錫と水銀のラボアジエ焼成。「科学史上最も美しい10の実験」

1764 年、パリ科学アカデミーは「明るさ、メンテナンスの容易さ、経済性を組み合わせて、大都市の街路を照らす最良の方法を見つける」というテーマのコンテストを発表しました。「そして彼は光でその道を示すだろう」（ウェルギリウスの『アエネーイス』の言葉）をモットーとしたプロジェクトが最優秀作品として認められた。このプロジェクトでは、オイルランタンや獣脂キャンドル、反射板の有無など、さまざまな街路照明装置が科学的に実証されました。

1765 年 4 月 9 日、優勝者にはアカデミーの金メダルが授与されました。彼は22歳のアントワーヌ・ローラン・ラヴォアジエであり、フランスと世界科学の将来の誇りであることが判明した。

彼は 1743 年 8 月 26 日にパリの法廷弁護士の家庭に生まれました。父親はアントワーヌを弁護士として見たいと考え、彼を古い貴族の教育機関であるマザラン大学に送り、その後大学の法学部で勉強を続けました。

優れた能力によって区別されたアントワーヌは、幼い頃から厳しく体系的な仕事の習慣を身につけていたため、簡単に勉強しました。大学では、法学に加えて、ラヴォアジエは自然科学も学び、ますます興味を抱くようになりました。彼は有名な化学者 G. Ruel から化学の講義を聞き、J. Guettard から鉱物学、B. de Jussier から植物学を学びます。

1764年、ラヴォアジエは弁護士の肩書を持って大学を卒業し、翌年2月には化学に関する最初の著作『石膏の分析』をパリ科学アカデミーに提出し、その独立性と独創的な思考が評価されました。明らかになった。これまで鉱物の組成が主に「火の作用」によって判断されていたとしたら、彼は「石膏について、このほぼ普遍的な溶媒である水の影響」を研究しました。彼は結晶化プロセスを研究し、石膏が硬化するときに水を吸収することを発見しました。

1768 年に彼は科学アカデミーの化学クラスの非常勤講師に選出されました。フランスの科学者たちは彼に大きな期待を寄せていましたが、それは間違いではありませんでした。

同年、ラヴォアジエは一般納税農家となった。一般課税会社のメンバーの一人として、彼は国民から税金と関税を徴収する権利を受け取りました。会社の任務を遂行している間、彼はフランス西部のタバコ工場と税関を視察しました。収入は主に科学研究用の高価な機器の購入に当てられました。一般農業への参加が、ブルジョワ革命中に偉大な科学者の悲劇的な死の原因となった。

農業に関する多くの責任を負っていたラヴォアジエは、毎日朝の6時から9時までと夕方7時から10時まで、そして週に1回（土曜日）は終日化学を勉強しただけでした。

1772 年以来、ラヴォアジエは金属の燃焼と焙煎の研究を開始し、「物体に結合する空気、または物体から放出される空気 (CO 2 - B.K. のことです) について私たちが知っていることすべてを組み合わせるために、新たな予防策を講じて繰り返します。他の得られた知識と組み合わせて理論を作成します。」同年、彼は金属の燃焼と焼成に関する実験を開始しました。最初の実験はダイヤモンドを燃やすことでした。ラヴォアジエはそれを密閉容器に置き、ダイヤモンドが消えるまで虫眼鏡で加熱しました。生じたガスを検査した結果、ラボアジエはそれが「結合空気」(CO 2) であると判断しました。次に科学者は、事前に重量を量っておいたリンと硫黄を密閉したフラスコ中で燃やしました。実験結果を分析して、彼は燃焼中にリンと硫黄の重量が増加し、この増加は「燃焼中に結合する膨大な量の空気によって起こる」と確信しました。このことから、ラヴォアジエは金属の焼成中に空気も吸収されると考えています。その証拠に、彼は来年特別な実験を実施する予定だ（やはり慎重な計量を実施する）。錫、鉛、亜鉛などのさまざまな金属を密閉容器内で加熱しました。最初、スケール (酸化物) の層が表面に形成されましたが、しばらくするとプロセスは停止しました。ただし、スケールは元の金属よりも重く、加熱前後の容器の重量は同じままでした。これは、金属の重量の増加は容器内に存在する空気によってのみ発生する可能性があることを意味しますが、その場合、そこには希薄な空間が存在するはずです。そして実際、容器が開くと、空気がその中に流入し、容器の重量が増加しました（M.V.ロモノーソフの実験を思い出してください）。

なぜ空気はすべて金属と結合しないのでしょうか? その成分のうち物質と反応するのはどれですか? これらの疑問がラヴォワジェを悩ませた。それらに対する答えはプリーストリーとの会談後に得られた。

英国の科学者の実験を繰り返し、ラボアジエは、空気の1/5が水銀と結合してスケール（酸化水銀）に変わり、残りの空気の4/5は燃焼と呼吸をサポートしないと述べました。酸化物が加熱されると、同量の空気が放出され、残りの空気と混合して元の空気が生成されます。したがって、通常の空気は「きれいな空気」と「窒息する空気」の2つから構成されます。

1775年、ラヴォアジエは「火薬最高責任者」（硝石と火薬産業の管理者）に就任した。彼は工廠に移り、そこで優れた研究所を設立しました。彼はほぼ人生の終わりまでそこで働きました。

実施された研究により、ラヴォアジエは、幻想的なフロギストンではなく、「きれいな」または「命を与える」空気が物質の燃焼に重要な役割を果たすという考えに至りました。科学者は豊富な実験資料をすべて 3 つの論文にまとめ、アカデミーに提出しました。

最初の研究では、水銀と「ビトリオール酸」（硫酸）の相互作用と、結果として生じる硫酸水銀の焙煎を調べました。 2 番目の論文「燃焼一般について」は最も重要で、その中でラヴォアジエは「新しい燃焼理論」を提案しました。この理論によれば、燃焼とは物体と酸素を結合させ、同時に熱と光を放出するプロセスです。結果として得られる生成物は単純な物質ではなく、体と酸素からなる複雑な物質です。燃焼すると物質の重量が増加します。 3つ目の論文は「動物の呼吸と肺を通る空気の変化に関する実験」です。その中で著者は、動物の呼吸は燃焼と同じであるが、よりゆっくりと起こり、この過程で発生する熱が体内の温度を一定に保つ点だけを指摘した。

