はじめに
この記事は、『BEING ON EARTH』の第5章：物理学者が美学を発見する（ゲオルク・マイヤー）の内容を要約しながらご紹介するものです．作成にあたってはAIを活用しています．誤りがないとも言えませんので、その点ご了承ください．
この章は、物理学者ゲオルク・マイヤー³が自分の人生を振り返り、抽象的な論理思考から具体的な現象への理解へと変化していく過程を描いた自伝的エッセイです。マイヤーは最初、物理学の世界で論理的・抽象的な思考を重視していましたが、やがて直接的な経験や知覚に基づく理解の重要性に気づいていきます。
この変化の過程で、彼は18世紀の哲学者バウムガルテン¹が提唱した「美学」の本来の意味を発見します。バウムガルテンの美学とは、芸術論ではなく、感覚的経験に基づく認識の方法論のことでした。マイヤーは自分の人生を通じて、実はこの美学的認識への道を歩んでいたことを理解するのです。
物理学者としての専門的な経験から始まり、核エネルギーについての倫理的な考察、そして最終的に現象学的な観察方法の発見まで、この章は一人の科学者の知的成長の軌跡を丁寧に描いています。
遊びについて
マイヤーは子供時代の遊びの体験から話を始めます。子供は遊びの中で、身の回りのものに新しい役割を与えることができます。大人の真剣な仕事は決められた規則に従うことが求められますが、現実の生活では即興の余地があり、物事は新しい意味を獲得していきます。
8歳頃、マイヤーは懐中電灯の仕組みを理解しようとしました。電池の上部と電球の底部を直接触れさせても光らないことに困惑していたとき、母親が銅線を使って回路を作る方法を教えてくれました。この瞬間、電球のフィラメントが光りました。
古い電池しか使えなかったため光は微弱でしたが、マイヤーは複数の電池を直列につないだり、手で温めたりすることで、より明るい光を得る方法を発見しました。この体験は、物の仕組みを理解する喜びと、試行錯誤を通じた発見の面白さを教えてくれました。
鉱石ラジオ
11歳頃、マイヤーは本の指示に従って、より複雑な「無線機」を組み立てました。当時はまだトランジスタがなく、最も簡単な受信機は「鉱石」という金属のような鉱物の断片を針金の先端に接触させて作られていました。
この鉱石ラジオを動作させるには、鉱石の「良い」場所を見つける必要がありました。これは試行錯誤によってしか見つけることができませんでした。さらに、コンデンサーを調整して放送局を見つけることも必要でした。どちらの条件も満たされなければならず、しかもそれぞれが他方に依存していました。
幸運にも、マイヤーはヘッドフォンで話し声と音楽を受信することができました。この受信機は電気エネルギーを必要とせず、長いアンテナの効果だけで動作していました。この経験は、複雑な仕組みでも運と根気によって理解できることを教えてくれました。
電気ベル
学校で電気について学んだとき、マイヤーにとって最も重要だったのは電気ベルの仕組みでした。小さなハンマーが繰り返しベルを叩くことで音が鳴りますが、この繰り返しの動きがどのように起こるのかを理解することが重要でした。
先生が説明した巧妙な仕組みは次のようなものでした。電磁石がハンマーをベルに向かって引きますが、ベルが叩かれる前に磁力を止めます。それでも、磁石の引力はハンマーに打撃するのに十分な勢いを与えます。バネがハンマーを元の位置に戻し、電気接点が開閉することで電磁石のオン・オフが制御されます。
この仕組みを理解したとき、マイヤーは単に理解しただけでなく、「自分には理解する能力がある」ということを理解しました。これが彼に「開眼」の感覚を与えました。当時の発明が自分の手の届く範囲にあることを発見し、単に物で遊ぶ子供から、発明の仕組みを理解できる人へと成長したと感じました。
化学と物理学
高等学校で科学を学ぶようになったマイヤーは、それを概念で遊ぶ方法として楽しみました。化学の授業で塩酸を調製したとき、実際に現実の生活で有用な物質を作ったことに驚きました。これまでの遊びから、世界での真剣な活動の領域に入ったと感じました。
科学は魅力的でしたが、マイヤーは人々との関係においては内気でした。職業生活では人と深く関わりたくないと思い、科学の世界では人間関係がそれほど重要ではないだろうと想像していました。この考えは後に間違いであることが分かりますが、当時の彼の将来像を支配していました。
学校終了前に、22歳年上の従兄弟である物理学者を訪ねました。彼は物理学と化学を比較して、物理学では考え抜くことで問題を解決できるが、化学では実際的なノウハウに依存し、多くの知識と専門的な経験が必要だと説明しました。この創造的な精神活動を重視する議論が、マイヤーの当時の傾向に強く訴えかけ、化学ではなく物理学を選択することになりました。
あなたは化学が得意ではない
