パブリックドメイン古書『創造的な化学産業』（1919）を、ブラウザ付帯で手続き無用なグーグル翻訳機能を使って訳してみた。

　原題は『Creative Chemistry: Descriptive of Recent Achievements in the Chemical Industries』、著者は Edwin E. Slosson です。

　第一次大戦中の編纂ですので、いきおい、兵器関係の話が多くなっています。

　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼。
　図版は省略しました。索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
　以下、本篇。（ノー・チェックです）

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍『創造的化学：化学産業における最近の成果の解説』開始 ***

電子テキストは、ケビン・ハンディ、ジョン・ヘイガーソン、ジョセフィン・パオルッチ、
　　によって作成されました。

世紀の有用な科学書
クリエイティブ・ケミストリー
化学産業における最近の成果について記述する
による
エドウィン・E・スロッソン、理学修士、博士
インディペンデント紙の文芸編集者、コロンビア大学ジャーナリズム学部准教授
『偉大なアメリカの大学』、『現代の主要な預言者たち』、『6人の主要な預言者たち』、『アシルハロゲナミン誘導体とベックマン転位について』、『ワイオミング石油の組成』などの著者。
多数のイラスト付き

ニューヨーク
ザ・センチュリー社
著作権 © 1919
THE CENTURY CO.

著作権 © 1917, 1918, 1919
THE INDEPENDENT CORPORATION

発行日：1919年10月

『アメリカの軍需品』より『アメリカの軍需品』より
より強く新しい形態の鋼鉄の製造は、現代化学における最大の偉業の一つである。

この写真は、第二次世界大戦末期にミッドベール製鉄所で12インチ砲が製造されている様子を写したものである。全長41フィート（約12.5メートル）の砲身は、白熱状態で焼き戻しされた炉から引き出されたばかりで、これから焼き入れされるところである。

私の最初の先生へ
EHS ベイリー教授
カンザス大学の
そして私の最後の先生
ジュリアス・スティーグリッツ教授
シカゴ大学
本書は感謝を込めて捧げます
コンテンツ
私進歩の3つの時期 3
II 窒素 14
III 土壌に栄養を与える 37
IV コールタールカラー 60
V 合成香料および合成フレーバー 93
VI セルロース 110
7 合成プラスチック 128
VIII ゴムをめぐる競争 145
IX ライバルの砂糖 164
X トウモロコシから何が生まれるのか 181
XI 固まった太陽の光 196
12 煙と戦う 218
13 電気炉の製品 236
14 金属、古きものと新しきもの 263
参考文献 297
索引 309
感謝状
本書は、1917年から1918年にかけて『インディペンデント』紙に掲載された一連の記事を基にしています。これらの記事は、一般読者に産業化学の最新の成果を紹介し、大学や高校の化学を学ぶ学生のための補助教材として提供することを目的としていました。本書の執筆に着手するきっかけと機会を与えてくださった『インディペンデント』紙の編集者ハミルトン・ホルト氏と、同紙の発行人カール・V・S・ハウランド氏、そして本書をこの形で再版する特権を与えてくださったハウランド氏に深く感謝いたします。

本書の資料収集にあたり、非常に多くの企業や個人の方々から親切なご支援をいただきました。すべての方に感謝の意を表すことは不可能ですが、特に情報、助言、批判をいただいた方々として、以下の皆様に言及させていただきます。商務省のトーマス・H・ノートン氏、ベルンハルト・C・ヘッセ博士、農務省のH・S・ベイリー氏、シカゴ大学のジュリアス・スティグリッツ教授、デュポン・ド・ヌムール社のL・E・エドガー氏、米国土壌局のミルトン・ホイットニー氏、H・N・マッコイ博士、植物産業局のK・F・ケラーマン氏。

EES

図版一覧
より強く新しい鋼材の製造は、現代化学における最大の成果の一つである。口絵
対向ページ
手榴弾には、放出されると甚大な破壊を引き起こす可能性のある化学エネルギーが秘められている。 16
トリニトロトルエンの製造に従事する弾薬工場の女性たち 17
大規模な化学反応 32
デュポン工場にあるバークランド・アイデ炉で空気を燃焼させている様子 33
デュポン工場における窒素固定用のバークランド・アイデ炉群 33
炭化カルシウムによる窒素固定 40
政府の化学者たちが6トンの緑藻から抽出したカリウム塩を満載した手押し車 41
自然界における静かな窒素固定法 41
カリウム塩の新たな供給源を確保するため、米国政府はカリフォルニア州サザーランドに昆布を利用した実験プラントを設立した。 52
サンディエゴ埠頭の天井設置型吸引装置で、はしけから消化槽へ昆布を汲み上げている。 53
太平洋から海藻を採取する昆布収穫機 53
メリーランド州スパローズポイントにあるベスレヘム・スチール社の工場に設置された、コッパーズ社製副産物コークス炉群。 60
バッファロー工場のこれらの混合槽では、アニリン染料が製造される。 61
稼働中の製紙工場 120
木材パルプ由来のセルロースは現在、多種多様な有用な製品に加工されており、ここにその例をいくつか示す。 121
プランテーションゴム 160
森林ゴム 160
ガーデンホースの製造工程では、ゴムは右側の機械でチューブ状に成形され、左側のテーブル上に巻き取られます。 161
競合する糖類 176
製糖工場の内部。サトウキビを粉砕してジュースを抽出する機械が写っている。 177
アメリカン・シュガー・リファイナリー・カンパニーの真空パン 177
綿実油は、圧搾機で種子から絞り出されたものです。 200
コンプレッサーから蛇口から流れ出る綿実油 201
タヒチ島でココナッツを割る 216
これらのセル内の塩水に電流を流すと、塩が分解されて苛性ソーダと塩素ガスが発生する。 217
ドイツ軍がロシア軍の戦線に対して毒ガス攻撃を開始 224
ガスマスクの容器に果物の種から作った炭を詰める――ロングアイランドシティ 225
ブリッジウッド兵器廠のクロルピクリン製造工場 234
世界最大の海洋溶接作業である、USSノーザン・パシフィックの破損した船尾柱の修理 235
電気炉でコークスとボーキサイトを溶融してアロキサイトを製造する 240
炭化ケイ素結晶の塊 241
電気炉で炭化ケイ素を製造する 241
第二次世界大戦中にアメリカ、連合国、ドイツが使用したガスマスクの種類 256
エッジウッド兵器廠で、溶かした白リンを水で満たした手榴弾に注入する作業。 257
砲弾に「マスタードガス」を充填する 257
パデュー大学のEGマヒン教授が作成した鋼の構造を示す顕微鏡写真 272
金属の微細構造 273
導入
ジュリアス・スティーグリッツ著
元アメリカ化学会会長、シカゴ大学化学教授
近年の戦争は、世界の歴史上かつてないほど、化学が国家の資源開発において極めて重要な位置を占めていることを、世界中の国々に改めて認識させた。この認識の最も印象的な側面のいくつかは、報道を通じて広く世間に伝えられた。例えば、数百万ドル相当の濃縮アニリン染料を積んだドイッチュラント号の冒険的な航海は、かつてドイツが化学工業の産物をいかにドイツに依存していたかを、他のどの出来事よりも鮮明に浮き彫りにした。

国民はまた、ドイツの化学者たちが軍事作戦と経済物資供給の両面において、ドイツを早期の壊滅的な敗北から救ったことを知った。ハーバー、オストワルドをはじめとするドイツの偉大な化学者たちの製法による硝酸塩とアンモニアの空気からの生産工場の飛躍的な拡張がなければ、硝酸塩爆薬のドイツの備蓄が枯渇し、あるいは硝酸塩とアンモニア肥料の不足による食糧供給の枯渇によって、戦争は1915年か1916年初頭に終結していたであろうことは疑いない。綿、銅、ゴム、羊毛、その他多くの生活必需品の代替品の発明も報告されている。

切迫した必要性というプレッシャーの中で成し遂げられたこれらの化学の偉業は、疑いなく国民の驚きと関心を掻き立てました。しかし、戦争と平和の両方の必要性から我が国の資源が極限まで逼迫している今、国民がこの化学という科学が人類にとって真に何を意味するのかを明確に認識し、その魔法のような力が、私たちの血液が静脈や動脈を流れ、建設的で防御的で生命を与える物質を体内のあらゆる臓器に運ぶのと非常によく似た形で、国家の生活全体に活力を与え、保護し、建設する力として浸透していることを認識することが、はるかに重要なのです。

一般の人々が化学が物質の変容に関する基礎科学であることを理解すれば、この包括的な主張の妥当性を容易に受け入れるだろう。例えば、農業と鉄鋼業という全く異なる国家産業に、化学の根本法則が全く同じ形で適用され、科学的制御を可能にしている理由が理解できるはずだ。化学は、畑の塩類、鉱物、腐植土、そして空気中の成分を、トウモロコシ、小麦、綿花、その他無数の農産物へと変容させる。同様に、化学の知識から生まれる巧妙な技術によって、鋼鉄や合金に、考えうる限りのあらゆる硬度、弾性、靭性、強度を与えることができる原鉱石の変容も、化学の法則によって支配されている。そして、農業と鉄鋼業という両極端の中間に位置する何百もの国家活動についても、全く同じことが言えるのだ。

さらに、物質の変容に関する科学の領域は、生命そのものをもその最も崇高な段階として包含しています。誕生から塵への還りまで、化学の法則は生命、健康、病気、そして死を支配する法則であり、この関係性がますます明確に認識されるようになることが、医学を不確かな芸術の領域から、より確実な精密科学の領域へと高める最も強力な原動力となっています。多くの科学者にとって、生命の最も驚くべき事実である遺伝と性格は、生命を生み出す生殖原形質の構成要素の化学組成に最終的な説明を見出さなければならないことが明らかになってきています。単なる形態や形状はもはや至高のものではなく、化学的に機能する生命物質を収容するだけのものとして、本来あるべき場所に追いやられています。

思慮深い人々が、国民が化学という科学が国家生活にとってどれほど重要であるかを広く認識するよう促すべきだと主張している理由が、今や明白になっているはずだ。

科学は、その詳細においては難解な分野である。なぜなら、物質世界の目に見える現象を最もよく解釈できるのは、目に見えない微細な原子や分子という概念に基づいているからである。それぞれの原子や分子はそれ自体が独立した世界であり、その性質は、最高レベルの科学的想像力を駆使した厳密な論理によって正確に推論できる。しかし、一般の人々は、巨大な橋や記念碑的な建造物の驚異に興味を持つ一方で、巨大な橋のあらゆるピンや棒、記念碑的な建造物のあらゆる石片、あらゆるアーチの脚が受けるひずみや応力について、技術者や建築家が行った、非常に細かく複雑な計算を詳しく調べる必要性を感じない。したがって、一般の人々は、私たちの論理の複雑さや、目に見えない微細な粒子を扱う方法についての指導を受けることなく、化学の努力の成果を非常に強い関心を持って理解し、評価することができるのである。

国家全体の福祉のためには、国民が化学と国家生活との関係について十分な理解を持つことが不可欠です。したがって、平和の回復後に必ず訪れるであろう激しい競争を商業と産業が乗り越えるためには、国民は議会の代表者に対し、染料、数え切れないほど貴重な治療薬、そして産業の存続に不可欠な数百種類の化学物質など、戦争によって強いられた化学製造における独立性を維持するよう強く求めなければなりません。

これらの分野で独立していなければ、例えば供給を遅らせたり、質の劣る材料をこの国に送ったり、化学メーカーを安値で売りつけたりといった、悪質な競合国が、いかに容易に我々に計り知れない損害を与えることができるだろうか。そして、化学分野における独立が失われた後には、第一次世界大戦の最初の1、2年のように、我々の産業を弱体化させるかもしれない。これは単なる想像上の可能性ではない。なぜなら、我々の経済史には、独占を維持しようとする外国勢力によって、高級化学品、染料、医薬品といった分野における我々の産業が意図的に弱体化され、破壊された事例が数多く存在するからである。例えば、競合国が染料を支配することで、染料が不可欠な要素として関わる数億ドル規模の製品も支配下に置かれることになるという事実を思い出せば、化学染料というたった一つのレバーによって、いかに巨大な産業力と商業力が支配されているかが理解できるだろう。さらに重要な意味を持つのは、医療分野における化学です。手術台の上で苦痛を和らげるための局所麻酔薬を求める病院の切実な訴え、てんかん患者を鎮静させ発作を抑える催眠薬を求める必死の訴え、戦争初期に次々と繰り出された治療薬へのほとんど狂気じみた要求は、今もなお多くの人々の心に響き渡っています。私たちの少数の化学者たちが、戦争によって得られた化学における独立性を決して手放さないと固く決意しているのも当然のことでしょう。しかし、化学が関わるあらゆる分野での研究を通じて化学の力を発展させてきた先見の明のある人々が成し遂げてきたことを永続させるには、広く啓蒙された国民の存在が不可欠です。

一般市民は、大学や専門学校の優れた化学研究室を支援することで、製品の改良、廃棄物の削減、新産業の創出、生命の維持といった科学が、物質の変換に依存する我が国のあらゆる活動に有益な形で貢献できる重要な拠点を支えることになるということを認識すべきである。

本書の著者は、現代化学研究の偉大な成果の数々、そして化学者たちが今後も注視し続けるべき重要な課題の数々を、読者に分かりやすく伝える上で、国内の誰よりも適任であると言えるでしょう。スロッソン博士は、化学に関する正確かつ深い知識と、生まれながらの作家ならではの卓越した明晰さと的確な表現力を兼ね備えた、まさに類まれな才能の持ち主です。

ここに、偉大な知性による解説がある。講義室につきものの、恐ろしく難解な専門用語を一切排除した解説は、どんなスリリングなロマンス小説にも劣らないほど読み応えがあるだろう。なぜなら、科学的業績の物語は、世界がこれまで知る中で最も壮大な叙事詩であり、過去の偉大な国民叙事詩と同様に、その力の認識と可能性の展望を通して、国民の活力を鼓舞するはずだからだ。

クリエイティブ・ケミストリー
La Chimie posséde cette faculté créatrice à un degré plus éminent que les autres Sciences, parce qu’elle pénètre plus profondément et jusqu’aux éléments Naturels des êtres.

—ベルテロ

[3ページ]

私
進歩の3つの時期
ロビンソン・クルーソーの物語は、人類史の寓話である。人間は砂漠の惑星に漂着し、何百万マイルもの航行不可能な宇宙空間によって、他の居住可能な世界（もし存在するならば）から隔絶されている。ウェルズが言うように、この世界には隕石以外に輸入品はなく、いかなる輸出品もないため、人間は完全に自らの努力に頼らざるを得ない。人間は、道具や武器として利用できる過去の文明の難破船など持っておらず、見つけた原材料を最大限に活用しなければならない。人間による自然征服には、次の3つの段階が区別できる。

獲得期
適応期
創造期

これらの時代は重なり合っており、人類、あるいはむしろその先駆者である文明人は、ある分野では第三段階へと移行しつつも、他の分野では依然として第二段階あるいは第一段階にとどまっている可能性がある。しかし、どの分野においても、この順序は守られている。原始人は、利用できるものは何でも拾い集める。文化の次の段階における後継者は、この粗末な道具を形作り、発展させていく。[4ページ]目的により適したものになるまで。しかし、時が経つにつれて、人間は自然界にあるものや自然に生産されたものよりも優れた新しいものを作り出すことができることに気づくことが多い。野蛮人は発見する。未開人は改良する。文明人は発明する。最初の人は発見する。2番目の人は形作る。3番目の人は作り出す。

原始人は洞窟住人でした。彼は見つけた洞窟や岩の割れ目に避難場所を求めました。後に、彼は洞窟を掘り広げて広くし、入り口に石を積み上げて野獣の侵入を防ぎました。この人工的な障壁、この偽りの外観は徐々に拡張され、強化されていき、ついには丘から切り出した石を使って、開けた野原のどこにでも自分のための洞窟を建てることができるようになりました。しかし、人間はそのような材料では満足せず、今では鉄、レンガ、テラコッタ、ガラス、コンクリート、石膏など、自然界には存在しない材料で構成された建物を建てています。

教育を受けていない野蛮人は、水に浮かぶ木の幹にまたがって川を渡るかもしれない。やがて、丸太の上に座るのではなく、丸太の中に座ることを思いつき、火や火打ち石で丸太の中をくり抜いた。さらにずっと後になって、彼は外洋航行用の船を建造した。

カイン、あるいは最初に兄弟を殺した人物は、石か棒を使った。その後、棒の先に石を結びつけることでより良い武器が作れることがわかった。殺人が高度な技術へと発展するにつれて、棒は弓に、そしてそれがカタパルトに、最終的には大砲へと変化し、石は高性能の爆薬弾へと発展した。野蛮な心を鎮める最初の音楽は[5ページ]木々の間を吹き抜ける風のさざめき。それから、風が奏でるように弦が岩の割れ目に張られ、エオリアン・ハープが誕生した。第二段階は、ヘルメスが亀の甲羅に弦を張り、指で弾いた時、そしてアテナが自らの肺から息を汲み上げ、中空の葦を通して音を出した時に始まった。こうした始まりから、オルガンやオーケストラが生まれ、自然界の何物にも匹敵しないような音色を生み出している。

最初の偶像は、おそらく天から落ちてきた隕石か、砂の中から拾い集めた閃光石や凝結物で、人間に少し似ていたのだろう。その後、人間は自らの姿を模した神々を作り、彫刻や絵画が発展していった。そして今や、未来的な芸術作品は、もし望むならば、第二戒に違反することなく崇拝できるようになった。なぜなら、それらは天にあるもの、地にあるもの、地の下の水の中にあるものの何物にも似ていないからである。

繊維産業においても同様の発展が見られる。原始人は、自らの皮膚を守るために、殺した動物の皮を使っていた。時が経つにつれ、彼（あるいは恐らくは彼の妻。芸術や科学の初期の歩みは男性よりも女性によるものなので）は、葉を束ねたり、樹皮を叩いて作ったりして衣服を作るようになった。その後、羊皮、繭、綿から繊維を摘み取り、撚り合わせて布に織り上げた。今日では、帽子から靴まで、自然界に存在する物質を一切使わずに、あらゆる質感、形、色の服一式を作ることができる。最初に利用可能になった金属は[6ページ]金や銅のように自然界にそのまま存在する金属。後の時代には、鉄鉱石から鉄を抽出することが可能になり、今日では、さまざまな希少金属を組み合わせた人工合金が作られています。薬師は、味が悪かったり見た目が奇妙だったりする根やハーブの煎じ薬を患者に投与していました。薬剤師は、モルヒネ、キニーネ、コカインなどの薬効成分をこれらの根やハーブから抽出する方法を発見し、創造的な化学者は、特定の病気や個々の体質に合わせた無数の薬を作る方法を発見しました。

後期の創造的段階において、私たちは化学の領域へと足を踏み入れる。なぜなら、物質を構成原子に分解し、そこから全く新しい物質を生み出す力を持つのは化学者だけだからである。しかし、化学者は自らの比類なき力に気づくのが遅く、世界は彼の貴重な貢献を活用するのがさらに遅かった。実際、つい最近まで、化学界の指導者たちは、本来最も誇るべき自慢をあからさまに否定していた。フランスの化学者ラヴォアジエは1793年に化学を「分析の科学」と定義した。ドイツの化学者ゲルハルトは1844年にこう述べている。「私は、化学者が生命の自然に反して働き、燃やし、破壊し、分析し、生命力だけが合成によって働き、化学力によって破壊された構造物を再構築することを証明した。」

確かに、前世紀半ばまでの化学者たちは、科学の破壊的な側面にばかり気を取られ、建設的な側面を見失っていた。この点において、彼らは軽蔑された先駆者である錬金術師たちよりも先見の明に欠けていた。[7ページ]そして彼らは気取ってはいたものの、少なくとも何か新しいものを生み出そうと志していた。

化学の二面性を最初に明確に認識したのは、フランスの化学者ベルテロだったと私は思う。彼は化学を「分析と合成の科学」、つまり分解と組み立ての科学と定義した。化学のモットーは、あらゆる経験科学と同様に、「知ることは力なり」である。これは、あらゆる有用な知識の実践的な基準である。ベルテロはさらにこう述べている。

化学は自らの対象を創造する。この創造力は芸術そのものに匹敵し、化学を自然科学や歴史科学と本質的に区別するものである。これらの科学は対象を制御できない。そのため、真理の探求において永遠の無力さに陥りがちであり、わずかでしばしば不確かな断片しか得られないことに甘んじなければならない。それとは対照的に、実験科学は自らの推測を実現する力を持っている。彼らが夢見ることを現実に具現化することができるのだ。

化学は、他の科学よりもこの創造性をより顕著に備えている。なぜなら、化学はより深く物事を探求し、存在の自然要素にまで及ぶからである。

ベルテロの時代以降、つまりここ50年ほどの間に、化学は合成の分野で最大の成果を上げてきた。有機化学、すなわち炭素化合物の化学は、かつてゲルハルトが言うように、組織化された植物や動物の「生命力」によってのみ形成されると考えられていたことからそう呼ばれているが、無機化学、すなわち鉱物の化学をはるかに凌駕する発展を遂げた。[8ページ]化学者たちは、何十万種類もの「有機化合物」を合成してきたか、あるいは合成方法を知っているが、そのうち自然界に存在するものはごくわずかである。

しかし、この化学の概念は、いまだに世界全体に受け入れられるには程遠い。このことは、「インディペンデント」紙にこれらの章が掲載された際に、次のような異議を唱える様々な手紙によって強く私の注意を喚起した。

あなたが「コールタールから何が生まれるか」という記事の中で「染料ビジネスにおいて、芸術は自然を凌駕できる」と述べているのは、ひとまず熱意に駆られて理性の拠り所を失ってしまったからに違いありません。シェイクスピアは、あなたとあなたの「創造的化学」を先取りして、あなたの主張が全く成り立たないことを示しました。

自然は手段によって良くなるわけではない
が、自然は手段を生み出す。だから
、あなたが自然に付け加えると言う芸術も、自然が生み出す芸術なのだ
。

人間が作り出すものは何であれ、自然の産物の完璧さに決して匹敵できないことをよく知っているのに、どうして芸術が自然を凌駕すると言えるのでしょうか？

人間が自然界に現れる神の創造物を改良できると主張するのは、冒涜に等しい。創造できるのは創造主のみである。人間はただ、神の創造物を模倣したり、破壊したり、汚したりするだけだ。

いいえ、染料の製造において人間が自然を凌駕できると主張したのは、一時の気の迷いからではありません。私はそう言っただけでなく、それを証明しました。証明しただけでなく、裏付けもできます。自然界で、実験室で製造される染料と同じくらい豊富で、多様で、鮮やかで、純粋で、安価な染料を見つけた人には、100万ドルを差し上げます。私はまだ見つけていません。[9ページ]現時点でその金額は手元にありませんが、染物職人たちは、染料原料として満足のいく天然原料が見つかるなら喜んでその金額を出すでしょう。これは私の意見ではなく事実であり、アニリン製品に詳しくなかったシェイクスピアが判断すべきことではありません。

引用された箇所でシェイクスピアは、得意の言葉遊びに興じている。「自然」という言葉には、超自然的なものを除くあらゆるものを含むという、適切かつ妥当な意味合いがある。したがって、人間とそのすべての作品は自然の領域に属する。この意味での集合住宅は、鳥の巣やエンドウ豆のさや、水晶と同じくらい「自然」なものなのである。

しかし、このように用語を広く解釈すると、その本来の価値が損なわれてしまう。私がこれまで用いてきたように「自然」という言葉を使う方が、より便利で、また全く正しい。「自然」とは、鉱物、植物、動物界の産物を指し、人間が「芸術」と呼ぶデザイン、発明、建造物は含まない。

一般的に、芸術と自然のどちらが優れているかを断言することはできません。なぜなら、それはすべて視点によって異なるからです。虫は穴を掘れる腐った丸太を好みますが、人間は虫が入り込めない鉄製のキャビネットを好みます。人間が自然を改良できないのであれば、何かを作る動機はありません。したがって、人間の利便性という観点から見れば、人工物は自然物よりも優れていると言えます。そうでなければ、人工物の存在意義がなくなってしまうからです。

科学とキリスト教は、自然人を嫌悪し、文明人に自然人と戦って征服するよう呼びかける点で一致している。自然を征服すること、模倣することではない。[10ページ]自然の摂理こそが、人間の全責務である。メチニコフと聖パウロは、生まれ持った肉体を批判する点で一致している。聖アウグスティヌスとハクスリーは、人間と自然との永遠の対立について意見が一致している。ハクスリーは、ローマ人への講演「進化と倫理」の中で、「社会の倫理的進歩は、宇宙の過程を模倣することではなく、ましてやそこから逃げることではなく、それと戦うことにある」と述べ、さらに「文明の歴史は、人間が宇宙の中に人工の世界を築き上げることに成功した過程を詳細に示している」と述べている。

真の進化論者はこう語る。彼らの唯一の願いは、できるだけ早く、できるだけ遠く自然から離れることだ。自然を模倣する？そうだ、自然を改良できないときは。自然を賞賛する？おそらくそうだろうが、その欠点に目を背けてはならない。自然から学ぶ？立ち上がって自分の道を歩めるようになるまでは、謙虚に自然の足元に座るべきだ。自然を愛する？決してない！自然は、常に恐れ、監視し、回避しなければならない、裏切り者で眠らない敵だ。なぜなら、どんなに警戒していても、いつでも飢饉、疫病、地震によって人類を滅ぼし、数世紀のうちに人類のあらゆる業績の痕跡を消し去ってしまうかもしれないからだ。人間が数世紀にわたって抑え込んできた野獣は、最終的には人間の宮殿に侵入するだろう。苔は壁を覆い、地衣類は壁を破壊するだろう。二枚貝は、人間より先に存在した数千年の間、人間より長く生き残るかもしれない。世界の究極的な退化において、動物の生命は植物よりも先に消滅し、高等植物は下等植物よりも先に絶滅し、最終的には自然の三つの王国は鉱物という一つの王国に縮小するだろう。城塞に君臨し、守られた文明人は [11ページ]自然のあらゆる力を自らの支配下に置いたとはいえ、結局は野蛮人と同じ境遇にある。暗闇の中で火のそばで震えながら、捕食者の足音、蛇のざわめき、猛禽類の鳴き声に耳を傾け、火だけが敵を遠ざける唯一の手段だと知っているが、同時に、火に薪をくべるたびに燃料が減り、ジャングルの獣たちが致命的な襲撃を仕掛けてくる避けられない時が早まることも知っているのだ。

混沌は宇宙の「自然な」状態である。コスモスは稀有で一時的な例外に過ぎない。無数の天体の中で、居住可能なのは明らかにこのコスモスだけであり、しかもそのうちのごく一部（読者は各自で境界線を引くことができる）だけが文明化されていると言える。無政府状態は人類の自然な状態である。約5000年前までは世界中で無政府状態が支配的であったが、それ以降、少数の民族が一時的に一定の平和と秩序を確立することに成功した。しかし、これは懸命かつ粘り強い努力によってのみ維持できるものであり、社会は本来、そこから生じた混沌へと自然に陥っていく傾向がある。

人間が向上できるのは、自然を克服することによってのみである。人類の唯一の救済は、楽園を去った際に人間に課せられた、生涯にわたる重労働という原初の呪いを取り除くことにある。労働者階級を高めようとする者もいれば、彼らを抑圧しようとする者もいる。科学者はより過激な解決策を提示する。労働を廃止することで労働者階級を根絶しようとするのだ。もはや、個人的な労苦、つまりあらゆることを成し遂げるために必要な肉体的エネルギーといった意味での人間の労働は必要なくなる。[12ページ]仕事の種類は外部から得ることができ、極度の労力をかけずに指示や制御を行うことができる。この方向への人類の最初の試みは、自分の負担の一部を馬や牛、あるいは他の人間に押し付けることであった。しかし、この1世紀のうちに、人間や動物の労働は、人間がより高次の生活を送るための余暇を与えるために必要ではないことが発見された。なぜなら、機械を使えば、人間は疲れ果てることなく巨人の仕事をこなすことができるからである。しかし、機械の導入は、人類の進歩の他のあらゆる段階と同様に、恩恵を受けるはずの人々から最も激しい反対に遭った。「ぶち壊せ！」と労働者は叫んだ。「ぶち壊せ！」と詩人は叫んだ。「ぶち壊せ！」と芸術家は叫んだ。「ぶち壊せ！」と神学者は叫んだ。「ぶち壊せ！」と裁判官は叫んだ。この反対は今もなお残っており、あらゆる新しい発明、特に化学の発明は、一般的に不信感を抱かれ、しばしば立法による禁止に直面する。

人間は道具を使う動物であり、機械、すなわち動力で動く道具は、人間特有の成果である。それは純粋に人間の精神の産物である。その本質的な特徴である車輪は、自然界には存在しない。往復運動をするレバーはあらゆる動物の四肢に見られるが、連続的に回転するレバーである車輪は、骨と肉で形成することはできない。動力源としての人間は貧弱な存在である。人間は1日に3,000～4,000カロリーのエネルギーしか変換できず、しかも非常に非効率的である。しかし、人間はそれの10万倍のエネルギーを、2倍の効率で、3倍の期間にわたって処理できるエンジンを作ることができる。こうして初めて、人間は苦痛と労苦から解放され、望む富を得ることができるのである。

[13ページ]そして彼は次第に、自然界を、自らの心の望みにより近い人工世界に置き換えるだろう。人工物としての人間は、最終的に自然を支配し、混沌が再び訪れるまで、自らの創造物の上に君臨するだろう。古代劇では、劇の最後に登場して問題を解決するのはデウス・エクス・マキナであった。社会の救済は、まさにこの超自然的な力、機械仕掛けの神性に求めなければならない。応用科学によって、地球は居住可能となり、まともな人間生活が可能になるのだ。創造的進化は、ついに意識化されつつある。

