第193章 天秤は嘘をつかない
それから四ヶ月間、カルヴァン・ド・レモンは王立科学アカデミーの実験室に自らを閉じ込めた。
実験室といっても、東棟の突き当たりにある細長い部屋に過ぎない。窓はセーヌ川に面し、壁には黄ばんだ図表が掛けられ、隅には長年かけて集めた鉱石標本やガラス器具が積み上げられている。カルヴァンはこの部屋で三十年の歳月を過ごし、黒髪から白髪へと変わりゆく中で、この部屋の煉瓦の一つ一つ、罅の一本一本までも知り尽くしていた。黄昏時に陽光が鉛枠の窓ガラスを通り抜け、天秤の目盛り盤にどのように落ちるかも。しかしこの四ヶ月、彼は突然この部屋を見知らぬ場所のように感じ始めた。いや、正確には、この部屋で起きていることが、彼自身を見知らぬ者に変えてしまったのだ。
すべての始まりは、あの孤児院教師の授業だった。
ルーアン・ヴィンスト。その名は錆びた釘のように彼の脳裏に刺さり、昼も夜も彼を苛んだ。あの若者は粗末な教壇に立ち、鉄片一枚、アルコールランプ一つ、天秤一台で、残酷なほど単純な実験をやってのけた——鉄片を燃やし、秤量する。重くなっていた。軽くなるのではなく、重くなっていた。続いて二つ目の実験。木炭を密閉容器の中で燃やし、発生した気体を石灰水に通す。石灰水は白く濁り、沈殿物が生じた。「木炭は消えたのではありません」とあの若者は言った。一足す一は二だと述べるような平坦な声で。「空気中の何らかの成分と結合して、別の気体に変わったのです。ブラック博士はこれを『固定空気』と呼んでいます」。最後に彼は黒板に二つの図を描いた。左側は燃素説、四つの仮定が必要で、その一つは一度も検証されたことのない「負の重量」。右側は彼の酸化説、仮定は一つだけ。「必要がなければ、多くを仮定するな。これをオッカムの剃刀と言います」
カルヴァンは教室の後ろに座り、これらの言葉を聞きながら、馬鹿馬鹿しいとしか思えなかった。学位もなく、肩書きもない孤児院の教師が、シュタール大師の百年近く学界を支配してきた理論に異を唱えるとは？彼は科学アカデミーに戻るとすぐに実験の設計に取りかかった。より精密なデータ、より厳密な方法で、あの傲慢な若者を徹底的に論破してやるつもりだった。
そして、彼は失敗した。
＊ ＊ ＊
最初の一ヶ月、彼は学生のアドリアンに全く新しい密閉燃焼装置を作らせた。
ガラス器具はヴェネツィア最高の工房から取り寄せ、すべての接合部は七回の検査を経ていた。天秤はロンドンから輸入した最新式で、誤差は十分の一グレイン以下と言われていた。気圧計はトリチェリ式の水銀柱設計で、容器内の気圧の微小な変化を精密に測定できる。あの若者の実験を再現する——だが、より精確に、より反論の余地なく。
鉄片を密閉容器に入れ、集光鏡で点火する。炎が燃え、鉄片は赤く、白く輝き、やがて暗くなり、消える。冷却を待ち、秤量する。燃焼前は十グレイン、燃焼後は——カルヴァンは目盛り盤を凝視し、瞳孔が収縮した——十一・四グレイン。
増えていた。
もう一度やる。同じ結果。もう一度。やはり同じ。
十二回実験を繰り返し、毎回鉄片の重量は一〇から一五パーセント増加し、密閉容器内の空気の重量は同じだけ減少した。その差は誤差の範囲内で完璧に一致していた。
だが、カルヴァンを本当に眠れなくさせたのは、気圧計の読みだった。
燃焼が終わるたびに、密閉容器に接続された気圧計は容器内の気圧が下がったことを示していた。上がるのではなく、下がっていた。もし燃焼が本当に「燃素の放出」であるなら、燃素が空気中に入れば気体の総量は増え、気圧は上がるはずだ。しかし事実はまったく逆だった——気圧は下がり、しかもその下降幅は鉄片の増加重量と高い相関を示していた。
これは何を意味するのか？
空気中の何らかの成分が「消費」された、鉄片に「吸収」された、ということだ。
木炭の実験も繰り返した。密閉燃焼、気体を石灰水に通す、石灰水は濁る。秤量すると、木炭の重量に消費された空気の重量を加えたものが、生成した「固定空気」が石灰水に吸収された後の増加重量とちょうど等しかった。気圧計は、燃焼後に容器内の気圧がまずわずかに上昇し——「固定空気」が生成したため——その気体が石灰水に吸収されると大きく下がり、最終的に元の約五分の四で安定したことを示していた。
あの若者は正しかった。
だがカルヴァンは認めようとしなかった。
＊ ＊ ＊
二ヶ月目、彼は燃素説を修正することを試みた。
