この要約で得られること：極小の分子が歴史に与えた巨大な影響
蝶が羽ばたくだけで地球の反対側に津波が起きるという理論を聞いたことがあるでしょう。でも、この考え方が歴史に当てはまるとしたら？
分子構造のほんのわずかな変化が、歴史的出来事、ひいては人類史全体の結果を変えることができるとしたら？ これは急進的な考えに聞こえるかもしれませんが、これから見ていくように、綿、木の実、樹木の樹脂といったものの分子結合のほんのわずかな違いが、私たちの歴史に計り知れない影響を与えてきました。それは自然に起こったのではなく、私たちの世界との関わり方を革命的に変えた少数の人々の発明や改良によって推し進められたのです。この要約では、以下のようなことを学びます。
- 柑橘類が探検家にとって不可欠な道具だった理由
- ジン・トニックがかつて薬と見なされていた理由
- 魔術がいまだに頭痛を治す方法
化学は歴史の流れに大きな影響を与えてきた
高校の化学の授業、どれだけ覚えていますか？ 先生は電子や周期表について延々と話してくれたでしょうが、分子が歴史の流れに与えた影響についてはおそらく何も学ばなかったでしょう。その影響は控えめに言っても重大です。ナポレオン軍の兵士が着けていたボタンの分子組成を考えてみてください。この小さなディテールが、壊滅的なロシア遠征の敗因になったかもしれないのです。1812年6月にロシアへ進軍したとき、ナポレオン軍は50万人以上の大軍でした。
しかし同年12月までに、「大陸軍（グランダルメ）」と呼ばれたその軍隊は1万人以下にまで減っていました。戦闘、飢餓、寒さによって壊滅したのです。軍の急速な崩壊を説明する一説は、兵士たちのマントやズボン、上着を留めていたボタンに責任があるとしています。ボタンはスズでできていました。スズは低温にさらされると持ちこたえられず、硬くて光沢のあるこの素材は粉末状に崩れてしまうのです。この衝撃的な変化は「スズ病（スズペスト）」として知られ、ナポレオンの兵士たちがボリソフ市にたどり着いたとき、一部の人々は穴だらけのカーペットやマントをまとった幽霊のようだったと言われる理由を説明できるかもしれません。化学が歴史を説明できるのはこれだけではありません。分子の特異な性質は、記録に残る人類の歴史を通じて、主要な出来事の中心にありました。
結局のところ、物質の性質は分子結合のごくわずかな変化によってさえ影響を受け、そうした変化は劇的な結果をもたらすことがあります。たとえばセルロースからなる綿は、湿度の高い気候ではるかに効率的に生産されます。周囲の湿気が繊維同士をくっつきやすくし、機織りの際に切れにくくなるのです。その結果、雨の多い北イングランドは綿産業拡大の理想的な場所となり、この地域を単純な農業社会から産業の中心地へと一変させました。産業の興隆に伴い工場ではひどい労働環境が生まれ、それが結果的に労働・生活環境を改善する法律の広範な施行につながったのです。
もしナツメグをめぐる17世紀の戦いがなければ、ニューヨークは今もニューアムステルダムと呼ばれていた
中世ヨーロッパには、胡椒が非常に高価だった時代がありました。たった1ポンドの胡椒で貴族の領地から農奴の自由が買えたほどです。実際、多くの香辛料が探検を後押しし戦争を引き起こすほど高く評価されていましたが、ナツメグほど求められたものはありません。この単純な香辛料は、オランダがマンハッタンのニューアムステルダム植民地を、香辛料の島ラン島と交換するという結果をもたらした紛争を引き起こしました。1660年代、オランダは主要な香辛料貿易国で、ナツメグ貿易をほぼ独占していました。
完全な世界支配を達成するために必要なのは、ナツメグが一年中栽培できる環礁「ラン島」だけでした。しかしこの島はイギリスの支配下にあり、イギリスはさらに当時マンハッタン島にあったオランダの植民地も最近奪取していました。オランダはラン島を包囲し、報復としてイギリスは貴重な積荷を満載したオランダ東インド会社の船を攻撃しました。3年にわたる戦争の後、両者の面目を保つ条約が結ばれます。オランダがラン島を保持し、イギリスが当時は目立たなかったマンハッタン島を取るという内容でした。では、現在は焼き菓子によく加えられるナツメグが、戦争を起こすほどの力を持っていたのはなぜでしょう？