[14ページ]

II
窒素
生命の守護者であり破壊者
化学者の目から見れば、第一次世界大戦は本質的に窒素の放出をもたらす一連の爆発反応であった。これまでのどの戦争にも、このようなことは見られなかった。最初の戦いはセルロース、主に棍棒で戦われた。次の戦いはシリカ、主に火打ち石の矢じりや槍先で戦われた。そして金属が登場し、最初は青銅、後に鉄が使われた。戦争における窒素の時代は、ロジャー・ベーコン修道士かシュワルツ修道士かはともかく、どちらかが乳鉢で硝石、木炭、硫黄をすりつぶした時に始まった。確かに中国人はずっと前に火薬を発明していたが、哀れな無垢な彼らは、それを爆竹にすること以外に、もっと悪い使い道を知らなかった。「悪名高き硝石」の導入により、戦争は貴族の職業ではなくなり、貴族には他に職業がなかったため、彼らは絶滅し始めた。 1マイル先から発射された銃弾は、人を選ばない。騎士であろうと農民であろうと、勇敢な男であろうと臆病者であろうと、同じように命を奪う可能性がある。砲弾でフェンシングをすることも、羽根飾りのついた帽子で威嚇することもできない。できることはただ一つ、身を隠して反撃することだけだ。しかし、昼間は煙の柱を、夜は炎の柱を、発砲するたびに立て続けに立てる――最も目立つ合図――では、身を隠すことはできない。そこで次のステップは[15ページ]発明されたのは無煙火薬です。この火薬では、燃焼に必要な酸素が燃料である炭素と水素と非常に密接に結合しているため、炭素の黒い粒子が燃え尽きずに残ることはありません。従来の火薬では、炭素と硫黄の燃焼に必要な酸素は硝酸カリウム分子の中に別々に存在しており、混合物をどれほど細かく粉砕しても、爆発の興奮の中で、一部の原子は拡散時に適切なパートナーを見つけられませんでした。新しい火薬は無煙であるだけでなく、灰も出ません。銃身を汚すような黒くて粘着性のあるカリウム塩の塊は残りません。

火薬戦争の時代はクレッシーの戦いで本格的に幕を開けた。当時の歴史家が述べているように、「イギリス軍の大砲は雷鳴のような轟音を立て、多くの兵士と馬を犠牲にした」。ポール・ヴィエイユが発明した無煙火薬は1887年にフランス政府に採用された。これを綿火薬、あるいはニトロセルロース時代の始まりと呼ぶこともできるだろう。あるいは、原始人の棍棒に敬意を表して、人類戦争における第二のセルロース時代と呼ぶこともできるかもしれない。綿火薬以外にも様々なニトロ化合物が使用されるようになったことから、「高性能爆薬時代」と呼ぶ方が適切であろう。

重要な点は、火薬から始まるすべての爆発物には窒素が主要元素として含まれているということです。窒素は他の元素と結合させるのが難しかったため、「不活性元素」と呼ばれるのが一般的です。しかし、化合物から離脱する際に非常に活発に作用するため、活性元素とみなすこともできます。[16ページ]窒素は極めて信頼性が低く、非社交的な元素だと答えることで、質問をはぐらかす。キプリングの猫のように、孤独に彷徨うのだ。

窒素は、怠惰なアルゴンや、その族の他の独身気体ほどひどくはありません。アルゴンの原子はそれぞれが勝手に動き回り、他の原子と一時的にでも結合することを断固として拒否します。窒素原子は互いにペアになって結合しますが、他の元素と結合することを嫌がり、結合してもすぐに解散してしまう可能性があります。皆さんも、そういう人を知っているでしょう。一人でいるときは問題ないのに、どんなクラブや教会、団体に入っても必ず分裂させてしまうような人です。さて、戦争における窒素の価値は、戦場では窒素原子が一体となって行動するという事実にあります。何百万もの窒素原子が銃弾薬の中に静かに詰め込まれていても、近所でちょっとした騒ぎが起きると、例えば雷酸水銀の粒が燃え上がると、窒素原子は激しく震え始め、抑えきれなくなります。その衝撃は塊全体に急速に広がります。水素原子と炭素原子は酸素原子に追いつき、瞬く間に暴走し、出口を求めてあらゆる方向に押し寄せ、そのたびにますます熱を帯びていく。唯一動くのは前方の砲弾だけなので、それらの原子はすべて砲弾にぶつかり、砲弾は止まるまでに10マイルも進むほどの勢いで押し出される。したがって、砲弾による外部からの攻撃に先立って、高温ガスの分子が砲弾に内部から攻撃を仕掛けるのである。その速度は、それらが推進する砲弾の速度とほぼ同じである。

放出されると甚大な破壊を引き起こす可能性のある化学エネルギーを内包している。戦争中、アメリカ政府はここに示されているような手榴弾を6800万個発注した。

[17ページ]これらの爆薬の有効成分は、窒素原子と2つの酸素原子が結合したもので、化学者はこれを「ニトロ基」と呼び、NO₂で表します。この基は、先に述べたように、もともと硝石または硝酸カリウムの形で使用されていましたが、化学者はカリウム部分が銃を汚すため、硝酸塩からニトロ基を取り除き、同じ方法で炭素と水素の化合物に結合させました。この化合物は残留物を残さずに燃焼し、ガスのみを発生させます。これらの炭化水素誘導体の中で最も単純なものの1つがグリセリンで、日焼け止めに使うものと同じです。これを硝酸と硫酸と混合するとニトログリセリンが得られます。これは簡単に作れますが、生命保険に入っていない限り、誰にも作ろうとは勧めません。しかし、ニトログリセリンは保管が難しく、液体であるため取り扱いが困難です。そこで、おがくずや多孔質の土など、吸水性のあるものと混ぜ合わせた。これを棒状に成形したものが、私たちが普段使っているダイナマイトだ。

グリセリンの代わりに、木材パルプや綿の形でセルロースを用い、これを硫酸の存在下で硝酸処理すると、ニトロセルロース、すなわち綿火薬が得られる。これは無煙火薬の主成分である。

綿火薬は見た目は普通の綿とよく似ている。軽くて緩いため、銃にうまく詰め込むことができない。そこで、エーテルとアルコールまたはアセトンに溶かして可塑性のある塊にし、棒状に成形したり、適切な形状と大きさの粒状に切断したりすることで、適切な速度で燃焼するようにする。

ここに液体爆薬であるニトログリセリンがある。[18ページ]ニトログリセリンを多孔質の固体に吸収させる必要があり、多孔質の固体である綿火薬は液体を吸収する必要がある。ニトログリセリンに綿火薬を溶解させて二重爆薬を作ることで、この二つの難題を同時に解決できないだろうか？これは単純なアイデアだ。一度提案されれば、誰でもその理屈が理解できる。しかし、1878年に最初にこのアイデアを思いついたスウェーデンの化学者アルフレッド・ノーベルは、これで巨万の富を築いた。その後、どうやら自分の発明がもたらす可能性のある結果に危機感を抱いたようで、彼はその財産を医学、化学、物理学の発見、理想主義的な文学、そして平和の促進のための国際賞の設立に遺贈した。しかし、文明の進歩と戦争の廃止に向けた彼の死後の努力は、大した成果を上げることはなく、彼の高性能爆薬は後に、彼が報いたいと願った医師、化学者、作家、平和主義者たちを粉々に吹き飛ばすために使われた。

ノーベルの発明品である「コルダイト」は、ニトログリセリンとニトロセルロースに少量の鉱物ゼリーまたはワセリンを加えたものである。コルダイトやニトログリセリンとニトロセルロースの同様の混合物の他に、一般的に使用されている高性能爆薬には他に2種類ある。

一つは、消毒剤としてよく知られている石炭酸から作られます。これを硝酸と硫酸で処理すると、黄色の結晶性固体であるピクリン酸が得られます。各国政府はこの種の爆薬について独自の秘密の製法を持っています。イギリスはこれを「リッダイト」、フランスは「メリナイト」、日本は「シモセ」と呼んでいます。

3 種類目の高性能爆薬は、ベースとしてトルエンを使用します。これは、グリセリン、綿、石炭酸ほど私たちには馴染みがありません。これは、コールタール製品の一つであり、[19ページ]ベンゼンに似た可燃性液体。通常の方法で硝酸で処理すると、他のものと同様に3つのニトロ基を取り込んでトリニトロトルエンになる。人々がこのような長ったらしい単語を使うことは期待できないと認識した化学者たちは、トロチル、トリトール、トリノール、トライト、トリリットなど、さまざまな可愛らしいニックネームを提案したが、一般の人々は、名前に関していつも示すわがままさで、GBS、GKC、FPAのような著者であるかのように、それをTNTと呼び続けている。TNTはこれらの高性能爆薬の中で最新のものであり、ある意味では最も優れている。ピクリン酸は、接触している金属を攻撃して、簡単に爆発する敏感なピクリン酸塩を形成するという悪い癖があるが、TNTは金属に対して不活性で、保存性も良い。TNTは水の沸点よりはるかに低い温度で溶けるため、容易に液化して砲弾に注ぐことができる。通常の衝撃には鈍感である。ライフル弾を薬莢に撃ち込んでも爆発せず、マッチで点火しても静かに燃える。これらの現代の爆薬、有機硝酸塩の驚くべき点は、そのままぶらぶらと燃え続けるのに、雷管のような特定の速度の爆発波で揺さぶられると恐ろしいほどの激しさで爆発することである。ピクリン酸と同様に、TNTは皮膚を黄色く染め、痛みや、弾薬工場で働く従業員（主に女性）の間で深刻な中毒を引き起こすことがある。一方、コルダイトを扱う女性たちはそれをガムのように噛むようになる。これは、爆発の危険があるからではなく、ニトログリセリンが心臓刺激剤であり、彼女たちにはそれが不要だからという有害な習慣である。

[20ページ]

WQホイットマン著「戦争における硝酸塩の物語」より、硝酸の系譜（General Science Quarterly掲載） WQホイットマン著「戦争における硝酸塩の物語」より、硝酸の系譜（General Science Quarterly掲載）
[21ページ]TNTは決して無煙火薬ではない。黒煙を噴き出して爆発し、イギリス兵が「ブラック・マリア」「石炭箱」「ジャック・ジョンソン」などと呼んだドイツ軍の砲弾には、TNTが詰められていた。しかし、砲弾の着弾地点がわかるのは利点であり、発射地点がわかるのは欠点である。

戦争に革命をもたらしたのは、まさにこうした高性能爆薬である。リエージュのグルソン砲塔内部で、この新型硝酸塩を詰めた最初のドイツ軍砲弾が炸裂し、鉄とコンクリートを根こそぎ破壊した瞬間、世界は固定要塞の時代が終わったことを悟った。軍隊は費用をかけて築いた要塞を放棄し、塹壕へと向かった。フランスに駐留するイギリス軍は、自軍の武器が役に立たないことを悟り、ドーバー海峡を越えて「高性能爆薬を送れ、さもなくば我々は滅びる！」と叫んだ。本国政府はこの訴えになかなか応じなかったが、連合国が500ポンドのTNTを詰めた砲弾でドイツ軍を塹壕から吹き飛ばす手段を手に入れるまで、ドイツ軍に対する戦況は進展しなかった。

これらの爆薬はすべて硝酸から作られており、硝酸はかつて硝酸カリウムや硝石などの硝酸塩から作られていました。しかし、硝酸塩は大量に見つかることはめったにありません。ナポレオンとリーは、火薬のために堆肥の山、地下室、洞窟から十分な硝石をかき集めるのに苦労し、ソンムでの数日間の砲撃で放出されたほどの窒素を全作戦で使用しませんでした。現在、硝酸塩が豊富に見つかる場所は世界に1か所しかありません。そして、私たちが知る限りでは1か所だけです。それはアンデス山脈の西斜面の砂漠で、古代のグアノ堆積物が分解され、 [22ページ]塩分を洗い流すほどの雨は降らなかった。ここには幅2マイル、長さ200マイル、深さ5フィートの鉱床があり、硝酸ナトリウムが20～50パーセント産出される。この鉱床は元々ペルーの所有だったが、チリが争奪戦を繰り広げ、1881年に獲得した。農業や火薬製造のために、各国が硝酸塩を求めてここにやってきた。ドイツは最大の顧客で、1913年にはチリ産硝酸塩75万トンを輸入し、さらに他の窒素塩10万トンも使用した。この方法により、彼女の古くて荒れた畑は、私たちの新しい土地よりも多くの収穫をもたらすようになった。ドイツとイギリスは、同じ店で火薬を買う2人の決闘者のようだった。チリ政府は、総額5億ドルにも上る輸出税を懐に入れ、硝石がイギリスとドイツの船に分け隔てなく積み込まれることを許可した。こうして、太平洋の故郷から引き離され、エヴァンジェリンとガブリエルのように海上輸送によって引き裂かれた2つの窒素原子は、フランドルの空で敵対する榴弾砲の砲口から互いの腕の中に投げ込まれたのかもしれない。ゲーテなら、このような題材でロマンスを書けただろう。

戦争が勃発した瞬間、両陣営は互いに海上封鎖を行ったため、この供給源は両陣営にとって遮断された。イギリス艦隊はドイツの港を封鎖し、太平洋に展開していたドイツ巡洋艦はイギリスとフランスへ硝酸塩を輸送する船を阻止するため、チリ沿岸に陣取った。このような緊急事態に対応するために設計されたパナマ運河は、極めて不都合なタイミングで崩壊した。イギリスは硝酸塩輸送ルートを確保するために太平洋に艦隊を派遣したが、射程距離で劣勢となり、1914年11月1日に敗北した。[23ページ]より強力なイギリス艦隊が派遣され、12月8日にフォークランド諸島沖でドイツ艦隊を撃破した。しかし、7週間もの間、硝酸塩ルートは閉鎖され、その間、マルヌ川とイゼル川では化学反応によって窒素化合物が前例のない速度で分解されていた。

イギリスは軍需工場用の硝酸塩を自由に調達できるようになったが、ドイツは依然として供給が滞っていた。ドイツは戦争に備えてチリ産の硝酸塩を備蓄しており、戦争が迫っていると分かるとすぐにヨーロッパで入手できる限りの硝酸塩を買い集めた。しかし、この供給量は全く不十分であり、ドイツの化学者たちが空気から窒素を得る方法を考案して事前にそのような事態に備えていなければ、戦争は最初の冬に終わっていただろう。かつて、イギリスは海を、フランスは陸を支配しており、ドイツには空しか残されていないと言われていた。ドイツ人はこの皮肉を真に受け、イギリスとフランスが占領した分野で彼らに挑むために、空域を最大限に活用しようと決意したようだ。彼らは非常に成功し、皇帝は宣戦布告した時、自らを「空の覇者」とみなしていたかもしれない。彼はツェッペリン飛行船団を保有し、他のどの国も持っていないような窒素固定手段を持っていた。ツェッペリン飛行船は風袋のように破裂したが、窒素プラントは機能し、ドイツは戦争中だけでなく平時においてもチリからの独立を維持することができた。

ドイツは戦時中、年間20万トンの硝酸を爆発物に使用したが、窒素の供給は無尽蔵である。

[24ページ]

世界の固定無機窒素の生産量と消費量（窒素トン数で表示）『工業および工学化学ジャーナル』1919年3月号より。世界の固定無機窒素の生産量と消費量（窒素トン数で表示）『工業および工学化学ジャーナル』1919年3月号より。
窒素は空気のように無料です。それが問題なのです。無料すぎるのです。私たちが求めているのは固定窒素であり、それにお金を払う覚悟があります。つまり、食料や肥料の形で他の元素と結合した窒素です。そうすれば、それを自由に放出するのと同じように利用できます。最も安価な形態の固定窒素であるチリ硝石は、戦争中に250ドルまで上昇しました。無料の窒素はコストがかからず、何の役にも立ちません。もし土地所有者が、大気圏の限界まで広がる空気のピラミッドを頭上に持つ権利があるとすれば――盗聴事件で裁判所がそう判断したと私は信じていますが――1平方フィートごとに[25ページ]彼が所有する土地には、2500ドルで買えるだけの窒素がある。空気の5分の4は遊離窒素で、残りの5分の1の酸素を肺で吸収するように、この遊離窒素も肺で吸収できれば、数分呼吸するだけで十分な栄養が得られる。しかし、私たちはこの遊離窒素をすべて鼻から吐き出し、生きるために必要な結合窒素を摂取するために、ステーキに1ポンド35セント、卵に1ダース60セントも払わなければならない。人間は窒素の海に浸っているにもかかわらず、それを利用できない。まるでコールリッジの「老水夫」のように、「水、水、どこにでもあるのに、飲む水は一滴もない」のだ。

窒素は、フッドが金について言ったように、「手に入れるのも保持するのも難しい」。エンドウ豆やインゲン豆の根に根粒を形成する細菌は、人間にはない、遊離窒素を利用する力を持っている。この静かで目立たないプロセスの代わりに、人間は窒素を固定したいときには雷を呼び起こさなければならない。空気中には、硝酸塩を形成するために結合させたい酸素と窒素が含まれているが、原子は同種のものと対になっている。空気中に電気火花を通すと、これらの対の一部が破壊され、衝撃の混乱の中で孤立した原子は最も近い隣の原子につかまり、別の種類のパートナーを得ることができる。私はスクエアダンスで誰かがミスをしたときに、これと同じことが起こるのを見たことがある。酸素と窒素の原子をその名前の頭文字で次のように表すと、反応は簡単に理解できる。

NN + OO → NO + NO
窒素酸素一酸化窒素

[26ページ]→ は、人工の稲妻の一撃であるジュピターの雷を表しています。左側には、電気処理を受ける前の酸素と窒素の分子が別々の元素ペアとして表示され、矢印の右側には、それらが一酸化窒素の複合分子として表示されています。これは空気から別の酸素原子を取り込み、NOO または原子の数を示すために添え字を使用して文字の繰り返しを避けると NO 2になります。これは、硝酸 (HO—NO 2 ) とその塩である硝酸塩、およびその有機化合物である高性能爆薬でおなじみのニトロ基です。NO 2は茶色で悪臭のあるガスで、水 (HOH) に溶解してさらに酸化されると、完全に硝酸に変わります。

この変換を行う装置は、基本的に煙突の中にある巨大なアーク灯で、そこに熱風が吹き込まれます。空気が電気アークの作用をより徹底的に受けるほど、窒素と酸素の分子はより多く分解され、再配列されますが、一方で、ガスの混合物が放電経路に残ると、NO分子も分解され、元のNNとOOの形に戻ります。したがって、目的は電気アークをできるだけ広く広げ、その中を空気を急速に通過させることです。シェーンヘル法では、電気アークは長さ23フィートの螺旋状の炎で、その中を空気が渦を巻いて流れます。ビルケランド・アイデ炉では、直径7フィート、温度6300°Fの炎の円盤の中に、強力な電磁石の反発力によって広げられた一連の半円弧があります。ポーリング炉では、電極間に[27ページ]電流は、テキサス牛の角のように上向きに外側に湾曲した2本の鋳鉄管で、中を流れる水流によって冷却されます。これらの電気炉は、消費電流1キロワット時あたり2～3オンスの硝酸を生成します。天然硝酸塩や他のプロセスの製品と競争できるかどうかは、どれだけ安価に電力を入手できるかにかかっています。戦前は、ノルウェーやその他水力が豊富に利用できる場所にいくつかの大規模な施設があり、現在ノルウェー人は窒素固定に50万馬力を継続的に使用しており、世界の他の地域も同程度使用しています。ドイツ人はこれらの外国の酸化プラントに多額の投資をしていましたが、戦争直前に売却し、それほど多くの電力を必要としない他のプロセスに目を向けました。ドイツは水力に乏しいからです。彼らが最も多く用いたハーバー・ボッシュ法は、これまで検討してきた反応と同様に単純な反応に基づいている。つまり、2つの元素ガスを結合させて化合物を作る反応である。ただし、この場合の元素は窒素と酸素ではなく、窒素と水素である。これにより硝酸ではなくアンモニアが生成されるが、アンモニアはそれ自体に有用であり、必要に応じて硝酸に変換することもできる。反応式は以下のとおりである。

NN + HH + HH + HH → NHHH + NHHH
窒素水素アンモニア

動物は2匹ずつ入っていき、4匹ずつ出てくる。混合元素の4つの分子が2つの分子に変化し、ガスは半分に縮む。[28ページ]体積が変化する。同時に、元のガスにはなかった、風邪を治すときによく感じる匂いがする。この場合、変化を引き起こすのは電気火花ではない。電気火花は反応を逆行させる傾向があるからだ。ウランは希少金属で、反応に関与していないように見えながら、反応を促進するという特異な性質を持っている。このような物質は触媒と呼ばれる。触媒の作用はやや謎めいており、謎があるときは必ず類推が必要になる。そこで、触媒を社交界で「良いミキサー」と呼ばれる人物に例えることができる。どんな人物かはお分かりだろう。彼は聡明でもなければ、特に口達者でもないかもしれないが、彼がいるとピクニックやホームパーティーでは必ず「何か面白いこと」が起こる。気の利いた女主人、サロンのリーダーは、社交界の触媒なのだ。触媒（人間であれ金属であれ）の問題点は、希少であることと、混合すべき材料が不適切な場合、気まぐれに反応して機能しなくなることがある点だ。

しかし、触媒として使用されるウラン、オスミウム、白金などの金属は高価であり、消費されることはないものの、化学者が言うところの「ガス中の不純物によって容易に汚染される」。ハーバー・ボッシュ法に必要な窒素と水素は、アンモニアに結合させる前に、準備および精製する必要がある。窒素は、空気を低温と圧力で液化し、194℃で窒素を沸騰させることによって得られる。残った酸素は他の用途に利用できる。必要な水素は、暖房に使われる青い炎で燃えるガスである「水性ガス」から、同様の分留法によって抽出される。[29ページ]次に、上記の反応式に示すように、窒素と水素を1対3の割合で混合し、200気圧まで圧縮し、1300°Fまで加熱した後、微粉末状のウランに通します。出てくるガス流には約4パーセントのアンモニアが含まれており、これを冷却して液体に凝縮し、未反応の水素と窒素を再び装置に通します。

アンモニアは冷凍などに利用できますが、窒素を硝酸の形で得るには、いわゆるオストワルド法によって酸化する必要があります。反応式は以下のとおりです。

NH₃ + 4O → HNO₃ + H₂Oアンモニア酸素硝酸水

この反応を触媒するために使用されるのは、表面でのみ反応が起こるため、細い金網状の白金である。アンモニアガスは酸素を供給する空気と混合され、加熱された混合物は毎秒数ヤードの速度で白金金網を通過する。ガスが白金に接触するのはわずか500分の1秒であるが、それでも85パーセントが硝酸に変換される。

構成元素から直接合成してアンモニアを製造するハーバー・ボッシュ法と、アンモニアを硝酸に変換するオストワルド法は、ドイツを救った。ドイツ軍はパリへの進撃がマルヌで阻止されたと悟るとすぐに、長期戦になることを覚悟し、固定窒素の供給計画を直ちに立てた。ドイツの主要な染料は [30ページ]バディシェ・アニリン・アンド・ソーダ・ファブリーク社は、直ちに1億ドルを投じて工場を拡張し、硫酸アンモニウムの生産量を3万トンから30万トンに増やした。ベルリン市の援助を受けたあるドイツの電気会社は、今後25年間、1ポンドあたり3セントの費用で年間6600万ポンドの固定窒素を供給する契約を結んだ。ドイツが毎年輸入する75万トンのチリ産硝酸塩には、必須元素である窒素が約11万6000トン含まれていた。戦争中に建設された14の大規模工場は、年間50万トンの窒素を硝酸塩の形で固定することができ、これは国内消費に必要な量の2倍以上である。つまり、ドイツは今や外部世界から独立しただけでなく、窒素製品の余剰を抱えることになり、その余剰分は、農家が南米産硝石に支払っていた価格の約半額でアメリカにさえ販売できる可能性がある。

ハーバー・ボッシュ法（直接法）以外にも、アンモニアの製造方法はいくつかあり、少なくともドイツ国外では、それらの方法の方がより重要視されている。中でも最も有名なのがシアナミド法である。この方法は、電気炉の生成物である炭化カルシウム（アセチレンガスの原料としてよく知られている）を原料とするため、電力が必要となる。

高温の炭化カルシウムに窒素ガスを流すと、炭化カルシウムは次の式に従って窒素ガスを吸収します。

CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
炭化カルシウム窒素シアナミドカルシウム炭素

シアナミドカルシウムは、1895年にカロとフランケが新しい[31ページ]金抽出に用いるシアン化物の製造工程。石のような外観をしており、石灰窒素、カルクスティックストフ、ニトロリムなどの名称で肥料として販売されている。アンモニアを得るには、過熱蒸気で処理する。反応は熱と圧力を伴うため、頑丈なオートクレーブまたは密閉容器で行う必要がある。シアン化物は、完全に速やかに純粋なアンモニアと炭酸カルシウムに変換される。炭酸カルシウムは、炭化物の製造に使用された石灰石と同じものである。反応式は以下のとおりである。

CaCN 2 + 3H 2 O → CaCO 3 + 2NH 3
シアナミドカルシウム水炭酸カルシウムアンモニア

別の電気炉法であるセルペック法では、窒素固定にカルシウムの代わりにアルミニウムを使用する。金属アルミニウムの製造に一般的に使用される鉱物であるボーキサイト（不純な酸化アルミニウム）を石炭と混合し、窒素が通過する回転式電気炉で加熱する。その式は以下のとおりである。

Al₂O₃ + 3C + N₂ → 2AlN + 3COアルミニウム
炭素窒素アルミニウム炭素酸化物
窒化物一酸化物

次に窒化アルミニウムを加圧蒸気で処理すると、アンモニアが発生し、元の酸化アルミニウムが、原料となった鉱物よりも純度の高い形で回収される。

2AlN + 3H₂O → 2NH₃ + Al₂O₃アルミニウム水
アンモニア酸化アルミニウム
窒化物

セルペック法は、フランスではアルミニウム産業に関連してある程度採用されている。これらは、固定のための主要なプロセスである。[32ページ]窒素は現在使用されていますが、可能性はこれで全てではありません。例えば、ブラウン大学のジョン・C・ブッチャー教授は、1917年に、驚くほど完璧に考案した、非常に魅力的な特徴を持つ新しいプロセスを発表し、センセーションを巻き起こしました。このプロセスは、電力や高圧レトルト、液体空気装置を必要としません。彼は、ソーダ灰、鉄、コークスから作られたブリケットを20フィートのチューブに詰め、加熱されたチューブに発生ガスを通すだけです。発生ガスは、熱い石炭に空気を通すことで作られるため、窒素を含んでいます。反応は次のとおりです。

2Na₂CO₃ + 4C + N₂ = 2NaCN + 3CO
ナトリウム炭素窒素ナトリウム炭酸塩シアン化物
一酸化炭素

ここで鉄は触媒として働き、無害な2つの物質、炭酸ナトリウム（一般的な洗濯ソーダ）と炭素を、人類が知る中で最も致命的な2つの化合物、シアン化物と一酸化炭素に変換します。一酸化炭素は、ガスを吐き出した際に人を死に至らしめる物質です。シアン化ナトリウムはシアン化水素酸の塩であり、奇妙なことに「青酸」とも呼ばれています。これは非常に強力な毒物で、新入生が化学の発表で述べたように、「犬の舌に一滴垂らすだけで人間を殺せる」ほどです。

しかし、シアン化ナトリウムはそれ自体が金の抽出や銀の洗浄に役立つだけでなく、アンモニアや、優れた肥料となる尿素やオキサミドなどのさまざまな化合物、プルシアンブルーを作るフェロシアン化ナトリウム、染色に使用されるシュウ酸に変換することもできます。ブッハー教授は、彼の炉は100ドル未満の費用で1日で設置でき、150ポンドの[33ページ]24時間以内にシアン化ナトリウムを製造できるこの製法は、戦争中、米国政府に無償で提供され、兵器局によってバージニア州ソルトビルに10トン規模の工場が建設された。しかし、休戦協定によって操業は停止され、この製法の将来は不透明なままとなった。

大規模な化学反応大規模な化学反応
化学者の観点から言えば、現代の戦争は窒素化合物からの窒素の急速な放出によって成り立っている。

EI du Pont de Nemours Co. のご厚意による。 EI du Pont de Nemours Co. のご厚意による。
デュポン工場にあるバークランド・アイデ式炉で燃焼する空気

約4000馬力のエネルギーを消費する電気アークが、内部に流れる水で冷却された銅管製のU字型電極間を通過している。チャンバーの側面には、空気が通過して円盤状の炎の表面の両側に直接当たる開口部が見える。この炎は直径約7フィートで、毎秒50サイクルの交流電流が使用されているにもかかわらず、連続しているように見える。電気アークは、写真の下部に尖った極が見える電磁石の反発力によって、この円盤状の炎に広がっている。この強烈な熱によって、空気中の窒素と酸素の一部が結合して窒素酸化物を形成し、これが水に溶けると、爆薬に使用される硝酸となる。

EI du Pont de Nemours Co. のご厚意による。 EI du Pont de Nemours Co. のご厚意による。
デュポン工場における窒素固定用のビルケランド・アイデ式炉群

