物理 学 者 パ ス カ ル

物理 学 者 パ ス カ ル(1)

物 理 学 者 パ ス カル

近代科 学 思想形成 史 の一 断面

大 出

数 学 者 パ ス カ ル の業 績 は 数 学 史 家 の ひ と し く評 価 す る と ころ で あ る し、 ま た 、特 異 な キ リス ト教 護教 家 と して の か れ の 思想 もま た、 そ れ な りの確 固 と し た評 価 をえ て い る とい って よい。 と ころ が 、パ ス カ ルの 物 理 学 上 の業 績 はか な らず し も安 定 した 評価 を うけ て い な い よ う に思 わ れ る。 た とえ ば 、 す ぐれ た 科 学 史 家 デ ィク ス テ ル ホ イ ス(Dijksterhuis)は 、 そ の 著 作 の な か で 、 パ ス カル の 物 理 学 的 業 績 を高 く評 価 し、 「静 水 力 学 にお い て ニ ュ ー トンに 匹敵 す る」 と ま で い って い る1)。 そ れ に対 して 、 フ ラ ンス にお い て も、 パ ス カ ル の物 理 学 的 著 作 につ い て 、 「剰 窃 」 の レ ッテ ル を貼 る批 評 家 も ひ と りな らず 存 在 す る2)。 こ

の批 評 は さす が に近 年 訂 正 され て い るが 、物 理学 者 パ ス カ ル の評 価 が動 揺 して い る こ と を物 語 って い る。 この論 文 は、パ ス カル の物 理 学 上 の業 績 の科 学 史 的 な正 確 な位 置 づ け とそ の客 観 的評 価 の ひ とつ の 試 み で あ る。

☆

1646年10.月 モ ン リ ュ ソ ン 生 ま れ の 築 城 監 督 官 ピ ェ ー ル ・プ テ ィ(Pierre Petit)(1598‑1677)は,ジ ャ ン ヌ ・ダ ル ク 火 刑 の 地 と し て 知 ら れ る 、 ノ ル マ ン デ ィ ー の 街 ル.̲̲.ア ン を 訪 れ た 。 難 破 船 の 遺 留 物 捜 索 の 可 能 性 を 検 討 す る た め

に 、 ノ ル マ ンデ ィ ー の 港 町 デ ィ ッ プ に お も む く途 次 で あ っ た 。 か れ は 、 優 れ た ガ ラ ス 工 房 を もつ こ とで 名 高 い ル ー ア ン に お い て 、 あ る 実 験 を 試 み た い と思 っ て い た の で あ る 。 そ れ は 「トリチ ェ リ の 実 験 」 と して 知 ら れ る も の で 、 メ ル セ

ン ヌ 神 父 が イ タ リ0か ら フ ラ ン ス に 伝 え た もの で あ っ た 。

ガ リ レ オ ・ガ リ レ イ は 晩 年 盲 目 と な っ た 。 『天 文 対 話 』 の お か げ で 異 端 審 問 所 に 喚 問 さ れ 、 地 動 説 に つ い て 執 筆 禁 止 を 申 しわ た さ れ た に もか か わ らず 、 監 視 の 眼 を く ぐ る よ う に して 、 こ の 老 物 理 学 者 は そ の 力 学 の 主 著 『新 科 学 対 話 』 を1638年 オ ラ ン ダ 、 ラ イ デ ン の 出 版 社Elsevierか ら刊 行 した 。 す で に74才 で あ っ た 。 こ の こ ろ 、 か れ は教 皇 庁 の 命 令 で フ ィ レ ン ツ ェ の 近 郊 ア ル チ ェ トリ の 丘 で 暮 ら し て い た が 、 か れ の 面 倒 を 献 身 的 に 見 て い た の は ト リ チ ェ リ (EvangelistaT・rricelli)(1608‑1647)で あ る 。 ガ リ レ オ は 「トス カ ナ 大 公 フ ェ ル デ ィナ ン ドづ き数 学 者 」 の 肩 書 き を も っ て い た が 、42年 か れ が 死 去 す る と、 そ の 地 位 を つ い だ の も こ の ト リチ ェ リ で あ っ た 。 さ ら に 、 そ の 後 を ヴ ィ ヴ ィ ア ー 二(Vincenz・Viviani)(1622‑1703)が 襲 う。

ガ リ レ オ は 『新 科 学 対 話 』 の な か で つ ぎの 話 を 語 っ て い る 。 そ れ は 、 吸 い 上 げ ポ ン プ で は あ る高 さ 以 上 に 水 を あ げ る こ と は で き な い 、 と い う話 で あ る 。 ト

リチ ェ リ と ヴ ィ ヴ ィ ア ー 二 は こ の 事 実 の 確 認 に と りか か っ た 。 水 よ り比 重 の 重 い 水 銀 を 用 い る こ と に よ っ て 、 よ り精 確 な 結 果 を手 に 入 れ よ う と考 え た の で あ る 。

0端 を 封 入 し、 他 端 を あ け た ま ま の 管 に 液 体 を い れ て 、 そ れ を さ ら に 大 き な 容 器 中 の 液 体 の な か に ひ た す と、 管 の な か の 液 体 は あ る 高 さ 以 上 の と こ ろ で 留

ま っ て 、 そ れ 以 上 下 が る こ と は な い と い う事 実 は 、 す で に よ く知 ら れ て い た 。 こ の 事 実 を実 現 す る の に 、 と くに 比 重 の 大 き い 水 銀 を 用 い る こ と に よ っ て 、 装 置 の サ イ ズ を適 当 な 大 き さ に 保 つ こ とが で き る だ ろ う と い う点 に 、 ト リチ ェ リ の 狙 い が あ っ た 。 か れ は 、 こ の 実 験 を 実 行 す る よ う に 、 ヴ ィ ヴ ィ ア ー 二 を う な が した の で あ る 。 以 後 、 こ の 実 験 は 「トリ チ ェ リの 実 験 」 と よ ば れ る よ う に な っ た 。

そ もそ も、 『新 科 学 対 話 』 に お い て 吸 い 上 げ ポ ン プ の 話 が 登 場 す る経 緯 は つ ぎの よ うで あ る。 こ の 書 物 は 、 例 の 『天 文 対 話 』 と同 様 に 、 サ ル ヴ イ ア テ ィ、

サ グ レ ド、 シ ン プ リチ オ の 三 人 の 人 物 に よ る対 話 形 式 で 書 か れ て い る 。 そ の 第 1日 の 対 話 で と りあ げ ら れ て い る 最 初 の 主 題 の ひ とつ が 、 物 体 の 「壊 れ 難 さ 」

物 理 学者 パ ス カ ル(3) あ る い は 「粘 り強 さ」 の 問 題 で あ っ た3)。 木 や 大 理 石 の 円柱 の 折 れ 難 さ や ロ ー プ の 切 れ 難 さ と い う主 題 に つ い て い ろ い ろ な 事 例 が あ げ られ た の ち に 、 そ の 原 因 に つ い て 、 ガ リ レ オ の 代 弁 者 サ ル ヴ ィ ア テ ィ は 、 そ れ が 二 種 類 の 原 因 に帰 着 す る と主 張 す る 。 そ の ひ と つ は 「自然 が 空 虚 を 認 め ま い と す る 著 名 な 抵 抗 」 (decantatarepugnanza,thehalanaturaall'ammettereitvacu・)の ゆ え で あ り、 も う ひ とつ は 、 こ の 空 虚 に対 す る 抵 抗 が 不 十 分 な 場 合 に 導 入 さ れ る 粘 着 的 な物 質 の ゆ え で あ る 、 と い う。 そ こ で 、 か れ は まず 「空 虚 に 対 す る 抵 抗 」 に つ い て 語 る 。

最 初 に あ げ ら れ る例 が 、 ま っ た く滑 ら か に磨 か れ た 大 理 石 、 金 属 、 ガ ラ ス の 板 を 二 枚 あ わ せ る と、 そ れ ら を 引 き離 す の に 大 き な 力 が 必 要 と な る 、 とい う事 実 で あ る 。 こ の こ と は 、 明 らか に 、 二 枚 の 板 の あ い だ に 生 ず る で あ ろ う 「空 虚 な 空 間 を ほ ん の わ ず か な 時 間 で も 認 め ね ば な ら ぬ こ と へ の 自 然 の 恐 怖 」 (1'orroredellanaturaneldoverammetere,sebenperbrevemomentoditempo,tospazio

v・t・)を示 して い る の で あ る。 二 枚 の 板 が 離 れ る 瞬 間 、 そ の あ い だ に は ほ と ん ど空 虚 の 状 態 が 生 ず る は ず で あ る。 そ こ で 、 こ の 空 虚 状 態 の 出 現 を さ ま た げ る た め の 自 然 の 機 構 が 〈空 虚 の 恐 怖>horrorvacuiと い わ れ る もの だ 、 と い う わ け で あ る が 、 こ の 主 張 が ア リス トテ レス 的 伝 統 主 義 者 シ ン プ リチ オ だ け で は な く、 ガ リ レ オ の 代 弁 者 サ ル ヴ ィ ア テ ィ に よ っ て も主 張 さ れ る こ と に 注 意 し よ う。