当時人気のあった他の香辛料と同様、ナツメグは食品の保存や風味付けに使われていましたが、高価だった本当の理由は「黒死病」を防げると信じられていたからです。人々はナツメグを詰めた小袋をネックレスにして身につけました。この行動は迷信的に思えるかもしれませんが、ナツメグの化学的組成にはある程度の根拠があります。ナツメグの特有の香りは「イソオイゲノール」という化学物質によって生じますが、これは植物が反芻動物や昆虫を追い払うために作り出す殺虫剤なのです。ペストはネズミにたかる特定のノミによって媒介されたため、ナツメグはある程度の予防効果をもたらした可能性があります。オレンジを見て、それが地球の探検のあり方に影響を与えるとは普通思わないでしょう。しかし、柑橘類はまさにそれをやってのけたのです。
船乗りたちがビタミンCが壊血病を防ぐことを学ぶまで、航海は多くの命を奪った
外洋に耐えられる大型帆船の発明により、船は沿岸に沿って航行する必要がなくなりました。この自由な航海と引き換えに、乗組員たちは保存食に頼らざるを得なくなりました。港を出て6週間以内に、多くの船員がビタミンC不足によって引き起こされる壊血病にかかり始めました。何世紀もの間、船乗りの食事は主に塩漬け肉と堅いビスケットで、果物や野菜に含まれるビタミンCやアスコルビン酸は皆無でした。
この食事の欠陥により、壊血病は戦闘や難破、海賊を合わせたよりも多くの船乗りを殺しました。実際、壊血病による死亡を見越して、船はしばしば必要人数の最大50％増しの乗組員で出航したほどです。当時、この病気の予防策は知られていましたが、少なくともほとんどの人にはほとんど無視されていました。たとえば1601年、ジェームズ・ランカスター船長は乗組員に毎日レモンジュースを与え、全員が壊血病になるのを防ぎました。
しかし、新鮮な果物や保存果物の費用のため、毎日ジュースを飲ませることは現実的とは見なされませんでした。それから100年以上後の1747年、スコットランドの外科医ジェームズ・リンドが柑橘ジュースに関する初の対照研究を行います。彼は壊血病の船員12人をグループに分け、あるグループには食事とともにオレンジとレモンを与え、他のグループには海水、酢、サイダー、希硫酸を与えました。柑橘ジュースが壊血病を防ぐという彼の発見は40年以上無視されましたが、最終的には有名なキャプテン・クックのような驚異的な探検を可能にしたのです。クック船長は南極圏を初めて横断し、グレートバリアリーフを発見した人物でした。
今日私たちが知るゴムは人間の創意なしには存在しなかった
ゴムが紀元前1600年には早くも中南米の植物から抽出されていたのをご存知でしたか？ 当時は球技用のボールや、帽子やブーツのような品物が作られていました。アメリカ大陸に到達すると、ヨーロッパの探検家たちはすぐにこの素材に魅了され、ゴルフボールを作るのに使いました。しかし天然ゴムは主流の用途には十分な耐久性や柔軟性がなく、それを持たせるには人間の創意が必要でした。
最初の問題は、生のゴムが形を保てないことでした。寒いと脆くなり、暑いと溶けてしまいます。そこで、それを強化するさまざまな技術が考案されました。たとえば、スコットランドの化学者チャールズ・マッキントッシュは「ナフサ」と呼ばれる引火性の油を使ってゴムを柔軟な布地の被膜に変え、防水ジャケットを発明しました。そのためイギリスでは今でもレインコートが「マッキントッシュ」または略して「マック」と呼ばれています。そして「グッドイヤー」タイヤのチャールズ・グッドイヤーです。1839年、まったくの偶然から彼はゴムの加硫方法を発見しました。硫黄と熱を加えることで、ゴムをはるかに実用的で多用途な形に硬化させたのです。
これらの革新は非常に重要でした。今やゴムは私たちの機械化社会に不可欠だからです。たとえばタイヤからそれらを作るベルトコンベアに至るまで、車両製造に欠かせません。これはさらに、機械化トラクターやプラウの導入が農業における人間の労働需要を減らし、人口が都市へ移動することを可能にしたという、広範な結果をもたらしました。ゴムは宇宙飛行士が着用する宇宙服やロケット、宇宙ステーションの製造にも使われるため、宇宙探査にも不可欠です。
こうしてゴムは人類の宇宙探査を支えてもいるのです。しかし、今日私たちが使うゴムの大部分は植物由来ではなく、合成等価物です。第二次世界大戦が始まる頃には、軍隊のゴム需要は莫大で、天然ゴムだけではまったく足りませんでした。この切迫した必要から、ロシアは緊急のゴム源としてタンポポを使わざるを得なくなり、やがてアメリカが今日ゴムと呼ぶ多くの人工代替品を大量生産するに至ったのです。
