第92章 酸素
「では、博士」ルーアンは静かに言った。「今すぐ始めましょうか?」
カルヴァンは凍りついた。
彼は金縁の眼鏡越しに、この若者をじっと見つめた。まるで自分の耳を疑っているかのように。
「……何だって?」
「今すぐ検証を始めましょうと言ったんです」ルーアンはドアの方を向いた。「テレサ、いくつか用意してもらえるかな?」
ドアの傍に立っていたテレサが顔を上げた。青い瞳には衝撃と心配が満ちている。彼女は口を開き、何か言おうとしたが、最終的には小さな声で言った。「ルーアン、本気なの……?」
「信じて」ルーアンは彼女に頷き、そして黒板の前に歩いた。チョークを手に取る。
白いチョークが黄ばんだ黒板の上を滑り、微かな摩擦音を立てた。
「指の爪くらいの大きさの鉄片か銅片が必要だ。それからアルコールランプと台、小型の天秤——できるだけ正確なもの。あと木炭の破片か、乾いた草でもいい」
テレサは黒板の文字を見て、それからルーアンを見て、カルヴァンに視線を移した。老博士は教室の中央に立ち、顔には複雑な表情を浮かべている。何かを抑えているようだ。
「それから」ルーアンは付け加えた。「台所に生石灰か草木灰があれば、それも少し持ってきて」
テレサは唇を噛み、最終的に頷いて、スカートの裾を持ち上げて急ぎ足で教室を出た。彼女の足音が廊下で徐々に遠ざかり、灰青色の修道服が角で消えた。
教室は短い沈黙に包まれた。
子供たちは息を殺し、音を立てることを恐れている。空気中に漂う緊張感を感じ取っている——嵐の前の静けさのような。
カルヴァンはその場に立ち、杖の先端で床を軽く叩いている。リズミカルな音が響く。
彼の顔にはかすかな冷笑が浮かんだ。
今すぐ始める?
この若者は狂ったのか?
カルヴァンは心の中で冷ややかに思った。彼は自惚れた若者をあまりにも多く見てきた。数冊の本を読み、いくつかの簡単な実験をしただけで、何世代もの学者が検証してきた理論に挑戦できると思っている者たちを。
彼らはいつもそうだ。
血気盛んで、傲慢で、何か素晴らしい真理を発見したと思い込む。
そして現実の前で痛い目に遭う。
燃素説を覆すのがそんなに簡単だと思っているのか? いくつかの実験をすれば、その訳の分からない「酸素」の存在を証明できると?
よかろう。
彼は心の中で思った。
君が何をするか見せてもらおう。
実験をさせて、現実の前で躓かせよう。学問が遊びではないことを理解させよう。そして私は穏やかに、体面を保って告げるのだ——家に帰ってよく勉強しなさい、ここで子供たちを誤導してはいけない、と。
ルーアンはカルヴァンの顔の冷笑に気づかないようだった。
彼は子供たちの方を向き、声は相変わらず落ち着いていた。「君たちが今混乱しているのは分かる。さっき私が一つの理論を言って、博士が別の理論を言った。誰を信じればいいか分からない」
子供たちは頷いた。トマが小声で言った。「先生、僕たち……僕たち、先生を信じます」
「いや」ルーアンは首を振った。「私を信じてはいけない。博士も信じてはいけない。書物に書かれていることさえ、盲目的に信じてはいけない」
彼は実験台を指差した。
「科学の本質は『信じる』ことではなく、『検証する』ことだ。私たちは実験を通じて理論を検証する。実験結果が理論の予測に合えば、理論は支持される。合わなければ、理論は修正されるか捨てられる」
「だから」彼は教室のすべての子供を見渡した。「今日、私たちがするのは、君たちに私の言葉を信じさせることではない。君たち自身の目で見てもらうこと。実験に語らせることだ」
エミリーが手を挙げた。「でも先生、もし実験が失敗したら?」