金属が燃焼後に重くなるなら、「負の重量を持つ燃素」で説明すればいい——これは学界で以前から存在した仮説で、彼自身も論文で何度も引用してきた。燃素は負の重量を持ち、燃素を失った金属は当然重くなる。理屈は通っているように聞こえる。
しかし、実際に計算を始めると、問題が現れた。
もし燃素が一定の負の重量を持つなら、すべての金属の燃焼後の増加重量の割合は同じになるはずだ——すべて同量の燃素を失うのだから。しかし実験データは、鉄は約四〇パーセント増、銅は約二五パーセント増、錫はまた別の割合、鉛もまた異なることを示していた。これは何を意味するのか？異なる金属が異なる量の燃素を含んでいる？では燃素の量は何で決まる？なぜ鉄は銅より多くの燃素を含んでいる？既存の理論では何一つ説明できなかった。カルヴァンは紙の上で計算を重ね、自己矛盾のない数学的モデルを構築しようと三日三晩を費やし、最後には羽根ペンを真っ二つに折った。
さらに厄介なのは気圧の問題だった。
燃素が本当に存在し、燃焼が本当に「燃素の放出」であるなら、燃素はどこへ行ったのか？空気中に入った？ならば空気は重くなり、気圧は上がるはずだ。しかし実験は気圧が下がることを示している。燃素は放出されて消えてしまうのか？ではどこへ？天に昇った？燃素はガラス容器の壁を通り抜けるのか？しかし燃素がガラスを通り抜けるなら、なぜ密閉容器の総重量は常に変わらないのか？
別の方向も試した。燃焼後に増えた重量は空気からではなく、「火」そのものから来ているのでは？炎には重量があるのか？実験を設計した。密閉容器内で蝋燭を燃やし、燃焼前後の容器の総重量を測定する。結果は変わらなかった。炎には余分な重量はない。増えた重量は空気からしか来ようがない。
真空実験も行った。燃焼が「燃素の放出」であるなら、真空中でも燃焼できるはずだ。燃素はただ放出されればいいのだから。しかし実験は示した。ポンプで空気を抜くと、蝋燭はまったく点かず、マッチも擦れず、白燐——空気中で自然発火するあの物質でさえ——真空中ではおとなしく横たわったまま、微動だにしなかった。気圧計は容器内がほぼ真空であることを示し、蝋燭の芯は孤独に立ったまま、集光鏡でどれだけ照らしても燃えようとしなかった。
燃焼には空気が必要だ。燃焼には空気中の何らかの成分が必要だ。その成分がなければ、燃焼は起こらない。
カルヴァンは実験室を行ったり来たりし、この二ヶ月で髪は大部分が白くなった。妻が二度見舞いに来て、二度とも泣きながら帰った。アドリアンが何度か休むよう勧めたが、その度に怒鳴り返された。「お前には分からん」と彼は学生に言った。紙やすりで擦るような声で。「もし燃素説が間違っていたら、私のこの三十年は——」彼は言葉を続けなかった。続ける勇気がなかった。
＊ ＊ ＊
三ヶ月目、転機が訪れた。
スウェーデンから届いた手紙が机の上にあった。中には発表されたばかりの学術論文が同封されていた。著者はカール・ヴィルヘルム・シェーレ、題名は『空気と火について』。カルヴァンは震える手で論文を開いた。シェーレは彼が分離した気体について述べていた。「火の空気」と呼ばれるもの——この気体は炎をより明るく燃やし、動物がより楽に呼吸できるようにする。カルヴァンの目は見開かれていった。「火の空気」——あの孤児院教師が「養気」と呼んでいたもの——それは本当に存在したのだ！シェーレはすでにそれを分離していた！
しかしシェーレの説明はカルヴァンを困惑させた。シェーレは「火の空気」を発見したにもかかわらず、依然として燃素説でそれを説明していた。「特別に純粋な、燃素を含まない空気」だと。燃素説にこの新発見を収めるため、シェーレは「火の空気」に一度も検証されたことのない性質を付け加えざるを得なかった。カルヴァンはあの若者が黒板に描いた二つの図を思い出した。左側はますます複雑になり、継ぎ接ぎだらけ。右側は常に簡潔で、一つの仮定ですべてを説明する。
本末転倒だ。
彼は自らの手でその気体を分離することを決意した。
シェーレの論文に記された方法に従い、学生に水銀灰を持ってこさせた——水銀が空気中に長期間さらされて生成する赤い粉末だ。あの若者の理論が正しければ、水銀灰は水銀と「養気」の化合物であり、加熱すれば「養気」が放出されるはずだ。
曲頸瓶を炭火にかける。赤い粉末は徐々に暗くなり、銀白色の水銀の玉が瓶の壁面で凝結し、同時に気体が導管から出て、逆さにした水槽に集められていく。
カルヴァンは火種のついた木の棒を気体の瓶に入れた——棒は勢いよく燃え上がり、炎は眩しいほど明るく、普通の空気の中より少なくとも二倍は明るかった。