熱風に電気火花を通すことで窒素を固定する方法は、フランクリンが天から稲妻を奪い、暴君から王笏を奪ったこと、そしてアメリカの熱風の生産量が他国に比類ないことから、アメリカの発明であると予想できたかもしれない。しかし、窒素の問題は、アメリカが間もなく「一流国」との戦争に巻き込まれることが明らかになった1916年までほとんど注目されなかった。1916年6月3日、議会は「水力またはその他の動力源による硝酸塩およびその他の軍需品、肥料およびその他の有用製品の製造に役立つ製品の生産のための最良かつ最も安価で入手しやすい手段」を調査するために、大統領に2000万ドルを拠出した。しかし、1917年4月6日に宣戦布告された時点では、明確な計画は承認されておらず、1918年11月11日に休戦協定が締結された時点では、稼働中の工場は一つもなかった。しかし、5つの工場が着工され、そのうち2つは終戦までに操業開始間近だったものの、閉鎖されてしまった。米国硝酸塩工場第1号はアラバマ州シェフィールドに位置し、アメリカン・ケミカル社の計画に基づき、窒素と水素から「直接反応」によってアンモニアを生産するように設計されていた。その生産能力は無水アンモニア6万ポンドと見積もられていた。 [34ページ]1日にアンモニアを生産し、その半分を硝酸に酸化することになっていた。第2工場はアラバマ州マッスルショールズに建設され、アメリカン・シアナミド社の製法が採用された。この工場は年間11万トンの硝酸アンモニウムを生産する契約を結び、その後、その半分の生産能力を持つシアナミド工場がオハイオ州トレドとアンコールに2つ建設された。

マッスルショールズでは、アラバマ州の綿畑にわずか6ヶ月で2万人のキノコ都市が出現した。原材料である空気はどこにも劣らず豊富で、動力源である水はテネシー川にある政府の水力発電所から得られるはずだったが、戦争中は利用できなかったため、代わりに蒸気が使われた。石炭の熱を利用して空気を液化点まで冷却した。このプロセスの原理は単純だ。熱は膨張し、冷気は収縮することは誰もが知っているが、その逆、つまり膨張は冷却し、圧縮は加熱するという法則を理解している人は多くない。タイヤポンプのように空気を狭い空間に押し込むと、空気は加熱され、通常の圧力まで膨張させると再び冷却される。しかし、圧縮された空気を冷却してから膨張させると、さらに冷たくなり、凝固するほど冷たくなるまでこのプロセスが続く。つまり、大量の空気を膨張させることで、少量の空気を液化点まで冷却することができるのだ。マッスルショールズの空気から窒素を抽出するための液化プラントは、それぞれ毎時1765立方フィートの純窒素を生成できる24基の塔で構成されていた。空気は幅1ヤードの2本のパイプを通して吸い込まれ、不純物を除去するためにスクラビングタワーを通過した。その後、空気は600ポンド/平方まで圧縮された。[35ページ]空気の 9 分の 1 は 50 ポンドまで膨張し、この膨張によって、高圧状態のままの残りの 1 分の 1 は液化点まで冷却された。高さ 24 フィートの精留塔には液体空気のトレイが積み重ねられ、窒素の沸点は酸素の沸点より 12 度低いため、窒素はそこから絶えず泡立って排出された。純粋な窒素ガスは塔の上部に集められ、残りの液体空気（この時点で酸素が約半分）は下部から排出された。

窒素はパイプを通して石灰窒素炉に送られます。これらの炉は1536基あり、それぞれが約4フィート四方で、1600ポンドの粉末炭化カルシウムを収容します。まず電流で加熱して反応を開始させ、その後、反応を継続させるのに十分な熱を発生させます。窒素ガスの流れが細かく粉砕された炭化物を通過すると、前のページで説明したように吸収されてシアナミドカルシウムが形成されます。この生成物は冷却され、粉末化され、湿らせて、未変化の生石灰や炭化物をすべて破壊します。次に、オートクレーブに投入され、高温高圧の蒸気が供給されます。シアナミドに作用する蒸気によってアンモニアガスが放出され、それが塔に運ばれ、冷水が噴霧されて、台所や浴室でおなじみのアンモニア水が得られます。

しかし、弾薬にはアンモニアではなく硝酸が必要だったため、空気中の酸素を利用する必要があった。このプロセスは、既に説明したように、触媒、この場合は白金線を用いて行われる。マッスルショールズには、このような触媒ボックスが696個あった。アンモニアガスは空気と混合され、[36ページ]必要な酸素は上部から導入され、電気で白熱させた1インチあたり80メッシュの白金ガーゼを通して下方へ送られる。この白金ガーゼと接触することで、アンモニアは窒素酸化物の気体（実験室でおなじみの赤い煙）に変化し、パイプを通して排出され、冷却されて水に溶解すると硝酸が生成される。

しかし、戦争中は国内のどの工場も稼働させることができなかったため、米国は硝石の供給を南米に頼らざるを得なかった。チリ産硝石の輸入量は、1914年の50万トンから1917年には150万トンに増加した。終戦後、陸軍省は余剰の硝石15万トンを農務省に引き渡し、アメリカの農家に原価の1トン当たり81ドルで販売した。

窒素は人間の経済において二重の役割を果たしている。それは、維持者としてのヴィシュヌと破壊者としてのシヴァという二つの側面を持つブラフマー神のように現れる。これまで私は窒素の悪しき側面、すなわち戦争における利用について考察してきた。今度はその恩恵的な側面、平和における利用について見ていこう。

[37ページ]

III
土壌に栄養を与える
第一次世界大戦は人々を飢えさせただけでなく、土地をも飢えさせた。エーヌ川での決着のつかない戦いで、インドを飢饉から救えるほどの窒素が失われた。ヨーロッパ全体の人口は戦争によって減ったわけではないが、土壌は人口を支える力を奪われた。植物は成長するために特定の化学元素を必要とし、それらはすべて根が届く範囲になければならない。なぜなら、植物は代用品を受け入れないからだ。戦前のフランスの小麦の茎は、チリ産の硝酸塩、フロリダ産のリン酸塩、ドイツ産のカリウムを足元に蓄えていた。これらはすべて、戦火と輸送不足によって供給が途絶えた。

80種類の元素のうち、作物の生育に必要なのはわずか13種類です。そのうち4種類は気体（水素、酸素、窒素、塩素）、5種類は金属（カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、ナトリウム）、4種類は非金属固体（炭素、硫黄、リン、ケイ素）です。これらのうち、水素、酸素、炭素の3種類は植物の大部分を構成しており、空気と水から容易に得られます。残りの10種類は塩の形で、土壌から吸い上げられる水に溶けています。植物が必要とする量は非常に少なく、土壌中に含まれる量は非常に多いため、通常は供給について心配する必要はありません。[38ページ]ただし、窒素、カリウム、リンの3つは例外です。これらは元素状では植物にとって役に立たないか、あるいは致命的ですが、中性塩に固定されると植物にとって不可欠な栄養素となります。小麦1トンは、土壌から約47ポンドの窒素、18ポンドのリン酸、12ポンドのカリウムを奪います。したがって、農家が毎年これだけの量を畑に補給しなければ、資本を取り崩すことになり、長期的には破産に至ります。

一見すると分かりやすいことも多いが、実際にはこの問題は非常に複雑である。1840年にドイツの化学者ユストゥス・フォン・リービッヒが化学薬品の施用によって土壌の肥沃度を維持できる可能性を指摘したとき、当初は問題がほぼ解決されたように思われた。化学者たちは、土壌と作物を分析し、銀行の帳簿を合わせるように簡単に、毎年土壌にどれだけの成分を補充する必要があるかを算出すればよいと考えていた。しかし、どういうわけかそうはならず、実務的な農業従事者は、その公式が自分の農場には当てはまらないことに気づき、教授たちを嘲笑し、彼らがリービッヒを引用するたびに、不敬にもその名前の音節を入れ替えた。化学者がこの問題をさらに深く掘り下げていくと、結晶化も濾過もできないため、これまで避けてきたコロイド、つまり湿っていて不快な粘着性の物質に対処しなければならないことに気づいた。そこで化学者は物理学者と生物学者に助けを求めたが、二人とも手一杯だった。物理学者は固体、液体、気体の多変量系を扱わなければならないことに気づいた。[39ページ]ギブスの法則では扱いきれないほど多くの相で相互に混和する。生物学者は、新世界の目に見えない動植物に対処しなければならないことに気づいた。

植物はテニスンの詩にあるように、死んだ自分自身の足場を踏み台にしてより高みへと昇っていく。それぞれの世代は、土壌に残った前の世代の残骸と、空気や日光から得た栄養分によって生き続ける。葉や木の幹が地面に落ちるとすぐに、無数の微生物からなる解体班がそれを引き継ぎ、構成要素に分解して新しい構造物を作るために利用する。この過程は「腐敗」と呼ばれ、その結果生じる肥沃な土壌の黒くて粘り気のある物質は「腐植土」と呼ばれる。高等植物は、動物のように自分のタンパク質だけで生きることはできない。しかし、下等植物、つまりある種の細菌は、大きくて複雑なタンパク質分子を構成要素に分解し、その中の窒素をアンモニアまたはアンモニア様の化合物に還元することができる。この作業を終えると、別の細菌群に次の段階の作業を任せる。土壌社会は地上社会と同じくらい複雑で特殊化しており、最も小さなバクテリアでさえ組合の規則に違反するよりは死んでしまうことを知っておく必要があります。2番目のバクテリア群はアンモニアを亜硝酸塩に変え、次に3番目のバクテリア群である硝酸塩労働者連合が介入し、オストワルドが羨むほどの効率で酸化プロセスを完了します。土壌中のアンモニアの96パーセントが硝酸塩に変換されます。しかし、条件がちょうど良くない場合、[40ページ]食物が不足していたり、不健康なものであったり、土壌を循環する空気が有毒ガスで汚染されていたりすると、バクテリアはストライキを起こします。バクテリアの視点から物事を見ていない農夫は、土壌が「病気」だと決めつけ、自分の考えに基づいて土壌を治療しようとします。まず、ストライキ破りを雇おうとするかもしれません。クローバーの根のかさぶたや根粒から窒素固定バクテリアを供給する会社に行き、これらのコロニーを畑にばらまきます。しかし、生活環境が悪いままだと、新しく来たバクテリアもすぐに仕事を辞めてしまい、農夫はお金を失ってしまいます。賢明な農夫であれば、土壌の換気システムを改善したり、石灰を使って酸性を中和したり、窒素産業に従事する平和なバクテリアを捕食するアメーバ状の盗賊を駆除したりして、状況を改善するでしょう。農夫が何十億もの地下の召使いたちを満足させ、協力して働かせるのは容易な仕事ではないが、もしそれができなければ、彼は種と労力を無駄にすることになる。

一般人は土壌を植物を植えるための土台、あるいは固定場所としか考えていない。彼は土壌の価値をその表面積だけで判断し、中身を考慮に入れない。これは、人の財産を金庫の大きさで測るのと同じくらいばかげている。この視点の違いは、ニューヨークの農夫の叔父を案内していた都会の男の古い話によく表れている。セントラルパークに連れて行ったとき、彼は叔父を驚かせようとして「この土地は1エーカーあたり50万ドルの価値がある」と言った。老農夫は地面に足の指を突っ込み、土塊を蹴り出し、それを割って、じっと見て、唾を吐きかけた。[41ページ]そして彼はそれを手に握りしめ、「信じちゃダメだ。1エーカーあたり10ドルの価値もない。実に貧弱な土壌だ」と言った。どちらの言い分も正しかった。

アメリカン・シアナミド社の提供による。アメリカン・シアナミド社の提供による。
炭化カルシウムによる窒素固定

アメリカン・シアナミド社の工場にあるオーブン室の様子。背景に見える鋼鉄製の円筒には炭化ケイ素が詰められ、床に埋め込まれたオーブンに入れられる。これらの円筒を電気で華氏2000度まで加熱すると、純粋な窒素ガスが注入され、炭化ケイ素に吸収されてシアナミドが生成される。シアナミドは肥料やアンモニアとして利用できる。

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政府の化学者たちが6トンの緑藻から抽出したカリウム塩を満載した手押し車

自然界の静かな窒素固定法自然界の静かな窒素固定法
レンゲの根にある根粒には、空気中の遊離窒素を植物の栄養源として利用できる化合物に変換する能力を持つ細菌のコロニーが含まれている。

現代の農業従事者は、土壌が植物の栄養分を生産する実験室であることを認識しており、通常、家族のために栄養を与えるよりも、土壌のためにバランスの取れた栄養を与えることに多くの労力を費やします。もちろん、土壌に栄養を与える必要性は、人類が定住生活を始めた頃から知られており、土壌の肥沃度を維持する古代の方法は、偶然発見され、盲目的に踏襲されたものではありますが、健全で効果的でした。リバティ・ハイド・ベイリーと同様に、詩の形で農業に関する情報を発表することを好んだウェルギリウスは、2000年前に次のように書いています。

しかし、休息と労働の甘美な変遷は、
労働を楽にし、土壌を再生させる。
しかし、汚れた灰を周囲に撒き散らし
、肥沃な糞で休耕地を満たす。

灰はカリウムを、糞は硝酸塩とリン酸塩を供給した。窒素固定細菌が発見されるずっと前から、エンドウ豆のような植物を3年ごとに播種し、その後耕して土壌を肥沃にするという習慣が広まっていた。しかし、こうした地元の供給は常に不十分であり、世界のどこかで肥料の鉱床が発見されるとすぐに、それが利用された。その中で最も豊かだったのは、ペルー沖のチンチャ諸島で、何百万ものペンギンとペリカンが数えきれないほどの世紀にわたって非常に不衛生な生活を送っていた。鳥の糞と死んだ鳥の残骸、そして彼らが餌としていた魚が混ざり合ったグアノは、[42ページ]水深は120フィート。このペンギンの島（アナトール・フランスが描写した島とは異なる）からは、10億ドル相当のグアノが採取され、その鉱床はすぐに枯渇した。

その後、世界の注目はペルーとチリの本土に向けられた。そこでは同様のグアノ鉱床が蓄積され、雨不足のために洗い流されずに硝酸ナトリウム、すなわち「硝石」として堆積していた。これらの鉱床は1809年にドイツ人のタデオ・ヘンケによって発見されたが、硝酸塩が肥料として広く利用されるようになったのは19世紀末になってからのことである。それ以来、これらの鉱床からは5300万トン以上が採掘され、輸出量は年間250万トンから300万トンにまで増加している。これらの鉱床があとどれくらい持つかは意見が分かれるところであり、その意見はチリの硝酸塩株に投資しているか、硝酸塩を製造する新しい合成プロセスに投資しているかによって大きく左右される。米国農務省は、これらの硝酸塩鉱床は数年で枯渇すると述べている。一方、チリの硝酸塩鉱床総監は最新の公式報告書で、現在のペースでは200年間は採掘が続けば採掘可能であり、その後も11％未満の低品位鉱床が計り知れないほど存在すると述べている。

いずれにせよ、南米の鉱床は世界の硝酸塩需要を長く満たすことはできず、創造的な化学が救いの手を差し伸べない限り、いずれ飢餓に陥るだろう。1898年、サー・ウィリアム・クルックス（「クルックス管」、放射計、放射性物質の発見者）は、英国科学振興協会を驚かせた。[43ページ]ウィリアム卿は、世界の小麦生産量が限界に近づいており、1931年までにパンを食べる白人は他の穀物に切り替えたり、人口を制限したりしなければならなくなる一方、米やキビを食べるアジア人は増え続けるだろうと宣言し、科学界に名を馳せた。当時、ウィリアム卿はセンセーショナリストだと嘲笑された。確かにそうだったが、彼の予言は的中する傾向があり、すでに彼の予測があまりにも正確すぎて不安になるほどだったことが明らかになっている。彼が設定した期限の半分も経たないうちに、週に2日は小麦のない日があったが、それは私たちが硝酸塩を大気中に散布し続けていたためである。小麦の生産面積は数十年で減少した。[1]

世界の小麦畑
エーカー
1881-90 1億9200万
1890年～1900年 2億1100万
1900-10 2億4200万
可能性限界 3億
3億エーカーを小麦栽培に利用し、平均収量を1エーカーあたり20ブッシェルに引き上げることができれば、イギリス人のように年間6ブッシェルを消費する10億人を養うのに十分な量となる。この最大値が正しいかどうかはともかく、小麦栽培に適した土壌と気候を持つ地域には明らかに限界があるため、最終的にはクルックスの解決策に立ち返ることになる。つまり、1エーカーあたりの収量を増やす必要があり、これは肥料の使用、特に大気中の窒素固定によってのみ可能となる。クルックスは推定した。[44ページ]小麦の平均収量は1エーカーあたり12.7ブッシェルで、これは米国、オーストラリア、ロシアといった新開地よりは多いものの、土壌が肥沃なヨーロッパよりは少ない。収量を増やすために何ができるかは、以下の数値からわかる。

小麦の収量増加量（1エーカー当たりブッシェル）
1889-90 1913
ドイツ 19 35
ベルギー 30 35
フランス 17 20
イギリス 28 32
アメリカ合衆国 12 15
最大の恩恵を受けたのはドイツで、その理由は、ドイツがチリ産硝石を1880年には5万5000トン、1913年には74万7000トン輸入していたという事実からも明らかです。ジャガイモに関しても、ドイツは同じ土地からアメリカの2倍の収穫量を得ており、1エーカーあたり113ブッシェルに対し、ドイツは223ブッシェルです。しかし、アメリカは平均して1エーカーあたりわずか28ポンドの肥料しか使用していないのに対し、ヨーロッパは200ポンドも使用しています。

チリに頼ることはできず、ドイツが戦時中にそうせざるを得なかったように、自国で硝酸塩を生産する必要があることは明らかです。第1章では、空気中の遊離窒素を固定する新しい方法について検討しました。しかし、窒素固定はこの国では新しい事業であり、これまでの主な頼みの綱はコークス炉でした。石炭をコークスやガス製造用のレトルトや炉で加熱すると、他の分解生成物とともに大量のアンモニアが放出され、ガス洗浄に使用される硫酸に硫酸アンモニウムとして捕捉されます。アメリカのコークス製造業者は、[45ページ]このアンモニウム塩が大気中に放出された結果、毎年約70万トンものアンモニウム塩が失われていました。これは、国土を肥沃に保ち、必要な爆薬をすべて供給するのに十分な量です。しかし現在では、アンモニアやコールタールなどの副産物を回収する炉を導入するなど、改良が進められており、1916年にはこの供給源から年間32万5000トンのアンモニウム塩を得ることができました。

サイエンティフィック・アメリカン誌提供。サイエンティフィック・アメリカン誌提供。
各国における農業用カリウムの消費量

ドイツはカリウムの天然独占権を、チリは硝酸塩の天然独占権をそれぞれ持っていた。ヨーロッパとアメリカの農業は、事実上これら二つの植物性肥料源に依存していた。1914年8月の衝撃で世界が二分された時、連合国は硝酸塩を、中央同盟国はカリウムを保有していた。もしドイツが硝酸塩製造の新製法を隠し持っていなかったら、長く戦争を続けることはできなかっただろうし、そもそも戦争に踏み切ることもなかっただろう。しかし、世界はそれを知らなかった。[46ページ]ドイツ産のカリウム塩の代替品はまだ見つかっていない。そのため、米国におけるカリウムの価格は40ドルから400ドルに跳ね上がり、食料価格もそれに伴って上昇した。価格が通常の10倍にも高騰し、化学者たちが炉の隙間や荒れ地を探し回ったにもかかわらず、米国は1916年に1万トンにも満たないカリウムをかき集めることができたが、これはわずか2週間分の需要を満たすのにやっとの量だった。

戦争勃発時にカリウム鉱石はどうなったのか。1917年7月号の『工業化学ジャーナル』に掲載されたこの図は、1914年にドイツからの塩化カリウムの供給が途絶え、価格が上昇した様子を示している。戦争勃発時にカリウム鉱石はどうなったのか。1917年7月号の『工業化学ジャーナル』に掲載されたこの図は、1914年にドイツからの塩化カリウムの供給が途絶え、価格が上昇した様子を示している。
しかし、カリウム化合物は非常に安価です。砂利をひと握り拾ってみれば、その多くが長石やその他の鉱物で、約10パーセントのカリウムを含んでいることがわかるでしょう。残念ながら、それらはシリカと結合しているため、分離するのは非常に困難です。

しかし「絶え間ない洗浄は石をすり減らす」ので[47ページ]冶金学者が最も高温の炉でも抽出するのが難しいカリウムは、天から降る穏やかな雨によって時を経て洗い流されます。「すべての川は海に流れ込む」ように、海には塩、あらゆる種類の塩、主に塩化ナトリウム（食卓塩）があり、次にマグネシウム、カルシウム、カリウムの塩化物または硫酸塩がこの順に多く含まれています。しかし、海水を完全に蒸発させると、これらはすべて混ざり合って残り、分離するのは困難です。忍耐強い自然だけがそれを行う時間があり、大規模に行われたのはドイツのシュタスフルトという場所だけでした。北西プロイセンが海になるか陸になるかが未定だった時代には、毎年海水が浸水していたようです。これがゆっくりと蒸発するにつれて、溶解した塩が臨界点で結晶化し、さまざまな組み合わせの層を残しました。毎年、3～5インチの塩が堆積し、その上に薄い硫酸カルシウムまたは石膏の層ができました。切り株の年輪のように、これらの年層を数えていくと、シュタスフルト層は1万年かけて形成されたことがわかります。当初は食塩としてのみ採掘されていましたが、1837年にプロイセン政府はより深い新たな鉱床の探査を開始し、求めていた純粋な岩塩ではなく、苦味のある塩、主に硫酸マグネシウム、つまりエプソム塩を発見しました。これは食卓で使うには全く適していません。この塩は当初捨てられていましたが、含まれているカリウムの価値が、求めていた岩塩よりもはるかに高いことがわかったため、ドイツ人はシュタスフルト塩を精製し、世界中に販売し始めました。これらの塩には15～25パーセントのカリウムが含まれています。[48ページ]塩化マグネシウムは「カーナライト」に、硫酸マグネシウムは「カイナイト」に、塩化ナトリウムは「シルビナイト」に配合されている。シュタスフルト工場では3万人以上の鉱夫と労働者が働いている。この事業に従事する企業は約70社あるが、それらは合併している。実際、ドイツ政府はトラストの促進に熱心であり、アメリカ政府はそれを阻止しようとしているため、合併せざるを得ないのだ。かつてシュタスフルトの企業は仲違いして熾烈な競争を始めた。しかし、ドイツ政府は国民同士が互いに殺し合うことに反対している。アメリカのディーラーは前代未聞の掘り出し物を手に入れていたが、ドイツ政府が介入し、利益を食いつぶす輸出関税を課すと脅して、競合企業に再合併を強要した。

このようなビジネス協力の利点は、特に、シュタスフルト塩をアメリカの農業に導入した事例のように、未知の製品の新しい市場を開拓する際に顕著に表れます。どの国の農家も自分のやり方に固執しがちで、苦労して稼いだお金を、聞いたこともない、発音もできない化学薬品に費やすよう説得するとなると、当然ながら、実際にその効果を実感してもらう必要があります。そして、実際に効果を実感してもらうことができました。確か1990年代初頭、ドイツのカリ・シンジケートがアメリカで事業を開始し、アメリカ政府がその主要な宣伝代理店となったのです。各州には農業試験場があり、シュタスフルト塩に関する図解入りの資料、カラーの壁掛け図表、サンプルセット、そして圃場試験用の塩の無料袋が惜しみなく提供されました。[49ページ]試験場の職員たちは、カリ社から提供された情報の科学的正確さを信頼でき、実験もうまくいったことから、カリ肥料の熱心な支持者となった。試験場の広報誌（アメリカ政府が州内のすべての農民に無料で配布してくれた）は、カリ社の広告文と酷似していたため、カリ社は盗作の疑いで訴えることもできたかもしれないが、実際には訴えなかった。イギリスの管理下にあるチリ産の硝酸塩肥料も、後に州立農業試験場を通じて同様の方法で導入された。

カリ社が年間5万ドルを費やしたこうした宣教活動の結果、多くのアメリカ人農民の関心は集約農業に向けられ、彼らは自分たちを養ってくれる土壌に栄養を与える必要性を認識し始めた。彼らは、遠く離れた二つの外国からの供給源に依存するようになった。戦争前、アメリカはシュタスフルトから100万トンの塩を輸入し、農民は2000万ドル以上を支払った。その後、アメリカの独立宣言、すなわち1915年のドイツによる禁輸措置によって、私たちはシュタスフルトとの繋がりを断たれ、5年間、自国の資源に頼らざるを得なかった。チリとの繋がりを断たれたドイツが、畑や軍需工場の窒素問題をどのように解決したかは周知の通りである。ドイツとの繋がりを断たれた私たちにとって、カリウム問題の解決はそう容易ではなかった。

岩石中にカリウムが不足しているわけではないし、空気中に窒素が不足しているわけでもない。しかし、窒素は無料で、捕獲して結合させるだけでよいのに対し、カリウムは花崗岩の牢獄に閉じ込められていて、そこから取り出すのは困難だ。[50ページ]無料で手に入れるには、土壌中のカリウムの割合ではなく、土壌水分中の割合が重要です。ケイ酸塩の中にカリウムが閉じ込められている農家は、金庫の鍵を別のズボンに忘れてきた商人と同じです。支払い能力はあっても、目視による為替取引には対応できません。流れに乗るのは、溶解したカリウムだけです。

祖父の時代には、国家的な独立だけでなく、家庭内での独立もありました。どの家にも、独自の炭酸カリウム工場と石鹸工場がありました。倹約家の主婦は、暖炉のメープルの灰を裏庭に立てた中空の丸太に注ぎ込みました。灰に水をかけると苛性ソーダが溶け出し、下のバケツに流れ落ちました。こうして得られた炭酸カリウムの溶液は、卵を比重計として濃度を測りました。その間、彼女はフライパンの油や皿に残った豚皮など、あらゆる廃油を溜め込んでおり、これらを使って石鹸の原料となる油脂を得ていました。そして、化学技術におけるこの厄介な工程のために特別に定められた日に、油脂と苛性ソーダを一緒に煮詰めて「軟石鹸」、つまり化学者が言うところのステアリン酸カリウムを得ました。硬石鹸が欲しい場合は、塩水で「塩析」しました。溶解度の低いステアリン酸ナトリウムは表面に沈殿し、冷やすと固形のケーキ状になり、紐で棒状に切り分けることができました。しかし、倹約家の主婦は、現在では最も貴重な成分と考えられているカリウムとグリセリンを、排水の中に捨ててしまっていたのだ。

しかし、古い灰汁浸出器は廃墟となった農場にしか見当たらず、私たちはもはや薪を燃やすこともなくなりました。[51ページ]一晩に丸太1本分の生産量。1916年には、価格が10倍に高騰したにもかかわらず、真珠灰として生産されたカリの量はわずか412トンだった。しかし、我々には何らかの形で30万トンのカリが必要なのだ。もちろん、おがくずや廃材をすべてレトルトで炭化して利用できれば、節約策として非常に望ましい。ガスは便利な燃料になる。ガスから洗い流されたタールには多くの貴重な製品が含まれている。そして、木炭やその灰を燃やすといつでもカリを浸出させることができる。しかし、これだけでは、国の供給問題を解決するにはほとんど役に立たないだろう。

他にも利用可能なカリウム含有廃棄物がある。石灰石と長石を組み合わせて使用するセメント工場では、近隣住民の迷惑となるカリウム粉塵が発生する。この粉塵は、炉から発生する排煙を大型の沈殿室や長い煙道に流し込み、袋で捕集したり、水噴霧で洗い流したり、電気で吹き飛ばしたりすることで回収できる。鉄の高炉からもカリウム含有ガスが発生する。

600万トンの砂糖大根には、約1万2000トンの窒素、4000トンのリン酸、1万8000トンのカリウムが含まれていますが、製糖工場の廃液を砂糖大根畑の灌漑に利用しない限り、これらはすべて失われてしまいます。砂糖大根糖蜜は、石灰を用いて可能な限りの糖分を抽出した後、廃液が残りますが、この廃液からカリウムを蒸発、炭化、そして残渣の浸出によって回収することができます。ドイツは砂糖大根工場の廃液から年間5000トンのシアン化カリウムと同量の硫酸アンモニウムを得ており、ドイツにとって廃液を節約することが利益になるのであれば、カリウムを節約する私たちにとっても利益になるはずです。[52ページ]価格は高騰している。政府が「貧困層のためのカリウム」と書かれた募金箱を回すとき、他の様々な産業も少しばかり貢献できるだろう。羊毛の廃棄物や魚の残渣は貴重な肥料となるが、問題解決にはほとんど役立たない。カリウムの副産物をすべて保存したとしても、必要量の15%以上を賄うことはできないだろう。

米国ではシュタスフルトに匹敵するカリウム鉱床はまだ発見されていないものの、ネブラスカ州、ユタ州、カリフォルニア州をはじめとする西部諸州には、カリウム塩とソーダ塩が混ざった相当量のアルカリ湖（水湖または干湖）が数多く存在する。これらの鉱床の中で最大規模を誇るのが、カリフォルニア州のシアーズ湖である。この湖には約12平方マイル（約31平方キロメートル）の面積に深さ約70フィート（約21メートル）の塩の地殻があり、汲み上げられた塩水には約4パーセントの塩化カリウムが含まれている。この量は20年以上国内に供給するのに十分な量だが、カリウム塩をナトリウム塩（カリウム塩の5倍の量）から分離するのは容易でも安価でもない。ナトリウム塩はカリウム塩よりも溶解度が低いため、塩水を蒸発させると先に結晶化する。最終的な結晶化は、サトウキビジュースから砂糖を抽出するのと同様に、真空釜で行われる。このようにして、アメリカン・トロナ社は、ホウ砂1,000トンに加え、毎月約4,500トンのカリウム塩を生産している。塩水に1.5％含まれるホウ砂は、2つの理由から肥料から除去される。一つは単体で販売可能であること、もう一つは植物の生育に有害であることである。