「それは私が間違っていたということだ」ルーアンは率直に言った。「科学とはそういうものだ。理論は実験の検証を受けなければならない。実験が私が間違っていたと証明したら、私は間違いを認め、そして考え直す」
彼は一瞬間を置いた。
「それは恥ずかしいことじゃない。本当に恥ずかしいのは、自分が間違っていると分かっていても、頑固に己の意見に固執し、認めることを拒むことだ」
カルヴァンの指が杖の上できつく締まった。
この若者は……
彼がこれらの言葉を言う時、その目はこんなにも率直で、こんなにも真摯だ。
まるで本当に自分ができると信じているかのように。
廊下から足音が聞こえてきた。
テレサが戻ってきた。
彼女は両手で木盆を捧げ持ち、その上に様々なものが置かれていた。親指ほどの大きさの鉄片、表面にわずかに錆がある。銅製のアルコールランプ、中にはまだ半分ほどアルコールが残っている。小型の天秤、少し年季が入っているが、まだよく手入れされている。それに乾いた草の小山と、草木灰のような灰白色の粉末が入った小袋。
「これで足りる?」テレサは木盆を実験台に置き、小声で尋ねた。
ルーアンはこれらの材料を確認し、頷いた。
「十分だ。ありがとう、テレサ」
彼は鉄片を手に取り、日光の下で注意深く観察した。鉄片は不規則な長方形で、表面は少し粗く、縁に錆の斑点がある。しかし全体的には、まあまあ綺麗だ。
ルーアンは心の中で素早く思考を整理した。
彼はもちろん燃素説を知っている。
二十一世紀から転生してきた者として、彼は科学史上この有名な誤った理論をよく知っていた。燃素説は十八世紀の化学界を支配し、ラヴォアジエが精密な定量実験を通じてようやく覆したのだ。
そして彼は知っている。燃素説を維持するために、学者たちがどれだけの「パッチ」を考案したか——その中で最も馬鹿げているのが、「負の質量」という概念だ。
金属の燃焼後に質量が増加することが実験で発見された時、燃素説の支持者は理論を放棄せず、こう提唱した。燃素は負の質量を持つ。燃素を失えば、物体は自然に重くなる、と。
これは典型的な「アドホックな仮説」だ——理論を維持するために強引に追加された、独立して検証できない仮定。
この手法は科学史上珍しくない。理論が反例に遭遇した時、理論を修正するのではなく、理論にパッチを当てて、自己矛盾なく説明できるようにする。
しかしそのような理論は、すでに科学の本質を失っている——簡潔さ、優雅さ、反証可能性を。
ルーアンは分かっていた。自分がすべきことは、燃素説の矛盾を指摘するだけではない。
なぜなら、カルヴァンは必ず「負の質量」で説明するだろうから。
彼がすべきことは、より簡潔な理論、より直接的な実験で、燃素説のすべての「パッチ」を余計で不格好なものに見せることだ。
「さあ」ルーアンは子供たちの方を向いた。「今から最初の実験をする。燃焼と質量の関係についてだ」
彼は黒板に書いた。
「問い:物質は燃焼後、質量は変化するか?」
「もし燃素説が正しければ」ルーアンは言った。「燃焼は燃素を放出する過程だ。だから燃焼後、物質は軽くなるはずだ——燃素が逃げたから」
彼は鉄片を手に取った。
「しかし私の理論が正しければ——燃焼は物質と空気中の酸素の結合だ——燃焼後、物質は重くなるはずだ。空気中の酸素を吸収したから」
「だから」彼は鉄片を天秤の一端に置いた。「この鉄片の燃焼前後の質量を量るだけで、どちらの理論の予測が正しいか分かる」
カルヴァンは傍らで静かに見ている。目にかすかな軽蔑の色が浮かんだ。
この若者は本当に何か新しいものを発見したと思っているのか?