これらの作品はF. エンゲルスによって高く評価され、彼はラヴォアジエが「初めてすべての化学を立ち上がらせ、その発情的な形で逆立ちした」と書いた。

燃焼の酸素理論はフロギストン理論を否定しました。当時の最も偉大な化学者がフロギストンの支持者であったのは当然のことであり、その中にはシェーレ、キャベンディッシュ、プリーストリーがフロギストンを認めることを拒否したこともあります。ドイツでは、「炎上事件」のファンが抗議のしるしとしてラヴォアジエの肖像画を燃やしたことさえあった…

ラヴォアジエはその革新的な研究により、1778 年にパリ科学アカデミーの会員に選出されました。

1789 年、科学者の最も重要な著作の 1 つである「化学初級コース」が 3 部構成で出版されました。同年、フランスでブルジョワ革命が始まった。 1792年3月に租税農業は清算され、翌年条約はラヴォアジエを含む租税農民の逮捕を決定した。裁判の後、すべての納税農民は死刑を宣告された。 1794 年 5 月 8 日、ラヴォアジエはギロチンにかけられました。 K・A・ティミリャゼフの言葉を借りれば、彼は「フランス国民から命の汁を吸い取った何世代にもわたる捕食者たちの罪」を支払っていたのだ。

18世紀、フランス、パリ。将来の化学科学の創造者の一人であるアントワーヌ・ローラン・ラヴォアジエは、研究室の静かな環境で長年にわたりさまざまな物質を使った実験を行った後、自分が科学に真の革命を起こしたと何度も確信しました。密封された容積内の物質の燃焼に関する彼の本質的に単純な化学実験は、当時一般に受け入れられていたフロギストン理論を完全に否定しました。しかし、新しい「酸素」燃焼理論を支持する強力かつ厳密に定量的な証拠は、科学の世界では受け入れられていません。視覚的で便利なフロギストンモデルは、私たちの頭にしっかりと根付いています。

何をするか？ラヴォアジエは、自分のアイデアを擁護するための無駄な努力に 2 ～ 3 年を費やした結果、彼の科学的環境がまだ純粋に理論的な議論にまで成熟していないため、まったく別の道を歩むべきであるという結論に達しました。 1772 年、偉大な化学者はこの目的のために珍しい実験を行うことにしました。彼は、密封された大釜の中で重いダイヤモンドが燃える光景に参加するよう皆さんに勧めています。どうすれば好奇心に抵抗できるでしょうか？結局のところ、私たちは何も話しているのではなく、ダイヤモンドについて話しているのです。

このセンセーショナルなメッセージを受けて、これまであらゆる種類の硫黄、リン、石炭を使った彼の実験を掘り下げることを望まなかった科学者の熱烈な反対者たちが、一般の人々とともに研究室になだれ込んだことは十分に理解できます。部屋はピカピカに磨かれ、公開焼却を宣告された宝石に劣らない輝きを放っていた。当時のラヴォアジエの研究室は世界最高の研究室の一つに属しており、所有者のイデオロギー上の反対者たちが現在単に参加したがっている高価な実験と完全に一致していた、と言わなければなりません。

ダイヤモンドは期待を裏切りませんでした。他の卑劣な物質に適用されたのと同じ法則に従って、目に見える痕跡もなく燃えました。科学的な観点から見て、目立った新しいことは何も起こっていません。しかし、「酸素」理論、つまり「結合空気」（二酸化炭素）の形成メカニズムは、ついに最も熱心な懐疑論者さえも認識するようになりました。彼らは、ダイヤモンドが跡形もなく消えたのではなく、火と酸素の影響下で質的変化を受け、別のものに変わってしまったことに気づきました。結局のところ、実験の終わりには、フラスコの重さは最初とまったく同じになりました。したがって、皆の目の前でダイヤモンドが誤って消えたことにより、燃焼中に失われると考えられる物質の仮説上の成分を意味する「フロギストン」という言葉は科学用語集から永久に消えました。

しかし、聖なる場所は決して空ではありません。一人は行き、もう一人はやって来た。フロギストン理論は、新しい基本的な自然法則、つまり物質保存の法則に取って代わられました。ラヴォアジエは科学史家によってこの法則の発見者として認められました。ダイヤモンドは人類にその存在を納得させるのに役立ちました。同時に、これら同じ歴史家たちがこのセンセーショナルな出来事の周囲に霧の雲を作り出したため、事実の信頼性を理解するのは依然として非常に困難であるように思われます。重要な発見の優先順位については、ロシア、イタリア、イギリスなど、さまざまな国の「愛国的」サークルによって何の理由もなく長年論争されてきた。

その主張を裏付ける議論は何ですか? 最もばかばかしいもの。たとえばロシアでは、物質保存の法則はミハイル・ヴァシリエヴィチ・ロモノーソフによるものとされているが、彼は実際にそれを発見したわけではない。さらに、証拠として、化学科学の落書き者たちは恥知らずにも彼の個人的な通信からの抜粋を使用しており、そこでは科学者が物質の性質についての推論を同僚と共有しながら、個人的にこの観点を支持すると証言しているとされている。

イタリアの歴史学者は、化学科学における世界的発見の優先順位に対する自分たちの主張を、実験にダイヤモンドを使用するというアイデアを最初に思いついたのはラヴォアジエではないという事実によって説明しています。 1649年にヨーロッパの著名な科学者たちが同様の実験を報告した手紙を知っていたことが判明した。それらはフィレンツェ科学アカデミーから提供されたもので、その内容から、地元の錬金術師たちがすでにダイヤモンドやルビーを強い火にさらし、密封された容器に入れていたことがわかりました。同時に、ダイヤモンドは消えましたが、ルビーは元の形で保存されており、そこからダイヤモンドは「その性質は説明を無視した真に魔法の石」であるという結論が導き出されました。だから何？私たちは皆、何らかの形で先人たちの足跡をたどっています。そして、イタリア中世の錬金術師たちがダイヤモンドの性質を認識していなかったという事実は、他の多くのことが彼らの意識にアクセスできなかったことを示唆しているだけであり、その中には、物質を排除する容器の中で加熱されたときに物質の質量がどこに行くのかという問題も含まれます。空気へのアクセス。

