【コラム】化学の歴史―第1部

化学の起源

人類は何千年もの間、化学に魅了されてきました。化学プロセスの最初の使用は紀元前4千年紀にまで遡り、鉱石からの金属抽出に関わるものでした。しかしながら、化学が単なる実用的な技術から、多くの探究分野を持つ本格的な科学的議論へと移行するのは、はるかに後のことでした。自然哲学者たちがこのような自然との関わりや、私たちに見える世界を説明しようとする試みを記録するようになったのは、古代ギリシャの時代になってからのことでした。

例えば、デモクリトス(紀元前460年頃~371年)は、物質の構造に関心を寄せていました。彼の師であるレウキッポスと同様、物質は微小で分割不可能な粒子から成ると確信していました。ギリシャ語の「átomos」(英語で「分割不可能」)に由来する「原子」という用語を作ったのは、デモクリトス自身でした。

ルネサンス期の思想家たちが、日の光のように明白で、疑いの余地なく自明ではないあらゆるものを疑い始めたことで、自然界についての客観的な研究が初めて可能になりました。

フランスの哲学者ルネ・デカルト(1596~1650年)は、自らの懐疑の方法によって自然科学に革命をもたらしました。この方法により、仮定を精査し、体系的に知識を生み出すことが可能になりました。宗教的権威の教えでさえも疑問視されるようになり、これは当時、大きなタブーとされていました。デカルトはまた、数学をあらゆる自然科学の基礎として提唱し、これにより私たちは自然を定性的にだけでなく定量的にも記述・説明できるようになりました。

物理学の分野では、デカルトの思想は急速に受け入れられ、アイザック・ニュートン(1643~1727年)をはじめとする他の科学者たちによって取り入れられ、さらに発展させられました。デカルトとニュートンの研究は、物理学と天文学における急速な進歩の触媒となりましたが、化学は依然として後れを取っていました:ニュートン自身も、「変成」として知られるプロセスにより卑金属を金に変えることができるとされる物質、「賢者の石」を追い求めることに生涯を費やしました。

錬金術から化学への移行

ロバート・ボイル(1627~1692年)は、現代化学の先駆者でした。物質の特性や反応に関する錬金術師たちの知識を包括的な理論へと統合しようと試みた最初の人物の一人として、彼は化学とその命名法における神秘性を取り除きました。

分析の最終生成物、すなわち純粋な物質として「元素」を定義したのは、ボイルでした。彼の合理的なアプローチは、当時の化学の分野において類を見ないものでした。彼は自らの発見を、1661年の画期的な著作『懐疑的化学者』の中で発表しました。この出版物は、錬金術から化学への移行を告げるものであり、これはその書名において接頭辞「al」が取り除かれていることにも見て取れます。それでもなお、ボイルは生涯の終わりまで錬金術を実践し続け、変成を信じ続けました。化学の最終的な飛躍は、19世紀初頭まで待たなければなりませんでした。

余談:電気化学

1800年、アレッサンドロ・ボルタ(1745~1827年)は最初の電池、すなわちボルタ電堆を開発しました。この発明により、電気化学の歴史が始まりました。この電堆は、銅板と亜鉛板を交互に積み重ね、それぞれの板の間を電解質溶液に浸した布で仕切ったものでした。ハンフリー・デービー(1778~1829年)は、自らの電気化学実験にこの電堆を使用し、1807年と1808年に、食塩水溶液や高温の溶融塩を電気分解することにより、(ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムを含む)数多くの元素を発見しました。

デービーはまた、塩水溶液の電気分解を通じて、塩素も単離しました。塩素は水と反応して塩化水素を形成します。それまでは、酸素がすべての酸の重要な成分であると考えられていました。しかしながら、塩化水素には酸素が含まれていないため、デービーは、化合物に酸としての性質を与えるのは水素であることを発見しました。