金属の燃焼後に質量が増加する現象は、とっくに観察されている。そして燃素説にはすでに説明がある——ただこの若者がその説明をまだ知らないだけだろう。
ルーアンは熟練した手つきで天秤を調整し、反対側に何枚かの小さな銅貨を置いて釣り合わせ、天秤が平衡に達するまで続けた。
「この重さを覚えておいて」ルーアンは子供たちに言った。「鉄片に銅貨三枚で、平衡になった」
そして、彼はアルコールランプに火をつけた。
炎がアルコールランプの芯の上で跳ね、淡青色の光を放つ。熱波が広がり、周囲の空気をわずかに歪ませる。
ルーアンは小さな鉄製のクリップで鉄片を挟み、炎の約二寸上の位置に置いた。
教室は静まり返り、聞こえるのはアルコールランプが燃える微かな音と、子供たちの呼吸だけだ。
最初、鉄片には何の変化もなかった。
しかし加熱時間が延びるにつれ、鉄片は変色し始めた。
まず暗赤色になり、溶けそうになる。それから鮮やかな赤色になり、炎の中で微かな光を放つ。最後に表面に赤褐色の物質——酸化鉄、つまり錆が現れ始めた。
五分後、ルーアンはアルコールランプを消した。
「今、冷やす必要がある」彼は言った。「熱い鉄片では正確に量れない。熱い空気が天秤の精度に影響するから」
さらに約五分待ち、鉄片の温度が下がった。
ルーアンは慎重にそれを天秤の一端に戻した。
天秤の針がゆっくりと動く。
下へ。
鉄片の側が沈んだ。
「見てください」ルーアンの声が静寂の教室に響いた。「酸化した鉄片は……重くなった」
彼は元の錘に半枚の銅貨を加え、ようやく天秤が再び平衡に達した。
教室は水を打ったように静まり返った。
子供たちは目を見開き、ノートを握りしめ、その天秤から目を離さない。
トマが小声で言った。「本当に重くなった……」
「でも……」エミリーが困惑して言った。「もし燃素が逃げたなら、軽くなるはずじゃ?」
ルーアンはカルヴァンの方を向き、穏やかな口調で言った。
「博士、これについてどう説明されますか?」
カルヴァンは眉一つ動かさなかった。
彼の顔にはむしろ温和な笑みが浮かんだ。まるでこの展開を予期していたかのように。
これだ。
ルーアンは心の中で思った。
カルヴァンが何と答えるか、彼は知っている。
この科学史の一節を、彼はあまりにもよく知っていた。
***
「見事な実験だ、ヴィンスト氏」
カルヴァンはゆっくりと前に歩み、袖口を整えながら続けた。
「若き友よ、君は良い問題を提起した。しかし、王都自然哲学学会では、この『重くなる』現象はすでに確認されている。そして、我々には明確な説明がある」
彼は酸化した鉄片を手に取り、日光の下で注意深く観察した。赤褐色の酸化層が光の下で斑に粗く見える。
「燃素は普通の物質ではない」カルヴァンはゆっくりと言った。声には学者特有の自信と優越感が込められていた。「我々の研究によれば、それは……特殊な性質を持っている」
彼は一瞬間を置き、ルーアンを見た。この若者の反応を観察しているようだ。
「それは『負の重量』を持つ」
「負の……重量?」
教室に困惑の囁きが広がった。子供たちは顔を見合わせ、明らかにこの概念を理解できない。
しかしルーアンの表情は何も変わらなかった。
彼はもちろんこの説を知っている。
これこそ彼が予想していた答えだ。
カルヴァンは続け、声はさらに自信に満ちた。
「気球を考えてみたまえ。気球が空気で満たされると、空へ昇っていく。なぜか? 気球の中の気体が外の空気より軽く、上昇する傾向があるからだ」
彼は鉄片を掲げた。
「燃素も同じだ。それは普通の物質ではなく、『上昇傾向』を持つ特殊な元素だ。その重量は負で、それを含む物体を軽くする。だから炎は常に上に向かって燃え、下や周囲に広がらない——燃素は常に天空へ逃げようとするからだ」
