『光』（2016年）は、あらゆる形の「光」をテーマにした一冊です。人類の黎明期まで遡り、光が何千年もの間、宗教的・芸術的・科学的インスピレーションの源であり続けたことを明らかにします。
この本を読むとわかること――光の不思議な世界に目を向けよう
人類の黎明期から、光は驚異の対象であり、創造神話に登場し、神のように崇拝されることさえありました。また光は、哲学的探求、創造的活動、そして科学的な模索の源へと発展し、輝かしい芸術作品や重要な発見をもたらしてきました。本書では、光の正体とその用途をめぐる魅力的な物語をたどります。教会を照らす光から、科学革命の中心的なテーマとなった光まで。さらに、以下のこともわかります。
- 嘔吐物、卵、創世記が光とどう関係しているのか
- なぜ普通の鏡が神聖視されてきたのか
- 光がなぜ現代物理学で最も影響力のある実験の中心にあるのか
光は人類の始まりから、欠かせない影響力のある現象だった
初期の人類は光を研究するのではなく、崇拝していました。実際、毎日大陸を横切って差し込む光は、常に畏敬の念をもって迎えられたのです。ですから、光が多くの創造神話で重要な役割を果たしているのは驚くことではありません。フィンランドの創造神話『カレワラ』では、卵が割れて黄身が太陽になり、白身が月になったとされています。
また、ズニ族の神話では、地上で最初の人間は暗い地下世界から輝かしい光の中へ現れたと語られています。コンゴのブションゴ族の神話では、神ブンバが嘔吐するようにして太陽を生み出したとされています。太陽の光が広がると、地球の原始の海が乾き、陸地が現れ始めました。そして最後に、創世記では神が「光あれ」と言ったとされています。
このように、光は世界中の人々にとって不可欠なものであり、古代の哲学者たちが最初に研究したテーマのひとつでもありました。エンペドクレスなどのギリシャの哲学者たちは、光が物体から来るのか、それともそれを見る目から来るのかを問いました。
紀元前5世紀には、哲学者レウキッポスが、すべての物体はかみそりのように薄い光の粒子を放出していると主張しました。この主張に続き、ユークリッドとプトレマイオスは、実験室的な環境で光を研究した最初の人物たちであり、平面鏡や曲面鏡での反射を観察しました。これらの研究から、ユークリッドは光が鏡面に入射する角度と反射する角度が等しいことを発見しました。またプトレマイオスは、曲面鏡が光とどのように相互作用するかを解明しました。
しかし、これらの実験にもかかわらず、光が実際に何であるかは誰にもわかっていませんでした。光が完全な謎であり続けたため、多くの宗教にとって光は神聖なものの象徴となりました。たとえば旧約聖書は、いくつかの点で光を神の比喩として用いています。シナイ山でモーセは、神が語りかけた燃える柴に出会いました。それだけでなく、聖書の物語に登場する聖なる人物はすべて、輝いて見える後光をまとって描かれています。
光は神聖な宗教的力となり、芸術的卓越性の鍵ともなった
アラビア語を知っている人なら、マナーラという言葉が灯台、つまり「光の場所」を意味することをご存じかもしれません。ムスリムに祈りを呼びかける塔であるミナレットは、この言葉に由来しています。
それは、イスラム教において光が神聖な力だからです。クルアーンには、神が信仰者を「闇から光へ」導くと記されています。また、「神はあなたがたに歩むための光を与える」とも、「神が光を差し控える者には、光は一切見いだせない」とも書かれています。実際、クルアーンのスーラ（章）のひとつは、完全に光に捧げられています。それはアル・ヌール、すなわち「光」と呼ばれ、「神は天と地の光である」と述べています。しかし、光を聖なる台座に置いているのはイスラム教だけではありません。キリスト教も同様です。中世には、トマス・アクィナスがカトリック神学における主導的な思想家でした。
彼は夜空の闇の向こうに、輝くように燃え盛る楽園があると信じていました。彼はそれを「栄光の輝き」と呼びました。その結果、宝石、金、さらには普通の鏡までもが、神の光を反射するものとして神聖視されました。それだけでなく、教会は天国の光を取り入れるために巨大な窓を備えて建設されました。
このように、光は宗教思想の中心的存在となりましたが、ルネサンス期には芸術的卓越性の鍵ともなりました。1500年代ごろ、ルネサンスがイタリアからオランダへ広がるにつれ、芸術家たちは画布の上で光に新たな命を吹き込み始めました。ブルネレスキ、ダ・ヴィンチ、レンブラントなどの芸術家たちは、遠近法と影の特性を研究し、光のあらゆる微妙なニュアンスを描き出しました。この時代の絵画がこれほど写実的に見えるのは、まさにこの光へのこだわりによるものであり、それが彼らの天才性の基盤を形づくっていました。
光は実験室で探究され、その後あらゆる芸術家たちのインスピレーションの源となった
ルネサンスが終わりを迎えると、ヨーロッパ各国は自然科学の分野で大きな発展を遂げ始めました。それに続く17世紀から18世紀、今日「科学革命」として知られるこの時代に、光の実証的研究が本格的に始まりました。この時代に光を科学的に研究した最初の人物のひとりがヨハネス・ケプラーです。1604年、彼は光学に関する論文を発表し、光の基本法則を記述しました。
彼は、光の強さは観察する距離の二乗に反比例して弱まると述べました。つまり、ろうそくを10フィート離れた場所に動かすと、その光の明るさはすぐ隣に立っていたときの100分の1に感じられるのです。同時期にルネ・デカルトも光について考え始め、いくつかの性質を記述しました。彼は、光が瞬間的に、そして一般に直線で進むことを発見しました。彼はこれらの特性をテニスボールに例えました。光のビームが空間を進むとき、入射角に対応する正確な角度で反射して物体に跳ね返るからです。まるでボールが跳ねるように。その後、1670年代にアイザック・ニュートンはプリズムを使った実験を行い、光が色から構成されていること、そして赤と青の光で紫の光ができることを発見しました。