色彩の探求が化学産業を生み出した
古い絵画を見ると、ひとつだけ明らかになることがあります。昔の人々は実に色鮮やかな服を着ていたのです。実際、染料は何千年もの間、衣類の染色に使われてきました。アステカ人は深紅を作るためにカイガラムシを収穫し、ギリシア人は大量の貝から藍染料を生産しました。しかし、これらの天然染料の多くには問題がありました。
第一に、非常に高価で入手が困難な傾向がありました。ある時代に人気のあったサフランを例にとりましょう。このクロッカスの花の雄しべを手摘みする作業は今もなお手間がかかり、それが世界一高価な香辛料であり続ける理由です。それだけでなく、天然染色の衣類の色は時間とともに濃さを失います。それは今日のジーンズでも明らかで、青や藍の染料は履くうちに色あせます。そのため、最初の合成染料の発明は繊維産業に革命をもたらしました。
それは1856年、18歳の化学学生ウィリアム・ヘンリー・パーキンが、抗マラリア薬を作ろうとコールタールからキニーネを合成しようとしたときに起こりました。実験中、彼はたまたま強力な染色力を持つ濃い紫色の液体を作り出しました。絹で試した後、スコットランドの製造業者に連絡し、その価値を尋ねました。彼らは、もし安く作れるなら、それは当時最大の発明の一つになるだろうと言いました。そこでパーキンは学校を辞めて工場を設立し、「モーブ」の生産を始めました。ヨーロッパはすぐにその色に熱狂し、ヴィクトリア女王もフランス皇后ウジェニーもそれを身につけました。
その後数年で、より多くの色への渇望が化学産業を生み出しました。パーキンの手法は新しい色を発見するために使われ、1800年代末までに染色業者は2000の合成色を手にしていました。さらに重要なことに、この色彩研究から生まれた科学的発見と技術革新は、抗生物質、肥料、爆薬、プラスチックなどを開発する化学産業の知的・財政的な基盤を築いたのです。
2人の女性が最初の効果的な経口避妊薬の発明を推進し、社会を変革した
20世紀に防腐剤や抗生物質がより広く利用可能になるにつれ、より多くの子供たちが出産を生き延びるようになりました。この前向きな変化は、女性たちがかつてないほど切実に効果的な避妊法を求めるように徐々に導きました。何しろ「ピル」が開発されるまで、女性には効果的な避妊手段がなかったのです。それまでも経口避妊薬は歴史上の女性たちに使われていましたが、大半はきわめて疑わしいものでした。
最も衝撃的な例としては、ヘビやクモの卵、あるいは7世紀の中国で行われた水銀を油で揚げる治療法などがありました。要するに状況は暗澹たるものでした。これに対し、2人の女性が経口避妊薬の実現を推し進め、その過程で社会革命を始めたのです。1950年代初頭までに、経口避妊薬の基礎を築くステロイド「ノルエチンドロン」の研究はすでに始まっていました。しかしこの薬は避妊薬としてではなく、不規則な月経周期を緩和する手段として開発されていました。数カ月間排卵を止め、薬をやめた後に「リバウンド」効果で排卵が再開されることを期待したのです。一方、マーガレット・サンガーとキャサリン・マコーミックは、アメリカで何十年も女性が自分の身体を管理する権利のために戦い続けていました。
70代になっていたサンガーとマコーミックは、マサチューセッツ州を訪れ、実験生物学研究所の協力を取り付け、「アスピリンのように飲み込める」手頃で信頼できるピルを作ろうとしました。すべての資金は、裕福なマコーミックの私財から出されました。1965年までに約400万人の女性がピルを服用し、20年以内にその数は全世界で8000万人にも跳ね上がりました。社会への影響は多岐にわたり、広範囲に及びました。出生率はもちろん低下しましたが、あまり目立たない影響として、より多くの女性が教育を受け、労働力に加わるようになりました。ピルはまた、1960年代のフェミニズムの拡大と性革命にも重要な役割を果たしたのです。
魔女は植物を使ってあらゆる病気を治療し、やがて迫害を受けるに至った
魔女は歴史的に悪い評判を受けていますが、中世には多くの場合、薬草療法やお守りを提供する治療者でした。では、なぜ現代では彼女たちをそれほど違って考えるのでしょうか？ 実は、「サバト」と呼ばれる悪魔の乱交パーティに飛んで行くといった他のことでも評判でした。魔女は「飛行軟膏」を作ることで知られていました。これはベラドンナやマンドレイクを含む植物から作られた軟膏です。