こ の 話 に つ づ い て 、 サ ル ヴ ィ ア テ ィ は 近 代 科 学 の 父 の 代 弁 者 ら し く、 ひ と つ の 新 しい 概 念 と方 法 を提 出 す る 。 か れ は 〈空 虚 の 恐 怖 〉 の 程 度 を 測 る と い う定 量 的 方 法 に つ い て 語 る の で あ る 。 か れ は つ ぎ の よ う な 手 法 に つ い て 説 明 す る 。 金 属 、 あ る い は 、 で き れ ば ガ ラ ス 製 の た い へ ん 滑 ら か な 円 筒 状 の 容 器 の 下 部 に 上 下 運 動 で き る 木 の 円 筒 の ピ ス ト ン を は め こ む 。 こ の 木 の 円 筒 の 中 心 に は 孔 が 明 け ら れ て い て 、 金 属 の ワ イ ヤ ー が 通 さ れ て い る 。 こ の ワ イ ヤ ー の 下 は 鈎 状 に な っ て い る が 、 上 部 は ネ ジ の 頭 の 部 分 の よ う に 広 が っ て い る 。 さ て 、 こ の 円 筒 の ピ ス ト ン上 部 に は 空 間 が あ る と して 、 そ こ に 水 を入 れ る 。 そ の 間 円 筒 は 上 向 き に お か れ て い る とす る。 そ の と き、 ワ イ ヤ ー 上 部 の ネ ジ状 の 頭 部 分 は ピ ス ト

ン部 分 とす こ し隙 間 を もつ よ う に して お く と 、 水 を 注 入 す る あ い だ に 空 気 は そ こ か ら 逃 げ る。 こ う し て 、 全 部 の 空 気 を追 い だ した ら、 円 筒 を ひ っ く りか え す 。

つ ぎ に 、 ワ イ ヤ ー 下 部 の 鈎 に砂 か ま た は 重 い 物 質 を い れ た 容 器 を 、 ピ ス ト ンが 抜 け 落 ち る まで 吊 す 。 そ の と き、 ピ ス トン を抜 け 落 ち な い よ う に さ さ え て い る の は 〈空 虚 の 忌 避 〉(repugnanzadelVacu・)し か な い か ら、 ピ ス トン 、 ワ イ ヤ ー 、 吊 した 容 器 お よ び そ の 内 部 の 物 質 の 重 さ を 測 れ ば 、 〈空 虚 の 力 の 大 き さ 〉(quantitydeltaforzadelVacuo)が え られ る 。

こ こ に は 、 た しか に定 量 的 方 法 と い う近 代 的 手 法

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が のべ られ て い るが 、 この議 論 が 基 本 的 に は伝 統 的 な真 空概 念 に依 拠 して い る こ と は疑 え な い。 しか し、 ガ リ レオ が こ の 着 想 を単 な る思 考 実 験 に と どめ ず に、 実 際 の実 験 に よ って そ の 数値 をあ た え た か ど うか につ い て は 、 か れ の そ の 他 の 各 種 の実 験 と同様 に、疑 問視 され て い る。 落 下 の 法則 を うる た め に、 か れ が ピサ の 斜 塔 か らい ろ い ろ な もの を落 して み た とい う有 名 な 「ピサ の斜 塔 の 実 験 」 で さえ、 現 在 で は信 ず る根 拠 が な い と され て い るの で あ る4)。 か れ は現 に この よ うな実 験 の仕 組 み につ い て 語 って は い るが 、実 験 の 結 果 え られ た 数値 に つ い て は な に ものべ て はい ない の で あ る。

サ グ レ ドが 吸 い上 げ ポ ンプの 話 を もち だす の は この コ ンテ ク ス トに お い て で あ る。 か れ は あ る貯 水 池 にそ な え られ た ポ ン プが あ る高 さ以 下 の水 を汲 み あ げ る こ とが で きな い事 実 に出 会 う。 この ポ ンプ に は上 部 に ピス トン と ヴ ァル ヴが つ い て い る の で 、 い わ ゆ る、 吸 い 上 げ方 式 で 作 動 す る。 と ころが 、貯 水 池 の水 が あ る高 さに達 して い る と きに は、 この ポ ン プ は きわ め て 効 率 的 に水 を汲 み あ げ るが 、 水 位 が 下 が る と もはや働 か な くな る。 は じめ はポ ンプが 磨 耗 した た め か と も思 って修 繕 に出 した が 、 ポ ンプ に悪 い と こ ろ は な に もな か った 。 この 修 理 工 の い うの に は 、 ポ ンプ にか ぎ らず 、 こ の種 の 吸 い 上 げ方 式 で は18braccia

物理 学 者 パ ス カ ル(5) (1bracci・ ≒60cm)を ほ ん の わ ず か こ え て も水 を あ げ る こ と は で き な い と い う。

ポ ン プ が 大 き か ろ う と 、 小 さ か ろ う と、 こ れ が 〈極 限 の 高 さ〉(altezza limitatissima)な の で あ る 。

す で に1630年 に は 、 ジ ェ ノ ヴ ァの 上 院 議 員 バ リ ア ー 二(GiambattistaBaliani) (1582‑1666)が 、 サ イ フ ォ ン や 吸 い 上 げ ポ ン プ で は9メ ー トル しか 水 を あ げ る こ とが で き な い が 、 そ れ は 大 気 の 圧 力 の た め で は な い か 、 と主 張 して い た 。 ガ

リ レ オ は こ の 示 唆 を 退 け て 、 む しろ 伝 統 的 な 概 念 に組 み して い た の で あ る 。 そ して 、 ポ ン プ の う ち に 吸 い 上 げ ら れ る の は 、 物 を 吊 した ロ ー プ が 延 び る よ う に 、 しだ い に延 び て 限 界 に ま で 延 び き っ た 水 柱 に ほ か な ら な い 、 とサ グ レ ド が 主 張 す る と、 サ ル ヴ ィ ア テ ィ も 「事 態 は ま っ た くそ の よ う で あ っ て 、 … … ど の よ う な 太 さ に し ろ 、18bracciaの 長 さ の 管 の う ち に ふ く ま れ る 水 の 重 さ を測 れ ば 、 空 虚 の 抵 抗 の 値(ilval・redeltaresistenzadelVacuo)が え ら れ る 」 と 同 調 して い る 。 話 は こ こ か ら物 質 を構 成 す る 原 子 の あ い だ に 働 く接 合 力 の 空 虚 の 恐 怖 に よ る 解 明 へ と す す ん で ゆ くが 、 あ と の 主 題 と の 関 連 で 触 れ て お き た い の は 、 サ グ レ ドの 介 入 に 先 だ っ て の べ られ て い る シ ン プ リチ オ の つ ぎ の 疑 問 で あ る 。

か れ は サ ル ヴ ィ ア テ ィ の 提 出 した 実 験 に 関 して つ ぎ の よ う に い う。 た と え ピ ス ト ンが 麻 とか あ る い は ほ か の や わ らか い 物 質 で 円 筒 状 の ガ ラ ス容 器 と密 着 し て い た と して も 、 ガ ラ ス 容 器 と ピ ス トンの あ い だ に 空 気 が 入 りこ ま な い と誰 が 保 証 で き る だ ろ う か 。 さ ら に 、 水 の 部 分 が 膨 張 した り薄 ま っ た りす る こ と もあ り う る の で は な い だ ろ う か 。 空 気 とか 蒸 気 と か ほ か の 微 細 物 質 が 、 木 や あ る い は ガ ラ ス で さ え あ っ て も、 そ れ らの 物 質 の 微 細 孔 を通 っ て 入 りこ め る の で は な い だ ろ うか 。