「だから」彼は鉄片を実験台に戻し、教導的な口調で言った。「鉄片が燃焼する時、内部の燃素が逃げ出す。負の重量を持つ燃素を失えば、鉄片は自然に重くなる。これは矛盾ではなく、燃素理論の完璧な証明だ」
彼は子供たちの方を向き、温和な笑みを浮かべた。
「この理論は王都科学アカデミーの学者たちによって繰り返し検証されている。燃素の負の重量という性質は、金属の焼成後に質量が増加する現象を完璧に説明する」
教室は静まり返った。
子供たちは雲を掴むような話を聞いて、明らかにこの複雑な説明を完全には理解できない。しかし彼らには分かった。カルヴァン博士はとても自信があるようで、すでに答えを準備していたようだ、と。
テレサはドアの傍に立ち、顔の表情はさらに心配そうになった。彼女はルーアンを見て、青い瞳は不安で一杯だ。
しかしルーアンは静かに聞いているだけで、顔にはかすかに察知できない笑みがあった。
これだ。
負の質量。
これが燃素説の最大の弱点だ。
ある理論が、観察されたことのない「負の質量」という特殊な性質を導入して自らを維持する必要がある時、それはすでに科学の優雅さを失っている。
これがいわゆる「アドホックな仮説」——ad hoc hypothesis だ。
理論を救うために強引に追加された、独立して検証できない仮定。
科学哲学において、これは理論が衰退に向かう兆候だ。
ルーアンは前に出て、黒板の前に立った。
「カルヴァン博士、あなたの考えは非常に精巧です。認めざるを得ません」
彼の口調は真摯で、嘲笑の意味は全くなかった。
「負の重量という概念を導入することで、確かに金属酸化後の質量増加現象を説明できます。これは非常に賢い説明です」
カルヴァンは満足そうに頷いた。この若者が降参すると思った。
しかしルーアンの次の言葉が、彼の笑みを凍りつかせた。
「しかし、博士」ルーアンは振り向き、黒板に一行書いた。「科学が追求すべきは、現象に対する最も簡潔な説明です」
彼は二つの図を描いた。
左側は複雑な図で、矢印、記号、様々な注釈がある:
「燃素説:
物質は燃素を含む
→燃素は負の質量を持つ
→燃焼時、燃素は上昇して逃げる
→負の質量の燃素を失う
→物質の質量が増加」
右側ははるかに簡単な図:
「酸化説:
物質 + 酸素 → 酸化物
質量増加 = 酸素の質量」
「二つの理論はどちらも観測された現象を説明できます」ルーアンは子供たちの方を向いた。「でも聞いてください、どちらがより簡単ですか?」
子供たちは躊躇なく右を指差した。
「右側!」
「二番目の方が分かりやすい!」
「ただの足し算じゃないか! 負の重量なんていらない!」
ルーアンは頷いた。「完全に正しい。これが科学哲学の重要な原則——オッカムの剃刀だ」
彼は黒板にこの言葉を書いた。
「もし二つの理論が同じ現象を説明できるなら、仮定がより少なく、より簡単な方を選ぶべきだ。なぜなら簡単な理論の方が検証しやすく、反証もしやすいから」
彼はカルヴァンの方を向いた。目は穏やかだが確固としている。
「博士、燃素説にはいくつの仮定が必要ですか?」
「第一、燃素が存在する」
「第二、燃素は負の質量を持つ——これは他のいかなる物質でも観察されたことのない特殊な性質だ」
「第三、燃素は上昇して逃げる」
「第四、密閉空間では燃素は逃げられないので、火は消える」
「では酸化説は?」
「必要な仮定は一つだけ。空気中に燃焼を支持する気体が存在する。それを酸素と呼ぶ」
彼は黒板に書いた:
「燃素説:4つの仮定、うち1つは『負の質量』という特殊な性質を含む
酸化説:1つの仮定、単純な足し算」
教室は静まり返り、窓外の鳥の鳴き声が聞こえるほどだった。
カルヴァンの表情が重くなった。
彼の指は杖をきつく握り、関節が力のため白くなっている。
この若者は……
彼は「オッカムの剃刀」を知っているのか?