カリウムのもう一つの鉱物源は明礬石で、これは天然のミョウバンの一種、つまりカリウムとアルミニウムの複硫酸塩であり、約10パーセントのカリウムを含んでいます。[53ページ]多量のアルミナを含んでいるが、窯で焙焼することで硫酸カリウムを溶出させることができる。ユタ州メアリーズビル近郊の明礬石鉱床は戦時中に最大限に採掘されたが、この製法では平時の需要を満たすほど安価なカリウムは得られない。

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カリウム塩の新たな供給源を確保するために

米国政府は、昆布の利用を目的として、カリフォルニア州サザーランドに実験プラントを設置した。この収穫機は、一度に40トンの昆布を刈り取ることができる。

太平洋から海藻を採取する昆布収穫機太平洋から海藻を採取する昆布収穫機

写真提供：ハーキュリーズ・パウダー社写真提供：ハーキュリーズ・パウダー社
サンディエゴ埠頭の天井吸引装置で、はしけから消化槽へ昆布を汲み上げている。

ユニオン・パシフィック鉄道でワイオミング州を通過する観光客は、地図上で「リューサイト・ヒルズ」と記された地域を北に見ることになるだろう。もし彼が鞄に入れて持ち歩いている大判の辞書で「リューサイト」という言葉を調べれば、リューサイトは溶岩の一種で、カリウムを含んでいることがわかるだろう。しかし、彼はまた、カリウムはアルミナとシリカと結合しており、これらは分離が難しく、分離できたとしても役に立たないことにも気づくだろう。リューサイト・ヒルズの溶岩の一つで、産地の州名にちなんで「ワイオミング石」と名付けられたものは、明礬石と焙焼するとカリウムの57パーセントが可溶性の形で得られるが、これはコストがかかりすぎる。カリウム長石や雲母についても同じことが言える。それらは十分に豊富にあるが、例えばシリカをセメントに、アルミニウムを金属として利用するなど、副産物を利用する方法が見つかるまでは、私たちの問題を解決することはできない。

陸地からカリウムを採取するのは非常に困難なため、海から採取することが提案されている。米国農務省の専門家は、カリフォルニア沿岸からほど近い太平洋に大量に漂う昆布や巨大海藻に大きな期待を寄せている。これはガソリンエンジンで動く海洋収穫機で収穫され、はしけで海岸に運ばれ、そこで乾燥させて地元で肥料として使用したり、燃やして木炭の灰から塩化カリウムを抽出したりすることができる。しかし、[54ページ]かさばってぬるぬるした海藻を、含まれる少量のカリウムを安価に抽出できる方法で処理することが困難だった。そのため、現在ではカリウムだけでなく、海藻からより多くのものを抽出する努力がなされている。海藻を燃やす代わりに、発酵槽で発酵させて酢酸（酢）を生成する。得られた液体からは、酢酸カルシウム、塩化カリウム、ヨウ化カリウム、アセトン、酢酸エチル（綿火薬の溶剤として使用）、そしてゼラチン状のガムであるアルギン酸が得られる。

アメリカ合衆国におけるカリウムの生産
1916 1917
ソーストン K 2 O 総生産量の割合トン K 2 O 総生産量の割合
鉱物資源：
天然塩水 3,994 41.1 20,652 63.4
アルトマイト 1,850 19.0 2,402 7.3
セメント工場からの粉塵 1,621 5.0
高炉からの粉塵 185 0.6
有機原料：
昆布 1,556 16.0 3,752 10.9
蒸留所からの糖蜜残渣 1,845 19.0 2,846 8.8
木灰 412 4.2 621 1.9
ビート糖精製所からの廃液 369 1.1
その他の産業廃棄物 63 0.7 305 1.0
合計 9,720 100.0 32,573 100.0
—米国鉱山局報告書、1918年より。

この表は、カリウム塩の戦時需要に対する米国の対応がいかに不十分であったかを示している。米国の年間最低必要量は、カリウム塩25万トンと推定されている。

これで、アメリカにおけるカリウムの目に見える供給源に関する調査は完了です。1917年、[55ページ]禁輸と前例のない価格により、さまざまな形態のカリウム (K 2 O)の生産量は32,573 トンに増加しましたが、これは必要な量の約 10 分の 1 に過ぎません。1918 年にカリウムの生産量はさらに 52,135 トンに増加しましたが、これは主に天然塩水からの生産量が 39,255 トンに増加したことによるもので、前年のほぼ 2 倍でした。戦争中の綿花のさび病とそれに伴う収穫量の減少は、カリウム不足によるものです。カリウムが不足した土壌で栽培された野菜は輸送に耐えられません。畜産局は、メイン州アルーストック郡での実験で、適量のカリウムを加えるとジャガイモの収穫量が 2 倍になることを示しました。

ライプツィヒの偉大な化学者、オストヴァルト教授は、戦時中にこう豪語した。

アメリカは、敵の手に握られた首輪をきつく締められた男のように戦争に突入した。ドイツは膨大な埋蔵量を誇るカリウム鉱石の世界独占国であり、この戦争が終結した暁には、その価値は計り知れないほど大きい。どの国が食糧に恵まれ、どの国が飢餓に苦しむかは、ドイツの力によって決まるのだ。

もし、鉱物学者か冶金学者が安価なカリウムの供給源を示して、その束縛を断ち切ってくれるなら、我々はワシントンの記念碑に匹敵するほどの立派な記念碑を彼のために建てるだろう。しかし、オストワルドはアメリカがドイツと同じくらいカリウムに依存していると考えている点で間違っている。現在、我々の食料作物の大部分は、肥料を一切使用せずに栽培されているのだ。

1871年のロレーヌの割譲によりドイツは肥料に必要なリン酸塩を得たが、その返還により[56ページ]1919年のアルザス地方の占領により、フランスは肥料に必要なカリウムを入手できるようになった。戦争の10年前、フランスとドイツが長年にわたり激しく争ったハルトマンスヴァイラーコップ山の近くのモンネブリュックの森で、カリウム鉱床が発見された。カリウム塩の層は厚さ16.5フィート（約5メートル）で、総埋蔵量は2億7500万トンと推定されている。いずれにせよ、これはシュタスフルトの強力なライバルであり、フランスによるこの鉱床の獲得はドイツの独占を打ち破ることになる。

3つ目の植物性肥料について考えてみると、少し安心できます。米国は、ドイツがカリウムを、チリが硝酸塩を独占していたようなリン酸塩の独占権は持っていませんが、豊富に余剰があります。かつてはドイツから年間約1,700万ドル相当のカリウム、チリから年間約2,000万ドル相当の硝酸塩を輸入していましたが、リン酸塩は年間700万ドル相当輸出していました。

埋まった骨の周りの草が濃くなることに最初に気づいたのが誰であれ、彼はあまりにも昔の人なので、その観察力に敬意を表することはできないが、それ以来、いつのことかはともかく、古い骨は肥料として使われてきた。しかし、私たちは大草原で見つけられるバッファローの骨をずっと前に使い果たしてしまい、食肉加工工場では十分な骨粉を供給できなくなったため、先史時代の動物の古い骨の埋蔵地から材料を調達せざるを得なくなった。そのような起源のリン酸石灰の鉱床は、1870年にサウスカロライナ州で、1888年にフロリダ州で発見された。それ以来、この産業は驚くべき速さで発展し、1913年には米国は300万トン以上のリン酸塩を生産し、そのほぼ半分が海外に輸出された。現在、主な供給源はフロリダの小石であり、[57ページ]砂利は湖や川の底から浚渫されるか、水圧ジェットによって小川の岸から洗い流されます。砂利は砂や粘土から洗い流され、ふるいにかけられて乾燥され、出荷準備が整います。フロリダ州とサウスカロライナ州の岩石鉱床は小石層よりも限られており、25年から30年で枯渇する可能性がありますが、テネシー州とケンタッキー州には大量の埋蔵量があり、その後ろにはアイダホ州、ワイオミング州、その他の西部諸州が数百万エーカーのリン鉱石鉱床を有しているため、この点では我々は独立しています。

しかし、ここでも戦争は大きな打撃を与えました。リン酸カルシウムは地中から採れると溶解度が低いため、植物は土壌から吸い上げた水に含まれる分しか利用できず、そのままでは十分に利用できません。しかし、リン酸を硫酸で処理すると溶解度が上がり、この製品は「過リン酸石灰」として販売されます。硫酸は主に黄鉄鉱から作られ、国内に豊富にあるにもかかわらず、年間80万トン以上を主にスペインから輸入してきました。しかし、船舶不足により海外からの供給が途絶えたため、国内産の黄鉄鉱やメキシコ湾岸沿いの天然硫黄鉱床をより多く利用するようになりました。その結果、戦争中は硫酸が1トン当たり5ドルから25ドルに高騰し、酸性リン酸塩もそれに合わせて値上がりしました。

ドイツは天然リン酸塩が不足している一方で、天然カリウムは豊富にある。しかし、製鉄所の副産物を利用することでそれを補っている。鉄鉱石にリンが含まれていると、たとえ微量であっても鋼鉄が脆くなる。[58ページ]アルザス＝ロレーヌ地方は、かつては不純物が多いため採掘に適さないと考えられていましたが、1871年にドイツがフランスからこれらの地域を奪取した直後、イギリスの冶金学者トーマスとギルクリストによって、鉄を鋼鉄に転換する過程でリンを除去する方法が発見されました。これは、るつぼまたは転炉の内側を石灰とマグネシアで覆い、溶融した鉄からリンを吸収させるというものです。リン酸塩を豊富に含むこのスラグは取り出して粉砕し、肥料として利用できます。こうして、かつては有害物質であったリンは、新たな利益源となり、このイギリスの発明によって、ドイツはフランスから奪取した領土を活用し、鉄鋼業でイギリスを凌駕することができました。1910年には、ドイツは200万トンのトーマス・スラグを生産したのに対し、イギリスではわずか16万トンしか生産されませんでした。現在米国で主に用いられている平炉法では、肥料として適さない塩基性リン酸塩スラグではなく酸性リン酸塩スラグが生成される。また、南部産の鉱石の一部を除き、アメリカの鉄鉱石はリンの含有量が非常に少ないため、塩基性製鉄法は適さない。

最近、ドイツでは複合肥料であるシュレーダーのリン酸カリウムが実験的に使用されており、リン酸塩に関してはトーマススラグと同等、カリウムに関してはシュタスフルト塩と同等の効果があるとされています。アメリカのシアナミド社は、同様の製品「アンモフォス」を発売したばかりで、アンモニア濃度を13～20%、リン酸濃度を20～47%に調整できるため、あらゆる作物に適した比率にすることができます。こうして、私たちは[59ページ]3つの必須植物性食品を1つの化合物にまとめ、石灰やマグネシウム、塩化物や硫酸塩などのほとんどの不要な要素を除去した。

過去300年間、アメリカ国民は未開墾地の不労所得で生活してきた。しかし今や、すべての土地が自作農地として確保され、古い土地を使い果たしても新しい土地に目を向けることはできない。そこで、先住民族が学んできたように、植物性食料の供給を維持する方法を学ばなければならない。そうして初めて、人口は増加し、繁栄することができる。すでに述べたように、リン酸塩の問題は我々を悩ませる必要はなく、硝酸塩問題の解決への道筋は明確である。我々は政府に2000万ドルを投じて、空気から硝酸塩を生成する実験を行った。その結果は、農地だけでなく銃器にも役立つだろう。しかし、安価なカリウムの独立した供給源の問題は、依然として未解決である。

[60ページ]

IV
コールタールカラー
試験管に少量の軟炭を入れ（試験管がない場合は、粘土製のタバコパイプに入れて粘土で覆う）、加熱すると、試験管の端から黄色い煙の出る炎を上げて燃えるガスが出てきます。ガスがすべてなくなると、試験管の底に乾燥した多孔質のコークスの塊が見つかります。これらが、石炭の乾留の主な生成物です。しかし、あなたが非常に観察力のある人、つまり副産物に目を光らせる生粋の化学者であれば、試験管の真ん中あたり、熱すぎず冷たすぎない場所に、汚れた水滴と黒くて粘着性のある物質があることに気づくでしょう。普通の人であれば、これは少量で、目的がコークスとガスなので、気に留めることはないでしょう。あなたは、その間に発生する不快で臭い汚れを、単に邪魔なものとしか考えていません。なぜなら、それが詰まって、せっかくきれいにしたチューブを台無しにするからです。

ガス製造業者やコークス製造業者は、ほとんどが化学者ではなくごく普通の人間だったため、パイプに入り込んだ水やタールをそのように考えていた。彼らはそれを洗い流してガスをきれいにし、小川に流していた。しかし、近隣住民、特にガス工場の下流の小川で漁をしていた人々は、その汚泥について騒ぎ立てた。[61ページ]水を燃やすので、ガス会社の男たちはタールを少年たちに配って、7月4日の独立記念日や選挙の夜に使うようにしたり、屋根材として売ったりした。

コールタールの製造コールタールの製造
メリーランド州スパローズポイントにあるベスレヘム・スチール社の工場にある、コッパーズ社製の副産物コークス炉群。コークスは炉の一つから押し出され、待機している貨車に積み込まれている。石炭から発生する蒸気には、染料や爆薬の製造に使われるアンモニアとベンゼン化合物が含まれている。

バッファロー工場のこれらの混合槽では、アニリン染料が製造されます。バッファロー工場のこれらの混合槽では、アニリン染料が製造されます。
しかし、100年間も捨てられ、米国では今でもその半分近くが捨てられているこのタールは、実は世界で最も有用なものの1つであることが判明した。戦争と商業における戦略的な要であり、傷を癒し、弾薬や医薬品を供給する。それはまるで、望むものなら何でも引き出せるフォルトゥナトゥスの魔法の財布のようだ。化学者はこの黒い塊に手を入れ、虹のすべての色を引き出す。この悪臭を放つ物質は、香水を作る点ではバラを凌駕し、甘さでは蜂蜜をも上回る。

バークレー司教は、すべての物質は人間の心の中にあることを証明した後、木タールがあらゆる病気を治すことを証明するために本を書きました。今では誰もその本を読んでいません。タイトルだけで人々を怖がらせるのに十分です。「シリス：タール水の効能に関する哲学的考察と探究の連鎖」。彼は、タールには森の精髄、木の浄化された精霊が含まれており、それがどういうわけか人間の精神を蘇らせることができるという、ある種の神秘的な考えを持っていました。人々は彼がこの件に関して狂っていると言いましたが、確かにそうだったでしょう。しかし、興味深いのは、彼の活発で独創的な想像力をもってしても、木や石炭のタールから得られる奇妙なもののすべてを想像することはできなかったということです。

タールがあらゆる種類の有用な材料を提供する理由は、それがまさに森の精髄であり、もしそれが石炭タールであれば、数えきれないほどの千年もの森の精髄だからである。[62ページ]もしあなたが村の修理屋、つまり専門化が進んだこの時代にも生き残り、ベビーカーから自動車まで何でも修理できる万能の機械工を知っているなら、彼の裏の作業場の床には壊れた機械の山があり、そこから銅線、亜鉛板、真鍮のネジ、鋼棒など、欲しいものはほとんど何でも取り出せることを知っているでしょう。さて、コールタールは植物界のスクラップ置き場です。木を構成するほとんどすべてのものが少しずつ含まれています。しかし、コールタールから得られるものがすべて含まれていると考えてはいけません。コールタールから抽出される一次生成物はわずか十数種類ですが、化学者はこれらから何十万もの新しい物質を構築することができます。これは真の創造的な化学です。なぜなら、これらの化合物のほとんどは植物には存在せず、実験室で作られるまで存在しなかったからです。かつては、植物や動物の生命活動によって生成される有機化合物は、組織化された生物によってのみ生成され、何らかの「生命原理」の魔法のような働きによって無機物から創り出されると考えられていた。しかし、化学者がその方法を習得して以来、無機物よりも有機物を作る方が容易であることが分かり、分析可能な化合物であればどんなものでも再現できると確信している。化学者は植物や動物の製造過程を模倣できるだけでなく、しばしばそれらを凌駕することさえできるのだ。

石炭を屋外で加熱すると、燃え尽きて灰だけが残ります。しかし、石炭を密閉容器、例えば大きな耐火粘土製のレトルトで加熱すると、空気中の酸素が届かないため燃え尽きません。そのため、石炭は分解されます。揮発可能な部分はすべて分解されます。 [63ページ]高温で加熱されたガスは出口パイプを通って排出され、レトルト内にはコークス（炭素とそれに含まれる灰）だけが残ります。排出された蒸気が出口パイプの低温部分に到達すると、油状物質やタール状物質が凝縮します。その後、ガスは水噴霧が下から降りてくる塔を上昇し、アンモニアやその他水溶性の物質が洗い流されます。

このプロセスは「乾留」と呼ばれます。得られる生成物は、使用する石炭の種類だけでなく、蒸留の熱、圧力、速度にも左右されます。蒸留の方法は、最も欲しいものによって決まります。照明用ガスが欲しい場合は、ベンゼンを残します。タール製品の収率を最大にしたい場合は、ベンゼンを取り除いてガスを貧弱にし、明るい黄色の炎ではなく青色の炎を得ます。安価なコークスだけが欲しい場合は、副産物は気にせず、自由に燃焼させます。夜に炭田地帯を車で通り過ぎる観光客は、車の窓から何百もの昔ながらの蜂の巣型コークス炉の炎を見ることができました。もし彼が経済的な考えを持っていたら、この花火のような光景が、将来のかけがえのない燃料供給を消費するだけでなく、国に年間7500万ドルの費用がかかっていることに気づいたかもしれません。しかし、ガスは都市部以外では必要とされず、コールタールはたとえ売れたとしても1ガロンあたりわずか1セントか2セントにしかなりませんでした。コークス製造業者が古い蜂の巣型炉を捨てて、副産物の回収に必要な高価なレトルトや塔を設置することを期待するのは無理だったでしょう。しかし、ここ10年以内に副産物は[64ページ]オーブンが使用されるようになり、現在ではコカ・コーラのほぼ半分がオーブンで製造されている。

乾留によって得られる生成物は広範囲にわたって変動するものの、以下の表は軟炭1トンから得られる生成物のおおよその目安を示すのに役立つだろう。

石炭 1 トンからは
、ガス 12,000 立方フィート、
液体 (洗浄液)、硫酸アンモニウム (7～25 ポンド)
、タール (120 ポンド)、ベンゼン (10～20 ポンド)、
トルエン (3 ポンド)、
キシレン (1-1/2 ポンド)、
フェノール (1/2 ポンド)、
ナフタレン (3/8 ポンド)、
アントラセン (1/4 ポンド)
、ピッチ (80 ポンド)、
コークス (1200～1500 ポンド)が得られる可能性があります。

タールを再蒸留すると、とりわけ染料製造の基本原料となる10種類の「原油」が得られる。それらはベンゼン、トルエン、キシレン、フェノール、クレゾール、ナフタレン、アントラセン、メチルアントラセン、フェナントレン、カルバゾールである。

さあ、皆さんに挨拶の列に並んでいる全員を紹介しなければなりませんでした。でも、式典が終わったので、レセプションでよくあるように、旧友に会ったり、1、2人と知り合ったり、残りの人たちに背を向けたりして、自由に過ごしましょう。そのうちの2つは、きっと以前にも会ったことがあるでしょう。フェノール、つまり一般的な石炭酸と、防虫剤に使われるナフタレンです。ところで、一つだけ注意しておきたいことがあります。これらはどれも染料ではありません。すべて無色の液体か白い固体です。また、すべて形容しがたい匂いを持っています。知らない匂いはすべて形容しがたいものです。そのため、無臭であっても、これらとその派生物は「芳香族化合物」と呼ばれています。

図8．石炭から得られる製品とその用途の一部を示した図。図8．石炭から得られる製品とその用途の一部を示した図。
[65ページ]10個の中で最も重要な、つまり家族の父とも言えるのがベンゼン、別名ベンゾールですが、かつて衣服を燃やしたり洗ったりするのに使っていた「benzine」（綴りはi）と混同してはいけません。「Benzine」はガソリンの一種ですが、ベンゼン、別名ベンゾールは見た目や燃焼性は同じでも、構造が全く異なります。ベンゼンの構造の探求は、化学の中でも最も刺激的な章の一つであり、最も複雑な章の一つでもありますが、それでも、化学を学んだことのない人でも、パズル好きの子供のような心さえ持ち合わせていれば、その要点を理解できると信じています。それは、昔の中国の六ブロックパズルを組み立てるようなものです。化学者は、自分が扱っているものの図があれば、より効率的に作業を進めることができます。ここで、化学者の単位は分子ですが、どんなに高倍率の顕微鏡でも分析するには小さすぎます。そこで彼は分子の図のようなものを作り、原子の数とそれらが何らかの形で互いに結合していることを知っているので、各原子をその名前の最初の文字で表し、結合点または結合を異なる元素の原子を結ぶ直線で表します。ここで、ゲームのルールの1つは、すべての結合は両端の原子と接続または連結されていなければならず、空虚な空間に手を伸ばした自由な手があってはならないということです。たとえば、炭素には4つの結合があり、水素には1つしかありません。したがって、炭素原子1個に対して水素原子4個の比率で結合し、CH₄ 、つまりメタンまたは沼ガスであり、明らかに最も単純な炭化水素になります。しかし、ヘキサンとして知られるC₆H₁₄のようなより複雑な炭化水素もあります。[66ページ] これら2つの化合物の構造式や図は簡単に入手できます

ご覧のとおり、それぞれの炭素原子は4本の手を伸ばし、片手で水素原子をつかむか、鎖状に連なった隣接する炭素原子をつかんでいます。このような鎖は、30本以上でも、お好きなだけ長くすることができます。それらはすべて灯油やパラフィンに含まれています。

これまでのところ、化学者は物事の整合性に対する自分の感覚を満たす図を作成するのは簡単だと感じていたが、ベンゼンがC 6 H 6という組成を持つことがわかったとき、彼は困惑した。C 6 H 6の図を描いてみると、次のようになる。

これはばかげている。なぜなら、炭素の手の半分以上が何かにつかまってほしいと激しく振り回しているからだ。ベンゼン（C 6 H 6）は明らかにヘキサン（C 6 H 14）と同様に6つの炭素原子の鎖を持っているが、イギリス人のようにHを落としている。8つのHが欠けている。

さて、このベンゼンの謎に頭を悩ませていた人物の一人が、ドイツの化学者ケクレだった。ある晩、彼は一日中この問題に取り組んだ後、暖炉のそばに座って休もうとしていたが、[67ページ]彼はそれを頭から追い払おうとした。炭素原子と水素原子は絨毯の上で悪魔のように踊り、半ば閉じかけた目でそれらを見つめていると、6つの炭素原子の鎖が両端で結合して環状になり、6つの水素原子が外側の手をつかんでいる様子が突然見えた。

H
|
C
/ \
HC CH
|| |
HC CH
\ //
C
|
H

ケクレ教授は、自分の潜在意識の悪魔が迷宮への手がかりを与えてくれたことをすぐに悟り、それはまさにその通りでした。ベンゼン分子がもし目に見えるとしたら、この図のような形をしていると考える必要はありませんが、理論は機能し、科学者がどんな理論にも求めるのはそれだけです。この理論を用いることで、人類にとって計り知れない価値を持つ何千もの新しい化合物が作られてきました。現代の化学者は発見者ではなく、発明者です。彼は机に座り、「ケクレ環」、あるいは六角形を描きます。次に、H を消し、その代わりにニトロ基 (NO 2 ) を炭素に取り付けます。次に、ニトロ基の O 2を消し、H 2を取り付けます。そして、好きなように他の元素や炭素鎖、環を取り付けます。彼はまるで建築家が家を設計するように仕事をし、自分の好みに合う化合物のイメージができたら、それを作ろうと研究室へ向かう。まず彼はボトルを取り出す。[68ページ]ベンゼンを硝酸と硫酸で煮沸し、ニトロ基を導入してニトロベンゼン（C 6 H 5 NO 2）を生成した。これを水素で処理すると酸素が置換され、アニリン（C 6 H 5 NH 2）が得られた。アニリンはこれらの化合物の多くの基礎となっているため、これらはすべて一般に「アニリン染料」と呼ばれている。しかし、アニリン自体は染料ではない。無色または褐色の油である。

化学者の仕事ぶりを見てきたので、これ以上彼を追う必要はないが、先に進む前に、彼の製品の一つを見てみよう。最も複雑なものではないが、それでも十分に複雑なものだ。

コールタール染料の分子コールタール染料の分子
[69ページ]この物質の名称は、ジトリル-ジサゾ-β-ナフチルアミン-6-スルホン酸-β-ナフチルアミン-3,6-ジスルホン酸ナトリウムです。

有機化合物の化学名は、初心者にとっては難解で、素人にとっては滑稽に映るが、それはどちらも、それらが実際には言葉ではなく化学式であることに気づいていないからである。ハイフンで繋がれているのは、ドイツ語由来だからである。上記の名称は、「a-square-plus-two-ab-plus-b-square」や「Third Assistant Secretary of War to the President of the United States of America」と大して変わらない。この染料の商品名はブリリアント・コンゴだが、確かに言いやすいものの、意味はない。染料の専門家でなければ、それが何であるかは分からないだろう。一方、化学式名から、こうした化合物に精通した化学者であれば、その図を描き、その性質や原料を説明し、さらには合成することさえできる。昔の錬金術師は秘密主義で気取った人物であり、無知な人々を惑わせ、畏怖させるために、奇妙な名前を考案していたのである。しかし、化学者は「アル」という接尾辞を捨てることで秘密主義という概念を捨て、彼の名前は素人には同様に恐ろしいものであっても、隠蔽するためではなく明らかにするために考案されたものである。

この簡単な説明から、化学を学んだことのない読者でも、これらの非常に複雑な化合物がどのように段階的に構築されるのか、ある程度理解できると思います。完成した家を理解するのは難しいですが、石工がレンガを一つずつ積み上げていくのを見ると、それほど難しくはないように思えます。もっとも、実際にやってみると、私たちが考えるほど簡単ではないでしょう。いずれにせよ、ヒントをあげましょう。[70ページ]化学者に良い印象を与えたいなら、彼がまるで魔術師のようだとか、黒魔術の達人だとか、そんな馬鹿げたことを言ってはいけません。化学者は300年間、悪魔に唆されたという悪評を払拭しようと努力してきたのですから、過去をこのように持ち出されると腹が立ちます。無神経な崇拝者たちが「すべては謎だ」と言うのをやめてくれれば良いのですが。[71ページ]「私にとっては奇跡で、理解できない」と言う人がいても、彼の話に耳を傾ければ、彼らは理解し、それが他のどんなことよりも謎でも奇跡でもないことに気づくでしょう。同じように、電気技師が発電機について説明している途中で「でも、電気が本当は何なのか、説明できませんよね」と尋ねると、電気技師は電気が「本当は何なのか」など全く気にしません。そもそもその言葉に意味があるのかどうかも分かりません。彼が知りたいのは、電気で何ができるかだけです。

石炭とその蒸留生成物の比較石炭とその蒸留生成物の比較
ヘッセ著「石炭タール染料の産業」、『工業化学ジャーナル』、1914年12月号より

ガス工場またはコークス工場から得られたタールは、再蒸留され、既に述べた10種類の「原油」が分離され、残りの65%はピッチとして残ります。このピッチは、屋根材、舗装材などに使用できます。10種類の一次製品、すなわち原油は、ベンゼンからアニリンへの変換と同様のプロセスによって、二次製品、すなわち「中間体」に変換されます。現在、約300種類の中間体が使用されており、それらから3倍以上の染料が製造されています。戦前の1年間、アメリカ税関は、主にドイツから輸入された5674種類の合成染料をリストアップしましたが、これらの中には、異なる企業が製造した同一製品の商標名であったり、純度や製造方法が異なるものもありました。可能な製品の数は無限であり、5000種類以上の染料が知られていますが、実際に使用されているのは約900種類に過ぎません。現状を次のように要約できます。

コールタール → 原油10種類 → 中間体300種類 → 染料900種類 → ブランド5000種類。

あるいは、ベルンハルト・C博士が用いた巧みな比喩を借りれば、[72ページ]ヘッセによれば、それは布作りに似ていて、「10本の繊維から300本の糸が作られ、それが900種類の模様に織り込まれる」のだという。

天然染料に比べて人工染料の利点は、その多様性と汎用性の高さにある。事実上、どんな生地にも、望む色合いや濃淡を作り出すことができる。もし奥様がストッキングや髪に新しい緑色を希望されたら、それを実現することも可能だ。キャンディーやゼリー、飲み物も、様々な色を使うことでより魅力的に、ひいてはより食欲をそそるものになる。イースターエッグやイースターボンネットも、これまでとは違った、より鮮やかな色合いに染まる。