英国人の作家的野心もまた、センセーショナルな実験へのラヴォアジエの関与を一般的に否定しているため、非常に不安定に見える。彼らの意見では、偉大なフランス貴族は、実際には世界で最も高価な2つの金属、オスミウムとイリジウムの発見者として人類に知られている同胞スミッソン・テナントに属する信用を不当に信用されたのである。イギリス側の主張によれば、そのようなデモンストレーションのスタントを行ったのは彼だった。特に、彼は金色の容器（以前は黒鉛と木炭）の中でダイヤモンドを焼きました。そして、これらすべての物質は同じ性質を持ち、燃焼すると、燃焼する物質の重量に厳密に従って二酸化炭素を生成するという、化学の発展にとって重要な結論を導き出したのは彼でした。

しかし、ロシアでもイギリスでも、一部の科学史家がラヴォアジエの傑出した業績を軽視し、ユニークな研究において彼に二次的な役割を与えようとどれほど努力しても、依然として失敗に終わる。この優秀なフランス人は、包括的かつ独創的な精神を持つ人物として、世界社会の注目を集め続けています。蒸留水を使った彼の有名な実験を思い出すだけで十分です。この実験は、水が加熱されると固体物質に変化する能力について当時多くの科学者の間で信じられていた見解を完全に揺るがしました。

この誤った見解は、次の観察に基づいて形成されました。水を「乾燥するまで」蒸発させると、容器の底に必ず固体の残留物が見つかり、これを簡単のために「土」と呼びました。ここは水を陸地に変えるという話があった場所です。

1770 年、ラヴォアジエはこの常識を試しました。まず、彼は可能な限り純粋な水を得るためにあらゆることを行いました。これは、蒸留という 1 つの方法でのみ達成できました。自然界の最良の雨水を採取し、科学者はそれを 8 回蒸留しました。次に、あらかじめ重量を量ったガラス容器に不純物を取り除いた水を満たし、密閉して重量を再度記録しました。それから 3 か月間、彼はこの容器をバーナーで加熱し、中身がほぼ沸騰するまで加熱しました。その結果、容器の底には本当に「アース」ができていました。

しかし、どこから？この質問に答えるために、ラヴォアジエは質量が減少した乾燥した容器の重さを再度測定しました。容器の中に「土」が現れたのと同じくらい容器の重量が変化したことを確認した実験者は、同僚を混乱させた固体の残留物が単にガラスから浸出しているだけであり、奇跡が起こったことに疑いの余地はないことに気づきました。水が土に変わる現象。ここで興味深い化学プロセスが発生します。そして高温の影響下では、それははるかに速く進行します。

ユーリ・フロロフ。

自然科学の歴史には、奇妙と呼ぶにふさわしい実験がたくさんあります。以下に説明する 10 個は完全に著者の好みに従って選ばれたものであり、あなたはその著者に同意しないかもしれません。このコレクションに含まれる実験の中には、何も起こらずに終わったものもあります。科学の新しい分野の出現につながったものもあります。何年も前に始まりましたが、まだ完了していない実験があります。

これは私たちの時代の停留所の様子で、トランペッターを乗せたプラットホームがドップラー原理をテストしながら通り過ぎました。

ドナルド・ケロッグとグア。

この絵を使って色覚をテストできます。正常な視覚を持つ人には円の中の数字 74 が見え、色盲の人には数字 21 が見えます。

地球の球形を調べる実験中に望遠鏡を通して見たもの。 A. ウォレスによる絵。

さらに 5 年が経過し、1938 年以来 9 滴目の粘性樹脂がガラスに落ちます。

バイオスフィア 2 は、コンクリート、鋼管、5,600 枚のガラスパネルで作られた巨大な密閉された複合施設です。

ニュートンジャンプ

アイザック・ニュートン (1643-1727) は子供の頃、かなり虚弱で病弱な少年として育ちました。屋外の試合では、彼はいつも仲間に遅れをとっていた。

1658 年 9 月 3 日、イギリスの革命家で一時的に国の主権的統治者となったオリバークロムウェルが亡くなりました。この日、異常に強い風がイギリスを襲った。人々は言った、「簒奪者の魂を狙って飛んできたのは悪魔その人だ！」しかし、当時ニュートンが住んでいたグランサムの町では、子供たちが走り幅跳びの大会を始めました。風に逆らってジャンプするよりも、風に乗ってジャンプするほうが良いことに気づいたアイザックは、すべてのライバルよりも先を疾走した。

その後、彼は実験を始めました。風を受けて何フィートジャンプできるか、風に逆らって何フィートジャンプできるか、風のない日にどのくらい遠くまでジャンプできるかを書き留めました。これにより、風の強さを足で表すというアイデアが得られました。すでに有名な科学者になっていた彼は、これらのジャンプが自分の最初の実験だと考えていたと語った。

ニュートンは偉大な物理学者として知られていますが、彼の最初の実験は気象学によるものと考えられます。

コンサート・オン・レール

逆のケースもありました。気象学者が実験を行って、1 つの物理仮説の妥当性を証明しました。

オーストリアの物理学者クリスチャン・ドップラーは 1842 年に、光や音の発生源が観察者から移動しているか観察者に向かって移動しているかに応じて、観察者にとって光と音の振動の周波数が変化するはずであるという仮説を提唱し、理論的に実証しました。

1845 年、オランダの気象学者クリストファーベイズバロットは、ドップラー仮説を検証することにしました。彼は平台の機関車を雇い、2人のトランペッターをプラットホームに置き、Gの音を押さえるように頼みました（2人のトランペッターが必要だったのは、1人が空気を吸う間、もう1人が音を奏でることができ、音が途切れないようにするためです））。気象学者はユトレヒトとアムステルダムの間の停留所のプラットホームに、楽器は持たないが音楽に対する絶対的な耳を持った数人の音楽家を配置しました。その後、機関車はトランペット奏者とともにさまざまな速度でプラットホームを引きずり、聴衆とともにプラットホームを通り過ぎ、聴衆はどの音が聞こえたかを記録した。その後、見学者は強制的に乗せられ、トランペット奏者は壇上に立ったまま演奏することになった。実験は2日間続き、その結果、ドップラーが正しかったことが明らかになった。

