顕微鏡の父、レーウェンフック [科学]
―――――
http://www.nikkei.com/life/column/article/g=96958A90889DE1EAE6E2EAE0E4E2E1E2E2E3E0E2E3E0E2E2E2E2E2E2;p=9694E1E2E2E3E0E2E3E0E4E0E2E7
オタク少年、「ミクロの世界」に出会う
分子生物学者 福岡伸一
2012/2/7 7:00
生物学者になる前の私は、虫が大好きな昆虫少年だった。黒地に青と緑の輝点を散らしたカラスアゲハや、優美な曲線を描く長い触角をもつルリボシカミキリを野山に追っていた。
やがて私は、葉の裏に産みつけられた蝶（ちょう）の卵や、翅（はね）の鱗粉（りんぷん）、甲虫の表面などを顕微鏡で観察することの鋭い驚きを知った。
小学生になって私が買ってもらったのは、おもちゃに等しい子供用の顕微鏡だった。それでも100倍程度の倍率があり、覗（のぞ）くとまったくの別世界が広がっていた。
焦点の当たっている場所は、微小な粒や棘（とげ）がくっきりと見える。しかしあまり精度の高くないレンズの作用で、その輪郭にはうっすらと青や黄色の不思議な色がつく。焦点からはずれた場所は、ゆがんだ光の滲みとしてぼんやりとしか見えない。しかし、むしろそのようなレンズの視覚効果が、より深淵な何かを映し出しているような気がした。
■顕微鏡の父、レーウェンフック
私はオタク少年だった。オタク少年の常として、何かを見るとその源流をたどらずにはいられなくなる。顕微鏡を最初に作り出したのは一体どんな人物だったのだろうか。
こうして私は、アントニ・フォン・レーウェンフックに出会った。
私が初めてレーウェンフックの人となりを知ったのは、図書館で見つけたポール・ド・クライフ著『微生物の狩人』という読み物からだった。たぶん中学生になったころのことだろう。
翻訳文が読みにくいながら、肉眼で見えない病原体を追究した人々の列伝は十二分に私を興奮させた。その中の一章に、レーウェンフックが割かれていた。
彼は顕微鏡を自分で作り、つかれたように観察を行った。その顕微鏡は、現在の顕微鏡とは似ても似つかない、金属製の靴べらに細かなネジがつけられたような形をしていた。靴べらにはガラス球の単レンズがはまっていただけだった。
しかしその原始的な顕微鏡は、驚くなかれ300倍近い倍率を実現していた。これは今、私たち研究者が使っている光学顕微鏡に匹敵する。レーウェンフックは、レンズ磨きに秘技を持っていたのだ。
顕微鏡の観察を通して、水たまりの中に微生物がキラキラと泳ぎ回っていることを見つけた。動植物の組織が小さな区画＝細胞からできていることを知った。生きたままオタマジャクシの尾を観察し、血液の流れの中に粒があることに気づいた。あげくに精液まで見て精子を発見した。
彼は限りないミクロの小宇宙の扉を開いたのだ。
■アマチュアとは「何かをずっと好きであり続ける人」
レーウェンフックは17世紀、オランダの人。日本はまだ江戸時代が始まったばかりだった。彼は正規の教育を受けた科学者ではなかった。織物商の家に生まれ、織物商人として育った。
彼は言葉の純粋な意味でアマチュアだった。アマトール＝何かを愛する人。何かをずっと好きであり続けた人。そのことが昆虫少年だった私の心に響いた。
顕微鏡を手作りしたレーウェンフック。アマチュア・サイエンティスト。レーウェンフックとの出会いが、私を17世紀の豊かな時代にいざなった。科学と芸術が自由に往還していた時。そこで私は、光の天才画家ヨハネス・フェルメールと出会うことになる。
― ― ―
福岡伸一（ふくおか・しんいち） 1959年東京生まれ。87年、京都大学大学院博士課程修了。米ハーバード大学医学部フェロー、京都大学助教授などを経て04年より青山学院大学教授。主な著書に『生物と無生物のあいだ』『動的平衡』『フェルメール 光の王国』。近著に『動的平衡２』。「生命とは何か」をわかりやすく解説し、人気を博す。最新のデジタル印刷技術によって複製したフェルメール全作品を展示する「フェルメール・センター銀座」の監修および館長も務める。
―――――
科学と宗教の違いは？ [科学]
世の中には、科学的に正しいかどうかということが最も重要だと考える人がいます。価値判断の基準が科学的な正しさなのです。そういう方は、宗教や道徳的な価値判断を馬鹿にする傾向が強いのも困ったものです。
私に言わせれば、宗教（神様）を崇拝しようが、科学を崇拝しようが、それ自体は本人の自由なのです。でも、その考え方を、私に押し付けないで下さいとなります…＾＾；