こ の 疑 問 に 答 え て サ ル ヴ ィ ア テ ィ は つ ぎ の よ う に い う 。 か れ の 提 出 した 実 験 装 置 の 円 筒 状 容 器 の 上 部(図 のvの 部 分)に へ こ み を つ け て お く こ と に す れ ば 、 膨 張 した 水 や 侵 入 した 微 細 物 質 は そ の 部 分 に た ま る こ と に な る 。 そ こ で 、 そ の よ う な も の が た ま る か ど うか 見 る こ と に よ っ て 、 こ の 反 論 が 妥 当 性 を もつ か ど うか が わ か る だ ろ う 。

こ れ が 『新 科 学 対 話 』 に お い て 交 わ さ れ た 〈空 虚 の 恐 怖 〉 を め ぐ る 一一連 の 会 話 の 要 旨 で あ る が 、 こ の よ う な 思 想 的 背 景 を 背 お っ て お こ な わ れ た ヴ ィ ヴ ィ ァ ー こ の 実 験 は 、 管 状 の 容 器 の な か の 水 銀 柱 が つ ね に28あ る い は29ponces(1 pouces≒28mm)程 度 の 高 さ で あ る こ と を 示 し た 。 同 時 に ト リチ ェ リ は こ の 高

さが 変 動 し う る こ と を 指 摘 し、 さ ら に こ の 現 象 が 大 気 の 圧 力 に よ る も の で あ る と い う解 釈 に くわ え て 、 こ の 実 験 方 法 が 大 気 圧 の 変 動 を測 定 す る 手 段 を あ た え う る と い う考 え を の べ た 、 と い わ れ る 。

こ の 実 験 が ヨ ー ロ ッパ 各 地 に つ た え られ て 烈 し い 議 論 の 種 と な っ た の は 、 メ ル セ ン ヌ神 父 の お か げ で あ る。1588年 生 ま れ で 、LaFlecheの イ エ ズ ス 会 の コ レ ー ジ ュ で デ カ ル トの ク ラ ス ・メ ー トで あ っ た こ の ミニ モ 会 神 父 は 、1619年 以 来PlaceRoyaleの 修 院 に 住 ん で 、 当 時 の あ ら ゆ る 領 域 の 研 究 に 興 味 を い だ き、 あ ら ゆ る 国 籍 の 学 者 と の 交 流 を計 っ て い た 。 か れ が オ ラ ン ダ に住 む デ カ ル トの 「郵 便 箱 」 と よ ば れ 、 ま た 、 そ の 住 居 がAcademiaparisiensisと 称 さ れ た の も、 故 な し と し な い 。 こ の 私 設 ア カ デ ミー一は 、1648年 の か れ の 死 後 、Aca‑

demiefranGaise会 員HabertdeMontmort、 さ ら に 外 交 官Melchisedec Thevenotの と こ ろ で 会 合 を も っ て い た が 、1666年 末 に はAcademiedesscien‑

cesと し て 新 発 足 す る こ と に な る 。

い ま 、 こ こ で 、 トリ チ ェ リの 実 験 の 内 容 に つ い て 、 で き る だ け 正 確 に 検 討 し て み る こ と に し よ う。 通 常 知 ら れ て い る の は 、 こ の 実 験 に つ い て トリチ ェ リ は 友 人 の リ ッチ(Ricci)(1619‑1692)宛 て の 手 紙 で 報 告 し て い る こ と 、 しか し、

そ の 内 容 は 、 し ば ら くは 、 完 全 に秘 密 に保 た れ て い た と い う こ とで あ る 。 こ れ は 、 空 虚 の 存 在 は ロ ー マ 教 会 に と っ て タ ブ ー と さ れ て い た の で 、 そ の た め に 生 ず る で あ ろ う種 々 の トラ ブ ル を避 け る た め で あ っ た 。 そ こ で 、 以 下 、 『トリ チ ェ リ の 学 術 講 演1715』(LezioniAccademichediTorricelli)5)に した が っ て 、 そ の 実 験 の 内 容 を 詳 し く紹 介 し て お こ う 。 こ の 書 物 は 、 ト リ チ ェ リ の 死 後70年 経 っ て か ら刊 行 さ れ て い る が 、 元 来 は か れ の 死 去 の 年1647年 に 出 版 さ れ た 力 学 関 係 の 著 作 を 、 あ ら た め てAccademiadellaCruscaが 出 版 した も の で あ る 。 そ れ ゆ え 、 そ の 本 文 に は 真 空 実 験 に 関 す る記 述 は な い が 、AccademiadellaCrusca

物理 学 者 パ ス カル(7) の メ ンバ ー に よ る序 文 の な か に 、 前 述 の リ ッチ あ て の 二 通 の 手 猛 紙 の か な り詳 細 な 引 用 が あ る 。 そ の 記 述 を参 照 に す る こ とで 、

ト リチ ェ リーヴ ィ ヴ ィ ア ー 二 の 実 験 の 内 容 を 見 る こ とが で き る の で あ る 。 ま ず 、1644年6月11日 づ け の 最 初 の 手 紙 か ら紹 介 し よ う 。

ト リ チ ェ リ の 最 初 の 論 点 は こ う で あ る 。 空 虚 は 「自然 の 拒 否 」(repugnanzadeltaNatura)に よ っ て 生 ず る と 主 張 す る ひ と

も、 ま た 、 そ れ が 「疲 労 」 に よ っ て 生 ず る とい う ひ と も い る 。 だ が 、 そ れ ら を否 定 す る ひ とが い る か ど うか は 知 ら な い 。 わ れ わ れ は 「元 素 的 空 気 」(aeriaelementare)の 海 の 底 に生 き て い る が 、 こ の 空 気 の 重 さ は 水 の 重 さ の ほ ぼ1/400で あ る こ と を実 験

の 結 果 知 っ て い る 。A,Bと 印 を つ け た 図 の よ う な2braccia の 長 さ の 容 器 を多 数 つ く っ て 、 そ れ ら を 水 銀 で み た した の ち 、

こ れ も水 銀 で み た して あ る容 器 の な か で 開 口 部 を下 に して 立 て る と 、 ま っ た く 空 に な る と い う こ と に は な らず 、1braccio1/4と も う少 し の 高 さ(そ れ ゆ え、

約760mm)で 水 銀 柱 の 留 ま る の が 見 ら れ る 。 さ ら に 、 受 皿 の 容 器 の な か を 水 で み た して 、 立 て た 容 器Aを す こ しつ つ 引 き あ げ る と、 開 口 部 が 水 の 表 面 に達 す る と、 水 銀 は は げ し く流 れ 出 る と と も に 、 水 が 流 入 して 、 頂 上Eの と こ ろ ま で 水 で み た さ れ た 。 そ こ で 、AEが 空 で そ れ 以 下 の 部 分 の 水 銀 柱 が さ さ え られ て い る と い う こ の 現 象 を説 明 す る 従 来 の 議 論 は 、 空 も し くは き わ め て 希 薄 な物 質 の 留 ま っ て い る容 器AEの う ち に 、 あ る 力 が 存 在 して 、 そ れ が さ さ え て い る と い う も の で あ っ た 。 しか し、 そ の 力 は 外 的 な もの で 、 外 か ら来 る と ト リチ ェ リ は 主 張 し て い る(iopretendo,theella[forza】siaesterna・ethelaforzavenga

difuori.)。 受 皿 中 の 液 体 の 表 面 に は50マ イ ル(miglia)の 高 さ の 空 気 の 重 さ が あ る 。 しか し、 ガ ラ ス 管CE中 で は 、 水 銀 は 空 に さ れ る こ と に 対 して 傾 向 も拒 否 も も た な い の で 、 外 部 の 空 気 の 重 さ とつ りあ う高 さ ま で 水 銀 柱 を さ さ え る の に 、 ど ん な 奇 跡 が そ の 中 に 入 り こ む の で あ ろ うか 。 そ れ が 外 部 の 力 に よ る こ と を 示 す の はつ ぎの よ う な 事 実 で あ る 。 は る か に長 い 容 器 を つ く っ て 、 お な じ よ

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う な 実 験 を す る と、 水 は ほ ぼ18bracciaま で あ が る こ と に な ろ う。 い い か え れ ば 、 水 銀 が 水 よ り重 い だ け 、 水 は 水 銀 よ り高 くあ が る だ ろ う 。 さ ら に 、 つ ぎ の よ う な 実 験 もか れ の 意 見 を支 持 す る はず で あ る 。 上 に 球 状 部 を も っ た 容 器A