ちなみに、後にベイスバロットはオランダの気象局を設立し、彼の名前の法則（北半球で風に背を向けて立つと、低気圧は左側にある）を策定し、外国の気象局になりました。サンクトペテルブルク科学アカデミーの正会員。

科学は一杯のお茶とともに生まれる

バイオメトリクス (生物学的実験の結果を処理するための数学的統計学) の創始者の 1 人であるイギリスの植物学者ロバートフィッシャーは、1910 年から 1914 年にかけてロンドン近郊の農業生物学ステーションで働いていました。

従業員チームは男性だけで構成されていましたが、ある日、藻類の専門家である女性を雇用しました。彼女のために、談話室に5時を設けることが決まりました。最初のお茶会では、イギリスにとって永遠のテーマである「紅茶にミルクを加えるのと、すでにミルクが入っているカップに紅茶を注ぐのはどちらが正しいのか」という論争が巻き起こりました。一部の懐疑論者は、同じ割合であれば飲み物の味に違いはないのではないかと言い始めたが、新入社員のミュリエル・ブリストルさんは、「間違った」紅茶（英国貴族はミルクを加えるのが正しいと考えている）を簡単に見分けることができると主張した。お茶に、その逆はありません）。

隣の部屋では、スタッフの薬剤師の協力を得て、さまざまな方法で数杯のお茶が準備され、ミュリエル夫人はその繊細な味を披露しました。そしてフィッシャーは、結果が信頼できるとみなされるには、実験を何回繰り返さなければならないのか、と疑問に思いました。結局のところ、カップが 2 つしかない場合、調理方法をまったく偶然に推測することは十分に可能です。 3 つまたは 4 つであれば、偶然も影響する可能性があります...

これらの反省から、1925 年に出版された古典的な本『科学労働者のための統計的方法』が生まれました。フィッシャーの方法は今でも生物学者や医師によって使用されています。

お茶会参加者の一人の回想によると、ミュリエル・ブリストルはすべてのカップを正確に識別したことに注意してください。

ところで、イギリスの上流社会で紅茶にミルクを加えるのが通例であり、その逆ではない理由は、物理的な現象と関係しています。貴族はいつも磁器のお茶を飲んでいましたが、最初に冷たいミルクをカップに注ぎ、次に熱いお茶を加えると破裂する可能性があります。普通のイギリス人は、誠実さを恐れることなく、陶器やブリキのマグカップでお茶を飲みました。

ホームモーグリ

1931年、アメリカの生物学者ウィンスロップとルエラ・ケロッグの家族によって珍しい実験が行われました。オオカミやサルなどの動物の中で育つ子どもたちの悲しい運命に関する記事を読んだ生物学者は、逆のことをして人間の家族の中で猿の赤ちゃんを育ててみたらどうなるだろうかと考え始めました。彼はその人に近づくでしょうか？当初、科学者たちは幼い息子ドナルドと一緒に、オランウータンの中からドナルドの仲間を見つけやすいスマトラ島に移住したいと考えていたが、それには十分な資金がなかった。しかし、エール大学大型類人猿研究センターは、グアという名前の小さなメスのチンパンジーを彼らに貸与した。彼女は生後7か月、ドナルドは10歳でした。

ケロッグ夫妻は、実験のほぼ20年前に、ロシアの研究者ナデジダ・レディギナがすでに1歳のチンパンジーを子どもの育て方と同じように育てようとしていたが、3年間にわたってチンパンジーの「人間化」に成功していなかったことを知っていた。しかし、レディジーナさんは子供たちの参加なしで実験を実施し、ケロッグ家は息子と一緒に子育てをすることで異なる結果が得られることを期待した。さらに、「再教育」には1歳ではすでに遅すぎるという可能性も否定できません。

グアは家族に受け入れられ、ドナルドと平等に育てられ始めた。彼らはお互いに好意を持ち、すぐに離れられない関係になりました。実験者たちは細部まで書き留めました。ドナルドは香水の匂いが好きですが、グアは香水の匂いが好きではありません。私たちは実験を行いました。部屋の真ん中の天井から糸に吊るされたクッキーを棒を使って取り出す方法を誰がすぐに推測できるでしょうか? そして、男の子と猿に目隠しをして名前を呼んだとしたら、音が聞こえる方向を判断するのにどちらが上手でしょうか? グアは両方のテストで優勝した。しかし、ドナルドに鉛筆と紙が与えられると、彼自身がシートに何かを走り始めたため、サルは鉛筆の使い方を教えなければなりませんでした。

教育の影響でサルを人間に近づけようとする試みは、かなり失敗したことが判明した。グアはしばしば二本足で動き、スプーンで食べることを学び、人間の言葉も少し理解し始めましたが、馴染みのある人々が異なる服を着て現れると混乱し、少なくとも1つの単語、つまり「お父さん」の発音を教えることができませんでした。そして彼女は、ドナルドとは対照的に、私は「ラドゥシキ」のような単純なゲームをマスターできませんでした。

しかし、生後19か月までにドナルドが雄弁に輝かず、たった3つの単語しかマスターしていないことが判明したため、実験は中断されなければならなかった。さらに悪いことに、彼は吠えているような典型的な猿の声で食べたいという欲求を表現し始めました。両親は、少年が徐々に四つん這いになってしまい、決して人間の言語を習得できないのではないかと心配した。そしてグアは保育園に戻されました。

ダルトンの目

実験者の死後、依頼を受けて行われた実験についてお話します。

英国の科学者ジョン・ダルトン（1766-1844）は、主に物理学と化学の分野での発見と、色の認識が損なわれる先天的な視覚欠陥である色覚異常の最初の記述で記憶されています。