科学と宗教は違うと、科学教の信者は信じています。でも、科学と宗教は、人間の営為の一部であるという点において、大した違いはないのです。
俗世間で普通に暮らしていると、何かをするときに科学的に正しいかどうかなんて一々考えません。同様に、宗教的に許されるかどうかも余り考えないと思います。
朝、顔を洗うとか、食事の後で歯を磨く人は多いと思います。こういう日常の行為を、一々科学的に正しいかどうかで判断するでしょうか？ それとも宗教上の戒律に従って行うのでしょうか？ 普通の人は、子どものころに親の躾によって、そうするのが習慣になっているだけの話だと思います。つまり、世間の常識に従っているだけの場合が多いのです。
もちろん、日本には日本人だけで通用する世間の常識がありますし、アメリカにはアメリカ人だけに通用する世間の常識があるかも知れません。「郷に入っては郷に従え（人は住んでいる土地の風俗・習慣に従うのが処世の法である）」と、昔から言われているのは、ご存じの方が多いと思います。
科学や宗教は、人間の風俗・習慣（営為）のごく一部でしかないのです。その一部に過ぎないものを崇拝し、他の風俗・習慣を馬鹿にするのは、科学教信者の悪い癖です。
科学とは、「体系的であり、経験的に実証可能な知識」のことです。体系的（組織的。統一的。システマチック）な知識という点においては、宗教と科学はあまり違いがありません。科学と宗教の大きな違いは、経験的に実証可能かどうかという点にあるのです。
神様が存在するかどうかは、経験的に証明することは不可能です。教祖が、神の啓示を受けたと主張し、他の信者にはそれがない場合、だからこそ教祖は偉いのだ。貴方も信仰をもっと深めなさいと言われてしまえばそれまでです。
科学の場合、ある科学理論が正しいかどうかは、観測された事実に適合するかどうかで判断します。観測された事実ともっともよく適合する理論が一番真実に近いという評価を受けるのです。科学は、客観性と再現性という面を重視するので、宗教とは考え方が違うというのは事実です。
ところが、観測技術が未発達な時代に、どんなに正しいと思われた科学理論も、観測技術が発達し、精密な観測データが得られるようになると、間違っていたという話になることは沢山あるのです。科学とは、いま現在の知見で判断すると、こう考えるのが一番妥当だというだけのモノなのです。そういう事実を見ると、「所詮、科学なんて解ったつもりの錯覚にすぎない」という考え方もあるのです。
その典型が、天動説と地動説です。「朝、東から太陽が昇り、夕方、西に太陽が沈む」、これは世間の常識です。肉眼という観測手段しか持たない時代の人類から見れば、天動説は観測される事実にもっとも適合する理論だったのです。
ところが、望遠鏡が発明され、月や惑星の動きを詳しく観測し、遠くの星の位置を詳しく調べていくうちに、地球は自転しながら太陽の周りを公転していると考えるのがもっとも妥当だということになりました。望遠鏡という観測技術の発達が、より精密な観測データを提供し、科学を進歩させたというわけです。
これと似たようなことは、顕微鏡についても言えると思います。観測技術の進歩が、新たな観測データをもたらして、科学を進歩させてきたのです。
では、いま現在の人類が、この宇宙のことをどこまで知悉しているのでしょうか？
よく分らないと言うのが一番正直な答えではないかと私は思います。
いま現在、どんなことがどこまでわかっているのかすら把握できません。あまりに膨大な観測データと、それをもとに提案された膨大な仮説があるのです。そのすべてを一人で把握できる人間はこの世にはいないと思います。
そして、次々と新しい観測方法が発明され、既存の観測技術が改良され続けているのです。それらを使って、新たにどんな観測データが得られるか、そのすべてを予測するのは不可能なのです。
科学と技術が進歩したら、今まで解らなかったことが解るようになると期待するのは当然だろうと思います。でも、それは、いま現在の科学ではまだよく解らないことが沢山あるし、天動説のように、その時点で、誰が考えても正しいと思われていることが、新たな観測手段が与えられたら、実は正しくなかったという場合があることを意味します。
いま現在の人間から見ると迷信でしかないものも、その時点で観測された事実に基づいて考えると妥当だったのです。それが、科学という知識体系の本質ではないかと思います。
科学的な正しさを唯一絶対の価値判断だと考える科学の崇拝者は、科学のこのような本質を知らない（あるいは忘れている）のだろうと思います。
普通に社会で暮らしている人間にとっては、科学的に正しいかどうかとか、宗教上の戒律にあっているかどうかよりも、世間の常識（風俗・習慣）のほうが大切なのではないかと思います。