化学者はますます自らの運命を設計する者になりつつある。彼はビーカーを手に取り、棚にある各瓶から少しずつ注いで何が起こるかを見て発見をするのではない。彼は一般的に自分が何を求めているのかを知っており、一般的にそれを手に入れるが、それでもしばしば困惑し、時折、全く予想外で、おそらく探していたものよりも価値のあるものに偶然出会う。コロンブスはインドを探していたが、アメリカ大陸であることが判明した障害に遭遇した。ウィリアム・ヘンリー・パーキンはキニーネを探していたが、偶然にも豊かで未発見の国、アニリン染料にたどり着いた。ウィリアム・ヘンリーは風変わりな少年だった。彼は食べるよりも化学の講義を聞く方が好きだった。13歳でシティ・オブ・ロンドン・スクールに通っていたとき、昼休みに化学の特別講義があったので、彼は昼食を抜いてそれを聴講した。ホフマンというドイツ人化学者がロンドン王立大学に研究所を開設したと聞き、彼はそこへ向かった。ホフマンは明らかに、若い知性を時期尚早に押し付けることを恐れていなかった。[73ページ]おそらくホフマンは「思春期の心の繊細な花びらはゆっくりと開くようにしなければならない」という言葉を聞いたことがなかったのだろう。彼は15歳の若きパーキンを入学させ、2年目の終わりに研究を始めさせた。現代のアメリカの学生は、パーキンより5歳年上で研究を始められたら幸運だと考えている。もしホフマンが教育心理学を学んでいたら、思春期の心の熱意を冷ますものは、その能力を超えた課題を与えられること以外にないということを知っただろう。もし彼がそれを聞いて信じていたら、パーキンが石炭タールからフェナントレンを分離し、人工キニーネを調製するという実りのない試みに2年間費やすことを許さなかっただろうし、そうなればパーキンはアニリン染料を発見することはなかっただろう。しかしパーキンは落胆するどころか、残業できるように私設の実験室を設立した。 1856年のイースター休暇中（この年は1066年と同じくらい記憶に残る年だ）、彼はここでアニリン油を酸化させていたところ、化学者が最も嫌う、きれいな結晶ではなく黒くてタール状の塊ができてしまった。これをアルコールで洗い流そうとしたところ、美しい紫色の溶液ができたことに彼は驚いた。これが「モーヴ」、つまり最初のアニリン染料だった。

面白いことに、パーキンはより純度の高いアニリンで実験を繰り返そうとしたが、目的の色を得ることができなかった。彼が藤色を発見したのは、不純物を含む化学物質、つまり少量のトルイジンを含むアニリンを使っていたからだった。それは、私が言ったように、幸運な偶然だった。しかし、その偶然が、昼休みや休暇を化学の研究に費やしていた若者に起こったのは、決して偶然ではなかった。[74ページ]彼は探しているものを見つけられないかもしれないが、何かを探さない限り、彼は何も見つけられない。

モーヴは創造的な化学の産物であり、それまで存在しなかった物質だった。パーキンの次の大きな成功は、10年後、自然が生み出した最高の製品の一つを製造することで、自然に匹敵することだった。それは、アカネの根に含まれる着色物質であるアリザリンである。これは古代東洋の染料で、「ターキーレッド」またはアラビア語で「アリザリ」として知られていた。アカネがフランスに導入されると、収益性の高い作物となり、一時は年間50万トンが生産された。フランスの化学者ロビケとコランは、1828年にアカネから有効成分であるアリザリンを抽出したが、アリザリンの基がコールタール製品の一つであるアントラセンであることが発見されたのは、それから40年後のことだった。その後、パーキンとドイツのライバルたちの間で、どちらがアントラセンからアリザリンを安価に製造できるかを競う熾烈な競争が始まった。ドイツの化学者たちは彼より1日早く特許庁に申請した！グレーベとリーバーマンは硫酸法の特許を1869年6月25日に第1936号として申請した。パーキンは同じ方法で特許を1948号として6月26日に申請した。アリザリンの構造を解明するのに20年かかったが、最初の合成から6か月以内に商業的な製法が開発され、数年後には人工アリザリンの売上は年間800万ドルに達した。フランスの茜畑は他の用途に転用され、フランス兵でさえ赤いズボンを染めるのにドイツ製の染料に頼るようになった。イギリス兵も同様の状況に置かれ、[75ページ]1878年以降、アゾ染料がコチニールカイガラムシを駆逐したとき、彼らの赤いコートについて考えてみよう。

現代の化学者は、王族から最も特徴的な紋章であるティリアンパープルを奪い去った。古代において「ポルフィロゲン」、つまり「紫に生まれる」ことは、現代でいうゴータ暦への入場券のようなものだった。なぜなら、1ポンドあたり600ドルもする深紅色のリネンを買う余裕があったのは、王子かその裕福なライバルだけだったからだ。この貴重な染料は、地中海東岸に生息するカタツムリのような貝から分泌される。頭の後ろにある小さな袋から、ニンニクのような匂いのする濃い白色の液体が1滴抽出される。これをどんな種類の布にも塗り、空気と日光にさらすと、まず緑色、次に青色、そして紫色に変化する。布を石鹸で洗う、つまりアルカリで定着させると、カトリックの枢機卿が今でも教会の君主として身に着けているような、鮮やかな深紅色になる。フェニキアの商人は独占によって莫大な富を築きましたが、ティルスの陥落後、それは「失われた技術」の一つとなり、それゆえ、過去に目を向ける人々からは新しい技術よりもはるかに素晴らしいものと見なされるようになりました。しかし、1909年にフリードランダーはティルス紫を分析し、それが既に知られていたものであることを発見することで、この迷信に終止符を打ちました。それは、5年前にザックスによって調製されたものの、市場に出回っている他の染料よりも劣っていたため商業的に使用されなかった染料と同じものでした。分析に必要なわずかな材料を得るために12,000匹の軟体動物が必要でしたが、化学者がそれを特定した後は、望めばトン単位で製造できたため、それ以上ムレックスを悩ませる必要はありませんでした。着色の原理はジブロモインディゴ、つまり[76ページ]インドの植物から抽出された物質と同じだが、臭素原子が２個追加されている。なぜ特定の種類の貝が海水からこの希少元素を抽出し、この特異な形で蓄える習慣を身につけたのかは、「誰も解明できないことの一つ」である。しかし、化学者によれば、ムレックス貝は臭素を間違った炭素原子に結合させてしまったという間違いを犯した。彼が言うところによれば、貝が分泌する６:６’ジブロモインディゴは、現在安価で無制限に製造されている５:５’ジブロモインディゴほど優れていない。しかし、貝の知性に多くを期待してはならない。アニリン染料が一部の人々の心に不快感を与えるのは、その安価さにある。現代の貴族たちは、エゼキエルの時代のように「ポルフィロゲニティ」の称号を与えられ、「エリシャの島々から運ばれてきた紫と緋色の特別なガウン」を身にまとうことを切望するだろう。しかし、どんな店員や船員でも王室の色を着られるようになると、彼らの目にはその美しさが損なわれてしまう。応用科学は、立法では成し遂げられなかった真の民主主義を実現する。

自然界に存在するあらゆる種類の染料は、その組成が解明されれば実験室で合成することができ、通常は植物から抽出するよりも安価で純度も高い。しかし、合成によって採算の取れる製造プロセスを確立するには、高度な技術、根気強い努力、そして多額の費用が必要となる場合がある。合成化学におけるこうした成果の中でも、最も最近かつ最も注目すべきものの1つが、インディゴの製造である。

インディゴは最も古く、最も速乾性のある染料の一つです。その古さと耐久性を確認するには、[77ページ]エジプトのミイラを包む色褪せない青い布を見てください。シーザーがイギリスの祖先を征服したとき、彼は彼らが在来の藍であるウォードで刺青されているのを発見しました。しかし、藍の主な産地は、その名前が示すようにインドでした。1897年には、インドで約100万エーカーの土地で藍が栽培され、作物の年間価値は2,000万ドルでした。その後、衰退が始まり、1914年にはインドの生産額はわずか30万ドルになりました。この儲かる産業を破壊したのは何だったのでしょうか。何かの病害か害虫でしょうか。いいえ、単にバーディシェ・アニリン・ウント・ソーダ・ファブリックが人工藍を作る実用的なプロセスを開発しただけなのです。

インディゴが分解するとアニリンを放出することは、早くも1840年には発見されていました。実際、アニリンの名前は、フリッチェが苛性ソーダでインディゴを蒸留した際に、無色の蒸留物を「アニリン」と名付けたことに由来します。これは、アラビア語でインディゴを意味する「anil」または「al-nil」、つまり「青いもの」から来ています。しかし、このプロセスを逆にしてアニリンからインディゴを得る方法は、40年以上もの間化学者を悩ませ、最終的にミュンヘンのアドルフ・フォン・バイヤーによって解決されました。彼は1917年に84歳で亡くなりました。彼はインディゴの構造の問題に15年間取り組み、いくつかの製造方法を発見しました。ベンゼン、トルエン、またはナフタレンから始めることができます。最初の工程は最も簡単でしたが、タールの蒸留生成物を見ると、生成されるトルエンの量はナフタレンよりも少なく、ナフタレンは処分が難しいことがわかります。つまり、染料工場がトルエンからインディゴを作る工程を考案したとしても、需要を満たすのに十分なトルエンが生産されないため、実用的ではありません。[78ページ]インディゴ。そのため、この副産物を活用するために、他の方法よりも複雑なナフタレン法が選択された。

バーディシェ・アニリン・ウント・ソーダ・ファブリークは、インディゴを製造するまでに500万ドルと17年の化学研究を費やしましたが、世界の生産量の独占（正確には96パーセント）を獲得しました。100年前、インディゴは1ポンドあたり4ドルもしました。1914年には1ポンドあたり15セントでした。この価格では、インドの貧しい労働者でさえドイツの化学者と競争できませんでした。今世紀初頭、ドイツはインディゴに年間300万ドル以上を支払っていました。14年後、ドイツはインディゴを1260万ドルで販売していました。安価なことに加えて、合成インディゴは品質が均一で純度が高いため好ましいです。植物性インディゴには、さまざまな他の着色物質を含む40～80パーセントの不純物が含まれています。人工藍は純度が高く、希望する濃度に調整できるため、染色業者は安心して使用できる。

アニリン染料の価値は、その無限の多様性にある。色落ちしにくいもの、色褪せやすいもの、生地と同じくらい長持ちするもの、すぐに洗い流せるものなど、実に様々だ。羊毛、絹、綿など、あらゆる素材に付着し、あらゆる色合いを与える染料を作ることができる。偶然の発見の時代はとうに過ぎ去った。現代の化学者は、まずどのような染料が必要かを明確にし、それから体系的に合成に取りかかる。まず分子構造図を描き、窒素原子または炭素原子と酸素原子を二重結合させて必要な構造を作り出す。[79ページ]強度を調整したり、酸性または塩基性のラジカルを導入して繊維に固定したり、メチル基を導入してスペクトルに沿って色を自由に前後させたりして、最終的に自分の好みに合うまで調整する。

染料に関しては、芸術は自然を凌駕することがある。人間は、自宅で燃やしていたタールから必要な染料をすべて作れることに気づく前は、花や鳥や蝶を彩る色のように美しい衣服を自分自身や妻のために作れる色を求めて、世界中を旅した。地中海に潜水夫を送り込み、ムラサキイガイから紫色の染料を採取した。新世界にはブラジルの木材を、旧世界にはインディゴを求めて船を送った。コチニールカイガラムシから緋色の染料を採取した。なぜこれらの特異な物質が、特定の植物、貝類、昆虫によってのみ生成されるのかは理解しがたい。カーキ色のほうが安全なのに、サボテンカイガラムシが緋色の制服を着て何の利益を得たのか私にはわからないし、貝類が腐敗するにつれて赤くなることが有利だったり、インディゴ植物の葉が分解するにつれて青くなることが有利だったとは想像できない。しかし、いずれにせよ、人間が自ら染料を作る方法を学ぶまでは、それらを利用していたのは人間だった。

独立心旺盛な先祖たちは、できる限り近隣で育つものを活用した。スイートアップルの樹皮からは美しいサフランイエローが得られた。リボンはヤマゴボウの実の汁でバラ色に染められた。バターナッツ色の制服を着た南軍兵士たちは、カーキ色やフェルトグレーの制服を着ているかのように、ほとんど目立たなかった。茜は家庭菜園で栽培された。輸入しなければならなかったのは、ジャマイカ産のログウッドとインド産のインディゴだけだった。[80ページ]今日、私たちがそれほど自立していないのは、私たち自身の責任です。なぜなら、必要な新しい染料をすべて自国と他国に供給できるだけの量のコールタールを無駄に消費しているからです。これは本質的に、経済性と組織力の問題です。私たちは節約する方法を忘れてしまいましたが、組織力は身につけました。

イギリス政府は藤色の発見者に称号を与えたが、繊維産業を発展させようとする彼の努力には何の支援も与えなかった。当時、イギリスは繊維産業で世界をリードし、他のどの国よりも多くの染料を必要としていた。そのため、1874年にウィリアム・パーキン卿は、発見した染料の製造を断念した。彼によれば、オックスフォード大学とケンブリッジ大学は化学者の育成や研究の継続を拒否したからである。紳士になるために古典を学んだ学生たちは、実験室の悪臭を嫌悪していた。そこでホフマンは帰国する際、事実上、黎明期の産業をドイツに持ち込んだ。ドイツでは博士号取得者が安価で豊富におり、悪臭を恐れる者はいなかった。そこで事業は驚くほど繁栄し、1914年までにドイツは世界のコールタール製品の4分の3以上を製造し、残りのほとんどに原料を供給するようになった。イギリス人は、大学がその狭量さと怠慢によって国を危険にさらしたとして大学を非難した。しかし、この非難は当然ではあったものの、完全に公平とは言えなかった。少なくとも半分の責任はイギリスの染色業者に帰せられるべきだった。彼らは染料が安価であればどこから来たかなど気にしなかったのだ。最終的に大学が方針転換して化学者の育成を始めたとき、製造業者は彼らを雇おうとしなかった。[81ページ]戦争中、染料を生産していたイギリスの6つの工場では、化学者は合計でわずか35人しか雇用されていなかったのに対し、ドイツの染料工場であるヘーヒスター・ファルブヴェルケ社では、307人の専門化学者と74人の技術者が雇用されていた。

この会社は1916年1月1日、ドイツの他の主要染料会社6社と合併し、50年間存続する信託会社を設立した。この期間中、各社は均一な価格、均一な賃金体系、均一な労働時間を維持し、特許や企業秘密を交換する。また、海外事業を比例配分し、利益を分配する。ドイツの化学工場は、主に軍需品や医薬品の製造で戦争中に大きな利益を上げており、この新たな統合によって、これまで以上に輸出貿易を推進できる立場になるだろう。

染料事業を自ら手放してしまった結果、イギリスは戦争勃発時に窮地に陥った。軍服や国旗を染める染料がなく、負傷兵のための薬も不足していた。織物を染色できなかったため、封鎖を利用してアジアや南米におけるドイツとの貿易を奪うこともできなかった。戦前は1ポンド60セントで売られていた青い綿染料は、1ポンド34ドルにまで高騰した。以前は1ポンド1ドルだった鮮やかなピンクのロダミン染料は、48ドルにまで跳ね上がった。1915年に強制競売にかけられた、通常15ドルの染料の樽は、1500ドルで落札された。ハイランダーたちは、ドイツから密輸された染料がイギリスに届くまで、キルトを染める染料を手に入れることができなかった。年間10億ドルの収益を上げ、150万人の労働者を雇用していたイギリスの繊維産業は、染料不足のために壊滅的な打撃を受けた。前線からの高性能爆薬の需要は[82ページ]これらも主にコールタール製品であるため、需要を満たします。ピクリン酸は染料と爆薬の両方として使用されます。ピクリン酸は石炭酸から作られ、有名なトリニトロトルエンはトルエンから作られます。どちらも10種類の基本的な「原油」のリストに含まれています。

イギリスとアメリカはともに、ドイツがかつての独占状態を取り戻すことの危険性を認識しており、この緊急事態に対応するため、従来の政策を捨て去る用意があることを示してきた。イギリス政府は、関税のない国は壁のない国であることを発見した。アメリカ政府は、産業を細かく分割しても利益にならないことを発見した。両政府は現在、大企業を育成し、保護するためにあらゆる努力を尽くしている。イギリス政府は、合成染料製造のための国営企業の設立を支援し、株式の6分の1を取得し、研究室に50万ドルを提供した。しかし、この取り組みは、政府が化学者ではなく政治家に経営を任せたため、「大失敗」だったと報告されている。

米国は英国と同様、染料をドイツに依存するようになっていた。使用量の10分の9を輸入し、国内で生産されたものもほとんどが輸入中間体から作られていた。戦争が勃発した当時、米国で染料製造に従事していた企業はわずか7社、従業員数は528人だった。そのうちの1社、バッファローのショールコップ・アニリン・アンド・ケミカル・ワークスは特筆に値する。1879年以来ずっと存続し、1914年には106種類の染料を製造していた。1917年6月、この会社は[83ページ]政府の外国国内商務局の奨励を受けて、他のアメリカの生産者と合流し、貿易組合であるナショナル・アニリン・アンド・ケミカル・カンパニーを設立した。デュポン社も大規模にこの分野に参入し、すぐに118社が大きな利益を上げてこの分野に従事するようになった。戦争中、国内の染料産業に2億ドルが投資された。この産業を保護するため、議会は輸入染料に1ポンドあたり5セントの特定関税と30パーセントの従価関税を課したが、5年後にアメリカの製造業者が国内消費額の60パーセントを生産しない場合は、保護措置は撤廃されることになっていた。理由ははっきりせず、激しい議論を呼んだが、議会は土壇場で、最も重要な染料であるインディゴとアリザリン、およびすべての医薬品と香料に対する特定関税を撤廃した。

染料製造は大きなビジネスではありませんが、戦略的に重要なビジネスです。ヘリゴラント島は大きな島ではありませんが、イギリスは戦時中に1平方ヤードあたり高値で買い戻したかったでしょう。200万人以上の男女を雇用し、年間30億ドル以上の製品を生産するアメリカの産業は、染料に依存しています。その中でも最も重要なのはもちろん繊維産業で、染料の半分以上を使用しています。次に皮革、紙、塗料、インクが続きます。私たちは年間1,200万ドル以上のコールタール製品を輸入していますが、1912年に輸出した綿実油だけでその2倍の金額を賄うことができました。染料製造は他のいくつかの産業と比べると大きなビジネスとは言えませんが、収益性の高いビジネスです。 [84ページ]経営がうまくいけば、事業は成功する。ドイツの企業は平均して資本に対して22パーセントの配当を支払い、時には50パーセントにも達した。標準的な染料のほとんどは長年使用されてきたため、特許は切れており、製造工程は十分に知られている。我々にはコールタールがあり、化学者もいるので、少なくとも1914年のように油断していなければ十分な量の染料を自国で製造しない理由はないと思われる。切手やグリーンバックを印刷するのに十分な色の染料をドイツに売ってもらうよう政府に懇願し、さらにオランダ船でそれらをイギリスに持ち込む許可を懇願しなければならなかったことは、我々の政府にとって明らかに屈辱的だった。

石炭タール製品の製造に必要な原料は、手間をかけて保存するだけで豊富に手に入る。1914年には、コークス炉から回収された軽質原油から、約450万ガロンのベンゾールと150万ガロンのトルエンしか生産できなかったが、1917年には、この生産量は4020万ガロンのベンゾールと1020万ガロンのトルエンに増加した。トルエンは主に、ヨーロッパで使用されるトリニトロトルエンの製造に使用された。1914年に戦争が勃発すると、外国からの供給に依存していたフェノール（石炭酸）の供給が途絶えた。これは、アスピリンが手に入らなくなることで頭痛に悩まされるだけでなく、フェノールはレコードの製造に使用されるため、音楽という慰めも奪われる恐れがあった。エジソン氏はいつもの精力で、数週間以内に合成フェノール製造工場を建設した。戦争が始まるとフェノールの必要性はさらに高まり、[85ページ]爆弾の充填材としてピクリン酸を製造する必要があった。この需要は満たされ、1917年には15の新しい工場が稼働し、64,146,499ポンドのフェノールを生産し、その価値は23,719,805ドルに達した。

ご覧のとおり、コールタール製品の中には多くの用途に使われるものがあります。例えば、ピクリン酸はこの本の中で3箇所に登場します。これは高性能爆薬です。触れたことのある人なら誰でも知っているように、強力で永続的な黄色の染料です。3つ目は、火傷した皮膚を覆うための消毒剤として使用されます。他のコールタール染料、「マラカイトグリーン」、「ブリリアントグリーン」、「クリスタルバイオレット」、「エチルバイオレット」、「ビクトリアブルー」も同じ目的で使用され、軍病院の患者はイースターエッグのように飾られます。過去5年間、外科医は残念ながら傷の研究において前例のない機会を得ましたが、幸いなことに、傷の治療法の改善において前例のない成功を収めました。以前の戦争では、重傷は通常、死または切断を意味しました。現在では、負傷者のほぼ90パーセントが任務を続けることができます。この改善の理由は、医薬品が「中国からペルーまで」集められるのではなく、注文に応じて製造されるようになったことです。昔の薬草医は、見つけた珍しい植物を何でも拾い集め、それを許してくれる病人に試した。この経験的な方法は、患者にとっては辛いものだったが、5000年の間に数多くの有用な治療法の発見につながった。しかし、現代の医師は、病気の原因が分かれば、通常はそれを直接打ち消す方法を考案することができる。例えば、パスツールとメチニコフのおかげで、傷の感染症の原因は[86ページ]人間の細菌の敵は、人間の防護鎧である皮膚のあらゆる隙間に無数に群がって侵入します。塹壕線に突破口が開くと、防御側は建設と破壊という2つの目的のために、兵士を危険に晒された場所に急行させます。前者は土嚢で土塁を築き、後者は敵を殺します。同様に、人体が侵略されると、血液は2種類の防御者を突破口に運びます。1つは血清で、細菌の毒素を中和し、凝固によって露出した肉の上に新しい皮膚またはかさぶたを形成します。もう1つは食細胞、つまり白血球で、私たちの身体の民兵の自由槍であり、侵入してきた細菌を攻撃して殺します。医師の目的は、これらの防御者を妨害することなく、できる限り支援することです。したがって、医師が求める消毒薬は、血清が損傷した組織を保護し修復するのを助け、友好的な食細胞を殺すことなく敵対的な細菌を殺すものです。最もよく知られているコールタール系消毒薬である石炭酸は、250倍の水で希釈すると細菌を死滅させますが、残念ながらその半分の濃度、つまり1対500の濃度では食細胞の闘争活動を停止させてしまうため、治癒を妨げずに感染症を死滅させることはできません。

特定の病原菌を攻撃する物質を探すこの研究において、主要な研究者の一人はヘブライ系ドイツ人医師のパウル・エーリッヒ教授でした。彼は、アニリン染料が顕微鏡下でのスライド染色に有用であることを発見しました。なぜなら、アニリン染料は特定の細胞を選び出し、他の細胞は着色しないからです。そして、この出発点から彼は研究を進めました。[87ページ]最も恐ろしい病気を引き起こす細菌や寄生虫を死滅させる有機化合物や金属化合物。戦争勃発から1年後、エーリッヒ教授は、同じ発生源からの爆発物による傷をコールタール化合物で治療する方法を研究する中で、研究室で亡くなりました。

エーリッヒが用いたアニリン系消毒薬の中で最も価値のあるものの1つはフラビン、または読者が正式名称で呼ぶことを好むならばジアミノメチルアクリジニウムクロリドである。フラビンは、その名前が示すように黄色の染料であり、染料1部を水20万部で希釈した溶液でも通常の膿瘍の原因となる細菌を殺すが、溶液の濃度がこれの400倍、つまり500分の1でない限り、白血球の殺菌作用を妨げない。石炭酸や他の消毒薬とは異なり、血清の活性を阻害するのではなく刺激すると言われている。ロックフェラー研究所のダキン博士によって最近使用が始まったコールタール系の別の消毒薬は、ヨーロッパの医師がクロラミンT、アメリカの医師がクロラゼン、化学者がパラトルエンナトリウムスルホクロラミドと呼んでいるものである。

これは、化学者が植物の偶発的な副産物に頼るのではなく、医師が必要とする治療薬をどのように作ることができるかを示す例となるかもしれません。前のページで、最も単純な環状化合物であるコールタールのベンゼンから始めてアニリンを得る方法を説明しました。さらに一歩進んで、アニリン油を酢酸（酢の酸から水分を取り除いたもの）で煮沸するとします。この簡単なプロセスによりアセトアニリドが得られ、これを[88ページ]数年前、「抗フェブリン」という名前で市場に出回った製品は、製造元に莫大な利益をもたらした。

石炭タールから医薬品を製造するようになったのは1874年、コルベが石炭酸からサリチル酸を製造したのが始まりです。サリチル酸はリウマチの治療薬で、以前はヤナギの樹皮から抽出されていました。現在では、サリチル酸を濃酢酸で処理すると「アスピリン」が得られます。また、アニリンからは「フェナセチン」、「アンチピリン」、その他多くの薬が作られ、これらは頭痛薬、というより「頭痛緩和剤」として広く普及しています。

同様に有用で乱用されている合成薬のもう一つのクラスは、「スルホナール」、「ベロナール」、「メディナール」などの睡眠薬です。患者を眠らせるのではなく、歯を抜くときのように特定の部位を麻痺させるだけであれば、コカインが使用されることがあります。これは、アルコールやモルヒネと同様に、恩恵であると同時に災いでもあり、この薬物の使用習慣による多くの犠牲者のために、その販売は制限されなければなりませんでした。コカインは南米のコカの木の葉から得られますが、コールタール製品から人工的に作ることもできます。実験室は森林よりも優れています。なぜなら、ユーカインやノボカインなどの他の形態の局所麻酔薬は、天然のアルカロイドよりも効果的で毒性が低いため、より優れているからです。

私の読者の中には個人的に興味を持つ方もいるであろう、もう一つのコールタール誘導体についても触れておかなければなりません。それは写真現像液です。私は硫酸第一鉄溶液で乾板を現像していた時代を覚えているほど年を取っていますが、その方法で得られたネガほど美しいものは他にありませんでした。しかし[89ページ]ピロガリック酸が登場すると、指や時には皿が染まるにもかかわらず、私たちはそれに切り替えました。その後、メトール、ヒドロ（ヒドロキノンの略）、エイコンゲン（「イメージメーカー」）など、さまざまな派手な名前の新しい有機還元剤が次々と登場しました。誰もが自分なりの配合を考案し、それを採用しないカメラクラブの仲間を愚か者呼ばわりしましたが、内心では彼らが採用しないことを願っていました。

愛国心と物価高騰という二重の刺激の下、アメリカの医薬品・染料産業は急速に発展した。1917年には、1913年に輸入された染料とほぼ同量の染料がアメリカで製造され、アメリカ製の染料の輸出額は戦前の輸入額を上回った。1914年のアメリカの染料生産額は250万ドルだったが、1917年には5700万ドルを超えた。しかし、これは問題が解決したことを意味するものではない。国産品は種類も品質もドイツ製のものには及ばなかった。貴重な染料が数多く不足しており、当然ながらコストもはるかに高かった。アメリカの産業が自由市場で対等な条件で外国と競争できるかどうかは、戦前にはそのような状況がなかったし、今後もそうなることはないだろうから、断言することはできない。かつてはドイツの大手カルテルが国内の代理店や支店を通じて事業を独占していたが、現在アメリカの製造業者は獲得した独立性を維持しようと決意している。彼らは今後、競争を阻害するために関税に頼ることはせず、より効果的な手段を採用している。4500社のドイツ化学企業が[90ページ]外国人財産管理官によって押収された特許は、彼によって25万ドルで化学財団に売却された。化学財団は、影響を受ける可能性のある機関のアメリカ化、当該産業に敵対的または有害な外国の利害関係の排除または排除、および米国における化学および関連科学産業の発展のために組織されたアメリカの製造業者の団体である。同財団は多額の訴訟資金を有しており、「今後ドイツが米国への最初の輸入を試みた際にはいつでも、直ちに訴訟手続きを開始し、最大限の精力をもって訴訟を進めることができる」ようにしている。

ドイツの化学者たちの業績については、まるでドイツ人の脳に、他の人種にはない特別な脳葉があるかのように、多くの謎が作り上げられてきた。そこで、ヘッセ博士がドイツの産業研究所を初めて訪れた時の印象について語った言葉を引用したい。

1896年にシカゴ大学を卒業後、私は世界最大のコールタール染料工場に就職し、ドイツにある工場、そしてその研究室の一つに配属されました。これが私にとって初めての米国国外への旅行であり、ヨーロッパ、特に化学者としてドイツのコールタール染料工場、そして化学者にとってまさに聖域とも言えるその研究室に身を置くことは、私にとってこの上ない喜びでした。しかし、日々のルーティンワークに飽きた私は、冷静に分析し、周囲の状況を客観的に評価し、自分の期待と現実を比較するようになりました。[91ページ]実験室の一般的な設備は、私が慣れ親しんだものと何ら変わりなく、同僚たちの基礎的な訓練も、私が受けた訓練よりも優れた設備も、操作設備も、私より優れているわけではなかった。また、研究責任者たちは、私の指導教官たちよりも優れた知的能力や生来の才能を持っているわけでもなかった。要するに、何も新しいことはなく、故郷にないものは何もなかった。ただ、彼らの注意を引いている特定の問題と、それらに取り組む特別な機会を除いては。それらの問題は、私が長年慣れ親しんできた問題よりも複雑なものではなく、実際、純粋に知的な観点から見れば、ほとんどはそれほど複雑ではなかった。彼らの仕事には、本質的に不気味なことや魔法のようなこと、魔術的なことは何もなかった。それはただひたすら努力を続け、ひたすら作業を続けることだけだった。では、故郷にはなかった、あの化学実験室の背後にある本当のものは何だったのだろうか？それは、最終的に利益が得られると確信し、そのような活動を支援する意思のある資金だった。資金力があり、大学卒業生に特別な知識を期待せず、科学研究におけるしっかりとした基礎知識さえあれば採用し、工場のニーズに合った専門家になる機会を提供する。