ダルトン自身がこの欠陥に苦しんでいることに気づいたのは、1790 年に植物学に興味を持ち始め、植物学の単行本や鍵盤を理解するのが難しいと感じた後でした。本文で白や黄色の花について言及されている場合は問題なく理解できましたが、花が紫、ピンク、濃い赤と説明されている場合、ダルトンにはそれらはすべて青と区別がつかないように見えました。多くの場合、本の説明から植物を特定するとき、科学者は誰かに「これは青い花ですか、それともピンクの花ですか?」と尋ねなければなりませんでした。彼の周りの人々は彼が冗談を言っていると思った。ダルトンを理解できるのは、同じ遺伝的欠陥を持った兄だけでした。

ダルトン自身も、自分の色の知覚を友人や知人の色の視覚と比較して、彼の目にはある種の青いフィルターがあると判断しました。そして、彼は死後、自分の目を摘出し、いわゆる硝子体、つまり眼球を満たすゼラチン状の塊が青みがかった色になっているかどうかを確認してほしいと研究助手に遺贈しました。

研究室助手は科学者の希望を実行しましたが、彼の目には特別なものは見つかりませんでした。彼は、ダルトンが視神経に何か問題を抱えている可能性があると示唆した。

ダルトンの目はマンチェスター文学哲学協会でアルコールの入った瓶に保存されており、すでに私たちの時代、1995年に遺伝学者が網膜からDNAを分離して研究していました。予想通り、彼女には色覚異常の遺伝子が見つかった。

人間の視覚器官を使ったさらに 2 つの非常に奇妙な実験について言及しないことはできません。アイザック・ニュートンは象牙から薄く湾曲したプローブを切り出し、それを目に打ち込み、眼球の後ろに押し当てました。同時に、色のついた閃光や円が目に現れ、そこから偉大な物理学者は、私たちが周囲の世界を見ているのは、光が網膜に圧力をかけるためであると結論づけました。 1928年、テレビの先駆者の一人であるイギリスの発明家ジョン・ベアードは、人間の目を送信カメラとして利用しようとしましたが、当然のことながら失敗しました。

地球は球体ですか?

実際には実験科学ではない地理学における実験の珍しい例。

英国の傑出した進化生物学者であり、ダーウィンの戦友であるアルフレッド・ラッセル・ウォレスは、疑似科学やあらゆる種類の迷信と積極的に闘った（『科学と生命』第 5 号、1997 年を参照）。

1870 年 1 月、ウォレスは科学雑誌の広告を読みました。その広告の投稿者は、地球の球形を明確に証明し、「すべての理性的な人に理解できる方法で凸状鉄道を実証することを約束する人には 500 ポンドの賭けをする」と申し出ていました。川、運河、湖など。」この論争は、地球が実際には平らな円盤であることを証明した本の著者であるジョン・ハムデンによって提案されました。

ウォレスはこの挑戦に挑戦することを決意し、地球の丸みを実証するために運河の 6 マイルの直線セクションを選択しました。区間の始まりと終わりに橋が2本ありました。そのうちの 1 つに、ウォレスは接眼レンズに照準ネジを備えた厳密に水平な 50 倍望遠鏡を取り付けました。運河の中央、各橋から 3 マイル離れた場所に、彼は黒い丸が描かれた背の高い標識を設置しました。もう一方の橋には黒い横縞の板を掛けました。望遠鏡の水面からの高さ、黒い円と黒い縞はまったく同じでした。

地球 (および水路内の水) が平らであれば、望遠鏡の接眼レンズ内で黒い縞と黒い円が一致するはずです。水面が地球の凸面と同じように凸面である場合、黒い円はストライプの上にあるはずです。そしてそれは起こりました（写真を参照）。さらに、その不一致の大きさは、既知の惑星の半径から導出された計算値とよく一致しました。

しかし、ハムデンは望遠鏡を覗くことすら拒否し、秘書を派遣して望遠鏡を覗かせた。そして秘書は、両方の点数が同じレベルであることを聴衆に保証しました。何らかの不一致が観察される場合、それは望遠鏡レンズの収差によるものです。

その後、複数年にわたる訴訟が続き、その結果、ハムデンは依然として500ポンドの支払いを余儀なくされたが、ウォレスは訴訟費用に大幅に多くを費やした。

最長の 2 つの実験

おそらく最も多くのものは 130 年前に開始され (「科学と生活」第 7 号、2001 年を参照)、まだ完成していません。アメリカの植物学者 W. J. ビールは、1879 年に一般的な雑草の種を 20 瓶地面に埋めました。それ以来、科学者たちは定期的に（最初は5年ごと、次に10年ごと、そしてその後は20年ごとに）1本の瓶を掘り出し、種子の発芽をテストします。特にしつこい雑草の中には、まだ発芽しているものもあります。次のボトルは2020年春に発売される予定です。

最長の物理学実験は、オーストラリアの都市ブリスベンの大学、トーマス・パーネル教授で始まりました。 1927 年、彼は固体樹脂の var を三脚に取り付けたガラス漏斗の中に入れました。この樹脂は、分子特性によれば非常に粘稠ではあるものの液体です。次にパーネル氏は、ワニスがわずかに溶けて漏斗の注ぎ口に流れ込むまで漏斗を加熱しました。 1938 年、パーネルが置いた実験用ビーカーに樹脂の最初の一滴が落ちました。 2回目は1947年に陥落した。 1948 年の秋に教授は亡くなり、彼の学生たちはクレーターの観察を続けました。それ以来、1954 年、1962 年、1970 年、1979 年、1988 年、2000 年には減少が続いています。研究室に空調設備が設置され、寒くなったため、飛沫の発生頻度はここ数十年で減少しました。不思議なことに、観察者の目の前で一度も滴が落ちなかったのです。そして、2000 年に画像をインターネットに送信するためにファネルの前にウェブカメラが設置されたときでさえ、8 回目、そして今日最後の投下が行われた瞬間に、カメラは故障しました。