大学の物理学カリキュラムには化学も含まれていました。実験室で定性分析を行う際、マイヤーは適切な化学的知識ではなく、主に元素の周期表の構造から答えを推論する「鋭い推測」に頼らざるを得ませんでした。
指導員はマイヤーの状況を正確に把握していて、ある日こう言いました。「君は化学については本当に何も知らないが、考えることは得意だ！」この言葉は、マイヤーの思考能力を認めると同時に、化学的な実践知識の不足を指摘したものでした。
この経験は、従兄弟が指摘していた物理学と化学の違いを実感させるものでした。化学では実際的な知識と経験が重要であり、論理的思考だけでは十分でないことを痛感しました。
卒業論文
卒業論文では、低温で興味深い分光現象を示す銅化合物の結晶を調製する「化学的」な課題を与えられました。化学が得意でないマイヤーは、本来百万分の一の精度で微量添加すべきところを、パーセント範囲でしか調製できませんでした。
しかし、この「失敗」が予想外の幸運をもたらしました。マイヤーのサンプルは新しい予期しない効果を示し、それが分光現象の理論的理解を支持する結果となったのです。教授は「この結果を科学雑誌に発表すべきだ」と言いました。
興味深いことに、実際に書かれた論文では、偶然の発見であったにも関わらず、「理論モデルを支持することを期待して実験を行った」という形で歴史が修正されました。これは、予期しない経験的発見が科学研究において重要であることを示すと同時に、科学論文の書き方の慣習を表していました。
代替研究
職業訓練直後、マイヤーは従来の科学の範囲外とされる効果を目指した実験プロジェクトに1年間従事しました。彼と協力者は、これまで知られていない力を人類の手の届く範囲に持ち込むことができると期待していました。
最初は装置で効果を観察できましたが、それらはすべて従来の物理的メカニズムで説明可能でした。実験を物理的環境の影響から遮断して修正しても、この状況は繰り返されました。マイヤーの実験的発見は決して期待と一致せず、結果が説明可能になるとすぐに興味を失ってしまいました。
後になって、マイヤーは現象の理解は常に深めることができ、説明は一時的な段階に過ぎないことを学びました。あまりに決定的なものとして受け取ると、理解の深化を妨げることもあります。振り返ると、この経験は将来の取り組みにとって最大の価値があるものでしたが、当時は新しい仕事が必要でした。
原子炉での中性子光学
次のステップで、マイヤーは原子炉を使った新しい研究分野に入りました。原子炉プロセスはウランの核分裂に関連した中性子の流束によって支配されており、原子炉の炉心から出てくる中性子を研究に利用することができました。
スイス連邦原子炉研究所での面接時、マイヤーは原子炉施設の詳細な見学を受けました。まだ放射線の危険がなかったため、後に立ち入り不可能になる場所を訪れることができました。高い放射線を封じ込めるのに必要な巨大な構造、厚い壁、想像もつかない深さの重いガラス窓を見て、深い印象を受けました。
中性子光学⁷実験では、材料がどのように中性子流束を散乱させるかを調べることで、材料についての情報を得ます。中性子は発生する場所と検出される場所では粒子として扱われますが、その間では波として材料を包み込んでいると考えられます。実験装置は中性子に「質問」を投げかけ、統計的な確率として「答え」を受け取ります。
初心者のうちは個々の事象が「起こった」と感じられましたが、経験とともに単一の事象は意味がなく、統計的平均でのみ意味を持つことを理解しました。研究者たちは、感覚で参加できる領域と、数値的確率が重要な領域という二つの異なる領域に同時に参加していました。
波を見る：観察の練習
知覚に基づく科学の分野に移った後、マイヤーはスイスのドルナッハ近くの古い橋から川面を観察する体験をしました。堰き止められてほとんど静止した水面で、アヒルの後ろにV字形の航跡を見つけました。
重要な発見は、波の上下運動を直接知覚しているのではなく、周囲の風景の鏡のような反射像が「波打って」いるのを見ているということでした。この現象は像が動いているために非常に興味深く、その秩序を支配する原理を把握するのは困難でした。
マイヤーは物理学者的なアプローチ（波形に曲がった鏡による反射モデル）を取らず、アヒルがいないときの像がどのように変換されて観察された像になるかを発見しようとしました。高校時代に選んだ論理的な道から離れて、適切な概念を見つけるために経験に学ぼうとしたのです。
原子炉プロセスの特徴的身振りの探求
バーゼル東方のカイザーアウグスト原子力発電所⁶の建設に対して、長期間にわたる反対運動が続けられていました。マイヤーは平和的なデモンストレーションに参加し、核エネルギーの賛否両論が「客観的科学」に基づいて議論されていることに注目しました。