そして一番大切なのは、「人間には間違ったことを言う自由がある」ということです。
他人の意見を、いま現在の科学的な知識で判断すると間違っているという理由で非難し、発言を封じる権利は誰にもないのです。
大陸移動説を提出したウェーゲナーに対し、その当時のアメリカ地質学会の大物の一人は、「大陸が安易に動くなどという考えが許されるならば、われわれの過去数十年の研究はどうなるのか？」といって反対したそうです。しかし、いま現在、プレートテクトニクスは科学的に正しいとされているのです。
科学的な正しさなんて、それほど当てになるものではないのです。古い知識で考えると間違っていると思うことでも、新しい知識で考えると妥当だと考えることが科学の進歩なのです。そのためには、一見間違ったことでも発言する自由が必要なのです。
科学教の信者は、自分の科学的な知識が絶対であり、他人の発言をよく吟味しないで、それは間違っていると決め付ける場合が多々あります（自分にもそういう傾向がないとは言えませんが…）。言論の自由がなければ、科学の進歩もあり得ませんから、お互いに気を付けたいものです。
科学教の信者も、宗教の信者も、共産主義者、自由主義者、etc.、みんな自分の教義（信じていること）に反する意見には耳を貸さないという傾向が何故か共通しているのです。これは、何を信じていようが、人間本来の特性なのかも知れません。
これを、『バカの壁』と称した人もいたような…
（by 心如）
宇宙論とは [科学]
世界の論争・ビッグバンはあったか―決定的な証拠は見当たらない (ブルーバックス)
- 作者: 近藤 陽次
- 出版社/メーカー: 講談社
- 発売日: 2000/08
- メディア: 新書
―――――
〈準定常宇宙論〉
準定常宇宙論によれば、宇宙には初めもなければ終わりもない。ハッブルの観測による銀河系の赤方偏移に示されるように、宇宙空間は、その性質として、常に自然膨張している。その膨張のために生まれる空間は、新しく生まれてくる物資で満たされるから、宇宙はいつ見てもほぼ同じように見える。この新しい物質、つまり正の物質（正のエネルギーも含む）が生まれる際に、それと相対する負の物質（負のエネルギーも含む）が生まれる。これがブラックホールである。こうして、宇宙内の物質とエネルギーの均衡がいつもとれていることになる。
無から物質とエネルギーが生まれる際の、その他の物理条件はインフレーション・ビッグバン論と酷似しているので、これはミニ・インフレーションとも呼ばれる。
前にも少し触れたが、この無から物質やエネルギーが生まれるという構想は、フレッド・ホイルが半世紀以上も前に定常宇宙論で提案したもので、その当時のビッグバン支持者たちは、それはあり得ない物理現象だとして非難したりあざけり笑ったりした。だが、現在のインフレーション・ビッグバン論では、ホイルが最初に提案したように一つ一つの水素原子が真空から生まれるどころではなく、宇宙の全部が一時に無から生まれるとしている。まさに運命の皮肉といえよう。
準定常宇宙論では、宇宙背景放射は、銀河系間の空間に無数に存在している微細な鉄もしくは炭素の塵が、その空間の低温度（2.73K＝マイナス270.43℃）で発光しているものによるものとする。
この銀河系空間の温度については、1930年代にレゲナーが2.8Kと推定していて、これはビッグバンの支持者たちの計算した背景放射温度よりも、実際に観測された背景放射温度2.73Kに、今振り返ってみても驚くほど近い。
―――――
ビッグバン仮説とは [科学]
世界の論争・ビッグバンはあったか―決定的な証拠は見当たらない (ブルーバックス)
- 作者: 近藤 陽次
- 出版社/メーカー: 講談社
- 発売日: 2000/08
- メディア: 新書
―――――
〈インフレーション・ビッグバン論〉
インフレーション・ビッグバン論によれば、宇宙は、百数十億年前に、何も存在しない真空の中での量子的な揺らぎから非常に高密度の物質が生まれ、それが超光速で膨張（インフレーション）して生まれたものである。
しかし、現在の量子物理学の知識では、その一番最初の状態は表現できないので、インフレーション・ビッグバン論における宇宙は、プランク係数から導き出されるいわゆるプランク長さに至った段階から描写される。また、プランク長さに至るまでの時間はプランク時間と呼ばれる。