実験はまだ完了には程遠いですが、var の粘度が水の 1 億倍であることはすでに明らかになっています。

バイオスフィア-2

これは私たちのランダムリストの中で最大の実験です。地球の生物圏の実用的なモデルを作成することが決定されました。

1985 年、200 人を超えるアメリカの科学者と技術者が協力して、地球の動植物のサンプルを収めた巨大なガラス張りの建物をソノラ砂漠 (アリゾナ州) に建設しました。彼らは、異物やエネルギー（太陽光エネルギーを除く）の流入から建物を密閉し、すぐに「ビオノート」とあだ名された8人のボランティアチームをここに2年間定住させる計画を立てた。この実験は、自然生物圏におけるつながりの研究に貢献し、例えば長距離宇宙飛行中など、閉鎖系での人間の長期生存の可能性をテストすることを目的としていました。植物は酸素を供給しなければなりませんでした。水は自然のサイクルと生物学的自己浄化のプロセスによって提供され、食物は植物や動物によって提供されることが期待されていました。

建物の内部エリア（1.3ヘクタール）は3つの主要な部分に分割されました。最初のものには、地球の 5 つの特徴的な生態系の例が含まれています。熱帯雨林、「海」 (塩水の盆地)、砂漠、サバンナ (「川」が流れている)、沼地です。これらすべての地域に、植物学者や動物学者によって選ばれた動植物の代表者が定住しました。建物の 2 番目の部分は生命維持システム専用でした。4 分の 1 ヘクタールは食用植物 (「森」からの熱帯果物を数えると 139 種)、魚のいるプール (彼らはティラピアを気取らず、成長が早く、おいしい種）と生物学的廃水処理用のコンパートメント。最後に、「ビオノート」のための居住区（それぞれ 33 平方メートルで、共用のダイニングルームとリビングルームがある）がありました。ソーラーパネルはコンピューターや夜間照明に電力を供給しました。

1991年9月末、8人がガラス温室に「閉じ込められた」。そしてすぐに問題が始まりました。天気は珍しく曇りで、光合成は例年より弱かった。さらに、酸素を消費するバクテリアが土壌中で増殖し、16 か月で空気中のバクテリアの含有量が通常の 21% から 14% に減少しました。外部からシリンダーから酸素を追加する必要がありました。食用植物の収量は予想よりも低いことが判明し、「バイオスフィア-2」の住民は常に飢えていた（すでに11月には食料品店をオープンしなければならなかったが、2年間の経験上、平均体重減少は13％だった））。生息していた花粉媒介昆虫は消滅しましたが（一般に、種の 15 ～ 30% が絶滅しました）、誰も生息しなかったゴキブリが増殖しました。「バイオノート」たちは、少なくとも予定された 2 年間は監禁され続けることができたが、全体としては実験は失敗に終わった。しかし、私たちの生命を保障する生物圏のメカニズムがいかに繊細で脆弱であるかを改めて示しました。

この巨大な構造物は現在、動物や植物の個別の実験に使用されています。

バーニングダイヤモンド

今では、高価で巨大な実験設備を必要とする実験に驚く人はいません。しかし、250 年前にはこれは目新しいことであったため、フランスの偉大な化学者アントワーヌローランラヴォアジエの驚くべき実験を見ようと多くの人々が集まりました (特に実験はルーヴル美術館近くの庭園で新鮮な空気の中で行われたため)。

ラヴォアジエは、高温におけるさまざまな物質の挙動を研究し、そのために太陽光を集中させる 2 つのレンズを備えた巨大なインスタレーションを構築しました。直径 130 センチメートルの集光レンズを作るのは今でも簡単な作業ではありませんが、1772 年にはまったく不可能でした。しかし、眼鏡店は解決策を見つけました。丸い凹面のガラスを 2 つ作り、それらをはんだ付けし、それらの間の空間に 130 リットルのアルコールを注ぎました。このようなレンズの中心の厚さは16センチメートルでした。 2 番目のレンズは光線をさらに強く集めるのに役立ち、2 倍小さく、ガラス鋳物を研磨するという通常の方法で作られました。この光学系はに取り付けられました (その図は「Science and Life」8、2009 年に参照できます)。レバー、ネジ、ホイールの考え抜かれたシステムにより、レンズを太陽に向けることが可能になりました。実験の参加者はスモークグラスを着用していました。

ラヴォアジエは、砂岩、石英、亜鉛、錫、石炭、ダイヤモンド、プラチナ、金といったさまざまな鉱物や金属をシステムの中心に据えました。彼は、真空に密閉されたガラス容器内では、ダイヤモンドが加熱されると黒焦げになり、空気中では燃えて完全に消滅することに注目しました。実験には数千金リーブルの費用がかかりました。

ラヴォワジエ

化学の歴史の中で、アントワーヌ・ローラン・ラヴォアジエの名前ほど多くの重要な化学的出来事に関連付けられた名前はほとんどありません。彼自身は比較的少数の発見をしましたが、新しい事実、他人の発見、そして彼自身の経験を 1 つの全体に組み合わせるという非常に稀な才能を持っていました。彼は最も傑出した自然科学者の一人であり、その研究は化学だけでなく他の自然科学の発展に多大な影響を与え、定量的な研究方法と正確性を自然科学に導入しました。ラヴォアジエが自身の考えを表現するシンプルかつ比喩的な美しい言語は、すべての言葉がまさに著者が与えたいと思っているアイデアを読者に呼び起こし、すべての科学者が目指すべきものの原型となっています。