アメリカ合衆国がコールタール製品に関して自給自足することは明らかに不可能ではない。タールも、人材も、資金もある。そのような政策が長期的に見て我々に利益をもたらすのか、あるいは軍事的または商業的な自衛策として必要なのかは、ここで判断できない別の問題である。しかし、我々がどのような役割を担っているにせよ、コールタール産業は文明の経済を発展させ、富を増大させてきた。[92ページ]廃棄物である副産物を新しい染料や貴重な医薬品の製造に利用できること、タールを政治的な焚き火の燃料や社会から疎外された人々の裸を覆う衣服として使うよりも、はるかに良い用途があることを示すことで、世界を変える。

[93ページ]

V
合成香料および合成フレーバー
原始人は、見つけた野生の植物や動物から生計を立てていました。次に、彼、あるいは恐らくは彼の妻が、安定した供給を確保するために植物を栽培し、動物を飼い慣らし始めました。これが文明への第一歩でした。なぜなら、人々が共同体（civitas）に定住しなければならなくなったとき、彼らはマナーを改善し、土地や財産を保護する法律を作らなければならなかったからです。この定住し秩序ある生活の中で、植物や動物は人間と同様に成長し、主人が訓練に費やした労力に対して百倍の恩恵をもたらしました。しかし、それでも人間は自然の偶然の恵みに依存していました。彼は選択することはできましたが、発明することはできませんでした。彼は栽培することはできましたが、創造することはできませんでした。砂糖が欲しければ西インド諸島に送らなければなりませんでした。香辛料が欲しければ東インド諸島に送らなければなりませんでした。藍が欲しければインドに送らなければなりませんでした。解熱剤が欲しければペルーに送らなければなりませんでした。肥料が欲しければチリに送らなければなりませんでした。ゴムが欲しければコンゴへ、ルビーが欲しければマンダレーへ、バラの花が欲しければトルコへ送らなければならなかった。人間はまだ自らの環境を支配できていなかったのだ。

この耕作の時代、文明の第二段階は、歴史の黎明期より前に始まり、[94ページ]つい最近まで。20世紀までと言ってもいいかもしれません。なぜなら、遺伝の基本法則が発見されるまで、人間は、永続させたい特性を組み合わせることで、あらかじめ決められた計画に従って新しい植物や動物の種を生み出すことができなかったからです。また、化学の基本法則が発見されるまで、人間は、自然界に存在するどの化合物よりも目的に適した新しい化合物を生み出すことができませんでした。人類の進歩は絶え間なく続くため、人類文化の境界線に、非常にギザギザした線を引かない限り、日付線を引くことは不可能ですが、人間が必要なものを探し求めるのではなく、自ら作り出すようになる進化の第三の時代に、私たちはまさに足を踏み入れようとしていることは明らかです。この新しい時代はまだ始まったばかりですが、すでにニューヨークやロンドンの自宅にいながらにして、ゴムやルビー、インディゴやバラの染料を自分で作ることができるようになっています。それだけでなく、人類の歴史上存在しなかった宝石や色、香水さえも作り出すことができるのです。科学者は下界の独立宣言に署名し、我々は今、革命の真っ只中にいる。

新時代の幕開けに、私たちの目は眩むばかりだ。狩猟者や園芸家が人類のために成し遂げてきたことは既に知っているが、化学者が成し遂げられることは想像もつかない。フランスが生んだ偉大な化学者の一人、ベルテロの視点から未来を見据えると、次のような光景が目に浮かぶだろう。

食料問題は化学的な問題である。エネルギーが経済的に得られるようになれば、炭酸から炭素を、水から水素を、そして酸素と窒素を用いて、あらゆる種類の食物を作り始めることができる。[95ページ]空気から抽出された……。いずれ、誰もが自分の栄養のために、小さな窒素錠剤、脂肪の塊、デンプンや砂糖の小袋、自分の好みに合った芳香スパイスの小瓶を持ち歩くようになるだろう。それらはすべて経済的に無制限に製造され、季節の不規則性、干ばつや雨、植物を枯らす暑さ、果実を枯らす霜とは無関係であり、伝染病の原因であり人間の生命の敵である病原微生物からも解放される。その日、化学は計り知れない世界規模の革命を成し遂げるだろう。もはやブドウ畑で覆われた丘や牛でいっぱいの牧草地はなくなるだろう。人間は、生き物を殺戮し破壊することによって生きることをやめることで、優しさと道徳性を高めるだろう。地球は草花と森林に覆われ、人類は黄金時代の豊かさと喜びの中で暮らすようになるだろう。ただし、そのためには、人間の本質を物質的な自然を変容させる化学反応と同じくらい深く変える精神的な化学反応が発見されなければならない。

しかし、これはあまりにも遠い未来の話であり、ベルテロの予見でさえも信用できない。合成食品の製造は不可能ではないようだが、現時点では実現の見込みは全くない。研究所が小麦畑に匹敵する可能性は皆無だ。デンプンの製造においては、トウモロコシの茎は常に化学者よりも安価に利用できるだろう。しかし、より希少で上質な天然物においては、化学者は競争力を持ち、さらには凌駕する能力を証明してきた。

歴史の黎明期から合成化学の勃興に至るまで、自然界で最も高価な産物は何だったのだろうか？商人がアジアの砂漠を横断するキャラバンの旅の危険を冒すほど、その魅力に惹かれるものは何だったのだろうか？[96ページ]アラブの強盗に襲われる危険があったのでしょうか？ポルトガルやスペインの船乗りたちは、なぜ喜望峰やホーン岬の危険な海域に、もろい小舟を危険にさらしたのでしょうか？主な獲物は香水、香辛料、薬、宝石でした。そして、なぜ現在海上貿易や陸上貿易の大部分を占めているものよりもこれらだったのでしょうか？それは、貴重で持ち運びやすく、腐らないものだったからです。商人が1、2年後にバラのオットーの小瓶、樟脳の包み、そして衣服に隠した数個の真珠を持って無事に帰還できれば、彼は財産を築いたことになります。リスボンから派遣されたアルゴシーの船が1隻でも白檀、藍、ナツメグを積んで戻ってくれば、それは成功した事業と見なされました。聖書を読んだことがあるなら、あるいはそうでなくてもアラビアンナイトを読んだことがあるなら、乳香の粒数粒や香油数滴が王や神に受け入れられるに値する贈り物と見なされていたことをご存知でしょう。東洋のこれらの製品は、トイレでも神殿でも同様に需要が高かった。ウンクトリウムはローマの浴室の付属施設であった。王は玉座に座る資格があるとみなされる前に、油を塗られ、燻蒸されなければならなかった。遠方から持ち込まれた薬は、特に高価であることに加えて、ミルラのように味が悪かったり、アサフェティダのように悪臭を放ったりするものであれば、最も効果的であるという理論がまだ完全には消え去っていなかった。そして、これらの薬が王族の患者を救えなかった場合、彼は芳香剤、つまり現在でいうベンゼン系の消毒剤で防腐処理された。

今日でも昔も変わらず、男たちは嗅覚と味覚の刺激のためなら高額を支払うことを厭わない。アフリカの野蛮人は、合成ムスクの香りが漂う石鹸と引き換えに象牙の牙を差し出すだろう。クラブマン[97ページ]10ドルも出して、ほとんどが水で、アルコールが10％程度しか入っていないワインを買う人もいるだろう。アルコールはせいぜい1、2セント程度だが、シャンパーニュの陽光降り注ぐ斜面やライン川の谷でしか生み出せない「ブーケ」が計り知れないほど含まれている。だが、読者も恐らく同じくらい贅沢なのだろう。天然のスミレの香水を買うとき、香油1ポンドあたり1万ドル以上も払っているのだから。残りはただの水とアルコールだ。だが、純粋で希釈されていないオイルが手に入ったとしても、それは耐え難いので欲しくないだろう。一口嗅いだだけで、大きな音が耳をつんざくように、しばらくの間、嗅覚が麻痺してしまうのだ。

五感のうち、３つは物理的感覚、２つは化学的感覚です。触覚によって圧力や表面の質感を感知し、聴覚によって特定の空気波の印象を、視覚によって特定のエーテル波の印象を受け取ります。しかし、嗅覚と味覚は分子の核心へと私たちを導き、原子がどのように組み合わさっているかを教えてくれます。この２つの感覚は、まるで体の入り口に番人のように立ち、入ってくるものすべてを注意深く監視しています。音や視覚は不快なものかもしれませんが、決して致命的ではありません。人はボイラー工場やキュビズムの美術館に住むことはできますが、硫化水素を含む部屋に住むことはできません。危険を警告されることの方が、快楽へと導かれることよりも重要であるため、私たちの感覚は快楽よりも痛みに敏感になっています。私たちは、バラやムスクのオイルの200万分の1ミリグラムを嗅ぎ分けることができますが、人類がこれまでに発明した最も悪臭を放つ化合物であるメルカプタンの20億分の1ミリグラムを嗅ぎ分けることができます。ミリグラムがどれくらいか分からない場合は[98ページ]針の先に一滴の液体を吸い上げ、それを20億個に分割したと想像してみてください。また、犬をキツネのいる場所へ導いたり、鹿に人間の存在を知らせたりする匂いの粒子の重さを推定してみてください。肉眼で嗅ぐ鼻は、計量不可能な量の物質の検出と分析において、分光器に匹敵する能力を持っているのです。

私たちが風味や味わいと呼ぶものは、味覚と嗅覚の複合的な効果であり、後者が優勢です。重要な味は、酸味、アルカリ味、苦味、甘味の4種類だけです。酸味、つまり酸っぱい味は、正の電荷を帯びた水素原子の知覚です。アルカリ味、つまり石鹸のような味は、負の電荷を帯びたヒドロキシルラジカルの知覚です。苦味と甘味、そしてすべての匂いは、化合物の化学構造に依存しますが、その関係の法則はまだ解明されていません。味蕾と嗅蕾というこれらの感覚器官は、湿った粘膜に埋め込まれているため、水溶性の物質しか触れることができません。また、嗅覚に到達するためには、鼻で吸い込む空気中に拡散するように揮発性でなければなりません。食べ物の「味」は、主に、裏口から嗅覚室に忍び寄る揮発性の匂いによるものです。

化学者は未知の物質を与えられた場合、それがメチル基かエチル基か、アルデヒドかエステルか、炭素原子が単結合か二重結合か、開鎖か閉鎖かなどを判断するために、基本的な分析と面倒な試験を行わなければならない。しかし、その物質の匂いを嗅げば、これらの点について即座にかなり的確な推測ができる。彼の鼻は知っているのだ。

[99ページ]化学者は、構造式を見ただけで化合物がどのような匂いを持つか、あるいは匂いを持つかどうかを確実に判断できるほどの知識はまだ持っていませんが、匂いのある物質をその構成に基づいて分類することはできます。一般的に「フルーティー」な匂いとして知られているものは、ほとんどが化学者が脂肪族または脂肪酸と呼ぶ系列に属します。たとえば、熟した果物には、アルコール（エチルアルコールまたは普通アルコール）と酸（酢酸または酢）と、これらの組み合わせであるエステルまたは有機塩（この場合は酢酸エチル）が含まれている場合があります。このエステルは、それぞれの成分よりも強い匂いを持ちます。これらの脂肪酸エステルは、私たちが好む多くの果物、キャンディー、飲料に特徴的な風味を与えます。洋ナシの風味である酢酸アミルは、酢酸とアミルアルコールから作られていますが、アミルアルコール（フーゼル油）は不快な匂いがします。パイナップルは酪酸エチルですが、リンバーガーチーズの香りは、その酸の部分（酪酸）によるものです。これらの精油は実験室では容易に合成できるが、果実から抽出して個別に利用することはできない。

炭素鎖に1つ以上の二重結合が含まれると、「花の香り」が得られます。例えば、ローズオイルの主成分であるゲラニオールの化学式は以下のとおりです。

(CH 3 ) 2 C = CHCH 2 CH 2 C(CH 3 ) 2 = CHCH 2 OH

バラは別の名前でも同じように甘い香りがするだろうが、ジメチル-2-6-オクタジエン-2-6-オール-8という名前で呼ばれても問題ないかどうかは疑問である。ゲラニオールは酸化されてアルデヒドであるシトラールとなり、レモン、オレンジ、バーベナの花に含まれる。[100ページ] このグループに属する別の化合物であるリナロールは、ラベンダー、ベルガモット、その他多くの花に含まれている。

前章で説明したようにゲラニオールの構造式を描いてみるとわかるように、ゲラニオールは6個の炭素原子からなる鎖を持ち、これはベンゼン環を構成する炭素原子の数と同じです。ゲラニオールやこのグループの他の化合物（ジオレフィン）を希硫酸で振盪すると、炭素鎖が結合してベンゼン環を形成しますが、他の炭素原子はベンゼン環を横切って伸びています。ここでは図示するには複雑すぎるため省略します。式C 5 H 8、またはその倍数で表されるこれらの「架橋環」は、テレビン油やセージ、ラベンダー、キャラウェイ、松葉、ユーカリなどの野生の植物や森の植物に含まれる重要なテルペン類を構成しています。さらにこの方向に進むと、パチョリ、サンダルウッド、シダー、クベバ、ジンジャー、カンファーといった重厚なオリエンタル系の香りの世界へと導かれます。樟脳はテレビン油から直接製造できるようになったため、台湾やボルネオ島への依存から脱却できるかもしれない。

炭素原子が6個で、二重結合がない（脂肪族環）場合、あるいは二重結合が1つか2つある場合は、スミレのような柔らかく繊細な香り（イオノンやイロンなど）が得られます。しかし、これらが3つの二重結合を持つベンゼン環に入ると、香りはより強く、非常に特徴的になるため、「芳香族化合物」という名称は、無臭のものも多いにもかかわらず、ベンゼン誘導体全体にまで拡大されています。ジャスミン、オレンジの花、ムスク、ヘリオトロープ、チュベローズ、イランイランなどの精油は、主にこの種類の化合物で構成されており、芳香族化合物の一般的な原料であるコールタールから製造できます。

[101ページ]合成香料や香水は、染料と同様に、コールタール製品などの粗原料から出発し、分子を目的の複雑さまで構築することによって作られます。例えば、不快な連想と悪評を持つ、悪臭を放つ有毒なフェノールから始めましょう。これをソーダ水で処理すると、防腐剤やリウマチの治療薬として使用される、無臭の白い粉末であるサリチル酸に変わります。これに、木材の乾留によって得られるメチルアルコールを加えます。これは通常のエチルアルコールよりもはるかに有毒です。アルコールと酸を一緒に加熱すると、少量の硫酸の助けを借りて結合し、化学者がサリチル酸メチルと呼ぶもの、または他の人がウィンターグリーンオイルと呼ぶものが得られます。これは、ウィンターグリーンの実や白樺の樹皮に含まれるものと同じです。私たちは開拓時代の祖先からこの味覚を受け継ぎ、清涼飲料水、ガム、歯磨き粉、キャンディーなどの風味付けに幅広く利用していますが、ヨーロッパの人々はまだその美味しさに気づいていません。

さて、再びフェノールから始め、これを苛性アルカリとクロロホルムで加熱してみましょう。すると、同じ組成でありながら原子の並び順が少し異なる2つの新しい化合物が得られます。前章で示したベンゼン環の図をもう一度見てみると、6つの水素原子が結合していることがわかります。これらの水素原子は、他の元素や基に置き換えることができます。そして、生成物は、新しい元素の種類だけでなく、それらがどこに配置されるかによっても決まります。これは、単語の綴りに似ています。3つの文字「t」「 r」「a」は、一緒に使われるかどうかによって、全く異なる意味を持ちます。[102ページ]芸術、タール、またはネズミのように。あるいは、より適切な例を挙げると、どのホステスも、夕食の成功は、テーブルの周りにゲストをどのように座らせるかにかかっていることを知っています。同様に、芳香族化合物の場合、ベンゼン環の周りの座席配置のわずかな違いが、その性質を変えます。今検討しているフェノールの 2 つの誘導体には、2 つの置換基があります。1 つは —OH (ヒドロキシル基と呼ばれます) です。もう 1 つは —CHO (アルデヒド基と呼ばれます) です。これらが反対の位置にある場合 (パラ位と呼ばれます)、無臭の白色固体が得られます。これらが隣り合っている場合 (オルト位と呼ばれます)、メドウスイートの香りのする油が得られます。無臭の固体をメタノールで処理すると、サンザシの花の香りのするオーデピン (またはアニスアルデヒド) が得られます。しかし、もう一方の製品である香油を乾燥酢酸で処理すると（「パーキン反応」）、クマリンが得られます。これは、私たちの祖先が嗅ぎタバコ入れに入れて持ち歩いていたトンカ豆（またはトンキン豆）の香料成分です。クマリン1オンスはトンカ豆4ポンドに相当します。バニラに十分似た香りがするため、安価な抽出液ではバニラの代用品として使用されます。香水業界では「刈りたての干し草」として知られています。

以前のページで、食べるよりも化学を愛した少年、ウィリアム・ヘンリー・パーキンの経歴と、彼がコールタール染料を発見した経緯について書いたことを覚えているかもしれません。実は、コールタール香水事業の始まりも彼の独創的な頭脳によるもので、この事業はほぼ同じくらい重要な発展を遂げました。パーキンは1868年にクマリンを製造しましたが、染料産業と同様に、これもイギリスの手から離れ、北海を越えていきました。[103ページ]ドイツは年間150万ドル相当の合成香水を輸出していた。その一部はフランスに送られ、そこで調合され、フランス語の名前が付けられた豪華なボトルに詰められ、アメリカ人に高値で販売された。

本物のバニラの香料であるバニリンは、1874年にティーマンによって作られました。当初は1ポンドあたり800ドル近くで販売されていましたが、現在では10ドル程度で購入できます。チョコレート、アイスクリーム、ソーダ水、ケーキなどにどれほど広く使われているかは、誰もが知っているでしょう。クマリンとバニリンは、どのように作られるにせよ、模造品ではなく、トンカ豆とバニラ豆の主成分と同一であり、もちろん、同様に健康的で無害であることに注意すべきです。しかし、繊細な味覚を持つ人は、天然抽出物には少量の他の風味豊かな成分が含まれているため、より豊かな風味を区別することができます。

真の香水は、多数の芳香性化学物質を適切な割合で混合し、嗅覚に調和のとれた効果をもたらすように作られています。高級香水には12種類から20種類もの異なる成分が配合されており、天然の香料であれば、12種類ほどの異なる物質が複雑に混ざり合っています。香水作りは美術の一つです。調香師は、オーケストラの指揮者と同様に、楽器を組み合わせ、調和させて望ましい感覚を生み出す方法を知っていなければなりません。ワーグナーのオペラには103人の演奏家が必要で、シュトラウスのオペラには112人が必要です。コンサートマネージャーが経費削減を望む場合、最も高額な演奏家を減らし、他の演奏家、例えば余分なバイオリニストや、一度だけ吹いたり、トライアングルを一度だけ鳴らすだけの演奏家を外すよう主張するでしょう。[104ページ]夕方の間に。訓練された耳だけがその違いを聞き分けることができ、マネージャーはより多くの利益を得ることができる。

仮に、あの金儲け主義の興行主が、有名なライバルのコンサートホールに入れなかったとしよう。彼は窓の外で音を聞き、こう分析するだろう。「音の50パーセントはチューバ、20パーセントはバスドラム、15パーセントはチェロ、10パーセントはクラリネットだ。他にも楽器はあるが、音量が小さいので、それらを省いても誰も違いに気づかないだろう。」こうして彼は、この4つの楽器だけでオーケストラを編成し、多くの人は違いに気づかないのだ。

安価な香水職人も同じようなやり方をする。例えば、戦時中は1ポンド400ドルもした（どんな値段でも手に入れられればの話だが）オットー、つまりバラのオイルを分析し、主成分はわずか5ドルのゲラニオール、次に20ドルのシトロネロール、そしてネロールなどが続くことを突き止める。こうして、彼はこうした化合物3、4種類を組み合わせて安価な香水を作るのだ。しかし、本物のバラのオイルは、他の天然香料と同様に、12種類以上の成分を含んでおり、その多くを省くことは、オーケストラを数個の大きな音の楽器に、あるいは絵画を3色刷りの版画に矮小化するようなものだ。数年前、模倣する楽器に含まれる音の振動をそれぞれ個別に生成することで、電気的に音楽を作ろうとする試みがあった。理論的には簡単そうに見えるが、実際には音色は満足のいくものではなかった。なぜなら、フルオーケストラ、あるいは単一のバイオリンでさえ、音色と倍音はあまりにも多く複雑だからだ。[105ページ]個別に再現される。そのため、合成香水は天然香水を駆逐したのではなく、逆に、エッセンス用の花の成長を助け、刺激した。ペルシャの君主やロマンスで好まれたバラのオットーまたはアターは、近年は主にブルガリアから来ている。しかし、戦争はバラ水で行われるものではなく、ブルガリア人は過去5年間、自分たちの庭を耕作する以外の仕事に従事している。蒸留器または蒸留器は、バラの精油またはアターを得るためにアラビアの錬金術師によって発明された。しかし、蒸気の助けを借りても、蒸留は必ずしも満足のいくものではない。例えば、蒸留されたバラ油には、無臭のパラフィンワックス（ステアロプテン）が10～74パーセント含まれており、その一方で、バラの香りの重要な成分であるフェニルエチルアルコールは、蒸留の過程で分解される。つまり、調香師は天然、あるいは蒸留されたオイルからパラフィンの一部を取り除き、不足しているアルコールを加えることで、そのオイルの香りを改良することができる。蒸留器から直接取り出された輸入品でさえ、必ずしも本物とは限らない。狡猾なブルガリア人は、搾油槽の中でバラに合成ゲラニオールを振りかけることで「収量を増やす」ことがある。これは、狡猾なイタリア人が搾油中のオリーブにアメリカ産綿実油を樽ごと注ぎかけるのと同様である。

花の香りを抽出するもう一つの方法は、脂肪が匂いを吸収する性質を利用したアンフルラージュです。冷蔵庫で魚のそばにバターを置いておくと魚臭くなるのはご存知でしょう。アンフルラージュでは、湿った空気を塔に送り込み、スミレなどの生花のトレイの上を交互に通過させ、[106ページ]ガラス板に薄くラードを塗る。こうして香りのついたラードはポマードとして使用することも、アルコールで香りを抽出することもできる。

しかし、多くの甘い香りの花は容易に精油を抽出できないため、そのような希少な花では、多かれ少なかれ効果的な代替品に頼らざるを得ません。例えば、「ヘリオトロープ」「スズラン」「ライラック」「シクラメン」「スイカズラ」「スイートピー」「イチゴノキ」「メイフラワー」「マグノリア」といった名前で販売されている香水は、これらの花から作られたものではなく、合成または天然の他の香料から作られた単なる模倣品です。「オー・ド・ミル・フルール」に使われている「千の花」の中には、ジャコウネコ、ジャコウジカ、マッコウクジラが含まれています。「ジョッキークラブ」の公表されている処方の中にはジャコウネコや龍涎香を必要とするものがあり、「ラベンダーウォーター」の処方にはムスクとジャコウネコが使われています。これら3種類の動物由来の香料の起源については、語らない方が良いでしょう。幸いなことに、これらは高価になりすぎて使いにくくなり、洗練された想像力に合う合成製品に取って代わられつつあります。石炭タールからトリニトロブチルキシレンを製造できるようになったおかげで、ジャコウジカは絶滅の危機から救われるかもしれない。この合成ムスクは人間の鼻には心地よい香りだが、猫は嫌がるだろう。合成ムスクは天然のものよりはるかに安価なだけでなく、香りが12倍も強い。いや、むしろ12倍の量を使えると言った方が適切だろう。なぜなら、これ以上強い香りを求める人はいないからだ。

このような強い香りは、十分に希釈した場合にのみ心地よく感じられますが、これまで見てきたように、最高級の香水には欠かせない成分です。例えば、ジャスミンやその他の花の天然オイルには、微量の[107ページ]インドールやスカトールといった、極めて不快な臭いを持つ物質は、私たちの嗅覚では感知できないものの、その不在は感じ取れるため、人工香水に添加する必要がある。ちょうど、音楽作品における短くも激しい不協和音や、絵画における鮮やかな色彩のコントラストが、作品全体の調和に不可欠な場合もあるのと同様である。

「人工」香水に反対するのはばかげている。なぜなら、現在販売されている香水のほぼすべては、調香師の技によって調合されたという意味で人工的であり、彼が使用する材料が昔の花から来ているのか、石炭紀の花から来ているのかは、彼以外の誰にも関係のないことだからだ。そして彼はそれを明かさない。材料は市場で購入できる。さまざまなレシピが本に載っている。しかし、有名な調香師は皆、自分の調合方法の秘密を厳重に守り、それを子孫への遺産として受け継いでいる。古代ローマのフランジパニ家は、そのような代々受け継がれてきたレシピの一つによって不朽の名声を得た。ファリーナ家は今でもオーデコロンの作り方の独占的な知識を持っていると主張している。この有名な香水は、1709年にケルンにやってきたイタリア人のジョヴァンニ・マリア・ファリーナによって初めて調合された。それはすぐに流行し、一時期はドイツの宮廷で唯一許された香りだった。様々なレシピには、主にネロリ、ローズマリー、ベルガモット、レモン、ラベンダーの精油を非常に純度の高いアルコールに溶かし、ワインのように熟成させた6種類から12種類の材料が含まれている。1895年に人工ネロリ（オレンジの花）が発明されたことで、製品の品質が向上した。

フランスの香水は、ドイツの香水と同様に、カトリーヌ・ド・メディシスがパリにやって来たときにイタリアに起源を持つ。[108ページ]アンリ2世の妃。彼女は他の芸術家たちと共に、香水師のスール・トゥバレリを連れてきた。トゥバレリは花咲くグラースに居を構えた。この地では400年にわたり、香水産業が根付き、家族の秘伝のレシピが代々受け継がれてきた。戦争勃発時、グラースの街には50軒の香水製造所があった。フランスの香水師は、一つの感覚だけに留まらない。視覚、聴覚、連想にも訴えかける。彼は、風変わりな形のボトル、芸術的な箱、そして「Dans les Nues」、「Le Coeur de Jeannette」、「Nuit de Chine」、「Un Air Embaumé」、「Le Vertige」、「Bon Vieux Temps」、「L’Heure Bleue」、「Nuit d’Amour」、「Quelques Fleurs」、「Djer-Kiss」といった魅力的な名前で、作品の魅力を高めている。

優れた香りの条件は非常に厳しい。香水は持続性があり、かつ強烈であってはならない。すべての成分が同じ割合で蒸発し続けなければならず、そうでなければ香りが変化し、劣化する。香りは色と同じように互いに打ち消し合う。ほんのわずかな不純物や異臭でも全体の効果を損なう可能性がある。アルミニウム以外の金属容器で成分を混合したり、錫製の漏斗で濾過したりすることは、香水を損なう可能性がある。香料化合物は非常に敏感で不安定な物質であり、そうでなければ嗅覚器官に影響を与えない。オーデコロンに適した組み合わせはタルカムパウダーには適さず、石鹸では劣化する可能性がある。香料は「無香料」のパウダーや石鹸にも使用されている。実際、現在では以前ほどではないにしても、より広範囲に使用されている。 [109ページ]世界の歴史上かつてないほど。ローマ浴場の破壊から現代の浴室の建設までの間、一般に暗黒時代と呼ばれる不潔の時代には、香水作りの技術は、他のすべての美術と同様に衰退した。「聖なる香り」が最も高く評価され、その香りがどのようなものだったかは、聖人の生涯を読むことで想像できる。しかし、数世紀のうちに、アラブ人や十字軍を通じて東方からヨーロッパに生活の洗練が再び浸透し始め、当時主に化粧品の技術であった化学が復活し始めた。地球上で最も偉大な民主化の手段である科学が活動を始めると、貧しい人々を味覚と嗅覚の喜びにおいて王や聖職者の地位にまで引き上げた。私たちはこれらの喜びを軽んじてはならない。なぜなら、それらがもたらす喜びは、少なくとも量においては、いわゆる高次の感覚がもたらす喜びよりも大きいからである。私たちは1日に3回食事をし、中にはもっと頻繁に飲む人もいる。コンサートホールや美術館を訪れる頻度は、ダイニングルームを訪れる頻度ほど高くない。そして、こうした原始的な感覚は、進化の過程で後から獲得した感覚よりも、私たちの感情的な性質に強い影響を与えている。キプリングが言うように、

匂いは音や視覚よりも確実に
、あなたの心を揺さぶる。

[110ページ]

VI
セルロース
私たちの生命と生活を支える有機化合物は、主に炭素、水素、酸素、窒素の4つの元素から構成されています。これらの化合物は分析が難しい場合もありますが、化学者がその構成を解明すれば、通常は元素から合成することができます（ただし、化学者が望む場合）。採算が取れない限り、化学者はそれをビジネスとして行おうとはしませんし、製造プロセスが自然プロセスよりも安価でない限り、採算は取れません。これは主に原材料のコストに依存します。では、これら4つの元素の市場価格はいくらでしょうか？酸素と窒素は空気のように無料で存在し、第2章で見たように、電気火花による直接結合が可能です。水素は水として無料で存在しますが、電流によって抽出するにはコストがかかります。しかし、私たちは何よりも炭素を必要としており、それはどこで入手できるのでしょうか？結晶化した炭素の破片は南アフリカなどで入手できますが、それを買う余裕のある人は、合成食品を作るために使うよりも、それを身につけることを好みます。黒鉛は希少で、溶かすのが難しいです。そこで、私たちは炭素化合物に頼らざるを得ません。これらのうち最も単純な二酸化炭素は空気中に存在するが、体積比で1万分の4にすぎない。炭素を抽出して他の元素と結合させるのは困難で費用がかかるだろう。[111ページ]プロセス。ここで、私たちは安価な労働力、つまりあらゆる労働者の中で最も安価な植物を呼び込まなければなりません。高地の松の木や低地の綿の木は、一日中緑の罠を仕掛け、捕らえた二酸化炭素でセルロースを蓄積します。したがって、人間が無料の炭素を必要とする場合、窯で木材を炭化させるか、石炭紀に自然の窯で炭化したものを掘り出すのが最も良い方法です。しかし、現代の植物や化石植物の残骸に水素と結合した炭素がすでに存在するのに、なぜ元素炭素に戻りたいと思うのでしょうか。バニリン、樟脳、ゴムなど、現代化学が誇る合成製品は、実験室での実験としては可能かもしれませんが、元素であるC、H、Oから作られているわけではありません。その代わりに、有機化学者の原料は主にセルロース、あるいは最近または遠い昔の乾留によって得られたタールや油です。