と も た な い 容 器Bと を 用 い て 、 お な じ実 験 を く りか え す と 、 水 銀 は ほ ぼ確 実 に お な じ水 準 の 印ABの 高 さ に 留 ま る で あ ろ う 。 こ れ は 、 水 銀 柱 を さ さ え る 力 が 容 器 の 内 部 に あ る の で は な く、 外 部 に あ る こ と を示 し て い る 。 な ぜ な ら、 も し 容 器 中 に 希 薄 化 した 物 質 が 存 在 す る の で あ れ ば 、 空 間Bよ りは る か に大 き な 空 間AEの 方 が よ り強 い 力 を 示 す は ず だ か らで あ る 。 そ の他 の 原 因 、 た と え ば 、 AE部 分 の 熱 、 冷 た さ 、 とい っ た も の に よ っ て そ れ が ひ き お こ さ れ る と は 、 か れ は 絶 対 に 信 じな い 、 とい っ て い る(i・n・ncredevamai.)。

こ の トリ チ ェ リの 意 見 に対 して リ ッチ は つ ぎの 三 つ の 反 論 を提 出 して い る 。 (1)受 皿 の 上 に 蓋 を お き、 そ れ に 水 銀 柱 を ふ くむ ガ ラ ス 管 だ け が 通 る孔 を あ け て 、 密 閉 す る。 そ の と き、 空 気 の 重 さ は そ の 蓋 の 上 に 作 用 す る か ら、 水 銀 柱 を さ さ え る 力 を空 気 の 重 さ に 帰 す る の は不 可 能 で あ ろ う。 ② 注 射 器 状 の 容 器 を と っ て 、 そ の 口 を ふ さ い で ピ ス トン部 分 を 引 く と、 き わ め て 大 き な抵 抗 を 感 ず る 。 と こ ろ が 、 た だ 、 ピス トン部 分 を上 に 引 い た だ け で は 、 空 気 の 重 さ が こ の ピ ス トン部 に か か っ て い る は ず な の に 、 こ の よ う な 抵 抗 は 感 じな い 。(3)水 中 に 沈 ん だ 物 体 は そ の 上 の 水 全 体 と争 う(C・ntestare)こ と は な く、 沈 ん だ 物 体 の 運 動 に 応 じて 動 く水 の み と争 う。 そ の 水 の 部 分 は物 体 部 分 の 水 よ り大 き く は な い 。 そ こ で 、 水 銀 は そ の 量 の 大 き さ に応 じて 争 うの で あ っ て 、 あ ら か じ め 考 量 す る(prep・ndere)こ と は で き な い 。 そ の 論 点 は 、 お そ ら く、 そ れ ゆ え 、 水 銀 柱 の 高 さが 一 定 で は あ り え な い 、 と い う こ と で あ ろ う。

こ の 反 論 に 対 して 、 トリチ ェ リ は 、1644年6.月28日 づ け の 手 紙 で 答 え て い る が 、 そ の 論 旨 は 必 ず し も明 晰 と は い い が た い 。 と に か く、 か れ の 主 張 を 追 い か け て み る こ と に し よ う 。 ま ず 、(1)の 反 論 に 対 し て 、 か れ は つ ぎ の よ う に い う 。 (a)も しそ の 蓋(こ れ をか れ はlamina(薄 片)と よんで い る 〉が 受 皿 の 水 銀 に 密 着 し て い る の で あ れ ば 、 容 器 中 の 上 昇 した 水 銀 は も と の よ う に さ さ え られ て い る が 、 そ の 理 由 は 大 気 の 重 さ に よ る の で な く、 受 皿 の 水 銀 に は そ うす る こ とが で

物 理学 者 パ ス カル(9) き な い か ら で あ る(こ の 点 が 理 解 で きな い)。(b)こ の 蓋 が 内 部

に 空 気 を と り こ ん で い る と き に は 、 つ ぎ の 疑 問 が あ る 。 ① そ の 空 気 が 外 部 とお な じ程 度 に 凝 縮 さ れ て い る の で あ れ ば 、 水 銀 A

は 前 と 同 程 度 に さ さ え られ て い る で あ ろ う 。 ② そ の 空 気 が 外 部 よ り希 薄 化 さ れ て い る の で あ れ ば＼ さ さ え られ て い た 水 銀 はE、

す こ し 下 が る 。 無 限 に 希 薄 化 さ れ て 、 つ ま り、 空 虚 (infitamenterarefattaC1・vacu・)と な る と 、 水 銀 は す っ か り下 が っ て 、 か ら っ ぽ と な る で あ ろ う。 そ して 、 こ の 論 拠 を 補 強 す べ

B く、 つ ぎ の よ う な 説 明 を 加 え て い る 。

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羊 毛 あ るい は凝 縮 可 能 な他 の 物 質 、 た とえ ば、空 気 をつ め た シ リ ンダ ー をA BCDと す る。 そ の底 部BCは 固定 され て い るが 、ADは 動 く もの とす る。 こ のADの 上 に は1000万libbreの 鉛 をお くとす る と、 底 部BCは どれ だ けの 力 (vi・lenza)を受 け る で あ ろ うか 。 そ の 面(ilpian・)を 力 つ くで 押 す な らば 、切 断 面FGは 中 に入 りこんで つ め こ まれ た羊 毛 を切 るで あ ろ うが 、羊 毛FBCG が 前 と同様 に凝 縮 され てい る の で あ れ ば 、底 部BCは 、 上 にお か れ た 鉛Eの 重

さを もは や感 じない と して も、 最 初 受 け て い た の とお な じ重 さ を受 け るで あ ろ う。 この議 論 は、 お そ ら く、 蓋 と受 皿 をAD,BCと と り、 そ の 中 間 の 空 気 を 羊 毛 にな ぞ らえて 、 さ らに 、受 皿 の 水銀 の 表 面 をFGと と る こ とに よ って 、B

Cの 受 け る力 が お な じで あ る こ と を示 して 、 水 銀柱 の 高 さの変 らぬ こ と証 明 し よ う とす る もの で あ ろ う。

第 二 の 反論 に は こ う答 えて い る。樽 の 中 の ブ ドー酒 は抵 抗 の0番 弱 い場 所 か らふ きだ す こ と、 また、 水 差 しの全 体 を 口 を下 に して 水 中 に沈 め 、 そ の底 に孔 をあ け る と、水 が 烈 し く水 差 しの うち に流 れ こ む とい う例 をあ げ て い る。 こ れ は注 射 器 状 の器 具 の 内 部 との ア ナ ロ ジー で二答 え る もの で あ ろ う。

第 三 の反 論 は他 の もの ほ ど有 効 で な い とされ て い るが 、 そ れ に答 え る ため に つ ぎの よ うな ケ ース を提 出 して い る 。 図 の よ うな装 置ABCDを 考 え る。 容 器 Aは 水 銀 で み た され て いて 、 管BCDと 接 続 し、 開 口部Dを も って い る。 そ の と きに 、水 銀 がEの 点 まで あが る こ とは確 実 で あ る。 とこ ろで 、 この装 置全 体

をFの 印 の とこ ろ まで 水 中 に沈 め る と、水 銀 は このFの

=D と こ ろ ま で は あ が らず に 、 途 中 ま で しか あ が ら な い 。 も

し水 の 高 さ がFま で14bracciaで あ る と す れ ば 、 水 銀 は1bracciaの と こ ろ ま で しか あ が ら な い 。 水 銀、が つ り 合 っ て い る の は 、 お な じ量 の 水 とで は な く、AとEの あ い だ の す べ て の 水 と で あ る 。 そ の と き 、 固 体 の 幅 (larghezze)や 嵩(grassezze)は 問 題 に な ら ず 、 垂 直 方 向 の 重 さ の み 、 そ れ も、 比 重(gravityinspecie)が 問 題 な 玉 の で あ る 、 と主 張 さ れ て い る 。 こ の 垂 直 方 向 の 比 重 の み が 問 題 で あ る こ と を指 摘 す る こ とで 、 反 論 の 論 旨 を反 駁 す る もの だ 、 と い え よ う。

以 上 が 、 こ の 学 術 講 演 の 序 文 に お い て 、 再 三 「天 才 的d

て憲腕

B な 実 験 」 と よ ば れ て い る 〈トリチ ェ リ の 実 験 〉 の か れ 自 身 に よ る 報 告 の 要 旨 で あ る 。 こ の 序 文 に は 、 さ ら に 、 トリチ ェ リ の 業 績 を め ぐ る 国 外 、 と く に フ ラ ン ス に お け る 反 響 に 言 及 して い る が 、 そ こ に はMersenne,Fermat,Robervalな