しかし、両陣営が同じ論理を使っている中で、反対する人々を動かしているのは原子炉プロセスの「身振り」に対する感覚だとマイヤーは感じました。公式の効率性の言語では表現できない道徳的内容を持つ像が、人々の判断に影響を与えていると考えました。
マイヤーは自分の専門経験を活かして、原子炉プロセスを「存在の身振り」として特徴づけようとしました。原子炉プロセスの重要な特徴は、外的作用者に全く依存せず、物理的配置だけで自己励起が起こることです。しかも、このプロセスは世界から封印された閉じ込めの中で行われ、放射性廃棄物も将来にわたって生命の循環から隔離されなければなりません。
植物や動物の生命プロセスと比較すると、原子炉プロセスの本質的に「自閉的」な性質が明らかになります。これは自然に与えられた存在ではなく、人間の活動によって存在に持ち込まれた存在の身振りを表していると、マイヤーは結論づけました。
美学の発見：長い旅路の隠された目的
反核運動の中で、マイヤーは非暴力抵抗について議論するグループに参加し、哲学者ハンス・ルドルフ・シュヴァイツァー²と出会いました。シュヴァイツァーは、18世紀の哲学者バウムガルテン¹の専門家で、「美学」という言葉を最初に作り出した人物について教えてくれました。
バウムガルテンの「美学」は芸術理論ではなく、感覚によって与えられる直接的経験に基づくすべての科学分野を指していました。これは論理と分析的推論に対立する、像と心的映像に基づく認識の方法でした。
マイヤーは振り返って、自分が生涯にわたってこの二つの対立する認識方法の間で道を見つけようとしていたことを理解しました。高校時代に論理を選択し、後に実験で意外な発見をしたとき、実は「化学」を通じてバウムガルテンが構想した美学的認識を実践していたのです。
バウムガルテンの美学は、感覚知覚を意味するギリシア語「アイステータ」から命名されました。この新しい認識様式は、知覚することと表現することを結合するものでした。つまり、表現的活動によって拡張された受動的感覚印象に基づく認識です。
マイヤーは、知覚している間でも私たちは表現的活動に従事しており、これが何かを理解する唯一の方法であることを発見しました。注意を向けること、意図性を通じて組織化すること、そして現象に参加することが、経験に基づく科学についてのバウムガルテンのビジョンの実現であると結論づけています。
脚注
¹ アレクサンダー・ゴットリープ・バウムガルテン（Alexander Gottlieb Baumgarten, 1714-1762）
ドイツの哲学者です。ライプニッツとクリスチャン・ヴォルフ⁴の思想的影響を受け、1735年にわずか21歳で「美学（aesthetics）」という用語を初めて哲学的概念として導入した画期的な思想家です。彼の美学は現在我々が理解する芸術論ではなく、「感覚的認識の科学（scientia cognitionis sensitivae）」として定義されました。これは論理的・抽象的思考に対する感覚的・具体的な認識の重要性を主張する革新的な理論でした。ギリシア語の「アイステータ（感覚知覚）」から美学という言葉を作り出し、知覚することと表現することを結合した新しい認識様式を提唱しました。彼の理論はカントの美学理論にも大きな影響を与え、現代の現象学的アプローチの先駆けとなりました。
² ハンス・ルドルフ・シュヴァイツァー（Hans Rudolf Schweizer, 1932-2001）
スイス・バーゼルの哲学者です。アレクサンダー・ゴットリープ・バウムガルテンの研究で知られる専門家として、特にバウムガルテンの美学理論の翻訳と研究に生涯を捧げました。バウムガルテンの原典であるラテン語の『美学』を現代語に翻訳し、18世紀美学思想の現代的意義を探求しました。また、単なる学者にとどまらず、社会問題にも積極的に関わり、非暴力抵抗運動に参加し、核エネルギー問題についても倫理的観点から発言を続けました。チェルノブイリ原発事故後の討論会では、技術の社会的影響について哲学的な視点から問題提起を行いました。
³ ゲオルク・マイヤー（Georg Maier, 1933-2016）
ドイツ生まれの物理学者です。1960年にミュンヘン大学で物理学博士号を取得後、約7年間ドイツの原子力研究施設で核物理学研究に従事し、特に中性子光学と中性子回折の分野で活動しました。1969年から1998年まで、スイス・ドルナッハのゲーテアヌム研究所自然科学部門で研究者として活動し、現象学的科学研究の発展に貢献しました。ゲーテの自然科学的方法論に基づく光学研究で知られ、著書『視覚体験の光学』では従来の物理光学とは異なる現象学的アプローチを提示しました。生涯を通じて、抽象的な理論物理学から感覚的経験に基づく現象学的観察へと研究の方向性を転換させた科学者として注目されています。
⁴ クリスチャン・ヴォルフ（Christian Wolff, 1679-1754）