プランク長さは、10のマイナス33乗センチメートルほどの長さで、ゼロを並べて書けば、0.000000000000000000000000000000001センチメートルとなる（ちなみにプランク時間は、約10のマイナス43乗秒）。この大きさから、最初のインフレーションが終わる1センチメートルの大きさに膨張するのに約10のマイナス33乗秒かかるから、この膨張の速度は、光の速度の10の22乗倍以上ということになる。この段階で、超光速のインフレーション的膨張が終わる。
だが、論文によっては、インフレーションは10のマイナス35乗秒で終わるとするものもあるし、宇宙が10センチメートルの大きさになるまで続くとするものもある。
約1秒後には、宇宙はニュートリノにとって透明になる。物質の密度が極めて高いとニュートリノは通り抜けられないのだが、このころになると、ニュートリノが通り抜けられるくらいにまで宇宙の物質の密度が下がるのである。
その後、生まれたての宇宙は膨張を続けるが、一番最初から計って数秒から三分くらいのあいだに核融合がおこなわれ、初めは水素原子だけだった宇宙にヘリウムが、重量で二割余の割合でつくられる。
約30万年後には、宇宙背景放射にとって透明になるので、現在観測されている背景放射は、そのときの残映ということになる。だが、前述のニュートリノの背景放射のほうは、現在の観測装置では探知できるはずがなく、まったく観測されていない。
その後も膨張が続き、約10億年くらい経ったところで、恒星やその集団である銀河系が生まれてくる。
ここから先の宇宙がどうなるかは、その膨張の速度、つまりハッブル係数の観測数値と宇宙の全質量とによって決まることになるが、インフレーション・ビッグバン論が正しいためには、両者のあいだに一定の関係がなければならない。すると、現在のハッブル係数から考えて、宇宙の全質量の99パーセント以上が暗黒物質である必要がある。
暗黒物質というのは、宇宙に満ちていると考えられている、現在の我々の観測にはかからない物質、すなわち見えない物質のことである。
ただし、もし、最近言われ出したように、“暗黒エネルギー”た宇宙の膨張を加速しているものとすると、暗黒物質の量は全宇宙の30パーセントくらいですむかもしれない。
―――――
何が正しいかは、多数決では決まらない [科学]
世界の論争・ビッグバンはあったか―決定的な証拠は見当たらない (ブルーバックス)
- 作者: 近藤 陽次
- 出版社/メーカー: 講談社
- 発売日: 2000/08
- メディア: 新書
―――――
はじめに
読者は、ビッグバン理論が、すでに確立された正しい学説だと、信じておられるだろうか？ もし、そうだとしたら、本書の題名を、少々奇異に思われるかもしれない。現在、ビッグバン理論は、科学の専門家たちにも、また一般読者向けの科学記事を書く記者の人たちにも、主流派もしくは正統派と見なされている。だから、読者が、ビッグバン理論が正しいと信じている数多くの人たちの一人だったとしても、驚くにはあたらない。
しかし、じつは、ビッグバン理論が本当に正しいのかどうか、結論が出ているわけではないのだ。みんながそう思っているからといって、必ずしもそれが正しいというわけではないという例は、この世には無数にある。
どの宇宙論が正しいかという結論は先に預けて、先入観をもたずに、この本をまず読んで、その内容を熟考していただきたい。本書の目的は、ビッグバンを否定することでも支持することでもない。したがって、読後に、やはりビッグバン理論が正しいと思われる方があれば、それはそれで無論結構だ。結論がどうなるかはともかく、もう一度宇宙論そのものを、じっくりと考え直してみようという人が出れば、本書は、その肝心な目的の一部を達したものと考えたい。
◆ ◆ ◆
本書の目的を正しく理解していただくために、まず最初に、歴史上の宇宙観の変遷と、その変遷の理由を振り返ってみる。
なぜ、現在もう時代遅れとされている古い宇宙観を振り返ってみる必要があるのか、と疑問をもたれる人もあるかもしれない。宇宙観または世界観の変遷を再検討する大切な理由は、過去のどの宇宙論も、その時代の天文学者たちや一般の人たちのもっていた科学知識の基盤や、その人たちに取得可能だった観測資料に照らしてみると、それはそれで十分納得のいくものが多かった、ということを知っていただきたいからだ。
過去の宇宙論は、けっして、非科学的な迷信のようなものばかりではなかった、ということを、まず認識してもらいたいと思う。
しかも、どの時代でも、少なくともその知識階級のほとんどは、当時の主流派の宇宙観を絶対正しいものと信じていた（一般庶民の場合、いつも生活に追われ、また読書のできる人もまれで、宇宙論などに関心をもつ余裕のある人は、比較的少なかったようだ）。