ど の 名 前 が 見 え て も、Pasca1の 名 が 見 当 ら な い の は 、 不 思 議 な 感 じが す る 。 こ の 点 は 、 た と え ば 、 湯 浅 光 朝 編 『コ ンサ イ ス 科 学 年 表 』 に お け る 「西 洋 の 解 説 」 部 分 に 登 場 す る 〈真 空 の 発 見 〉(pp・120‑121)に お い て も事 態 は 同 様 で あ っ

て 、 パ ス カ ル の 名 前 は そ の ど こ に も現 わ れ な い の で あ る 。 そ の 理 由 が 那 辺 に あ る の か 、 理 解 に 苦 しむ とい わ ざ る を え な い 。

そ れ は と もか く、 話 をパ ス カ ル に 移 そ う。 ピェ.̲̲̲ル ・プ テ ィが ル ー ア ン に立 ち 寄 っ た と き、 パ ス カ ル 家 の ひ と び と も ル ー ア ン で 暮 ら して い た 。 ブ レ ー ズ の 父 エ テ ィエ ン ヌ は 当 時 ノ ル マ ンデ ィ ー 地 方 の 徴 税 官 と して ル ー ア ン に 赴 任 して い た の で あ る 。 パ ス カ ル 家 は そ れ 以 前 に ク レ ル モ ン ・フ ェ ラ ン に居 住 し、 ブ レ ー ズ は そ の 地 の 生 ま れ で あ っ た か ら 、 プ テ ィ と も交 際 が あ っ た 。 ブ レ ー ズ が メ ル セ ン ヌ 経 由 の ト リ チ ェ リ の 実 験 を 耳 に した の は こ の よ う な 事 情 か ら で あ る 。 こ の 話 に 強 い 興 味 を お ぼ え た ブ レ ー ズ ・パ ス カ ル は 、 す ぐ れ た ガ ラ ス 職 人 に 恵 ま れ て い る と い う土 地 の 利 を い か し て 、 プ テ ィ と と も に こ の 実 験 の 再 現 に

物 理 学者 パ ス カ ル(11)

と りか か っ た 。

.かれ は 、 ま ず 、 さ ま ざ ま な 形 状 の ガ ラ ス 管 の 製 作 を 依 頼 した 。 そ の 種 類 は20 数 種 類 に お よ ん で い る が 、 そ れ ら に つ い て は ふ た つ の 図 版 を参 照 し て い た だ き

た い 。 こ こ で は 、 こ れ ら の 実 験 の 詳 細 に つ い て の べ る 余 裕 は な い の で 、 と くに 注 目す べ き い くつ か の 実 験 と、 そ れ に 関 す る パ ス カ ル の 考 察 の 要 点 を と りあ げ

る こ と に し よ う。

す で に 考 察 し た ト リチ ェ リ の 手 紙 に お い て も 「実 験 」(esperienza)と い う語 は しば し ば用 い ら れ て い る が 、 こ れ が 今 日用 い ら れ る 意 味 を もつ よ う に な っ た の は 、17世 紀 の あ る 時 点 で あ り、 そ の 時 点 の 確 定 は む し ろ科 学 史 家 に と っ て の 課 題 の ひ とつ で あ る 。 初 期 の ガ リ レ オ はpericulumと い う語 に よ っ て 「実 験 」 に 近 い 意 味 を も た せ て い る と い わ れ る が 、 「あ る 見 解 ・理 論 の 検 証 」 の 意 味 を

もつ 「実 験 」 な る 語 は 、 と もか く、 ガ リ レ オ の 後 期 の 著 作 に 現 わ れ 、 そ こ で esperienzaの 語 が そ の 意 味 で 用 い られ る よ う に な っ た と い わ れ て い る6)。 上 述 の 『新 科 学 対 話 』 や トリ チ ェ リ の 書 簡 に お け る 用 法 も こ の 説 を 裏 書 きす る もの

と い って よ い で あ ろ う。

パ ス カ ル は そ の 実 験 の 結 果 を 、 ま ず 、1647年10月 『空 虚 に 関 す る 新 実 験 』 (experiencesnouvellest・uchantlevide)と い う 小 冊 の 、 一 種 の 要 約 の 形 で 、 パ リ のPierreMargatか ら 著 して い る 。 こ の 読 者 あ て の 序 文 で 、 パ ス カ ル は 、 は っ き り と、 か れ の 実 験 が 「自然 の 空 虚 に対 す る 恐 怖 」(1'h・rreurdelanaturep・ur Ievide)を 否 定 す る た め の も の で あ る こ と、 そ して 、 そ の い くつ か は イ タ リ ー一 伝 来 の もの で あ る が 、 い くつ か は そ れ と 関係 を もつ に し ろ 、 ひ じ ょ う に 異 な る

か 、 あ る い は 、 ま っ た く共 通 して い な い 旨 を 、 の べ て い る 。 こ の よ う に か れ の 実 験 が 「意 図 の 先 行 す る 」 近 代 的 実 験 で あ る こ と に 注 目 して お こ う。

か れ は 「読 者 に 」 と い う序 文 で そ の 記 述 を は じめ る が 、 そ の 冒 頭 で か れ は 実 験 の 経 緯 に つ い て の べ て い る。 こ の 件 は 、 同 時 代 人 に よ る 、 も っ と も簡 潔 で 明 快 な 〈ト リチ ェ リの 実 験 〉 の 記 述 で あ る と思 わ れ る の で 、 以 下 に 引 用 して お こ

う7)。

4年 ほ ど前 に イ タ リー で つ ぎの こ とが 検 証 され た 。 そ の 一 端 は 開 い て い て 、他 端 は密 閉 され て い る4ピ エ[約13m]の ガ ラス 管 が 水 銀 で み た され た後 、指 で 、 あ る い は他 の方 法 で 開 口部 をふ さ ぎ、管 を水 平 方 向 に垂 直 に お い て 、 ふ さい だ 開 口部 を下 に む け、 水 銀 と水 を半 分 つ つ み た した容 器 中 の水 銀 の うち に指2・3本 の 幅 つ け る。 開 口部 をつ ね に容 器 中 につ け た ま まで 開 口部 を 開 くと、 管 の水 銀 は、 管 の 上 部 に一 見 空 虚 な空 間 を の こ しな が ら、部 分 的 に下 が るが 、 お な じ管 の 下部 は あ る高 さ まで お な じ水 銀 で み た され た ま まで あ る。 そ して 、 も しそ れ まで 容 器 の水 銀 中 に浸 され てい た 開 口部 が 、 水 銀 中か ら出 て水 の部 分 に達 す る と、 管 の水 銀 は水 と と もに上 部 まで上 昇 す る。 そ して、 これ ら二 つ の 液体 は管 の 中 で混 じ りあ うが 、 し か し、結 局 、 すべ ての 水 銀 は 落 下 し、管 全 体 は水 でみ た され る。

か れ は、 さ ら に、 これ らの実 験 に つ い て反 省 した結 果 、 「空 虚 は 自然 にお い て 不 可 能 で な い こ と」、 また 、 「自然 は、 多 くの ひ との 想 像 す るほ どの恐 怖 で そ れ を避 け る の で は ない こ と」 を結 論 して い る。 こ こで 、 パ ス カル が く空 虚 の 可

、 物理 学 者 パ スカ ル(13) 能 性 〉 と 〈空 虚 に対 す る 恐 怖 〉 と を 区 別 して い る こ と に 注 目 して お こ う 。

か れ は 、 序 文 に つ づ い て 、8種 類 の 実 験 の 結 果 を の べ る 。 そ れ ら は ピ ス ト ン を も っ た 注 射 器 状 の 容 器 セ ラ ン グ 、 一 端 を封 入 した 管 、 ふ い ご 、 サ イ フ ォ ン と い っ た 器 具 を 用 い た 実 験 の 結 果 の 報 告 で あ る が 、 そ の 内 容 に つ い て の べ る こ と は省 く と して 、 こ の 実 験 の 結 果 か れ の ひ き だ した 結 論 、 か れ の い う7個 の 「準 則 」(maximes)に つ い て 、 考 察 して お こ う8)。

準 則

1.あ ら ゆ る 物 体 は た が い に 引 き は な さ れ て 、 そ れ らの あ い だ に 見 か け の 空 虚 (levideapParent)を 認 め る こ と を 嫌 悪 す る 。 つ ま り、 自然 は こ の 見 か け の 空 虚 を は な は だ し く嫌 悪 す る(abh・rre)。

2.あ ら ゆ る 物 体 の もつ こ の 恐 怖(horreur)あ る い は 、 嫌 悪(repugnance)は 、 大 き な 見 か け の 空 虚 と小 さ な そ れ を 認 め る の で は 、 い い か え れ ば 、 大 きな 間