ドイツの哲学者、数学者、科学者です。ライプニッツとカントの間で最も重要で影響力のあるドイツの哲学者とされています。ライプニッツの哲学を体系化・発展させ、「ライプニッツ＝ヴォルフ哲学」の共同創設者となりました。数学的方法を哲学に厳格に適用し、論理学、形而上学、倫理学、政治哲学、美学など幅広い分野で50以上の著作を残しました。ドイツ語による学術著作を推進し、学術用語の確立にも貢献しました。1723年に宗教的保守派からの攻撃により一時プロイセンから追放されましたが、フリードリヒ大王の即位とともに復帰し、最終的に男爵の称号を授与されました。カントも彼を「最大の独断的哲学者」と評価しています。
⁵ チェルノブイリ原発事故（Chernobyl disaster）
1986年4月26日にソビエト連邦（現ウクライナ）のチェルノブイリ原子力発電所4号炉で発生した史上最悪の原子力事故です。原子炉の安全性試験中に制御系統の操作ミスと設計上の欠陥が重なって原子炉が制御不能となり、爆発・炎上しました。この事故により大量の放射性物質が大気中に放出され、その影響はヨーロッパ全域に及びました。国際原子力事故評価尺度（INES）で最高レベルの7に分類され、福島第一原発事故と並んで商業用原子力発電史上最も深刻な事故とされています。直接的な死者は数十名でしたが、長期的な健康影響や環境汚染は現在も続いており、原子力の安全性に対する世界的な認識を根本的に変えた出来事でした。
⁶ カイザーアウグスト原子力発電所計画
スイス・バーゼル東方のカイザーアウグストで1970年代から計画されていた原子力発電所建設プロジェクトです。1970年代から1980年代にかけて地元住民や環境保護団体による激しい反対運動が展開され、占拠行動や大規模なデモンストレーションが繰り返し行われました。反対派は原子力の安全性や放射性廃棄物処理の問題を提起し、賛成派との間で長期間にわたる論争が続きました。最終的に経済性の悪化と世論の反対により建設計画は中止され、スイスの反原発運動の象徴的な勝利となりました。この運動は単なる地域問題を超えて、科学技術と市民社会の関係について重要な問題提起を行った社会運動として評価されています。
⁷ 中性子光学（Neutron Optics）
原子炉や加速器から得られる中性子ビームを使って物質の内部構造を調べる先端的な分析技術です。中性子は電気的に中性で質量を持つ粒子で、X線とは全く異なる散乱特性を持ちます。X線が主に電子と相互作用するのに対し、中性子は原子核と直接相互作用するため、軽い元素（水素、リチウム、炭素など）の検出に優れ、物質の内部深くまで侵入することができます。中性子が物質中の原子核と相互作用することで特徴的な回折パターンが生じ、これを解析することで結晶構造、磁気的性質、残留応力などを詳細に調べることができます。マイヤーが従事したこの分野では、個々の中性子の挙動は直接観察できず、統計的な確率として現れる実験結果から物質の性質を推論する間接的な測定手法が特徴的で、これが彼の認識論的転換の重要な契機となりました。
⁸ 現象学（Phenomenology）
現象学には大きく2つの系譜があります。一つはエドムント・フッサール（1859-1938）によって創始された哲学的現象学で、意識の構造を厳密に分析し、現象を「括弧に入れて（エポケー）」純粋意識の領域から研究する方法です。もう一つはゲーテの自然研究に基づく現象学的方法で、自然現象を直接観察し、現象そのものの中から普遍的な法則を見出そうとします。マイヤーが実践したのは後者のゲーテ的現象学で、フッサールの内向的で反省的な意識分析とは対照的に、外界の現象に積極的に参加し、観察者自身も現象の一部となる「参加的観察」を重視します。この方法では、抽象的な理論から現象を説明するのではなく、現象自体に寄り添い、その内在的な構造や動きを直接体験することで理解を深めようとします。
⁹ 鉱石ラジオ（Crystal Radio）
1900年代初頭から1920年代にかけて広く使用された、最も初期の実用的なラジオ受信機です。電池や外部電源を一切必要とせず、アンテナで受信した電波のエネルギーだけで動作する画期的な装置でした。最も重要な部品は「鉱石検波器」で、これは方鉛鉱（ガリーナ、硫化鉛PbS）などの天然鉱物の結晶片に「猫のひげ」と呼ばれる細い針金を接触させた半導体素子でした。この接触点が電波の検波（復調）を行い、音声信号を取り出していました。しかし鉱石の表面で検波効果のある「良い点」を見つけるには熟練と忍耐が必要で、受信状態も不安定でした。それでも製作が簡単で安価だったため、ラジオ放送の普及初期には数千万台が世界中で使用され、多くの人々にとって外界とつながる貴重な窓となりました。真空管ラジオの普及により1930年頃には主流から外れましたが、教育用キットとして現在でも愛好家に親しまれています。