WHEN ｜ 時代背景1831年、ファラデーが電磁誘導を見つけ、マクスウェルが生まれ、ダーウィンが出航した

1831年は、科学史にとって不思議な年です。夏の終わりにロンドンでファラデーが電磁誘導を見つけ、その年の12月には、22歳のダーウィンを乗せたビーグル号がプリマスを出港します^⑪。そしてこの年の6月に、エディンバラで生まれたのが、のちにファラデーの仕事を数式にするマクスウェルでした^⑪。磁気から電気を生んだ人、生き物の歴史を読みかえた人、そして、その電気と磁気を式にした人。このシリーズに出てくる3人が、同じ年に顔をそろえているんです。

日本は天保2年。9月には、長州藩で百姓一揆が起こっています^⑪。同じ年には、十返舎一九も亡くなりました^⑪。

同じ年、ロンドンの王立研究所では、電池と導線と鉄の輪を並べた39歳の男が、針の小さな振れを見つめていました。

その男は、どんな人生を歩んだのか？

WHO ｜ 挑戦者製本屋の見習いが、講演のノートを本にして、弟子入りを願った

主な成果

1. ロンドン（鍛冶屋の息子）
2. 17910歳ニューイントン・バッツ9月22日に生まれる。父は鍛冶屋で、信仰の厚い家庭^①
3. 180413歳製本屋リーボーの店使い走りとして働き始める^④
4. 180513〜14歳正式に製本の徒弟になる。7年間の見習い^④
5. 王立研究所（助手）
6. 181220〜21歳デーヴィの講演を聴く。ノートを本にまとめ、弟子入りを願う^②④
7. 181321歳王立研究所デーヴィの助手として採用される^④
8. 1813〜15ヨーロッパ巡遊デーヴィ夫妻に同行して約18か月。アンペールらと会う^①
9. 182129〜30歳電磁回転の実験。この年に結婚^①②成果
10. 182432歳王立協会のフェローに選ばれる^①
11. 182533〜34歳ベンゼンを取り出す^①③
12. 王立研究所（研究者）
13. 183139〜40歳電磁誘導^①成果
14. 1833〜3441〜43歳電気分解の法則。「イオン」「電極」の言葉が定まる^⑦
15. 183947〜48歳働きすぎから、神経の衰弱に倒れる^①
16. 184553〜54歳磁気が光の偏光面を回す（ファラデー効果）。反磁性^②⑮成果
17. ハンプトン・コート（晩年）
18. 185866〜67歳ハンプトン・コート与えられていた家に移って退く^②
19. 186775歳ハンプトン・コート8月25日に死去^①②

ファラデーは1791年、ロンドンの鍛冶屋の家に生まれました。学校で身につけたのは、読み書きと計算まで。13歳で製本屋に働きに出て、翌年には正式な見習いになります^①④。

そこでの毎日が、彼を変えました。店には、製本のために、さまざまな本が持ち込まれます。製本屋の見習いは、それを手に取って、読めてしまう。科学の本も、そこにありました。

そして1812年、20歳そこそこのファラデーは、化学者ハンフリー・デーヴィの公開講演に通います。ただ聴くだけではありません。講義の内容をノートに取り、それを清書して、約300ページの本にまとめました^②④。その本を添えて、デーヴィに手紙を書きます。弟子にしてほしい、と。

製本屋の見習いにできる、いちばん自分らしい自己紹介でした。本の作り方なら知っている。聴いた講義を、本にして届けたんです。デーヴィの返事は、好意的で早かったと伝えられています^②。翌1813年、デーヴィの助手が解雇されたことをきっかけに、ファラデーは王立研究所の助手になります^④。

そのファラデーは、何を見つけたのか？

WHAT ｜ 達成した事起こし電気で動きを作り、10年後に、磁気の変化で電気を作った

どれも大きな発見ですが、このページの主役は、1831年の電磁誘導です。

電磁誘導を、ひとことで言うと、こうです。コイルのそばで磁石を動かすと、導線に電流が流れる^⑧。エルステッドが示した「電流が磁気を生む」の、逆向きです。電気から磁気、磁気から電気。この2つがそろうと、発電機とモーターの両方の原理になります^①。

1821年のモーターの原型は、その10年前の仕事でした。電気を流した導線が、磁石のまわりを回る。電気のエネルギーが、機械的な動きに変わった最初の例とされています^①②。電気で動きは作れた。では、動きから電気は作れるのか。それを確かめる実験の場に、立ってみます。

電流が磁気を生むなら、その逆は？ 実験の場に立ったとき、あなたならどうする？

HOW ｜ 泥沼の攻略法磁石を動かし、円板を回し続け、力線の絵で決まりにまとめた

学会発表のスライド風に、1831年の実験を追ってみます。

鉄の輪の実験で分かったのは、電流が流れるのは、つないだ瞬間と外した瞬間だけ、ということでした。ここから先の考えの道すじは、出典の事実をもとにした再構成です。磁気が「ある」ことではなく、「変わる」ことが大事らしい。だとすれば、電池がなくても、磁石を動かせば磁気は変わるはずです。実際に、棒磁石をコイルに出し入れすると、電流が流れました^⑧。

では、つないでいる間も流すには、どうすればいいのか。岐路の B のように、強さを上げるのではありません。ファラデーは、銅の円板を磁石の極のあいだで回し続けました。すると、針は振れたまま戻らなかった。論文には、ふつうの磁石で「流れ続ける電流」を作れた、と書いています^{⑫ §85〜90}。この円板は、最初の発電機と呼ばれ、のちのダイナモの始まりになりました^⑬⑭。

この「動く導線」の実験をまとめるのに、ファラデーは力線の絵を使います。11月に発表した論文で、誘導の決まりを、導線が磁気の曲線を「切る」向きで書きました。磁気の曲線とは、鉄粉が描く線、小さな磁針が沿う線、つまり力線のことだと、自分で注をつけています^{⑫ §114}。円板が回り続けるあいだ、導線は力線を切り続ける。だから、電流は流れ続けるんです。

ただし、最初の鉄の輪の振れは、この時点ではまだ別の説明でした。電池や磁石の影響を受けている導線は、ふだんと違う「電気緊張状態」にある。ファラデーはそう仮説を立て、名前までつけています^{⑫ §60}。ところが、のちに論文に注を足し、「この状態を認めなくても、十分に説明できると考えるようになった」と、自分で取り下げました^{⑫ §3の脚注}。名前をつけた仮説でも、合わなければ引っこめる。発見の最中のファラデーも、まだ手探りだったんです。

ファラデーは実験の日記に、段落ごとの通し番号をつけました。1832年8月25日に始めた番号は途切れることなく、1860年3月6日に16,041番まで達しています^⑥。式の代わりに、絵と記録で考えた人でした。

大発見をした人に、何が立ちはだかったのか？

WHY ｜ なぜそれが凄かったのか数式の代わりに、力線の絵で考え抜いた