あアントワーヌ・ローラン・ラヴォアジエは 1743 年に生まれました。少年は、父親の親族や知人といった非常に才能のある人々が集まる社会で育ちました。彼らは重要な公職を占め、科学や社会生活に関するさまざまな問題を仲間内で議論することに慣れていました。そのような議論の間に、未来の科学者は常に存在し、彼の知性と発達ですぐに注目を集めました。有名な弁護士である彼の父親は息子に法教育を受けさせたいと考えていたが、息子が数学と自然科学を好む傾向にあることに気づき、プログラムにこれらの科学が含まれるマザラン大学に入学させた。
大学卒業後、ラボアジエは高等法科大学院に入学し、そこで法学の学士号を取得し、1年後には権利許諾証を取得した。しかし同時に、彼は大学時代にとても好きになった自然科学の研究をやめず、天文学者のニコラ・ルイ・ラカイユ、植物学者のベルナール・ジュシュー、当時の最も優れた科学者の指導の下で研究を続けました。地質学者・鉱物学者のジャン・エティエンヌ・ゲタールが助手となりました。この若い弁護士は、ギヨーム・フランソワ・リュエル教授による化学の講義に特に惹かれました。美しく表現され、数多くの実験を伴ったこれらの講義は、常に満員の聴衆を魅了しました。いくつかのコピーが私たちに伝わっているこれらの講義の録音から、リュエルが聴衆に当時の化学の状態を完全に理解させようとしたことは明らかです。当時の他の化学者と同様に、彼はフロギストン理論の支持者であり、それに基づいて化学現象を説明しました。結局、ラヴォアジエは法学を完全に放棄し、自然科学に専念した。並外れた効率性と体系性により、これらの研究は非常に生産的となり、彼は常に物事の本質を捉え、現象の説明を見つけようと努めました。
これに加えて、ラヴォアジエは技術的および社会経済的問題にも強い関心を持っていました。石膏の組成に関する彼の最初の科学的研究は、同時に 1765 年にパリ科学アカデミーで行った最初の通信でもありました。同年、ラヴォアジエはパリの街路を照らす最良の方法を見つけるためにアカデミーが発表したコンペに参加した。ラヴォアジエはその報告で金メダルを受賞した。
当然のことながら、教養があり、知的で、精力的で科学にとって非常に有益な人物であるラヴォアジエを科学アカデミーの会員に選出するという提案がすぐになされました。選挙は 1768 年に行われました。ラヴォアジエは初めてアカデミーの会議に出席し、そこでいくつかの委員会の委員に選出されました。これらの委員会での彼の活動は、彼のすべての仕事を特徴づけるのと同じ系統性によって特徴づけられました。
ラヴォアジエは財政状況を改善したいと考え、同年、彼にとって致命的な結果をもたらす行為を犯した。彼はまず「一般農民」に関連するあらゆることを非常に徹底的に研究し、内国税の納税農民の一人、つまり「一般農民」になった。農家"*。農民は国から税金を受け取りました。つまり、毎年一定の金額を国庫に寄付し、農民自身も国民から税金を集めました。違いは彼らに有利だった。タバコ生産の監督、税関業務の監督、その他間接税に関する事項を任された。ラヴォアジエは 1769 年から 1770 年にかけて、その特有のエネルギーでこの問題に取り組みました。農業に興味を持ってフランス中を何度も旅しました。
彼はこれらの旅行を利用して、飲料水やその他の天然水について研究しました。ラヴォアジエはそれらを研究し、100回蒸留しても水に溶けている不純物を完全に取り除くことはできないことに気づきました。後者の発生源が蒸留に使用された容器であると仮定して、彼はガラス容器内の水を 90 °C まで 100 日間加熱しました。次に、正確な計量によって、容器の重量損失と水から放出された汚染物質の重量を測定しました。両方の重量は同一であることが判明しました。そこでラヴォアジエは、水が「土」に変わる可能性があるという古くからの意見に反論した。

D 1771 年から 1781 年までの 10 年間は、科学的にはおそらく最も実りの多い年でした。その間、ラヴォアジエは、物体と酸素の化学的相互作用としての彼の新しい燃焼理論の正当性を証明しました。膨大な責任のため、ラヴォアジエは系統立てて正確に一日を過ごす必要があった。朝の6時から9時までと夕方7時から10時までの時間を化学に充て、残りの時間はアカデミーでの仕事やさまざまな委員会の給与計算に充てた。週に 1 日は完全に研究室での作業にあてられました。訪問者はここに来て、得られた結果についての議論に直接参加しました。
金属の燃焼と燃焼現象の研究を始めたラヴォアジエは次のように書いている。「私は、束縛された空気または解放された空気についてすでに知られていることを他の事実と組み合わせて、新しい理論を与えるために可能な限りの予防措置を講じて、先人たちが行ったことをすべて再現することを提案します。この観点から考えると、言及された著者の作品は、連鎖の中の個々のリンクを提供します...しかし、完全なシーケンスを取得するには、多くの実験を行う必要があります。」
1772 年 10 月に開始された対応する実験は、厳密に定量的に実行されました。採取および取得された物質は慎重に計量されました。実験の最初の結果の 1 つは、硫黄、リン、石炭を燃焼させると重量が増加することを発見したことでした。次に、金属が燃える現象も注意深く研究されました。
ここで、今ではほとんど言及されないが、かつては同時代の人々の間で大きな関心を集めた実験、つまりダイヤモンドを燃やす実験に関するデータをいくつか紹介しましょう。
空気中で十分に強く加熱すると、ダイヤモンドは跡形もなく消えることが長い間観察されてきました。ラヴォアジエは、この現象において空気が決定的な役割を果たしていることを実験的に証明しました。空気がアクセスできないダイヤモンドは、同じ温度では変化しません。ラヴォアジエの予測通り、ガラスの鐘の下でダイヤモンドが燃えた。燃えるガラスの焦点に集められた太陽光線によって無色のガスが生成され、石灰水とともに白い沈殿が形成され、その上に酸を注ぐと沸騰した。それは二酸化炭素だった。。これを確認するために、同じ条件で木炭を燃やしてみました。その結果、ダイヤモンドを燃やすときと同じように、二酸化炭素が発生しました。このことから、ラヴォアジエは、ダイヤモンドは石炭が変化したものであると結論付けました。両方の物質は、燃焼すると二酸化炭素を生成します。
科学者の実験とそこから得られた最も重要な結論は、1774 年に彼によって説明されました。見事なプレゼンテーションは、空気は 2 つの気体で構成され、そのうちの 1 つは燃焼中に物質と結合するという意見の説得力のある証拠を提供します。この後、どうやってフロギストン理論が未だにその熱狂的な支持者を維持できたのか不思議に思わざるを得ません。これらの実験から得られたさらなる結論は 1775 年の論文で与えられており、ラヴォワジェは燃焼中に生成されるガス、特に二酸化炭素の性質を特に考察しました。
これらの科学的研究に加えて、ラヴォアジエはタバコや塩などの生産に関連する実際的な問題にも最も積極的に取り組みました。 1775 年に、彼は「火薬最高管理者」、つまり火薬製造の検査官に任命されました。彼はこの事業を完全に変革し、硝石の生産から火薬の製造までを国家の手に集中させました。その結果、工場の生産性は大幅に向上し、火薬のコストは下がりました。