隔 と小 さ な 間 隔 で 隔 て られ る の で は 、 差 が な い 。

3.こ の 恐 怖 の 力 に は 限 界 が あ り、 約31ピ エ(pieds,1pied≒33・3mm)の 高 さ の 水 が 流 れ 落 ち よ う とす る 力 に 匹 敵 す る 。

4.こ の 見 か け の 空 虚 を 囲 む物 体 は そ れ 満 た そ う とす る傾 向 を もつ 。

5.こ の 傾 向 は 大 き な 見 か け の 空 虚 を満 た す の と小 さ な そ れ を 満 た す の で は 、 強 さ が 等 しい 。

6.こ の 傾 向 の 力 は 限 界 を も ち 、 約31ピ エ の 高 さ の 水 が 流 れ 落 ち よ う とす る 力 に 匹 敵 す る 。

7.31ピ エ の 高 さ の 水 が 流 れ 落 ち よ う とす る力 を ど ん な に わ ず か で も越 え る力 は 、 こ の 見 か け の 空 虚 を 、 そ れ が ど ん な に 大 き く と も、 認 め させ る の に 、 十 分 で あ る 。 い い か え れ ば 、 自然 が こ の 見 か け の 空 虚 に対 して もつ と こ ろ の 恐 怖 以 外 に 、 そ れ ら を離 す の に も、 遠 ざ け る の に も障 害 が な い の で あ れ ば 、 ど

ん な に 大 き な 間 隔 で 物 体 を 引 き は な す の に も、 そ れ は 十 分 で あ る 。

奇 妙 な ほ ど、 パ ス カル は これ らの 準則 にお い て 自己 の解 釈 を主 張 す るの に慎 重 か つ控 えめ で あ る。 か れ が一一貫 して 「見 か け の空 虚 」 とい う語 を用 い て 、単

な る 「空 虚 」 とい う語 を一 箇 所 も用 いて い な い の は、注 目され る。 か れ はつ づ い て この 「見 か け上 空 虚 な 」空 間 を満 た す 物 質 に 関 す る8個 の命 題 をか か げ て い る。 そ の結 論 は、 第8の 命 題 「見 か け上 空 虚 な空 間 は、 自然 に お い て 知 られ て い て 、 な ん らか の感 覚 の対 象 とな る よ うな い か な る物 質 に も満 た され て い な い」 に集 約 され て い る。 パ ス カ ル は この結 論 に達 す るプ ロセ ス と して 、見 か け 上 空 虚 な空 間 は(1)管 を と りま く外 部 の 空 気 や 、 ガ ラス の小 孔 か ら入 りこ む 空 気;② 管 を満 たす 液 体 中 の物 体 の小 孔 の 内 に 閉 じこめ られ て い る空 気;(3) 管 とそ れ を満 たす 液体 との あ い だ に あ る と され る空 気 や 、 液体 を構 成 す る粒 子

の 間 隙 また は原 子 中 に 閉 じこめ られ た空 気;(4)た また ま液体 とガ ラス の あ い だ に残 る、 あ るい は、 ガ ラス をふ さ ぐ指 に よっ て運 ば れ る、 あ る い は 、 な にか 別 の仕 方 で 入 りこ ん だ、 きわ め て希 薄化 され た知 覚 不 能 な空気 の粒;(5)一 方 で は、 ガ ラ スの 内 壁 に 、他 方 で は、 液 体 の力 に引 か れ て 、希 薄 とな り蒸 気 とな った 水 銀 も し くは水 の小 量;(6)管 を満 た す 液 体 の精 気;(7)外 部 の空 気 に混

じって い る と ころ の 、 ガ ラス の小 孔 を通 して 隔 て られ 入 りこ ん だ の で 、 た えず そ こ に帰 ろ う と し、引 きつ け られ て い る は るか に細 か い 空 気 の いず れ に よ っ て も、満 た され て い な い こ とを、命 題 と して主 張 して い るが 、 しか し、 こ こで はい か な る形 の 証 明 も与 え られ て は い な い9)。

こ の命 題 の結 果 と して 、 パ ス カ ル は 「見 か け の空 虚 」 は 「真 の 空 虚(levide veritable)」で あ る と結 論 し、上 の 準 則 は 「絶 対 的 な空 虚(levideabs・1u)」 につ

い て妥 当 す る もの と見 な して 、 そ の 「見 か け の空 虚 」 を単 な る 「空 虚 」 とい う 語 に お きか え た だ け の 諸 命 題 を、 あ らた め て 準 則 と して か か げ て い る ので あ る。証 明 ぬ きの この主 張 に はそ れ だ け の背 景 が あ って 、 パ ス カ ル に は よ り詳 細 な 「真 空 論 」 の執 筆 の 意 図 が あ っ た か らで あ る 。 しか し、 そ の前 に 、 時期 的 に

も早 い か れ の 『液 体 の平 衡 に関 す る大 実 験 の報 告 』 につ い て のべ て お く必要 が あ る。

こ の報 告 は、1648年 書 店Saveurか ら一種 の私 家 版 と して 出 版 され 、 市販 さ れ なか った とい わ れ る。 そ の た め 、 これ は17世 紀 の刊 行 書 の う ちで も、 きわ め て希 な書 物 で あ る と され 、現 存 が確 認 され て い る の は5冊 だ とい う。 それ は と

物理 学者 パ ス カル(15) も か く、 こ の 表 題 の 「大 実 験 」(lagrandeexperience)な る 表 現 は 注 目 に 値 す る 。 こ の 表 現 の 用 い られ た 理 由 に つ い て は パ ス カ ル 自 身 に 聞 こ う10)。

『空 虚 に 関 す る新 実 験 … … 』 と題 す る要 約 を わ た しが 発 表 した と き、 そ こで は、 一 般 に受 け入 れ られ て お り、 わ た しは まだ そ れ に反対 す る納 得 の ゆ く証 明 を もち あ わせ て い なか っ た の で 、空 虚 の恐 怖 とい う準 則 を用 い た の で あ るが 、 この準 則 の真 理1生を大 い に疑 わせ るい くつ か の難 問 が残 って い て 、 そ の難 問 の解 明 の た め 、 以 来 、 実 験 を思 案 して い た と ころ 、信 ず べ きで あ っ た事 柄 の完 全 な認 識 を わ た しに与 え て くれ る こ とので きた そ の 実 験 の 報告 を、 こ こで お 目にか け る次 第 で あ る。 わ た しが そ れ を 「液 体 の平 衡 に関 す る大 実 験 」 と よぶ の は、0方 は もっ と も軽 く、 も う一 方 は 自然 に お い て 知 られ て い る液 体 中 で もっ と も重 い 、空 気 と水 銀 の あ い だ の平 衡 を 見 せ て くれ る点 で 、 そ の実 験 が この 主 題 に 関 して な され うる実 験 の う ちで

も もっ と も論 証 力 に富 ん で い るか らで あ る 。 … …

これ に つ づ い て 、 か れ は義 兄 ペ リエ(Perier)宛 て の1647年11月15日 づ け の 書 簡 の 写 しを載 せ て い る。 これ に は注 目す べ き主 張 の い くつ か が 見 られ る。 空 虚 に関 す る哲 学 者 た ち の意 見 と して 、 か れ はつ ぎの二 つ をあ げ る。

1.か れ らの す べ て は 「自然 は空 虚 をは な は だ し く嫌 う」 こ と を準 則 と して い る。

2.だ が 、 ほ とん どす べ て の ひ とが 、 一 歩 進 ん で 、 「自然 は空 虚 を許 容 で き ず 、 そ れ を許 す とす れ ば、 自然 自体 が破 壊 さ れ る だ ろ う」 と考 えて い る。

パ ス カ ル は、 『空 虚 論 要 約 』 に お い て は こ の2の 意 見 を打 破 す る こ と に努 め、 そ こで報 告 した実 験 は 「わ れ わ れ の 知 っ て い る 、 また 、 わ れ わ れ の感 覚 の 対 象 と な るい か な る物 質 も もた な い 、 どん な大 き な空 間 も許 容 し うる し、 ま た、 現 に許容 して い る」 こ と を示 して い る、 とい う。 そ こで 、 か れ は、 い ま、

1の 意 見 の真 理性 につ いて 検 討 しよ う と して い る、 とのべ る。 い い か えれ ば、

「空 虚 の恐 怖 」 に帰 して い る事 実 が 本 当 にそ の た め な の か 、 そ れ と も、 空 気 の 重 さあ る い は圧 力 に よる もの な の か ど うか 、 を明 らか にす る実 験 を探 しだ す ご