まだ宇宙という観念が未成熟だった、古代人の自然世界観を、宇宙論と呼ぶのは少々おこがましいかもしれない。しかし、その時代時代の世界観というものは、そこに生きている人たちにどのような科学知識の探究法が可能か、ということに大きく左右されるものだ。その点をよく認識しておかないと、現在の宇宙論の種々の問題と、それにからんだ疑問点、さらには現代の科学研究および科学知識の限界というものが、理解し難いと思う。
ひらったくいえば、現在の宇宙論のどこまでが明確な知識で、どこから先が憶測なのか、歴史上の種々の先例に照らして、身近に経験していただきたいのだ。
科学の進歩には、伝統的な理論（主流派）と、新理論もしくは異端論（少数派）の対決が、付き物と思われがちだが、必ずしもそうではない。伝統的な理論（主流派）の中の一部から発展的に新しい理論が生まれてくるようなこともありうる。また、新理論もしくは異端論（少数派）なしには、科学の進歩が考えられことも事実だが、とはいえ、非伝統的な理論のすべてが正しいわけではないし、どう見ても、正当な科学研究とはまったく関係のないような、奇妙奇天烈な異端論もある。
だが、民主主義において、言論の自由が、暴政を防ぐための防波堤となるように、かなり奇抜に思える新理論でも、主流派の推す伝統的な理論にそぐわない、という理由のみで、それを無視したり、排斥するのは、科学の進歩を妨げる行為である。だが、どのようにして、正当な新理論と、非科学的な奇説とを区別するかの判断は、必ずしも容易ではない。
◆ ◆ ◆
本論に入る前に、科学理論と仮説の相違についてひと言述べておきたい。証明が十分でない学問上の意見は仮説と呼ばれる。それが、厳密なテストと検証を通して初めて、理論と呼べるものになる。
たとえば、ニュートンの力学は、すでに何世紀ものあいだ、厳密にテストされてきており、十分検証済みだから、確立された理論といえる。ニュートンの力学は、物理条件が極限状態にある場合を除いて、ふつうの条件のもとでは常に有効である。そして、物体の速度が光のそれに近づく極限状態では、アインシュタインの「特殊」相対性理論が適用されることになる。
この特殊相対性理論は、２０世紀初頭から、すでに一世紀近くにわたり検証されてきているから、確立された理論と認めてよい。
アインシュタインの「一般」相対性理論のほうは、それを適用することが必要な物理上の問題が、とくに天文学や宇宙論によく出てくる。この一般相対性理論は、そういう問題解決のテストを経ながら、目下検証が最終段階に近づきつつあるところだといえようか。
ところで、宇宙論の仮説は、それをテストするのがかなり困難なことが多く、場合によっては、その検証が、すくなくともある段階では、まず不可能なことも間々ある。
たとえば、宇宙が百数十億年前に創成されたものとして、そのときの物理条件を再現させようとしても、それは、現在の科学技術水準では、まず不可能に近い。そういう場合には、その仮説がどういう天文・物理現象を予言するかを調べ、それが実際の観測や実験と一致するかどうかを調べるのが、ふつう用いられる手段になっている。
だが、観測技術の進歩とともに、その仮説そのものも進化して、その予言するところが変わってくることがよくあるので、仮説を客観的に検証するのは、言うのは易いが実行するのはかなり難しい。
本書では客観性を保つために、ビッグバン説（現在の主流はとくに「インフレーション・ビッグバン説」と呼ばれる）も、定常宇宙説（現在は準定常〈Quasi-Steady State>宇宙説が登場している）も、宇宙論のすべてを仮説として取り扱うことにする。ただ、修辞上の便法として、ビッグバン説や定常宇宙説を、一貫して仮説と呼ばず、理論（あるいは論）という表現を使うことが間々あるかと思うが、この点、読者諸氏に事前の御了承を請うておきたい。
過去一世紀ほどのあいだに、我々の宇宙についての知識は、飛躍的に進歩したが、まだよくわからないことも山ほどある。そのわからないところを含んだままで、理論を立てることになると、憶測がかなり入ってくる。本書では、宇宙論の中の確立された知識と、その中の憶測と思われるものとの区別を、はっきりさせていきたい。
憶測がその主要な位置を占めているとしたら、その理論は、化学的には仮説の領域に属するものと見なすべきだ。もちろん、その仮説を理論として確立させようとする努力に、科学上の進歩が見られるのだから、ある段階では、仮説であることはけっして悪いことではなく、それはむしろ発展上での必要な過程である。
避けるべきことは、仮説を確立された理論と混同することだ。
２０００年８月 近藤陽次
―――――