これらの植物には神経系に強力な作用を及ぼす化学物質「アルカロイド」が含まれています。現代の例ではコデインやベンゾカインがこれにあたります。この飛行軟膏を皮膚に塗ると、体外離脱体験や獣の幻覚、多幸感を引き起こしました。一部の記録によると、魔女たちは軟膏をほうきの柄に塗り、裸でまたがったといいます。つまり、魔女の中にはサバトへ飛び立ったと自白した人がいたとしても、それは彼女たちが本当にそう信じていたからであり、実際に行った儀式はおそらく、短く過酷な人生を送った女性たちの一種の現実逃避だったのでしょう。とはいえ、この不名誉な評判によって、植物による治療は社会的に容認されたものから悪魔の仕業と見なされるようになりました。魔女たちが後に製薬産業で使われることになる多くの植物を利用していたにもかかわらずです。たとえば、頭痛の治療に使われた抽出物は柳の木に由来し、その酸は後に合成されてアスピリンを生み出しました。
しかし植物を薬として使うことは眉をひそめられるようになったとはいえ、依然として非常に広く行われており、キリスト教会もそれを許していました。ただし、治療を施すのが教会自身であり、それを宗教的奇跡として喧伝できる場合に限られていました。この植物治療の独占により、教会の外で行われる魔術は悪魔の仕業とされ、1350年代に教会は異端審問を通じて魔術の取り締まりを始めます。燃やすべき異端者がいなくなると、その火は地元の村の治療者たちに向けられ、3世紀以上にわたって何十万人もの人々が拷問され殺害されることになったのです。
キニーネはマラリアと闘うために使われた最初の分子だった
「マラリア」という言葉がイタリア語の「悪い空気」に由来するのをご存じですか？ 何世紀もの間、人々は蚊が媒介するこの血液寄生虫は、湿地帯から立ち上る有害な霧によって引き起こされると考えていました。発生源については誤っていたかもしれませんが、マラリアが深刻な殺し屋であることは知られていました。おそらく史上最大の殺し屋の一つでしょう。現在でも年間3億～5億人が影響を受けています。
では、その治療に何がなされてきたのでしょう？ キニーネは人間が発見した最初の解毒剤でした。この治療薬はアンデス山脈の高地に由来し、キナ属の樹皮に含まれる分子が無数の命を救うことになりました。地元の人々は熱を治すために長年その樹皮でお茶を煎じていましたが、ヨーロッパ人がそれを知った経緯については諸説あります。ある話では、この地を訪れたスペインの「チンチョン伯爵夫人」がひどい病にかかりました。彼女のヨーロッパ人医師は途方に暮れ、地元の先住民に助けを求めました。
彼らは彼女を治し、その話はキナの木の種名として残っています。しかしどうであれ、キニーネの驚くべき特性に関する噂はすぐに広まり、この抗マラリア強壮剤への世界的需要は急騰し、すぐに供給を上回りました。この不足により、ヨーロッパ諸国は他の大陸にキナの木を植えることを決定します。しかし、キニーネ貿易は南米諸国にとって法外な利益をもたらしたため、彼らはこの木の種子の輸出を全面的に禁止しました。結果として、種子は密輸され、オランダとイギリスによって植えられました。ところが、キニーネ含有量は種によって劇的に異なり、彼らが入手した種子のキニーネ濃度は経済的に成り立つために必要な3％を大きく下回っていました。
その間、オランダはオーストラリアの植物学者が入手したボリビアの種子に20ドルを支払いましたが、それはなんと13％ものキニーネを含んでいました。この取引は史上最も収益性の高い投資と呼ばれています。1930年代までに、オランダは実質的に全世界のキニーネ供給を栽培していたからです。この本のキーメッセージ：肉眼では見えない世界、原子間の分子結合から成る世界こそが、人類史における最も重要な出来事のいくつかを引き起こしているのです。
最終的なまとめ
これらの分子の物語を語ることで、化学実験室の外にそれらを現実世界の文脈に置くことができるのです。 さらに読みたい方へ： 『バイオリニストの親指』 サム・キーン著 『バイオリニストの親指』 は生命そのものの二重らせんであるDNAを探求する本です。以下の要約は、DNAを理解するに至った科学的発見と、それが地球上の生命の出現において果たした主要な役割を年代記として綴ります。