と に 努 め て い る 、 とい う の で あ る 。 そ して 、 す で に行 な っ た よ う に 、 管 を二 重 に し て トリ チ ェ リの 実 験 を 行 な う と 、 内 部 の 管 は 空 気 の 圧 力 を受 け な い が ゆ え に そ の 内 部 の 水 銀 は す べ て 落 下 し て し ま う。 と こ ろ が 、 こ の 事 実 も、 お そ ら く、 「空 虚 の 恐 怖」 に よ っ て 説 明 さ れ う る で あ ろ う か ら 、 こ の 準 則 に した が い な が ら、 「決 定 的 な 実 験(uneexperiencedecisive)」 に よ っ て 、 こ の 難 問 を 解 明 し よ う と 決 意 し た 、 と か れ は い う。 こ の 「決 定 的 実 験 」 と は つ ぎ の 内 容 を も つ 。 「山 頂 に お け る水 銀 の 高 さ は 山 麓 に お け る 高 さ よ り も低 い と い う こ とが 生 ず る の で あ れ ば 、 空 気 の 重 さ と圧 力 が 水 銀 の 宙 吊 り状 態 の 唯 一 の 原 因 で あ り、

空 虚 の 恐 怖 が 原 因 で は な い こ とが 必 然 的 に結 果 す る 。 そ の 理 由 は 、 山 麓 に の し か か る 空 気 は 、 山 頂 に の しか か る 空 気 よ り も は る か に 多 量 で あ る こ と は確 か で あ る け れ ど も 、 自然 が 山 麓 で は 山 頂 以 上 に 空 虚 を嫌 悪 す る と は い え な い で あ ろ

う か らで あ る 。」11)そ こ で 、 パ ス カ ル は ピ ュ イ ・ ド ・ ドー ム(PuydeD6me)と

い う た い へ ん 高 い 山 が 近 郊 に存 在 す る ク レ ル モ ン(Clerm・nt)に 在 住 す る こ の 義 兄 に そ の 実 験 の 実 行 を 委 ね た の で あ る 。

こ の 決 定 的 な 実 験 の 実 施 は 、 予 期 した よ り も、 は る か に 遅 れ た 。 ペ リエ が し ば し ば 旅 行 の た め ク レル モ ン を 離 れ た こ と 、 こ の 依 頼 の あ と季 節 は ま も な く冬 に 入 っ た こ と 、 春 に な っ て も気 候 条 件 が か な ら ず し も思 う よ う で な か っ た こ と な どが そ の 理 由 と して あ げ ら れ て い る 。 と に か く、 そ れ が 実 現 した の は 、 翌48 年9月19日 の 土 曜 日で あ っ た 。 そ の 結 果 を報 じた ペ リエ か らパ ス カ ル 宛 て の9 月22日 づ け の 手 紙 も、 この 報 告 に 載 せ られ て い る が 、 そ の 末 尾 に は つ ぎ の 諸 結 果 が ま と め られ て い る12)。

(1)も っ と も低 い 場 所 で な さ れ た 実 験 で は 、 水 銀 の 高 さ は26pouces3 1ignes1/2(1pouce≒27.7mm,11igne≒2.3mm,そ れゆ え、約728.25mm)。

(2)も っ と も低 い 場 所 か ら約27toises(1t・ise≒1.9m)高 い 場 所 で は 、 水 銀 の 高 さ は26pouceslligne。

(3)も っ と も低 い 場 所 か ら約150toises高 い 場 所 で は 、 水 銀 の 高 さ は 25pouceso

(4)も っ と も低 い 場 所 か ら約500toises高 い 場 所 で は 、 水 銀 の 高 さ は

物 理学 者 パ ス カル(17)

23pouces21igneso こ れ ら の 結 果 か ら

(a)場 所 が 約7toises高 く な る と 、 水 銀 の 高 さ の 差 は1/21igne。

(b) (c)

(d}

〃 約27toises〃

〃 約150toises〃

(=.1pouce31/21ignes}o

〃 約500toises〃

(=3pouces11/21ignes)o

21/21ignesa 151/21ignes

371/21ignes

こ の 手 紙 に つ づ い て 、 パ ス カ ル は か れ 自身 の 手 に成 るパ リ の 「サ ン ・ジ ャ ッ ク塔(Lat・urSaint‑Jacques‑de‑la‑B・ucherie)」 に お け る 実 験 の 結 果 に つ い て の べ る。 「20toisesあ が る と、 水 銀 の 高 さ は21ignes低 く な る 」 か ら、24‑25 toisesの 高 さ の こ の 塔 の 上 で 実 験 を 行 な っ て 、 水 銀 の 高 さ の 差 は21ignesで あ

る こ と を 見 出 した 。 さ ら に 、90段 の 高 さ の 家 で 行 な っ て 、1/21igneの 差 を見 出 して い る 。

こ の 報 告 の 最 終 結 論 は 「読 者 へ 」 と い う 「後 書 き」 で 総 括 さ れ て い る13)。 そ の 要 点 は つ ぎ の よ う で あ る 。

1従 来 一 般 的 に認 め られ て い た 考 え は 「自然 は最 小 の 空 虚 よ り もむ し ろ そ れ 自体 の 破 壊 の 方 を容 認 す る 」 と い う こ と で あ る 。 よ り高 尚 な 思 想 は

「自 然 は 空 虚 を恐1布 す る が 、 こ の 恐 怖 に は 限 界 が あ り、 あ る 力 で 乗 り越 え られ る 」 と い う もの で あ る 。 だ が 、 つ ぎ の 第 三 の 原 理 に 達 した ひ と は ま だ 見 出 さ れ な か っ た:自 然 は 空 虚 に 対 す る 嫌 悪 を もた ず 、 そ れ を避 け る努 力 を ま っ た くす る こ と も な く、 そ れ を苦 痛 も抵 抗 も な し に 容 認 す る。

II『 要 約 』 の 実 験 は こ の 第 一 の 原 理 を 打 破 し た が 、 第 二 の 原 理 が こ こ で 与 え た 実 験 に耐 え ら れ る と は 思 え な い 。 そ れ ゆ え 、 わ た し は 第 三 の 原 理 を 採 用 し て 、 自 然 の 恐 怖 に 帰 せ ら れ て い た す べ て の 事 実 が 空 気 の 重 さ と 圧 力 か ら生 じ、 そ れ が 唯 一 の 真 の 原 因 で あ る とす る の に な ん の 困 難 も見 出 さ な い 。

パ ス カ ル の 物 理 学 上 の 主 著 と さ れ る 、 い わ ゆ る 『真 空 論 』(正 確 に は、r液 体 と

空 気 量 の 重 さの平衡 につ い て の論 考 』Traitesde1'equilibredesliqueursetdelapesan‑

teurdeIamassedel'air)が 執 筆 さ れ た の は 、1651年 か ら1654年 に か け て の こ と と さ れ て い る が 、 本 来 は 『力 学 論 』(Traitedemecanique)の 一 部 を な す 予 定 で あ っ た 。 だ が 、 こ の 書 物 は 本 日失 わ れ て し ま っ た の で 、 こ れ ら比 較 的 短 い 二 つ の 論 考 が 、 か れ の 物 理 学 上 の も っ と も ま と ま っ た 論 文 と い う こ と に な る 。

も は や 、 紙 数 の 余 裕 の な い の で 、 こ の 二 つ の 論 考 に つ い て は 、 『液 体 平 衡 論 』 に お け る理 論 的 な 原 理 と そ れ か らパ ス カ ル の 導 い た 結 論 の み を 検 討 す る の に と ど め よ う。 か れ は こ の 論 考 に お い て 、 と くに つ ぎ の 実 験 を手 掛 り と して 力 学 的 原 理 を 引 き出 す 。(右 側 図 版 の 二段 目の 三 つ の器 具Yl一 皿参 照)閉 じ た 容 器 の 上 部 に 大 小 二 つ の 開 口 部 を 設 け 、 そ の 大 き さ に等 しい 太 さ の 管 を た て る 。 そ し て 、 こ の 容 器 に 水 を 満 た す と、 管 の 内 に 水 は 上 が っ て 、 等 しい 高 さ で 静 止 す る 。 ま た 、 太 い 管 に ピ ス トン を挿 入 す る と、 細 い 管 の 水 は こ の ピ ス トン を お し あ げ る 。 両 方 の 管 に ピ ス トン を挿 入 す る と、 細 い 管 の ピ ス トン に乗 せ た 軽 い 錘