ほぼ同時期に、イタリアの科学者フランチェスコ・グリマルディは、光はビームではなく波である可能性を提唱しました。光に関するこれらの新しい科学的アイデアは、芸術家たちにインスピレーションを与え始めました。18世紀から19世紀のロマン主義の時代には、光は音楽家と作家の双方にとってインスピレーションの源でした。この魅了は、光を「聴く」ことができる音楽パフォーマンスへとつながりました。ヨーロッパで最も愛された作曲家のひとり、ヨーゼフ・ハイドンは『天地創造』というオラトリオを書き、神の「光あれ」という言葉を旋律へと変えました。作家たちもすぐにこれに続きました。
たとえばドイツの詩人ゲーテは、1810年に『色彩論』を出版しました。この著作で彼は、私たちは光を見ると同時に感じるのだと提案しています。彼の理論では、それぞれの光の色は特定の気分を生み出します。たとえば、黄色は静けさを、赤は威厳を伝えるとされました。
光の波動説は19世紀に広く受け入れられ、最初の電灯が生み出された
このように、光は科学の注目を集め、偉大な芸術作品にインスピレーションを与えていましたが、19世紀初頭においても、その理解はまだ不十分でした。実際のところ知られていたのは、光がどの角度で屈折するかの計算方法とおおよその速度、そして光が色に分解されること、さらに光が粒子で構成されているか、あるいは波なのかという問いだけでした。幸いなことに、新世代の研究者たちが現れて、さらなる探究を進めました。19世紀初頭、光の波動説を支持する証拠が発見されました。
これはイギリスの科学者トマス・ヤングのおかげです。1802年、彼は現在「ヤングの実験」として知られる実験を考案しました。これは現代物理学において最も影響力のある実験と呼ばれています。その仕組みはこうです。ヤングは2つのスリット（隣り合った細い隙間）を通して光を照射しました。もし光が交差して衝突する波で構成されているなら、この「干渉」は予測可能なパターンとして現れるはずだと彼は仮説を立てました。なぜなら、2つの波が同期している場合、波の頂点が平行に並び互いに強め合うため、光はより明るく輝くはずだからです。それだけでなく、一方の波の頂点が他方の波の谷と出会う場所では、波が互いに打ち消し合い、暗闇、あるいは少なくとも薄暗い光が生じるはずでした。
そして、まさにそのパターンをヤングは実験で観察したのです。その後、世紀半ばに、スコットランドの科学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルによって、光は電磁的、つまり電気的かつ磁気的なものであることが発見されました。これが数年後の最初の電灯の開発につながりました。これは人類にとって大きな進歩でした。それ以前は、照明には動物や植物から脂肪を採取してろうそくや油を作り、それを燃やすことが必要でした。19世紀末、ドイツの物理学者アルバート・A・ミケルソンは、物理科学における新たな発見の可能性は極めて低いという無謀な主張をしました。
アインシュタインは光の理論を変革し、そこから深遠な結論を導いた
しかし私たちは皆知っているように、偉大な発見はその後も続きました。そしてその多くが、アインシュタインによる光の量子記述へとつながっていったのです。20世紀初頭、科学者たちは依然として光が粒子でできているのか波でできているのかを確認しようとしていました。そんな中、1905年にアルバート・アインシュタインが別の記述を提示しました。それが「量子」、つまりエネルギーの塊です。そのきっかけは3年前、ドイツの物理学者フィリップ・レーナルトが、紫外線が金属板に当たると電子を放出することを発見したことでした。
金属板は電子を放出し、これが現在「光電効果」として知られる現象です。しかし、光が波でできているとしたら、どうして個々の粒子を放出できるのでしょうか。また、粒子でできているとしたら、光がどれほど明るくても放出される電子が常に同じエネルギーを持つという事実をどう説明するのでしょうか。アインシュタインの説明は、まったく別のカテゴリーが存在し、光は離散的な波の塊である量子から成り、粒子としても波としても振る舞えるというものでした。そこから科学革命はさらに進展し続けました。光の速さが一定であるという事実を推論の基礎として、アインシュタインは時間は相対的であるに違いないと提案しました。
これはどういうことでしょうか。空港の動く歩道に乗ると、あなたの速度は歩道の速度に加算されます。しかし、光はそうではありません。光は常に同じ速度で進みます。この情報をもとに、アインシュタインは時間は変化しうると結論づけました。光は一定の速度で動くかもしれませんが、同じ時間内に異なる距離を進むことができます。つまり、光が一定であるなら、時間は一定ではありえないのです。
まとめ
本書の核心メッセージ：人類は地球上に出現して以来、光に魅了されてきた。私たちは光を崇拝し探究してきた。そして光は、画家、音楽家、詩人にとって等しくインスピレーションの基盤となってきた。今日、光はスイッチを押すだけで得られるが、その正体を解明するには数百年の歳月を要した。
本書の内容についてのご意見・ご感想をぜひお聞かせください。おすすめの関連書籍：スティーブン・ジョンソン著『良いアイデアはどこから生まれるのか』『良いアイデアはどこから生まれるのか』は、地球上の生命の進化と科学の歴史を考察しています。この本は、生命の最初の構成要素を形成した炭素原子から、偉大な革新と発見を育んだ都市やワールドワイドウェブに至るまで、生命の進化と科学の歴史の間に多くの類似点があることを明らかにしています。逸話や科学的証拠を豊富に盛り込んだこの広範な分析に加えて、ジョンソンは個人と組織の創造性をいかに育むかについても考察しています。