読者は今まさにセルロースの標本を手にしているのだから、セルロースとは何かを説明する必要はない。その標本は、表面の白さを損なうサイズ剤と炭素の斑点を除けば、ほぼ純粋なセルロースである。このセルロースの利用こそが、現代世界と古代世界の違いの主な原因である。印刷の発明と呼ばれるものは、本質的には紙の発明だからだ。ローマ人は硬貨や鉛管に刻印するための活字を作ったが、もし彼らが世界に印刷するための紙を持っていたら、暗黒時代を免れたかもしれない。しかし、バビロニア人の粘土板は扱いにくく、ギリシャ人の蝋板は腐りやすく、エジプト人のパピルスは脆く、羊皮紙は高価で、[112ページ]普及は遅々として進まず、文学が紙媒体化されて初めて民主的な教育が可能になった。現在では、羊皮紙は卒業証書や条約、その他の時代遅れの文書にしか使われていない。たとえ卒業証書がラテン語で書かれていても、おそらく硫酸セルロースでできているだろう。

繊維産業は、私が他の産業で示したのと同じ発展法則に従ってきました。ここでもまた、(1)天然物の利用、(2)天然物の栽培、(3)人工物の製造という3つの発展段階が見られます。古代の人々は、繊維を得るために植物、動物、昆虫に依存していました。中国は絹を、ギリシャとローマは羊毛を、エジプトは亜麻を、インドは綿を使用していました。3000年にわたる栽培の過程で、動物性および植物性の繊維は長く、強く、安価になりました。しかしついに人間はミミズのレベルに達し、自分の好みに合わせて糸を紡ぐことができるようになりました。今や人間は製紙においてスズメバチに匹敵するほどです。もはや亜麻や綿花に依存することなく、木を粉砕してセルロースを得ています。ニューヨークの新聞社は、年間約2000エーカーの森林を消費しています。米国では、紙やその他の用途のパルプ製造のために、年間約500万コードの木材が粉砕されています。

「機械パルプ」を作る際、主にトウヒやツガなどの木材の塊を、木目に対して横方向に湿った砥石に押し付けるだけです。しかし、木材繊維ではセルロースの一部がリグニンと結合しており、これは役に立たないどころか有害です。リグノセルロース複合体を分解するために化学薬品が使用されます。[113ページ]これらは細かく粉砕されるのではなく、ディスクチッパーで切断されます。チップは、酸またはアルカリとともに、熱と圧力の下で数時間消化されます。現在、3つのプロセスが普及しています。最も一般的なプロセスでは、試薬は亜硫酸カルシウムで、これは石灰水に硫黄ガス（SO₂）を通すことによって作られます。別のプロセスでは、苛性ソーダ溶液を使用して木材を分解します。3番目の「硫酸塩」プロセスとして知られるものは、活性剤が硫酸ナトリウムを木材から抽出した炭素質物質とともに焙焼して作られた硫化ナトリウムのアルカリ溶液であるため、むしろ硫化物プロセスと呼ぶべきです。この硫酸塩プロセスは、3つの中で最も新しいものですが、この国ではますます使用されるようになっています。なぜなら、この方法によって、南部の樹脂質の松材を加工することができ、最終製品は丈夫なためクラフト紙として知られ、包装に使用されるからです。

しかし、どのような製法であれ、得られるのはほぼ純粋なセルロースです。このページを顕微鏡で観察すればわかるように、セルロースは元の細胞壁の残骸である細い白い繊維が絡み合った網状構造をしています。木材パルプ紙は厳しい処理を受けているため、先祖が使っていた麻布の紙ほど長持ちしません。今日印刷されている新聞、雑誌、書籍のページは数年で茶色くもろくなってしまうでしょう。ほとんどの場合、それらは役目を終えているので大きな損失にはなりませんが、最悪のものを数部だけ永久保存用の紙に印刷して図書館に保管し、後世の人々が文明の進歩を誇示できればよかったのに、と思うと残念です。

[114ページ]しかし、印刷されたページに夢中になるあまり、紙の他の用途を忘れてはならない。しばしば予言されてきた紙製の衣服は、まだ実現していない。紙製の襟さえも、流行していた時期があったとしても、今では廃れてしまった。戦時中のドイツでは、ハンカチやナプキンだけでなく、靴下、シャツ、靴にも紙が使われていたが、摩耗や洗濯に耐えられなかった。衛生技術者たちは、私たちに鋭利な紙コップで飲み物を飲むように指示し、顔を拭く代わりに軽く押さえるようにしている。紙から紐が紡がれ、その紐で作られた家具は、籐のライバルとなっている。紙糸で織られた布や敷物は、麻布や草の代わりに、バッグやスーツケースの製造に使われている。

しかし、ここではセルロースそのものの製造、つまり木材、紙、綿よりも、その化学的誘導体に関心があります。セルロースは、記号 C 6 H 10 O 5からわかるように、炭素、水素、酸素の 3つの元素から構成されています。これらはデンプン (C 6 H 10 O 5)と同じ割合で存在しますが、グルコースまたはブドウ糖 (C 6 H 12 O 6 )は水分子が 1 つ多く含まれています。しかし、グルコースは冷水に溶け、デンプンは温水に溶けますが、セルロースはどちらにも溶けません。したがって、セルロースは食用には適しませんが、ヤギなどの一部の草食動物は、セルロースを消化できる消化器官を持っています。フィンランドとドイツでは、白樺の木材パルプと藁は、牛の飼料の原料としてだけでなく、戦時中のパンにも使用されました。しかし、飢餓の圧力下であっても、人間の胃が木屑から多くの栄養分を摂取できる可能性は低い。だが、希酸で消化することで、木屑は[115ページ]糖分は発酵によってアルコールに変化するため、朝刊を読んだ後に酔っぱらうことも可能になるだろう。

セルロースを希酸で長時間消化する代わりに、硫酸（50～80パーセント）溶液に浸し、その後洗浄して乾燥させると、硬くて丈夫で半透明のコーティングが得られ、防水性と耐油性を持つようになります。これが羊皮紙に取って代わった「パーチメント紙」です。強アルカリは強酸と同様の効果があります。1844年、ランカシャーのキャラコ印刷業者ジョン・マーサーは、綿布や綿糸を冷たい30パーセントの苛性ソーダ溶液に通すと、繊維が短くなり、強くなることを発見しました。40年以上もの間、この発見はほとんど注目されませんでしたが、素材を乾燥時に縮まないように伸ばすと、綿繊維の撚り合わせたリボンが絹のような滑らかな壁の円筒に変わることが分かると、このプロセスは広く使われるようになり、今日では絹として通用するものの多くは「マーセル化」された綿です。

ロンドンのクロスが、マーセル化綿を二硫化炭素で処理すると黄色い液体に溶解することを発見したことで、さらに一歩前進した。この液体にはセルロースがキサントゲン酸セルロースとして溶解しており、酸性化または加熱するとセルロースが水和物として回収される。この黄色いセルロース溶液をチューブから極めて小さな穴を通して酸性水に噴射すると、それぞれの細い流れが瞬時に固まって絹糸になり、蚕の紡糸口から出る糸のように紡いで織ることができる。天然絹の起源は、よく考えてみると、むしろ[116ページ]それを身に着ける喜びから、そして「不必要に虫を踏みつける者」を友人として避けるべきであるならば、絹のストッキングが欲しいときに何千匹もの幼虫をゆりかごの中で煮る必要性から私たちを解放するのに十分な速さで人工絹産業が進歩することを願うしかない。

質素な葦の敷物の上に蚕が横たわっていた
。そこに、誇り高き若い王女がやって来た。
高貴な王の傲慢な娘は
、そのささやかなものに横目でちらりと視線を向けた。自分が、蚕が死んだ死装束の上を、
誇らしげに歩いているとは夢にも思っていなかった。

しかし、今のところ蚕の働きを完全に不要にできる段階には達していません。この製法で作られるビスコース糸は見た目は絹糸に似ていますが、特に濡れた状態では強度が劣ります。

ビスコース法以外にも、セルロースを溶液に溶かして人工繊維を作る方法はいくつかある。塩化亜鉛の濃溶液が有効な方法であり、この方法はかつて白熱電球用の炭素フィラメントに炭化させるための糸を作るのに用いられていた。セルロースは水酸化銅のアンモニア溶液にも溶解する。このようにして得られた液体を細いノズルから苛性ソーダとブドウ糖の沈殿溶液に噴射すると、セルロースは元の形に戻る。

爆発物に関する章では、硫酸の存在下で硝酸処理されたセルロースがどのようにニトロ化されるかを説明しました。3つのヒドロキシル基（—OH）を持つセルロース分子は、1つ、2つ、または3つの硝酸基（—ONO 2）を取り込むことができます。高位の硝酸塩は、[117ページ] 綿火薬は、現代のダイナマイトや無煙火薬の基礎を形成します。ピロキシリンとして知られる低級硝酸塩は、爆発性は低いものの、依然として非常に燃えやすいです。これらの硝酸塩はすべて、元のセルロースと同様に水に溶けませんが、元のセルロースとは異なり、エーテルとアルコールの混合物に溶けます。この溶液はコロジオンと呼ばれ、現在では傷口に新しい皮膚を広げるために一般的に使用されています。第一次世界大戦は、ノーベルの指の切断に遡るかもしれません。アルフレッド・ノーベルはスウェーデンの化学者であり、平和主義者でした。ある日、化学者によくあるように、彼は実験室で作業中に指を切ってしまい、また化学者によくあるように、エーテルとアルコールに綿火薬を溶かして傷口に塗りました。しかし、この時点で彼の行動は普通とは異なっていた。化学者を含むほとんどの人がそうするように、じっと立って焦ってフィルムを乾かそうと手を振るのではなく、彼は考えを巡らせ、ゆっくりと弾力性のある塊へと固まっていくこの粘着性のある物質こそ、ニトログリセリンの吸収剤および固化剤として探していたものかもしれないと考えたのだ。そこで、余ったコロジオンを捨てる代わりに、ニトログリセリンと混ぜてみたところ、ゼリー状に固まることがわかった。こうして発見された「爆破ゼラチン」は衝撃に非常に鈍感であったため、安全に輸送したり、大砲から発射したりすることができた。これが、近代戦争における主要な要素となった最初の高性能爆薬となったのである。

しかし全体として、コロジオンは人類に計り知れない恩恵をもたらすだけでなく、引き起こした傷よりも癒した傷の方が多かった。コロジオンは現代写真の発展に貢献した。[118ページ]カメラや映画映写機で使用するフィルムは、ピロキシリンの裏地にゼラチンをコーティングしたものなので、可能だ。コロジオンをスリットではなく細いガラス管に通すと、フィルムではなく糸状になる。コロジオンジェットを冷水槽に入れるとエーテルとアルコールが溶け、温風室に入れると蒸発する。硝酸セルロースの糸は、アンモニウムまたは硫化カルシウムで処理して硝酸基を取り除くと、燃えにくくすることができる。これにより元のセルロースが復元されるが、今度は任意の太さの無限の糸になる。一方、天然繊維は、人間のニーズではなく綿実のニーズに合わせてサイズと長さが調整されていた。「自分の思い通りに物事を成し遂げたいなら、自分でやらなければならない」という古い格言は、人間の欲求を満たすために化学者が自然の働きを補うために呼ばれてきた理由を説明している。

硝酸の代わりに濃酢酸を用いて綿を溶解することもできます。得られる酢酸セルロースは硝酸塩よりも燃えにくいですが、もろく高価です。これらから作られた映画フィルムは、万が一の事故の際に撮影者が観客を邪魔することなく燃え尽きてしまうような耐火ボックスに閉じ込める必要なく、どのホールでも使用できます。酢酸セルロースは、自動車用ゴーグルやガスマスクのほか、革製カーテンの窓やインデックスカードの透明カバーにも使用されています。近年重要になってきた新しい用途は、航空機の翼のニス塗りです。これは、酢酸セルロースが容易に水を吸収せず、燃えにくいからです。[119ページ]そして布地をピンと張って気密性を高める。飛行機の翼は、トンボの翼のように透明で、空を背景にして見えにくい酢酸セルロースシートで作ることができる。

硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩はそれぞれの酸の塩またはエステルであるが、近年、酸基を含まず中性で安定な真のセルロースエーテルまたは酸化物が合成されており、これらはさらに優れている可能性がある。

これらは、一般的に「人造絹糸」と呼ばれているものの、実際には全く不適切な主な製造工程です。これらは蚕の絹糸と同じ物質ではなく、そのようなものとして販売されるべきではありません（ただし、時折販売されることもあります）。濡れた状態では、どれも絹繊維ほど強くはありませんが、様々な種類の絹糸の中で、濡れると最も弱くなるのはどれかをあえて言うと、大変なことになるでしょう。ただ、もしあなたが釣り人に恨みがあるなら、人造絹糸のフライラインをあげてください。どんな種類でも構いません。

硝酸塩法は、パリ工科大学在学中のイレール・ド・シャルドネ伯爵によって発見され、彼は生涯と財産を費やしてその完成に努めた。人造絹糸のサンプルは1889年のパリ万国博覧会に出品され、2年後にはバザンソンに工場を設立した。1892年、イギリスの化学者クロスとベヴァンはビスコース法（キサントゲン酸法）を発見し、後に酢酸法も発見した。これら4つの製法はすべてフランスとイギリスで発明されたものだが、この新産業から最も恩恵を受けたのはドイツであり、戦前には年間600万ドルの収益をドイツにもたらしていた。[120ページ]世界の生産者はエルバーフェルトの Vereinigte Glanzstoff-Fabriken で、年間 34% の配当を支払っていました。 1914年に。

ご覧のとおり、原材料は安価で豊富であり、セルロース、塩、硫黄、炭素、空気、水だけです。綿くず、ぼろ布、紙、あるいは木材パルプなど、あらゆる種類のセルロースを使用できます。製造プロセスは多岐にわたり、製品名も数多く、用途は無数にあります。最も注意を払っていない人でも、これらの新しい形態のセルロースが広く使用されていることに気づいているはずです。街頭の屋台で15セントで買える、75セントで売られているものと遜色ないほど見栄えの良いシルクに近いネクタイがあります。耐久性に関しては、どれも私たちが着け飽きるまで持ちます。塩化亜鉛30％溶液に通して水圧をかけることで「加硫」された紙は、硬く角質になり、トランクやスーツケースに使用できます。ソーセージ容器用のビスコースチューブは、従来のケーシングよりも衛生的で食欲をそそります。ウェルスバッハのガスマントルでは、ラミーや綿の代わりにビスコースが使われています。ビスコースフィルムは透明で厚さは1000分の1インチ（セロファン）で、キャンディーの包装紙として使われています。絹よりも大きな開口部から紡がれた酢酸セルロースの円筒は、豚の毛や馬の毛と競合しようとしていますが、今のところあまり成功していません。粉末金属をセルロース溶液に混ぜると、バイコ糸になります。バイコ（製造元はFarbenfabriken vorm. Friedr. Bayer and Company）は、Socony、Nylic、Fominco、Alco、Ropeco、Ripans、Penn-Yan、Anzac、Dagor、Dora、Cadetsなど、将来の言語学者を悩ませるであろう、テレスコープされた名前の1つです。

稼働中の製紙工場稼働中の製紙工場
この写真は、メイン州ミリノケットにあるグレート・ノーザン製紙会社の大きなパルプ工場の製紙室で撮影されたものです。

木材パルプ由来のセルロース木材パルプ由来のセルロース
これは現在、多種多様な便利な製品に加工されており、ここにその例をいくつか写真で示します。

[121ページ]可溶性セルロースは、いずれは蚕だけでなく織工も不要にするかもしれない。一回の工程で糸の代わりに布地を得られるようになるかもしれない。ネットやレースを製造する機械が発明されており、液体材料をローラーの片側に注ぎ、反対側から布地を巻き取る。このプロセスは無限に拡張可能で、様々な種類の織物、編み物、網目状の製品に応用できると思われる。原料は綿くずで、完成した布地は絹の良い代替品となる。人工絹の製造プロセスと同様に、セルロースは銅アンモニウム溶液に溶解されるが、そのプロセスのように微細な開口部から押し出して糸を形成するのではなく、ペーストは目的の織物のパターンが刻まれた回転シリンダー上に流し込まれる。スクレーパーが余分な部分を取り除き、シリンダーの回転によって刻まれた線に沿ってペーストが浴槽に流れ込み、固化する。

現在主に生産されているのはチュールやネットですが、彫刻されたデザインは望む限り精巧で芸術的なものにすることができ、様々な素材を使用できます。糸が交差する箇所はすべて結合されているため、生地は当然ながら通常の生地よりも丈夫です。全体が一体となっており、複数の部品で構成されているわけではありません。要するに、私たちは建築材料で起こっているのと同様の、繊維における革命の瀬戸際に立っているようです。私たちのコンクリート構造物は、どんなに巨大であっても、すべて一枚の石からできています。ブロックを積み重ねて作られるのではなく、一体となって鋳造されているのです。

レースは常に織物の中でも貴族的な存在でした。レースはこれまで、[122ページ]手作業に基づいて作られる。これほど苦痛を伴う根気のいる労働を、これほど軽くて持ち運びやすい形にすることは、他に方法はない。首に巻きつけたり、手首から垂らしたりする薄い布切れは、貧しい農家の娘や青白い顔をした無給の修道女たちの何年にもわたる労働を表している。レース工場を訪れるだけでも、疲れ果てた女性たちの姿が見えない公共の場にさえ行けば、二度とこのような手作りの品は買わないと心に誓うのに十分だ。しかし、私たちの良い決意は長くは続かず、やがて私たちは疲れた目や曲がった背中を忘れてしまう。あるいは、もっと悪いことに、貧しい女性が自分の命と健康をかけて、網を張り、織り、糸を結び、撚り合わせ、ねじり、投げ、引き、糸を一本ずつ、毎日毎日、目が見えなくなり、指が硬くなるまで、レースを作ったのだということを知って、そのレースをより一層大切にするようになる。

しかし、人間は本来残酷な存在ではない。人間であれ動物であれ、奴隷を監督することを心から楽しむわけではない。もっとも、他に望むものを手に入れる方法がないと思えば、驚くほど簡単に冷酷な行為に染まってしまうこともある。だからこそ、人間は偉大なる解放者、機械を歓迎するのだ。疲れを知らないエンジンを運転する方が、苦しむ馬を鞭打つよりも好ましい。農夫が鎌に腰をかがめるよりも、草刈り機で楽々と作業する姿を見たいと思うのだ。

機械は偉大な解放者であるだけでなく、偉大な平等化者でもある。それは民主主義にとって最も強力な力である。貴族階級は服装の区別なしには維持されにくく、服装の区別は奢侈禁止令か高価さによってのみ維持される。奢侈禁止令はこの国では違憲であるため、高価さが強調されるのである。[123ページ]しかし、機械の発達により、様々なスタイルや生地が誰の手にも届くようになる傾向があります。店員は、裕福な顧客とほとんど変わらないほどおしゃれな服装で街を歩いています。既製服を買う男性は、流行の最先端からほんの数週間遅れているだけです。値札を外せば、安い服と高い服の区別は、一般の目にはほとんど分からないことがよくあります。宝石は、持ち運び可能な形で高価さを凝縮したものとして、古くから好まれてきましたが、発明の進歩によって、その人工的な価値は薄れつつあります。かつてないほど大きなルビー、模造品ではなく本物のルビーが、今では手頃な価格で製造できるようになりました。そして今、レースもすぐに誰の手にも届くようになることを期待できます。それは、既存の形式のレースだけでなく、想像力は思い描くことができるものの、手では実現できないような、新しく、より多様で、複雑で、美しいデザインのレースもです。

ニトロセルロースをエーテルとアルコールに溶かすと、指を切ったときに使ったことがあるので誰もが知っているコロジオンニスが得られます。これを皮膚ではなく布に塗ると、非常に優れた革の代用品になります。ご存知の通り、近年、皮を剥がされる動物の数は、靴を履く人の数ほど急速には増えていません。約100万年間裸足で暮らしてきた人類の大多数は靴を履くことを決めましたが、この流行の変化は、おおよそ牧草地が不足しつつある時期に起こりました。また、製本やその他革を必要とする新しい仕事も増えています。戦争は厳しさを増し、女性のファッションも同様です。慣習では、靴の甲はスカートの裾近くまで届く必要があります。[124ページ]つまり、靴の甲の部分を毎年1インチほど長くする必要があるということだ。その結果、革の使用量が増え、今では靴1足に以前1足分と同じくらいの値段を払わなければならなくなった。

ここに、必然性が母性的な役割を果たす機会が訪れた。そして、必然性は見事に応えた。新たな物質が次々と生み出され、最も喜ばしいことに、それらはもはや「レザーレット」「レザーリン」「レザーロイド」「レザーなんとか」といった名前でこっそりと代用品として人気を得ようとするのではなく、自ら名付けた名前で堂々と登場し、模倣品でも代替品でもなく、「革よりも優れている」と宣言している。この方針は、牛革業者に雑誌に全面広告を掲載させ、昔ながらの良質な底革の忘れ去られた美点を訴えさせるという奇妙な結果をもたらした。今や市場には、ベジタリアンでも良心に恥じることなく履ける合成靴がある。底はゴム組成物でできており、アッパーは私が説明したようなセルロース溶液でコーティングされたセルロース生地（キャンバス）でできている。

各社はこうした物質の製造方法を極秘にしているが、詮索しなくても、正当な好奇心を満たすのに十分な情報を得ることができる。最初の人工繊維は、昔ながらの、そして今でも欠かせない油布、つまり亜麻仁油に目的の顔料を染み込ませて絵付けまたはプリントしたキャンバスである。亜麻仁油は、化学者が「不飽和」と呼び、心理学者が「満たされない」と呼ぶ化合物群に属する。これらは空気中の酸素を取り込んで固体になるため、[125ページ]「乾燥油」と呼ばれるが、これは水分を失うという意味ではなく、そもそも水分を失わせる必要がないためである。後に、粉末コルクが亜麻仁油と混ぜられ、ラテン語名の「リノリウム」と呼ばれるようになった。

次の段階は、天然油を完全に切り離し、ニスとしてセルロースエステルの溶液、通常は硝酸塩（ピロキシリンまたはガンコットン）、まれに酢酸塩を使用することでした。溶剤としては、すでに述べたように、最初に使用されたのはエーテルとアルコールの混合物であるコロジオンでしたが、現在ではヒマシ油、メタノール、アセトン、アミルまたはエチルの酢酸塩など、さまざまな溶剤が使用されています。これらのうちいくつかは、第5章で検討したフルーツエッセンスに属するものとして認識されるでしょうし、間違いなく私たちのほとんどは、新しくラッカー塗装されたラジエーターから不思議と漂ってくる、熟しすぎた梨、バナナ、またはリンゴのような匂いを感じたことがあるでしょう。粉末状のブロンズ、模造金、アルミニウム、またはそのようなものを使用すると、あらゆる表面に金属仕上げを施すことができます。

このような可溶性セルロースでコーティングまたは含浸されたキャンバスは、革よりも安価で豊富であることに加えて、他の利点も持つ、柔軟で耐久性のある新しい生地を生み出します。カーテンやクッション用のこのような素材がなければ、自動車産業は深刻な打撃を受けていたでしょう。この素材は、20年も経たないうちに粉々に崩れることのない製本を実現することを約束します。リネンの襟は防水加工が可能で、気まぐれなファッション界もいつか考えを変え、このような衛生的で経済的なネクタイを着用することを許してくれるかもしれません。靴、財布、ベルトなどには、セルロースニスやベニヤ板が通常着色され、型押しされて、革のような模様が付けられます。[126ページ]ヘビ革やワニ革など、あらゆる種類の革の質感を再現できます。

硝酸セルロースを溶解して布地に塗布する代わりに、樟脳と組み合わせると、無数の用途に利用できるプラスチック固体であるセルロイドが得られます。しかし、それはまた別の話なので、次の章で取り上げることにしましょう。

しかし、セルロースそのものの話から離れる前に、その主な原料である木材についてもう一度触れておかなければなりません。私たちはインディアンから豊かな森林に恵まれた大陸を受け継ぎました。しかし、開拓者たちは肩に斧を担ぎ、すぐに使い始めました。300年もの間、木々は成長するよりも速いペースで伐採されてきました。最初は土地を開墾するため、次に燃料のため、そして木材のため、最後には紙のためです。その結果、石炭や石油と同様に、木材も不足する危機に瀕しています。しかし、石炭や石油は再生不可能ですが、木材は再生可能です。ただし、伐採した木々を再び育てるには、さらに300年以上かかるでしょう。燃料として、石炭1ポンドは木材約2ポンドに相当し、ガソリン1ポンドは木材3ポンドに相当します。ですから、世界が再び木材を燃料とする時代に戻らなければならないとしたら、効率と経済性の面で大きな損失が生じるでしょう。しかし、いずれ必ず訪れるであろうその時が来れば、木材は間違いなく自然のまま燃やされるのではなく、ガス発生装置で水素と一酸化炭素に変換されるか、密閉炉で蒸留されて木炭とガスが生成され、副産物であるタールと酸性液は節約されるだろう。現状では、木こりは伐採した木の3分の2を無駄にしている。残りは切り株と梢として森に放置されている。[127ページ]あるいは、製材所で木くずや板材として捨てられる。板材やその他の端材は燃料として利用されたり、細長い板や洗濯ばさみなどの小さな木製品に加工されたりする。木くずは燃やされるか、腐らせるまま放置される。しかし、利益にはならないかもしれないが、こうした廃棄物をすべて再利用することは可能だ。

前の章で、副産物コークス炉の導入の利点について述べました。同じ原理が石炭と同様に木材にも当てはまります。1コード（128立方フィート）の木材を乾留すると、約50ブッシェルの木炭、11,500立方フィートのガス、25ガロンのタール、10ガロンの粗木アルコール、200ポンドの粗酢酸カルシウムが得られます。マツやモミなどの樹脂質の木材を水蒸気蒸留すると、テレビン油とロジンが得られます。酢酸カルシウムからは酢酸とアセトンが得られます。木アルコール（メチルアルコール）は、芸術や産業において穀物アルコール（エチルアルコール）とほぼ同等の有用性があり、ゆっくりとではなく、飲んだ人をすぐに死に至らしめるという利点があります。

その化学者は倹約家の性格だ。あらゆる種類の廃棄物を何らかの利益を生む副産物に変えるまで、彼は決して満足しない。今、彼は製材所に積み上げられたおがくずの山に、その鋭い視線を注いでいる。そして、木材を叩いて何らかの用途に利用できるのではないかという考えも抱いている。

[128ページ]

7
合成プラスチック
前章では、アルフレッド・ノーベルが指を切ってしまい、コロジオンを塗ったことで、高性能爆薬であるダイナマイトを発見した経緯を述べました。この過程の最初の部分、つまり指が痛んで治るという過程は誰にでも起こり得るが、それによって誰もが発見に至るわけではない、と指摘しました。それは確かにその通りですが、このスウェーデンの化学者が世界で唯一の観察眼の鋭い人物だったと考えるべきではありません。ほぼ同時期に、オールバニーに住むジョン・ウェズリー・ハイアットという青年が指を痛め、同じ治療法を試したところ、同じくらい大きな発見に至りました。彼の父親は鍛冶屋で、16歳になるまではニューヨーク州エディタウンの神学校で受けられる教育しか受けていませんでした。その年齢で、彼は一攫千金を夢見て西部へと旅立ちました。彼は成功を収めましたが、それは長く苦しい闘いの末のことでした。植字工という仕事で、彼はイリノイ州、ニューヨーク州、あるいは行きたい場所ならどこでも生活できたが、給料や労働時間には満足していなかった。しかし、彼は労働時間を減らしたり給料を上げたりするためにストライキを起こすことはなかった。それどころか、彼は労働時間を増やし、それを収入増に利用した。彼は夜や日曜日をビリヤードのボール作りに費やした。彼のキリスト教名を持つ若者がするような仕事とは全く思えない。しかし、ビリヤードのボール作りは、ビリヤードをするよりも儲かるのだ。[129ページ]彼らと一緒だったのですが、私の姓の人間がそんなことを言うとは誰も思わないでしょう。ハイアットは新聞で、ビリヤードボールの製造において象牙の満足のいく代替品を発見した者に1万ドルの賞金が贈られるという記事を見つけ、その賞金獲得を目指しました。彼が実際に賞金を獲得したかどうかは分かりませんが、私は今、ハイアット氏が「象牙よりも優れた」ビリヤードボールの製造方法を完成させたことを知らせる、最近発行されたチラシを手にしています。その間、彼は他にも数百もの発明を生み出し、その多くははるかに有用で収益性の高いものでしたが、50年前に取り組んだ問題を解決したことほど、それらのどれにも満足していないだろうと私は思います。

