科学史１：産業革命と科学・技術 早稲田大学 5月2９日 金曜５限 担当：隠岐さや香 １． 19 世紀という時代 啓蒙の十八世紀：フランス革命 アメリカ独立戦争 反動・ロマン主義運動の十九世紀前半：反近代 反合理性 産業革命…西洋が非西洋と決定的に異質になった瞬間 エネルギー革命→蒸気機関 「工業化」革命→工業化社会 職業科学者の誕生 ２． 蒸気機関と産業革命 背景： イギリスの特殊事情 燃料としての木材（薪、木炭）の不足→石炭 鉱山の仕事（水をくみ出す） 二つの方法：燃料を燃やして水を加熱蒸発させ、その圧力を大気圧以上にまであげるこ と→蒸気機関（∼１９世紀） 同様の圧力を得るために少量の火薬を爆発させること→内燃機関、電気（２０世紀∼） １７世紀を通じて両者とも探求される 技術的探究と科学的探求の接点 ドニ・パパン（１６４７１７１２？医師）：圧力鍋 るいは道具」 貧窮のうちに世を去った。 「骨も柔らかくする新調理器あ 技術の先行 ニューコメンの大気圧機関（「蒸気機関」と呼ばれた最初の機械） Th. ニューコメン（1663-1722） 大気圧より高圧の蒸気を用いる必要なし 蒸気の凝縮を用いる 鉱山揚水用に初めて実用化 １７１０年代∼１７８０年代 大気圧機関→鉱山排水 都市への給水 製鉄業の復興 ダーハムとニューカッスル中心 炭坑 牛や馬と蒸気機関、どちらが経費がかからないか？ J.ワット（1736-1819）の蒸気機関 分離凝縮機（今で言う復水器） グラスゴー大学づきの精密機械製造工 西インド諸島からもたらされた天文機械の補修をする 特許「火力機関の蒸気と燃料の消費を少なくする新しい手段」（１７６９年１月５日認 可番号９１３） 工場生産：水力から蒸気機関へ 織物産業の機械化・工業化 産業革命の真の主役に／最も競争が激しい cf. R. アークライト (1732-92) アークライト紡績機：たて糸（強くて太い）を紡ぐ →ワットの発明した蒸気機関を動力として利用 →安価な織物で非西洋世界を圧倒 （インドの敗北） 経済的帰結 西洋世界とその経済、産業の膨張→植民地 18 世紀末∼19 世紀 蒸気機関の船舶使用（1780 年代∼） 蒸気機関車（1804 年トレ ビシック 本格的な長距離機関車は 1820 年代∼） ３． 職業科学者の出現 17 世紀以前：自然探究…神の意志と計画を読む 聖職者・貴族・アカデミシアン 19 世紀以降：自然探究…自然から人間が利益を得る 世俗の「職業」化 →1830 s 「科学者」（Scientist）の誕生（W.ヒューエル, 1794-1866） ...ian と ...ist cf. Physician と dentist 科学の専門教育機関の発展 フランス：エコール・ポリテクニーク（1795） 大学理学部（ナポレオン時代） ドイツ：J. リービッヒの化学研究室（19 世紀半ば） ４． 技術の「科学化」 ロマン主義自然哲学の影響…エネルギー・力 非力学的現象（火、熱、光、電気）の科学化 科学の専門教育を受けた職業科学者達による理論化 熱力学の発展 エコール・ポリテクニーク S.カルノー（1796-1832） サディ・カルノー『火の動力機関とこの力の発生に適当な機械に関する考察』（1824） 熱機関から得られる仕事についての研究 効率の最大値 機械の温度差 熱と仕事は相互に交換 仕事の最大化は最高と最低の温度だけが問題〔熱力学第二法 則〕 →熱力学の本格化 誤った前提と後世への貢献 ・「熱素説」 熱は物体とする考え方 技術者に人気 ・蒸気による仕事と水流による仕事のアナロジー 圧力と膨張、仕事を取り扱うことの困難 cf.断熱膨張の際の考え方 蒸気の全熱量 = 顕熱+蒸発の潜熱+膨張の潜熱 〔現代的な解釈：膨張の潜熱＝仕事に変換された熱〕 カルノーによる熱素説を用いた膨張の説明の例 「温度変化が生じないこのような場合に使用された熱素を、体積変化にもとづく熱素となづけよう。この 名前は、熱素が体積に属することを意味するのではない。それは体積にも圧力にも属さない。それを圧力 変化にもとづく熱素となづけることも、同じように可能であろう。われわれは、この熱素が体積の変化に 関してどのような法則にしたがうかを知らない。」 サジ・カルノー(広重徹訳と解説)『熱機関の研究』みすず書房、1973年、51頁。 参考になる文献 村上陽一郎『工学の歴史と技術の倫理』岩波書店、2006 年 古川安『科学の社会史 ルネサンスから 20 世紀まで』南窓社 1989 年 山本義隆『熱学思想の史的展開 熱とエントロピー』全三巻、ちくま学芸文庫、2008 年 小林学「19 世紀における高圧蒸気原動機の発展に関する研究」当郷国業大学大学院社 会理工学研究科経営工学専攻、平成 18 年度博士学位論文（特に第三章） リービヒによる化学実験室の様子 版画 Wilhelm Trautschold (1815-1877), c. 1840.
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