Lアヴォワジェはアーセナルに移り、そこで自分の研究室を設立し、ほぼ生涯そこで働きました。この研究室は、フランス人と外国人の科学者たちの会合の中心となり、議論だけでなく実験自体にも積極的に参加しました。通常ここでは、科学アカデミーに報告書を提出する前に、ラヴォアジエは友人や知人の前で必要な実験を行い、その結果を酸素理論に照らして彼らと一緒に議論しました。この理論の正当性を反論の余地なく証明した後、彼は科学活動の中心を以前の分野に関連する別の分野に移し、呼吸の化学的側面と空気に起こる変化の包括的な研究を始めました。
彼は、燃焼中に生成されるのと同じ二酸化炭素が呼気中に存在することを証明しました。このガスの水溶液が硫黄やリンの燃焼生成物の溶液のように酸性の性質を持っているという事実は、ラヴォアジエにすべての酸素化合物が酸であると信じる理由を与え、彼はそれを「酸素」、つまり酸という名前で表現しました。前者。興味深いのは、二酸化炭素と二酸化炭素は別の物質であることが100年以上前に証明されていたにもかかわらず、当時二酸化炭素に付けられた「炭酸」という名前が今でも多くの人に使われていることです。
1785 年、ラヴォアジエは科学アカデミーの理事に任命され、すぐに科学アカデミーの変革に着手しました。この時から彼は以前にも増してアカデミーとの関わりが深くなった。この時点でラヴォアジエの化学研究のペースは遅くなりましたが、それでも、化学の実際の応用にとって興味深い多くの重要な著作が彼のペンから生まれました。これらの応用例のうち、当時登場したばかりの航空委員会での活動についてのみ言及します。つまり、水素を充填した最初の気球が 1783 年に離陸しました。
1790年までに、学者ピエール・シモン・ラプラスと科学者によって熱の性質に関する大規模な研究が完了しました。この研究で、彼らは熱量を測定し、物体の熱容量を決定する方法を示しました。彼らが発明した機器である熱量計は、今日でもこの目的に使用されています。これらの研究から、ラヴォアジエは動物の体内での熱の発生の研究に移り、熱は石炭の燃焼と非常によく似たゆっくりとした燃焼プロセスの結果であることを確立しました。
1783 年に熱した鉄の上に水蒸気を通すことによって行われた水の分解とその合成に関するラヴォアジエの研究については、さらに説明する必要があります。これらの研究により、水の複雑な組成とその源である水素の性質が最終的に証明されました。彼の結果に関連して、ラヴォアジエはフロギストン理論にさらに激しく反対し始めました。フロギストン理論は、もちろん、定量的測定を使用しない当時の化学にしか存在しえませんでした。

実験器具および装置
A.L. ラヴォアジエ

でラヴォアジエは 1787 年から 1789 年にこの新しい化学を最終形で発表しました。これらの日付の最初は、物質の新しい名前、つまり化学分析に従ってそれらを形成する化学元素からの物体の組成を示す名前が編集された時期です。この最初の科学化学命名法は、新しい化学を古い化学から区別することを目的としたものでした。同じ命名法が「初等化学コース」(1789 年) にも記載されています。
この注目すべき研究の最初の部分は、ガスの生成と分解、単体物質の燃焼、酸と塩の生成における定量的実験の説明に当てられています。発酵現象を研究したラヴォアジエは、次の言葉で化学相互作用の特殊性を強調しました。その後、原則の質と量はほとんど同じままであり、移動と再編成だけが存在しました。化学実験を行う技術全体はこの命題に基づいています。すべての場合において、研究対象の物体の原理と分析によってそこから得られる原理との間の実際の（完全な）同等性を仮定する必要がある。この化学的等価性は、相互作用の前後での体重の等価性を数学的に表現したものです。」
コースの 2 番目の部分では、化学元素を構成する単純で非分解性の物質について学びます。ラヴォアジエは、これらのうち 33 種類を数えました (光と熱を含み、分析方法の改善により一部の元素の分解につながる可能性があると指摘しました)。次に、彼らが形成する相互のつながりが来ます。
最後に、コースの 3 番目の部分は、化学における機器と操作に特化しており、ラヴォアジエの妻が作成した多数の彫刻で説明されています。
ラヴォアジエは、科学アカデミーが実施した度量衡システムの開発の完成に参加しました。この作業は国会でも継続され、地球の子午線の長さに基づく度量衡の十進法を導入することが決定されました。この目的のために、A.L. ラヴォアジエ、J.A.N. コンドルセ、P.S. ラプラスが率いる多くの委員会や委員会が設立されました。彼らは自分たちに割り当てられた仕事を完了し、その結果としてメートル法が誕生し、現在どこでも使われています。これは科学者の最新の科学研究の 1 つです。
「一般租税農業」と税金農民は長らく国民の憎悪の対象であった。 1791年3月の国民議会はファームアウトを廃止し、1794年1月1日までにファームアウトを清算することを提案した。その時以来、ラヴォアジエはこの施設での仕事を辞めました。租税農民に対する運動は発展し続け、1793 年に条約は租税農民を逮捕し、租税農民の清算を加速することを決定した。ラヴォアジエ氏は他の者らとともに11月24日に逮捕された。
1794年5月8日の法廷でのこの事件の審理後、徴税農民全員に死刑が宣告され、同日、ラヴォアジエは他の者とともにギロチンにかけられた。

※国民から税金を徴収する団体。

アントワーヌ・ラヴォアジエはなぜダイヤモンドを燃やしたのでしょうか?

錫と水銀のラボアジエ焼成。 「科学史上最も美しい10の実験」

ラヴォワジエ

実験器具および装置 A.L. ラヴォアジエ

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実験器具および装置
A.L. ラヴォアジエ