と、 太 い 管 の ピ ス トン に 乗 せ た 重 い 錘 と を平 衡 に 保 た せ る こ と が で き る 。 こ の 現 象 は 「こ れ ら二 つ の 管 の な か の 水 、 ピ ス ト ン な ど を一 つ の 物 体 と考 え 、 そ の 重 心 を と る と き 、 〈物 体 は 、 そ の 重 心 が 下 が ら な け れ ば 、 動 か な い 〉 こ と を 原 理 に と る こ と に よ っ て 」 説 明 さ れ る14)。 こ れ が 、 こ の 種 の 現 象 の か れ の い う

「幾 何 学 的 証 明 」 な の で あ る 。 そ して 、 第 二 の 『空 気 重 量 論 』 に お い て 、 空 気 は 重 さ を もつ こ と を 、 多 くの 事 例 を あ げ て 結 論 す る15)。

パ ス カ ル 自 身 は 明 言 し て い な い が 、 こ こ で 二 つ の 点 を指 摘 して お こ う。 す で に 、 メ ル セ ン ヌ神 父 は空 気 の 重 量 の 測 定 に努 力 して い た と い わ れ る16)。 こ の こ

と は パ ス カ ル の 議 論 に有 力 な根 拠 を与 え て くれ た もの と思 わ れ る 。 さ ら に 、 ト リ チ ェ リ は そ の 著 書Demotugraviumnaturaliterdescendentiumetprojector‑

umに お い て 、 つ ぎ の 「ト リチ ェ リ の 公 理 」 を 主 張 して い た:相 互 に 結 び つ け ら れ た 重 い 二 物 体 は 、 そ れ ら の 共 通 の 重 心 が 落 下 す る の で な け れ ば 、 そ れ ら 自 身 の 努 力 に よ っ て 動 き は じめ る こ と は で きな い17)。 パ ス カ ル の 液 体 平 衡 論 に お け る 原 理 は 、 明 らか に 、 こ の 公 理 の 系 と い っ て よ い で あ ろ う 。

パ ス カ ル は こ の 論 考 の 結 論 部 分 の 末 尾 で 、 吸 い 上 げ ポ ン プ の 事 例 に 関 して 、

物 理 学者 パ ス カル(19) 欲 す れ ば、60ピ エ まで吸 い上 げ る ポ ンプ をつ くる こ とが で きる とい う、 噴水 業 者 の 言 を ひ い て い る。 そ して 、 か れ ら も、古 代 の有 名 な物 理 学 者 ヘ ロ ンで さ え も、 これ を本 当 に試 して はみ な か っ た。 か れ らは12ピ エ ぐ らい の 高 さ まで上 が るの は見 た もの の 、40ピ エ の場 合 に は不 可 能 に な るで あ ろ うこ と を試 しは しな か った の で あ る。 そ こか ら、 「か れ ら は、 空 虚 に対 す る打 ち勝 ち難 い恐 怖 に よ って 、 水 が 上 る と信 じて い た の で 、 水 は上 りは じめ た な らば、 た えず 上 りつ づ け る と確 信 した」。 そ して 、 か れ は以 下 の よ う につ づ け る18)。

お そ ら く、 この例 は 、 あ る意 見 が す べ て の ひ とに よ って いつ も ど こで で も受 け入 れ られ て い る と きにそ れ が 疑 わ しい と はあ えて考 え な い ひ と び と に、 そ の 目 を開 かせ て くれ るで あ ろ う。 とい うの も、単 純 な職 人 た ち で さ え 、 哲 学 者 と よば れ るす べ て の偉 大 な ひ とび とに誤 りを納 得 させ る こ とが で きた の で あ る か ら。 なぜ な ら、 ガ リ レイ は そ の 『対 話 』 の なか で 、 か れ は イ タ リーの 噴 水 業 者 か らポ ンプ は あ る高 さ まで しか 水 を汲 み 上 げ な い こ とを学 ん だ と言 明 して い るか らで あ る。 っ つ い て 、 か れ は その こ と をか れ 自 身確 か め た 。 さ ら に、 ほ か の ひ と び とが イ タ リー で 、 そ の 後 フ ラ ンス で 、 い っ そ う便 利 な水 銀 を用 い ℃ テ ス トを行 な った が 、 そ の テ ス トの示 し た の は、 お な じよ うな こ とが 多 くの 異 な る仕 方 で生 ず る とい う こ とで あ っ た 。

この こ と を知 ら され る以前 に は、 空 気 の重 さが ポ ンプ 中の 水 を上 昇 させ て い る こ と を証 明す る術 は なか っ た。 この重 さ に は限界 が あ る の で 、 そ れ が 無 限 の 効 果 を産 む の は不 可 能 で あ るか らで あ る。

しか し、 これ らの実 験 は すべ て 、 空 気 が これ らの結 果 を生ぜ しめ る こ と を示 す の に は 、十 分 で な か っ た。 とい うの は 、 これ らの 実験 が わ た した ち を一 つ の 誤 りか ら救 い だ して くれ た と して も、 もう ひ とつ 別 の 誤 りに陥 っ た ま ま に して お い た か らで あ る。 なぜ な ら、 な るほ ど、 ひ とは こ れ らの実 験 の す べ て に よ っ て、 水 は あ る 高 さ ま で しか 上 が ら な い こ と を学 び は し た 、 だ が 、 水 は よ り深 い場 所 で は よ り高 く上 が る こ と を学 び は しなか った

か らで あ る。 逆 に、 水 はつ ね にお な じ高 さ に上 が り、 そ の 高 さ は世 界 の あ らゆ る場 所 で 変 らな い と考 え て い た 。 そ して 、 空 気 の重 さ に考 えお よぼ な か った の で 、 水 を あ る制 限 され た高 さ まで 上 げ る のが 、 ポ ンプの 本 性 で あ る、 また 、 そ れ 以 上 の こ と さえ も、思 い 描 い た ので あ る 。 ガ リ レイ も、 そ の 高 さ を ポ ン プ の 自然 な 高 さ と見 な し、 そ れ を 「極 限 の 高 さ」(Altessa limitatiSSima)と よん だ 。

そ こで 、 この高 さ は場 所 が 変 るにつ れ て 変 りえ た と、 ど う して ひ とは考 え た で あ ろ うか 。確 か にそ れ は お こ りそ う に は思 え な か った 。 そ して、 そ う考 え られ て い るあ い だ は、 この後 の方 の誤 りは空気 の重 さが これ らの結 果 の唯 一 の原 因 で あ る こ とを証 明す る こ と を不 可 能 に した の で あ る。 とい うの は、 空 気 の重 さ は山 頂 よ り も山麓 にお い て よ り大 きい の で 、 そ の効 果 は 山麓 に お い て重 さ と比 例 して よ り大 きい で あ ろ う こ とは 明 らか だ か らで あ る。

そ の よ う な わ け で 、 一 方 が も う一 方 よ り も400toisesか ら500toises 高 い 二 つ の場 所 で実 験 を行 な う こ とに よ って は じめ て この証 明 に達 す る こ

とが で き る と、 わ た しは結 論 した。 そ して 、 わた しは そ の た め に オ ー ヴ ェ ル ニ ュ の ピ ュイ ・ド ・ドー ム 山 を選 ん だ が 、 そ の 理 由 は そ の実 験 が成 功 す

る とす ぐ、1648年 に印刷 させ た小 さな書 物 にお い て の べ て お い た 。

こ の実 験 は 、場 所 と時 間 が 変 る につ れ て水 が ポ ンプ 中で 異 な る高 さ まで 上 が る こ と、 お よ び、水[の 高 さ]は 空 気 の重 さ に比 例 して い る こ と を発 見 させ た ので 、 これ らの結 果 の完 全 な認 識 を与 えて くれ た の で あ る。 そ れ はす べ て の疑 惑 に終 止 符 を打 っ た。 そ れ は何 が そ の真 の原 因で あ るか を示 した 。 そ れ は 空 虚 の 恐 怖 が 原 因 で な い こ と を琿 解 させ た 。 そ して 、 最 後 に、 そ れ は こ の件 に 関 して 望 み うる あ らゆ る光 明 を提 供 して い る の で あ る。

ア リス トテ レス学 派 の すべ て の ひ とた ち は 、物 理 学 にお い て従 わ ね ば な らぬ真 の 師 とは実 験 で あ る こ と、 山で な され た実 験 は、 自然 が 空 虚 を嫌 悪 す る とい う世 間 の一 般 的 な信 念 を くつ が え して 、 自然 は空 虚 に対 す るい か