端をボルタ電堆の極につないで電流をスイッチすると、鉄は強い磁力をおぴた。
　つぎに、針金を流れる電流が磁場を生みだすのと逆の現象もおこることが発見された。
　つまり、動く磁石は針金をまいたコイルの中に電流を誘導させる。
　ファラデーは、エールステッドの発見が
　「それまで真っ暗だった科学の一分野の門をパッとおし開いて、光の洪水でみたした」⑥
　とのべたが、まったくそのとおりである。
　実際、最終的に磁石、モーター、発電機の発見をもたらしたものは、講義のさいちゅうに、学生たちの前に何の気もなくやった彼の実験だったのだ。

出典　
　　　①　Ｗ・アービング『クリストファー・コロンブスの生涯と航海』（一八九〇）。
　　　②　Ｇ・ダッフ『コロンプスに関する実話』（一九三六）。
　　　③④　Ａ・Ｃ・ミラー『地磁気と大気電気の歴史』第四二巻（一九三七）。
　　　⑤　Ａ・ラーセン『Ｈ・Ｃ・エールステッドによる電磁気の発見』（一九二〇）。
　　　⑥　Ｈ・ベンス・ジョーンズ『ファラデーの生涯と手紙』（一八七〇）第二巻。

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