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8　気圧計のロマンス

　十七世紀の半ばまで、科学者たちは自然が真空をきらい、おそれると信じた。
　この「自然は真空を嫌悪する」という信仰が、ポンプのはたらきを説明する基礎になった。
　ポンプとは一口にいえば長い管で、一端をくみあげようとする水の中につけ、他端をおけや円管につないだものだ。
　ポンプのハンドルを上下に動かすと、円管の中に部分的な真空ができる。
　すると、自然は真空をひどくきらうので、それを除くため、直ちに水を管の中へ上昇させて真空空間をみたす。
　そう初期の科学者以説明した。

　　1 水の出ない井戸とガリレオ top

　伝説によると、一六四〇年にトスカナ大公が自分の宮殿の庭に井戸を掘ることにした。
　職人たちはふつうの井戸よりずっと深いところまで掘り下げなければならなかった。
　約四十フィート（12メートル）の深さまで掘って、やっと水面に達した。
　ポンプが組み立てられ、その管の先端が地下水の中にひたされた。
　人々はポンプを動かした。ところがおどろいたことに、どんなにはげしくハンドルを上下させようが、水はポンプの口から出てこなかった。
　人々はポンプにどこか具合悪いところがあるにちがいないと思った。
　しかしいくら慎重に検査しても欠陥がみっからなかった。
　この奇妙な出来事は大公に報告されたが、大公は部下と同じく、なぜポンプがうまくはたらかないのか、さっぱりわからなかった。
　そのころ大公のような金持はたいてい有名な科学者の「パトロン」になっていた。
　つまり彼らは科学者たちに給料を払い、科学者たちが生活費をかせぐためほかの仕事をあまりしないでも、科学の研究をつづけられるようにした。
　ポンプが失敗するだいぶ前に、ガリレオが大公の「特命哲学者兼数学者」に任命されていた。
　そこで大公はこの問題についてガリレオの意見をきいた。
　水はポンプの管の中を「十八ハーム」（約三十三フィート＝10メートル）の高さまで上がるが、それ以上は上がらないことがわかった。
　ガリレオはこれを「説明」して、自然は真空をきらうが、その嫌悪は水が管の中を十八ハームの高さまで上がるとおしまいになるのだとのべた。
　けれども彼自身この説明で完全になっとくはしなかったらしい。
　というのは、ガリレオは当時もう年をとっていたので、若い前途有望な弟子の一人トリチェリ（一六〇八〜一六四七）に、この問題を研究するようたのんだからだ。�@

　2 トリチェリ、裏空をつくる top

　ついでトリチェリはさきのポンプの失敗に正しい説明をあたえた。
　彼はいう。
　空気が井戸の中の水面をおし下げる力は、水をポンプの管の中に、三十インチの一三・五倍つまり三十三フィートの高さまでおし上げることができるが、それ以上高くおし上げることはできないのだと。
　トリチェリの実験は、ポンプの失敗という問題を解決しただけで終わらなかった。
　それは空気の圧力をはかる方法を示した。
　すぐに、水銀の上にさかさに立てたトリチェリの管は気圧計として知られるようになった。
　今になってもまだ私たちは空気の圧力の大きさを、それが支える水銀柱の高さで表わし、水銀柱何ミリメートルといっている。
　（今日ではふつう水銀柱ミリメートルでなく、ミリバールを使っている。）

　　　3 パスカルの推理とペリエの測定 top

　一六四四年ごろ、ルーアンに住んでいたブレーズ・パスカル（一六二三〜一六六二）というフランスの科学者が、空気が圧力を及ぼすという事実を知った。
　彼は、「我々は、間違いなく重さをもった空気の海の底に住んでいる」と書かれた文章を読んで、深く考えこんだ。
　もしもこれが真実なら、私たちの頭上にある空気の高さが小さいほど、私たちをおす空気の重さも小さくなるはずだと彼は推理した。
　してみれば、気圧計の管（つまりトリチェリの装置）を、たとえば高い塔のてっぺんのような、うんと高いところへもっていけば、管の中の水銀柱の高さはへるだろう。
　彼はそれが本当かどうかつきとめるために、気圧計の管を教会の塔の上に上げてみた。
　しかし、水銀柱の高さがほんの少しへったことに気づいたものの、塔はまだ決定的な結論をひきだせるほど十分高くないことをさとった。
　そこで彼は生まれ故郷の山のことを思い浮かべた。
　パスカルはパリから約二百マイル南にあるクレルモンという村で生まれた。
　この村は約三千フィートの高さにそぴえているピュイ・ド・ドームという山のふもとにあった。
　パスカルはそのころ病身で、医者から、はげしい運動をしてはいけないと命じられていた。

　さかさにした管の一本はふもとに残し、友人の一人に見守らせた。
　彼はその日一日じゅう、きまった時間をおいては水銀柱の高さを読みとる仕事を受けもった。
　やがて一行は、出発点から約三千フィート上にある頂上に達した。ここでトリチェリの実験をしたところ、水銀柱の高さは二三・二インチだった。
　だから水銀柱は出発点に比べて、三・二インチだけ短くなったわけだ。
　彼らは多少の差は予想していたものの、この渕定値はふもとの値とあまりにちがっていたので、ほとんど自分の目を信じることができず、実験をいろいろなやり方で、また場所も山頂であちこちに移して、繰返してみることにきめたといわれる。
　こうして彼らは実験を山頂に建てられた小さな礼拝堂の中で繰返し、またふきさらしの場所をえらんでは何度も何度も繰返した。
　霧が山の上へおりてくるまで待ってまた実験を繰返しさえした。
　しかし何回繰返しても、山頂での水銀柱の高さは二三・二インチといつもかわらなかった。
　そのあと彼らは山を下りはじめた。山腹のほぼ中間の地点についたとき、また実験を繰返すことにした。
　こんどは水銀柱の高さは二五インチだった。
　出発点までもどったとき、彼らはそこに残しておいた管の読みをチェックしたが、前とかわらず二六・四インチだった。
　あくる朝、山のふもとにある祈祷所の僧が、クレルモンのノートルダムの高い塔の根もととてっぺんで、実験を繰返してみてはどうかといった。
　実験がなされ、水銀柱の高さの差は〇・二インチだった。塔の高さぼ約一二〇フィートだった。
　実験の結果はパスカルに知らされた。パスカルは直ちにパリの高い塔を使って実験を繰返した。
　彼が得た結果は義兄のものとほとんど同じだった。
　これらの実験はパスカルに、空気に重さがあるというガリレオの理論の正しいこと、私たちはあらゆるものを上からおしつける空気の海の底に住んでいることをはっきりと証明した。
　それはまた、トリチェリの管が、大気の圧力を記録するだけでなく、山の高さをはかるのにも使えることを明らかにした。

出典
　　�@　『エンサイクロペディア・ブリタニカ』の補遺・第四、五、六版（一八二四）。
　　�A　プリンシパル・タロンク『パスカル』（一八七八）。