次に、分離した水銀を再び密閉容器に入れ、先ほど集めた気体を通し、加熱した。銀白色の水銀の玉は徐々に赤くなり、最後には元の水銀灰に戻った。重量は多くも少なくもなく、最初とまったく同じだった。
可逆。化学反応は可逆だった。
神秘的な「燃素の流れ」などではない。実在する物質が結合し、分離しているのだ。その気体は確かに存在し、分離でき、収集でき、炎をより明るくし、金属と結合してまた分離できる。重量があり、体積があり、明確な化学的性質があり、測定可能な気圧を持つ。あの若者はそれを「養気」と呼んでいた。
カルヴァンは記録用のペンを置き、椅子の背にもたれ、天井を見つめ、長い間何も言わなかった。窓の外でセーヌ川の艀が汽笛を鳴らし、ノートルダム大聖堂の鐘が六つ鳴り、実験室の蝋燭は次々と燃え尽きていった。
彼は師であるルエル教授を思い出した。三十年前、この同じ実験室で、白髪の老人が手を取って最初の実験を教えてくれた時の言葉を。「科学の礎は再現可能な実験だ。もし実験結果が理論と矛盾するなら、実験が間違っているか、理論が間違っているか、どちらかだ。第三の可能性はない」
百回近く実験をしました、先生。毎回同じ結果でした。天秤は増加を示し、気圧計は低下を示し、両者は完璧に一致していました。ならば、間違っているのは理論しかありません。
＊ ＊ ＊
四ヶ月目、カルヴァンは最後の検証を行った。
より直感的な実験を設計した。大きなガラスの鐘を水槽に逆さに立て、鐘の中には空気を残し、底部には気圧計を接続する。鐘の中で十分な量の白燐に火をつけ、自然に消えるまで燃やす。
炎が消えた後、不思議なことが起きた。
水槽の水がゆっくりと上昇し始め、次第にガラスの鐘の中に入っていった。同時に、気圧計の水銀柱は下がり、鐘の中の気圧が減少していることを示していた。カルヴァンはアドリアンに鐘の外壁に目盛りを付けさせ、水面の上昇高さを注意深く測定した。
「五分の一です」アドリアンが小声で言った。「水面は約五分の一上昇しました」
これは空気の約五分の一が「養気」であり、残りの五分の四は燃焼を支えない別の気体であることを意味していた。燃焼はその五分の一を消費し、そのため気圧が下がり、水面が上昇してその空間を埋めたのだ。
白燐の精密秤量実験も行った。密閉容器、燃焼、冷却、秤量。総重量は変わらず、燐の燃焼後の生成物は二・七グレイン増加し、容器内の空気は二・七グレイン減少した。気圧計は圧力が約五分の一低下したことを示していた。
完璧に一致。
百二十三回の実験、百二十三組のデータ。天秤の読み、気圧計の読み、水面上昇の目盛り——三重の検証、すべてが同じ結論を指し示していた。
＊ ＊ ＊
十一月二十三日深夜、カルヴァンは天秤の上の最後の数値を見つめ、その場で固まった。
そして、笑った。
それは奇妙な笑いだった。喉の奥から絞り出されるような、嗄れた、砕けた、泣いているのか笑っているのか分からない声。彼は四十年前の自分を思い出した。大学に入ったばかりの若者が、老教授に「理論と実験が矛盾したらどうするのですか」と問い、「真理はすでに先人によって発見されている。我々はただ継承すればよい」と諭された。あの時どれほど悔しかったか。そして三十年が過ぎ、彼は自分が最もなりたくなかった人間になっていた——権威と伝統で疑問を抑圧する老学者に。あの孤児院教師は粗末な教壇に立ち、鉄片一枚と天秤一台で彼の生涯の信念に挑んだ。四十年前の彼自身のように。
「できた」彼は小さく呟いた。
そして実験記録帳を掴み、実験室を飛び出し、乱れた服、乱れた髪のまま、院長室まで走り、狂ったようにドアを叩いた。「燃素説は間違っていた！」と彼は叫んだ。がらんとした廊下に声が響き渡った。「あの若者が正しかった！検証した！百二十三回！天秤、気圧計、水面の目盛り、三重の検証で！」
コンドルセ侯爵が寝巻き姿でドアを開け、数字で埋め尽くされた記録帳を受け取り、蝋燭の灯りの下で注意深くページをめくり、長い間黙っていた。窓の外では空が白み始めていた。新しい日が来ようとしていた。
「特別学術会議を招集する」コンドルセはようやく口を開いた。低く、厳かな声で。「関係するすべての分野のアカデミー会員に通知せよ。三日後、午前九時、ルーヴル南棟会議室にて」
彼はカルヴァンを見つめた。深い眼差しで。
「君の言うことが本当なら、これは自然哲学史上最も重要な瞬間の一つになるだろう」
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