彼はこれほど明確に理論の構造を分析できるのか?
そして最も厄介なことは——彼の言っていることが正しい。
燃素説は確かにますます複雑になっていた。様々な異常現象を説明するため、学者たちは絶えず新しい仮定、新しい「特殊な性質」を追加し続けている。
負の質量はその一つに過ぎない。
他にも「燃素の親和力」「燃素の流動性」「燃素の伝達性」……
理論全体がすでに巨大で不格好な体系になっていた。
一方、この若者が提唱する「酸化説」は、こんなにも簡潔だ。
しかし……
カルヴァンは深く息を吸い、心の動揺を抑えた。
「理論の簡潔さは確かに重要だ、ヴィンスト氏」彼は言った。声は依然として権威を保っている。「しかしもっと重要なのは、理論の完全性と検証可能性だ」
「燃素説は燃焼を説明するだけではない——それは呼吸、生命、病気、金属の変化、空気の性質を説明する……自然哲学体系全体がその上に築かれている。百年の実験の蓄積があり、無数の学者の研究に支持されている」
「君の『酸素』理論は」彼はこの言葉を強調し、語気には疑いが込められていた。「これらを説明できるのか? そして最も重要なのは——」
彼は杖で黒板の「酸素」という二文字を指した。
「このものは、本当に存在するのか?」
「燃素は直接観察されていないが、その効果から存在を推測できる。君の酸素は?」
「それを分離できるのか?」
「私に見せ、触れさせ、測定させることができるのか?」
「できなければ」彼の声が厳しくなった。「それは燃素と何が違う? どちらも現象を説明するために仮定された概念に過ぎない。そして燃素説には少なくとも百年の学術伝統がある。君の酸素説には何がある?」
ルーアンは静かに聞いていた。中断しなかった。
カルヴァンが話し終えてから、彼はゆっくりと口を開いた。
「博士の言う通りです」
「理論には実験的証拠の裏付けが必要です。仮定は検証可能でなければなりません」
彼は実験台の方を向いた。
「だから、次に私がすることは——」
彼は深く息を吸い、カルヴァンを見た。
「酸素を分離して、その存在を証明することです」
***
ルーアンはカルヴァンの緊張した表情を見て、内心はむしろ落ち着いた。
「博士、あなたの言う通りです」彼はゆっくりと言った。「ブラック、キャヴェンディッシュといった偉大な学者は、数年かけて研究を完成させました。しかしそれは——」
彼は一瞬間を置いた。
「彼らは先駆者だったからです。未知の道を歩み、一歩一歩手探りし、すべての結論を繰り返し検証する必要がありました」
「そして私は」ルーアンは黒板の方を向いた。「私はただ巨人の肩の上に立っているだけです」
この言葉がカルヴァンの眉をさらに険しくさせた。
巨人の肩?
この若者は誰の著作を読んだのだ? ブラックの? キャヴェンディッシュの?
しかしそれらの研究はまだ系統的に広まっておらず、大部分は学会の内部通信でしか流通していない……
ルーアンは説明しなかった。
彼は心の中で二十一世紀の化学教科書を思い出していた。
あの薄い教科書の上で、簡潔な文章と明確な図で、人類が何世紀もかけてようやく理解した化学原理が語られている。
酸素の製造。
水素の性質。
燃焼の本質。
酸塩基反応。
これらの知識は、二十一世紀では中学生でも習得できる内容だ。
二十一世紀の子供がより賢いからではない。
先人がすでに道を舗装し、落とし穴に印をつけ、正しい方法をまとめてくれたからだ。
科学は難解で神秘的な学問ではない。
科学は人類の理性の産物であり、学び、理解し、伝えることのできる知識体系だ。
本当に困難なのは、最初の発見だ。
しかし一度発見されれば、それを検証することは簡単になる。
ルーアンは二十一世紀で受けた授業を思い出した。
化学の先生が教壇で酸素の製造を実演する。「二酸化マンガンを触媒として過酸化水素を分解するか、塩素酸カリウムを加熱すれば、酸素が得られる」
こんなにも軽く、まるで当然のことのように言う。
しかしこの「当然」は、ラヴォアジエ、プリーストリ、シェーレといった偉大な化学者が、数十年の時間、無数の失敗した実験、時には命さえ代償にして得たものだ。
教育の力は、ここにある。
それは人類文明が数千年蓄積してきた知恵を、十数年で伝授できる知識体系に凝縮する。
それは各世代が、ゼロから始める必要なく、先人の成果の上に立って、前進し続けることを可能にする。
現代教育体系のない人々は、どんなに聡明でも、自分の時代の認知的限界を超えることは難しい。
カルヴァンのように。
彼は明らかに優秀な学者だ。厳格で、博識で、思考も鋭い。
しかし彼は1775年に生きている。彼が受けた教育、読んだ書物、置かれた学術環境、すべてが燃素説の枠組みの中にある。
彼にはより高い視点から、化学発展の全貌を見る機会がなかった。
そしてルーアンは——
彼は二十一世紀の教育背景を持って、この時代に転生した。
彼にとって、酸素の存在は「発見」すべき未知ではなく、「再現」すべき既知だ。
これが巨大な優位性だ。
しかしルーアンも知っている。注意しなければならないと。
あまりにも先進的に見せてはいけない。二十一世紀の理論体系を直接持ち出してはいけない——それは彼が狂人だと思われるか、もっと悪いことに、不必要な疑いと恐慌を引き起こす。
彼はこの時代の言葉、この時代の論理、この時代の実験方法で、すでに知られている発見を再現しなければならない。
カルヴァンに、この子供たちに、この時代の人々に、自ら真理を「発見」させなければならない。
強制的に注入するのではなく。
「実は、酸素を分離するのは難しくありません」ルーアンは実験台の方を向き、声は穏やかだが自信に満ちていた。「科学の本質は、難解で複雑なものではありません。逆に、真の科学は、簡潔で、優雅で、再現可能であるべきです」
彼は草木灰の袋を手に取った。
「もし理論が正しいなら、それを検証するのに高価な設備や複雑な操作は必要ないはずです。簡単な材料、明確な論理で、誰でも実験を再現できるべきです」
カルヴァンは彼を見つめ、目には疑いと不安が満ちていた。
「君は……草木灰を使うつもりか?」
「草木灰だけではありません」ルーアンは言った。「他にもいくつか必要なものがあります。テレサ、さっき台所に生石灰があると言いましたね?」
テレサは頷き、声は少し緊張していた。「ええ、小さな缶があります。時々壁のカビを処理するのに使います」
「いいですね」ルーアンは言った。「もう少し持ってきてください。それから、ガラス瓶か陶器の壺——密閉できる容器——もいくつか持ってきて」
テレサは再び教室を出た。足音は急いでいる。
教室は沈黙に包まれた。
子供たちは息を殺し、目をルーアンにしっかりと向けている。彼らは完全には理解できないが、何か重要な、歴史的な瞬間が訪れようとしていることを感じ取っている。
トマが小声で尋ねた。「先生、本当に……その『酸素』を作れるんですか?」
ルーアンはこの子を見て、その目の中の信頼と期待を見た。
「全力を尽くします」彼は言った。「でももっと重要なのは、君たちがすべての手順をよく見て、すべての原理を理解することだ。科学は魔法じゃない。天才だけが習得できる秘術でもない」
彼は教室のすべての子供を見渡した。
「科学は方法です。誰でも、考えることを望み、観察することを望み、実験することを望めば、理解し習得できる方法です」
「今日、私が君たちに証明したいのは、酸素の存在だけではありません」
「それ以上に——」
彼は深く息を吸った。
「科学は、遠くにあるものではないということです」