賞の理由は、ビリヤード台でのゲームの人気が高まり、アフリカのジャングルでのゲーム、特に直径2-7/16インチを超える牙を持つ象が希少になってきていたからである。象の飼育は、鶏やベルギーウサギの飼育ほどすぐに利益が出る産業ではない。ビリヤードプレイヤーが慣れ親しんだ重さ、色、弾力性を正確に備えたボールを作ることは不可能に思えた。ハイアットは圧縮木材を試したが、ビリヤードボールを作ることに成功しなかったものの、刻印入りのチェッカーやドミノで儲かるビジネスを築き上げた。

1860年代に行われていた活字組版のやり方は、手に負担がかかった。皮膚が薄くなったり、傷ついたりすると、汚れた鉛活字が指を感染症にかける恐れがあった。1863年のある日、ハイアットは指が荒れていることに気づき、印刷業者が使用していた「液体キューティクル」が保管されている戸棚へ行った。しかし、[130ページ]彼がそこに着くと、中身は空っぽだった。バイアルが倒れていたのだ――ご存知のように、バイアルは簡単に倒れるものだ――そしてコロジオンが溢れ出し、棚の上で固まっていた。おそらくハイアットは腹を立てたのだろうが、もしそうだったとしても、誰がその瓶を倒したのかを探し回るためにオフィス中を怒鳴り散らすようなことはしなかった。代わりに、彼は親指の爪ほどの大きさの乾燥した膜を木から剥がし、キプリングが言うところの「飽くなき好奇心」でそれを調べた。それは生まれながらの発明家の特徴である。彼はそれが丈夫で弾力性があることに気づき、1万ドルの価値があるかもしれないと思った。そして、それはその何倍もの価値があったことが判明した。

コロジオンは、以前の章で説明したように、綿火薬（ピロキシリンまたはニトロセルロースとも呼ばれる）をエーテルとアルコールに溶解させた溶液で、綿に硝酸を作用させて作られます。ハイアットはコロジオンを象牙粉と混ぜて、必要な重さと硬さのボールを覆うのにも使ってみましたが、うまくいかず、しかも爆発性がありました。コロラド州の酒場の主人が手紙で苦情を書いてきました。ビリヤードをしている人の一人が火のついた葉巻でボールに触れたため、ボールが爆発し、部屋にいた全員が銃を抜いたというのです。

溶解した綿火薬の問題点は、成形できないことだった。膨張して固まるのではなく、ただ乾燥して縮むだけだった。溶剤が蒸発すると、しわくちゃで縮んだ角質の膜が残る。外科医には満足できるものだったが、それでボールやヘアピン、ナイフの柄を作ろうとする人間には不向きだった。イギリスでは、アレクサンダー・パークスが1855年にこの問題に取り組み始め、10年間粘ったが、彼自身、というより彼の支援者たちが諦めてしまった。彼は、[131ページ]ピロキシリンを硬化させるために様々な方法が試された。その中で、1865年に彼が試した樟脳が最も効果的だったが、ヒマシ油を使って「パーケシン」で作った塊状の製品を柔らかくしたため、あらゆる天候に耐えられるわけではなかった。

パークスの協力者であったもう一人のイギリス人、ダニエル・スピルは、パークスが諦めた問題を引き継ぎ、「キシロナイト」というより優れた製品を開発した。しかし、彼は依然として、綿火薬と樟脳という2つの固体を結合させるにはヒマシ油が必要だという考えに固執していた。

しかし、ハイアットは樟脳が使えると聞き、他の人が何をしたのかを十分に知らなかったため、彼らの誤った道を辿ろうとせず、単に樟脳と綿火薬を溶剤なしで混ぜ合わせ、その混合物を熱プレスに入れた。2つの固体は互いに溶解し、プレスを開けると、彼が「セルロイド」と名付けた透明で均質な固体の塊が現れた。問題は、考えられる限り最も単純な方法で解決された。ティッシュペーパー、つまりセルロースは、硫酸の存在下で硝酸で処理される。硝化は、爆発物に使用される綿火薬を生成するほどではなく、可溶性のニトロセルロースまたはピロキシリンを生成する程度にとどめられる。これをパルプ化し、半量の樟脳と混ぜ合わせ、ケーキ状にプレスして乾燥させる。この混合物を蒸気加熱された型に入れ、水圧をかけると、任意の形状になる。製造工程は、1872年にハイアット兄弟がニューアークに設立した工場で確立したものと基本的に変わらず、彼らが最初に作った機械の一部は今でも使われている。しかし、この変幻自在なプラスチックは無数の形状と、それとほぼ同じくらい多くの名前を持つ。各工場には独自の[132ページ]秘密を守り、独自の利点を主張する。基本製品自体は特許を取得していないため、製品を保護するために商標名が著作権で保護されている。すでに「パーケシン」、「キシロナイト」、「セルロイド」の3つを挙げたが、この属に属する種をすべて挙げるわけではないが、「ビスコロイド」、「リトキシル」、「ファイバーロイド」、「コラリン」、「エブライト」、「パルベロイド」、「アイボリン」、「ペルガモイド」、「デュロイド」、「イヴォルタス」、「クリスタロイド」、「トランスパレン」、「リトノイド」、「ペトロイド」、「パスボセン」、「セロナイト」、「ピラリン」も挙げることができる。

セルロイドは、アニリン染料や金属顔料を混ぜることで、任意の色に着色できます。着色は表面のみ、内部のみ、または全体に及ぶ場合があります。硝酸処理されたティッシュペーパーを漂白すると、セルロイドは透明または無色になります。その場合、黄変や不透明化を防ぐために、尿素などの制酸剤を添加する必要があります。不透明度を高め、引火性を低減するために、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムなどの酸化物または塩化物を混ぜ合わせます。

ピロキシリン樹脂のバリエーションや相対的な利点についてはここでは触れずに、その一般的な利点について考えてみましょう。これは、人間の創造的天才の産物であり、したがって人間のニーズに適応できる新しい物質です。硬くて軽く、丈夫で弾力性があり、製造が容易で、比較的安価です。水の沸点まで加熱すると柔らかく柔軟になります。旋削、彫刻、研磨、磨き、曲げ、プレス、刻印、成形、吹き込みが可能です。任意のサイズのブロックを作るには、シートを積み重ねて熱プレスに入れるだけです。任意の厚さのシートを得るには、ブロックから削り取るだけです。任意のサイズ、形状、厚さのチューブを作るには、[133ページ]混合物をリング状の穴から絞り出すか、シートを熱い棒に巻き付けます。チューブをいくつかのセクションに切断すると、箱の本体やナプキンリングに成形して刻印できるリングができます。セルロイドシートに文字や絵を印刷し、その上に薄い透明なシートを重ねて溶接すると、先祖のホーンブックのようなものができますが、より優れたものになります。

今日では、セルロイドやピラリンといった素材は独自の名称で販売されていますが、初期の頃は、あらゆる新製品と同様に、人工プラスチックも偽装に頼らざるを得ませんでした。これは、場合によっては模倣せざるを得なかった素材よりも優れていることを考えると、非常に屈辱的な手段でした。例えば、べっ甲はひび割れたり、裂けたり、ねじれたりしますが、セルロイド製の「べっ甲」櫛は見た目も良く、耐久性も優れています。角製品は、動物の頭部に生やすことができる角質の付属器官の大きさに制限されますが、円錐にセルロイドシートを巻き付けることで、どんな厚さの角の模造品も作ることができます。象牙も積層構造を持つため、不透明な白色シートと半透明の無色シートを交互に巻き付けることで模造できます。天然象牙の木目の節や不規則性を再現するために、シートの一部にしわを付けることもあります。こうしたあらゆる作業において、人間が直面する最大の難題は、自然の不完全さを模倣することにある。人間の白は白すぎ、表面は滑らかすぎ、形状は規則的すぎ、製品は純粋すぎるのだ。

地中海の貴重な赤い珊瑚は、珊瑚の枝の型を取り、同じ色と硬さのセルロイドを型に流し込むことで完璧に模倣できます。琥珀の澄んだ光沢、黒檀の漆黒、オニキスの曇り、オパールのような輝き[134ページ]アラバスターの輝き、かつては富裕層の利己的な楽しみに限られていたカーネリアンの輝きは、この変幻自在な素材のおかげで、今や誰もが手に入れることができる。モザイクは、セルロイドのシートやスティックを適切な大きさにカットして着色し、重ね合わせて塊を溶着させ、端から薄い層を削り取ることで、無限に複製できる。ヴェネツィアのガラス職人の傑作、ポンペイのファウヌスの家にある「イソスの戦い」は、機械がブロックから削り取る速さで複製できる。しかも、リアルト橋で買ったもののように、テッセラが落ちてしまうこともない。

この製法は、モザイク、象牙、珊瑚に対して、印刷が絵画にもたらすのと同様の効果をもたらす。それは機械的な増殖装置であり、このような手段によってのみ、私たちは民主的な贅沢という境地に到達できるのだ。模倣が精巧な場合、その製品は、珊瑚の虫やイタリアの職人、象が何年もかけて苦労して作った装飾品を手にすることに喜びを感じる者を除けば、等しく価値がある。そのような利己的な魂には、神が相応の報いを与えてくださるだろう。

しかし、合成製品が多かれ少なかれ天然製品として通用するというのは、合成製品に対する非常に低い評価である。もしそれが、私たちがそれなしでできることのすべてだとしたら。それは、自然界に存在するあらゆるものよりも何らかの点で優れている必要があり、そうでなければ真の進歩とは言えない。したがって、セルロイドとその同族体は、貝殻や珊瑚や水晶の形状、象牙や木や角の木目、琥珀やアメジストやラピスラズリの色に限定されるのではなく、[135ページ]1869年以前には知られていなかった形態、質感、色合い。

さて、セルロイドの用途をすべて挙げたでしょうか？いいえ、杖、傘、鏡、ブラシ、ナイフ、笛、おもちゃ、吹き人形、カードケース、鎖、チャーム、ブローチ、バッジ、ブレスレット、指輪、本の装丁、ヘアピン、選挙用バッジ、袖口と襟のボタン、袖口、襟、付け襟、タグ、カップ、ノブ、ペーパーカッター、額縁、チェスの駒、ビリヤードのボール、卓球のボール、ピアノの鍵盤、義歯、顔面変形用のマスク、ペン立て、眼鏡のフレーム、ゴーグル、トランプなど、挙げればきりがありません。

セルロイドには欠点もある。成形したり、好きなように着色したりすることはできるが、樟脳の匂いが残る。これは通常問題にならないが、セルロイドが他の素材に見せかけようとしている場合は別で、その場合は同情の余地はない。高温の酸やアルカリによって侵食され、溶解する。加熱すると柔らかくなるため、成形には便利だが、その後はあまり好ましくない。しかし、最大の欠点はその可燃性である。爆発性はないが、炎に燃え移り、黒煙を噴き出しながら激しく燃える。

しかし、セルロイドは現代に導入された数多くのプラスチック物質の一つに過ぎません。現在、いわゆる「縮合生成物」と呼ばれる、新たな重要なグループが開拓されつつあります。古い化学研究書を手に取ってみると、時折次のような記述が見られます。「反応の結果、不溶性の樹脂しか生成しなかった。」[136ページ]「それ以上の調査は行われなかった。」化学者が失敗を嘆き悲しむ習慣があれば、このような一節には涙が添えられるだろう。なぜなら、それは埋もれた希望の墓碑銘だからだ。それはおそらく、数ヶ月にわたる労力の無駄を意味していた。化学者が試験管に詰まった粘り気のある物質をそれ以上扱わなかった理由は、それをどう扱えばよいか分からなかったからである。溶解も結晶化も蒸留もできなかったため、精製も分析も同定もできなかったのだ。

ほとんどの場合、実際に起こったことはこうだった。化学者が作ろうとしていた化合物の分子が、同種の他の分子と結合して、そのような手段では制御できないほど大きな分子を形成してしまったのだ。金融家はこの過程を「合併」と呼び、化学者は「重合」と呼ぶ。こうしてできた樹脂は、溶解せず、制御不能で、触れるものすべてを汚染する、分子の信託財産のようなものだった。

しかし、化学者たちは政府と同様に、近年知恵を身につけてきた。彼らはまだ、重合反応を元に戻す方法、あるいは金融用語で言えば、卵を元に戻す方法をすべての場合に発見したわけではない。しかし、彼らはこれらの分子結合が、ある意味で非常に有用なものであることを発見した。例えば、イソプレン（C 5 H 8 ）と呼ばれる液体がある。これは加熱したり放置したりすると、ゴムに変わる。ゴムはC 5 H 8の何倍かの分子である。

別の例として、消毒剤として使われる刺激臭のあるガス、ホルムアルデヒドがあります。これは炭水化物の最も単純な化学式、CH₂O を持ちます。しかし、植物の葉の中ではこの分子は増殖し、[137ページ]6 は甘い固体のグルコース (C 6 H 12 O 6 ) に変化するか、または水分を失ってデンプン (C 6 H 10 O 5 ) またはセルロース (C 6 H 10 O 5 ) になります。

しかし、ホルムアルデヒドは非常に貪欲な性質を持つため、自身と結合するだけでなく、他の物質、特に自身と同様に貪欲な性質を持つ物質にも結合します。そのような物質の一つが石炭酸（フェノール）で、周知のように、分解可能な有機物を攻撃する力があるため、ホルムアルデヒドと同様に消毒剤として使用されています。さて、アドルフ・フォン・バイヤー教授は1872年に、フェノールとホルムアルデヒドを接触させると、両者が結合して非常に強固な化合物、すなわち樹脂を形成することを発見しました。しかし、私が述べたように、当時の化学者は樹脂を敬遠していました。1891年にクリーベルクは樹脂から何かを作り出そうと試み、1895年にはW・H・ストーリーが生成物を「レジナイト」と名付けるところまで行きましたが、1909年にL・H・ベークランドがニューヨークでこの反応の本格的かつ体系的な研究に着手するまで、何も成果は得られませんでした。ベークランドはベルギーの化学者で、1863年にヘントで生まれ、ブルージュ大学の教授を務めた。ヘント大学在学中に趣味で写真を始め、暗室を不要にするために、通常の光で現像できる印画紙の開発に取り組み始めた。1889年に渡米した際、彼はこのアイデアを携え、4年後に「ベロックス」を開発した。読者の皆様はおそらくご存知であろう。ベロックスは特許を取得しなかった。ベークランド博士がアメリカ化学者協会からパーキンメダルを授与された際のスピーチで説明したように、訴訟費用が高額すぎるためである。製造業者は概して、合成印画紙は特許を取得すべきではないという見解に傾きつつあるようだ。[138ページ]商標として著作権登録された名称は、特許よりも優れた保護を提供する。

その後、ベークランド博士はフェノール縮合生成物に注目し、「失敗は小規模で、利益は大規模で」というモットーに従い、試験管からトンタンクへと徐々に規模を拡大していきました。彼は、フェノールとホルムアルデヒドを等量混合し、アルカリ触媒の存在下で加熱すると、溶液が2層に分離することを発見しました。上層は水、下層は樹脂状の沈殿物でした。この樹脂は柔らかく粘性があり、アルコールやアセトンに溶けました。しかし、加圧下で加熱すると、硬く、弾力性がなく、可塑性がなく、融解せず、不溶性の、全く新しい種類の樹脂に変化しました。この生成物の化学名は「重合オキシベンジルメチレングリコール無水物」ですが、化学者でさえそう呼ぶ人はいません。発明者の名にちなんで「ベークライト」と呼ばれています。

その製造工程は2段階に分かれており、多くの点で便利です。例えば、多孔質の木材を柔らかい樹脂に浸し、熱と圧力を加えることでベークライト状に変化させ、木材は硬く仕上げられ、日本の漆のような光沢のある光沢を与えることができます。紙、厚紙、布、木材パルプ、おがくず、アスベストなども樹脂を含浸させることで、さまざまな用途に適した丈夫で硬い材料が得られます。真鍮製品を樹脂で塗装し、300°Fで焼くと、石鹸の影響を受けない漆塗りの表面が得られます。粉末状またはシート状で、1平方インチあたり1200～2000ポンドの圧力で型に押し込むと、非常に繊細な模様を再現できます。ベークライト製のビリヤードボール[139ページ]ベークライトは、木目がないため熱や湿気で不均一に膨張せず、球形を失わないことから、象牙よりも優れているとされている。ベークライト製のパイプの柄やビーズは、琥珀のような透明感のある輝きと、より優れた強度を備えている。ベークライト製の万年筆は透明なので、インクの残量が一目でわかる。ベークライトとその関連製品の新たな用途として、自動車やその他の機械用の静音ギア、さらには飛行機のプロペラの製造も、拡大を続けている。

セルロイドはベークライトよりも可塑性と弾力性に優れています。そのため、シート状や小さな物体に加工しやすくなっています。セルロイドは完全に透明で無色にすることができますが、ベークライトは透明な琥珀色から不透明な茶色または黒色の範囲に限られます。一方、ベークライトは無味無臭、不活性、不溶性、不燃性という利点があります。この最後の特性と高い電気抵抗が、ベークライトの主な用途分野となっています。電気はギリシャ人によって発見されました。彼らは琥珀（電子）をこすると藁が付着することを発見しました。これは簡単に言えば、琥珀は天然または人工のすべての樹脂状物質と同様に非導体または誘電体であり、摩擦によって表面に集められた電気を運び去ったり散乱させたりしないということです。ベークライトは、液状ではコイルに含浸させて電線の短絡を防ぐのに使用され、固体では整流子、マグネトー、スイッチブロック、分配器、その他自動車、電話、無線電信、照明器具などあらゆる種類の電気機器に使用されます。

しかし、ベークライトは、そのような縮合生成物の無数のうちの1つにすぎません。バイヤーがずっと前に言ったように、「すべてのアルデヒドは、[140ページ]適切な条件下では、芳香族炭化水素と結合して樹脂を形成する。」したがって、フェノールの代わりに、クレゾール、ナフトール、ベンゼン自体などの他のコールタール製品を使用することもできます。これらの炭素環を結合させるのに必要な炭素結合（-CH₂- 、メチレン）は、アルデヒド以外の物質、例えばアミンやアンモニア誘導体から得ることができます。1910年にカンザス大学で故ロバート・ケネディ・ダンカンの産業フェローシップを受けていた3人の化学者、LV・ケドマン、AJ・ウェイス、FP・ブロークは、ホルムアルデヒドの代わりにフォルミンを使用するプロセスを開発しました。フォルミン（または、正式名称にこだわるならヘキサメチレンテトラミン）は、魚のような臭いのする砂糖のような物質です。これを結晶化した石炭酸と混ぜて少し温めると、黄金色の液体に溶け、型に流し込むと固まります。まだ可塑性があり、任意の形状に曲げることができますが、さらに加熱すると硬くなります。圧力を必要としない。このプロセスでは、ホルムアルデヒドの場合の副産物である水の代わりにアンモニアが放出される。この製品はベークライトに似ているが、どの程度似ているかは裁判所が判断しなければならない問題である。発明者たちはフェニル-エンデカ-サリゲノ-サリゲニンと名付けると脅したが、それが販売性に支障をきたすことを正しく恐れ、「レッドマノール」と名付けた。

ベークライトやレッドマノールと密接な関係にあるフェノール縮合生成物は、ジョナス・ウォルター・アイルズワースの発明であるコンデンサイトである。アイルズワースは、彼自身が「世界最高の大学、エジソン研究所」と呼んだ場所で訓練を受けた。彼は19歳でこの大学に入学し、年収3ドルだった。[141ページ]1週間後、エジソンは新しい助手が、昼夜を問わず研究所に閉じこもってできる限り長く働くことができる人物だとすぐに気づいた。エジソンと9年間緊密に協力した後、彼は自分の裏庭に小さな研究所を設立し、新しいプラスチックの開発に取り組んだ。彼は、ナフタレン（防虫剤）に塩素を作用させることで、「ハロワックス」と呼ばれる一連の有用な製品が得られることを発見した。塩素化度の低い製品は油で、紙や軟木材に含浸させて不燃性や防水性を与えることができる。ナフタレン分子に塩素原子が4つ入ると、金属のように響く硬いワックスが生成される。

凝縮石は無水で融解しない物質であり、他の類似物質と同様に、電気機器の絶縁部品として主に用いられています。エジソン蓄音機のレコード盤も凝縮石でできています。海軍の制服のボタンも同様です。開戦時、政府は砲兵の目を眩しさや酸性ガスから守るため、凝縮石製のフレームのゴーグルを4万個発注しました。

様々な合成素材は戦争において重要な役割を果たした。古くから伝わる軍事的な格言によれば、兵士の持久力は靴底の強さに左右される。新しい合成ゴム底は我が軍で有用であることが分かり、ドイツ軍は戦争末期に少量の革を有効活用できたのは、「ネラドール」と呼ばれる新しい合成なめし剤の使用のおかげだと考えている。これには様々な種類がある。これまで検討してきたようなホルムアルデヒドのフェノール縮合生成物であるものもあれば、コールタール化合物を使用しているものもある。[142ページ]フェノール基、例えばナフタレンスルホン酸など。これらは現在、イギリスで「パラドール」「クレシンタン」「シンタン」といった名称で製造されている。樹皮などの天然タンニンと同様に、その効力が一定であり、用途に合わせて調整できるという利点がある。

この非常に強力な化合物であるホルムアルデヒドは、自身の何倍もの大きさの分子でさえも、ほとんどあらゆるものを攻撃します。あらゆる種類のゼラチン状物質やアルブミン状物質は、ホルムアルデヒドによって固化されます。接着剤、脱脂乳、血液、卵、酵母、ビール醸造の残渣などは、この魔法の薬剤によって廃棄物から救われ、ボタン、ヘアピン、屋根材、蓄音機、靴、靴磨きなどに再利用されることがあります。フランス人は、ホルムアルデヒドで硬化させたカゼインを「ガラリス」（つまりミルクストーン）として大いに活用してきました。これはセルロイドよりも硬く、不燃性ですが、もろく吸湿性が高いという欠点があります。カゼインとセルロイドの混合物は、両方の長所を兼ね備えています。

予想通り、日本人は大豆の汁を利用している。大豆の汁は、チャプスイを食べる人やウスターソースを使う人にとってはお馴染みの調味料だ。ホルマリンで凝固させた大豆グルシンから作られるプラスチックは、セルロイドよりも優れていて安価だと言われている。その発明者である仙台大学の佐藤正治氏は、アメリカの先例にならって「サトライト」と名付け、向島に100万ドル規模のサトライト社を設立した。

太平洋産の昆布から抽出されるアルギン酸は、防水布のゴム代替品として使用できます。より強いアルカリ性塩基と組み合わせると、丈夫で弾力性のある物質になり、 [143ページ]セルロイドのような透明なシートは、ボタンやナイフの柄などに加工される。

オーストラリアでは、戦争によって錫の供給が途絶えた際、果物の保存方法を考案するために任命された政府委員会が、「マグマイト」でニスを塗った段ボール容器の使用を推奨した。マグマイトとは、ベークライトのようなフェノールとホルムアルデヒドから作られた合成樹脂をオーストラリア人が名付けた名称である。アルコールに溶かしたマグマイトを段ボール缶に塗り、焼くとコーティングが不溶性になる。

タラソフは、フェノールとホルムアルデヒドにスルホン化油を添加した一連の縮合生成物を開発した。これらの生成物は、硫酸をココナッツ油、ヒマシ油、綿実油、または鉱物油に作用させることによって生成される。この組み合わせから得られる生成物は、白色で不透明、不溶性、不融性のプラスチックである。

私がここで主に扱っているのは「創造的化学」、すなわち自然界には存在しない物質を作り出す技術であるため、シェラック、アスファルト、ロジン、オゾセライト、そして無数のゴム、樹脂、ワックス（動物性、鉱物性、植物性）については触れていません。これらは単独で、あるいは合成物質と組み合わせて使用されます。キャンバスをコーティングしたり、電話の受話器を成形したりするのに、どのような特定の「塗料」や「泥」が使われているのかを知ることは、しばしば困難です。製造業者は特許庁よりも秘密を守る方が安全だと考えており、競合する企業の化学者は分析や模倣を試みても行き詰まることが多いのです。しかし、私たち外部の人間は、これらの新素材の多様な用途には興味がありますが、こうしたことには関心がありません。

これらの化合物には限界がないようで、[144ページ]毎週のように、専門誌には新しい製法や特許が報じられている。しかし、新しい技術や特許に埋もれて、最も古く、最も有名な合成絆創膏である硬質ゴムの記憶が薄れてしまうことを許してはならない。硬質ゴムについては、別途章を設けて詳しく述べる必要がある。

[145ページ]

VIII
ゴムをめぐる競争
すべての生物と無生物を規制する法則が一つ存在する。それは様々な形で定式化されている。例えば、次の通りである。

丘を駆け下りるのは簡単だ。ラテン語では「facilis descensus Averni」とある。ハーバート・スペンサーはこれを、明確な一貫性のある異質性が、不明確な非一貫性のある均質性へと溶解することと呼んだ。マザー・グースはハンプティ・ダンプティの寓話でそれを表現しており、ビジネスマンは「卵は一度スクランブルしたら元に戻せない」という教訓をそこから汲み取っている。神学者はこれを「自然の堕落の教義」と呼び、物理学者はこれを「熱力学第二法則」と呼んだ。クラウジウスはこれを「世界のエントロピーは最大値に向かう」と定式化した。壊す方が建てるより簡単だ。子供たちは自分の玩具でそれが真実であることに気づき、ボルシェビキは文明でそれが真実であることに気づいた。同様に、化学者は分析が合成よりも簡単であり、創造的な化学が彼の芸術の最高峰であることを知っている。

これが、化学者たちがゴムを分解する方法を発見してから、それを組み立てる方法を発見するまでに60年以上もかかった理由です。最初の方法は簡単です。生のゴムを蒸留器に入れて加熱するだけです。臭いに耐えられるなら、ゴムが分解し、ベンゼンのような液体が蒸留される様子が観察できるでしょう。[146ページ]これは「イソプレン」と呼ばれます。化学の1年生なら誰でもこの反応式を書くことができます。それは単純に

C 10 H 16 → 2C 5 H 8
ゴムイソプレン

つまり、ガムの分子1つが液体の分子2つに分裂する。反応を逆方向に書くのも簡単だ。2イソプレン→1ゴム、と書けるが、誰もその方向に反応させることはできなかった。しかし、それは可能だった。実際にできたのだ。だが、それを成し遂げた人物は、どうやってやったのか分からず、二度と再現することもできなかった。1892年5月、ティルデン教授はバーミンガム哲学会で論文を発表し、次のように述べた。

数週間前、テレピン油からイソプレンを抽出した瓶の中身が、見た目がすっかり変わっていることに気づいて驚きました。透明で無色の液体だったはずが、中身は濃いシロップ状になっており、その中に黄色っぽい大きな塊がいくつか浮いていました。調べてみると、それはインドゴムでした。

しかし、ティルデン教授も他の誰も、この偶然の変貌を再現することはできなかった。世界はゴムに年間20億ドルを支払う用意があり、アマゾンやコンゴの森林は需要を満たせていなかったため、それは非常に魅力的な出来事だった。合成ゴムの製造方法を発見し、それを十分に安価に生産できる化学者であれば、この巨額の富の大部分を手にすることができたはずだ。名声と富という報酬が約束されていたため、化学者間の競争は激化した。それは、イギリスとドイツが互角の戦いを繰り広げる国際的な競争という形をとった。

[147ページ]

「インディア・ラバー・ワールド」提供。ゴムの原料と、ゴムから作られるもの。「インディア・ラバー・ワールド」提供。ゴムの原料と、ゴムから作られるもの。
[148ページ]染料産業で先手を取っていたイギリスは、ドイツに敗れており、この分野では絶対に負けまいと決意していた。マンチェスター大学のW・H・パーキン教授は、ドイツに対する個人的な恨みと愛国心、そして科学への情熱に突き動かされ、最も熱心な人物の一人だった。彼の父は50年前に最初のアニリン染料である藤色を発見したが、イギリスはこの産業を維持できず、莫大な利益はドイツに渡ってしまった。そこで1909年、マンチェスターの研究所でパーキン教授の指揮の下、化学者たちが合成ゴムの問題解決に取り組んだ。反応を逆転させ、液体イソプレンを固体ゴムに変換する試薬は何か？それは偶然発見されたと言えるが、このような有利な偶然は、それを目指して努力し、それを活用する方法を知っている人にしか起こらないことを理解しておくべきである。 1910年7月、研究責任者であったマシューズ博士は、イソプレンを金属ナトリウム上で乾燥させた。これは、液体から最後の水分を取り除くための一般的な実験室的方法である。9月、彼はフラスコの中に、入れた揮発性の無色の液体ではなく、本物のゴムの固形物が詰まっていることに気づいた。

20年前であれば、この発見は無意味だっただろう。当時、ナトリウムは希少で高価な金属であり、年に一度、化学の授業で好奇心から少量が密閉されたガラス管に入れられて回覧されたり、ほんの少し切り取って水に落としてどんな反応が出るかを見る程度だった。しかし今日では、金属ナトリウムは電気の助けを借りて安価に生産できる。問題はむしろ原料であるイソプレンのコストにあった。 [149ページ]工業化学においては、物を作ることができるだけでは十分ではなく、それが採算に合うものでなければならない。イソプレンはテレビン油から得ることができたが、テレビン油は高価で供給量も限られていた。それはゴムの森ではなく松の森を破壊するだけだった。最終的にデンプンが最良の原料として決定された。デンプンはジャガイモ、トウモロコシ、その他多くの供給源から1ポンドあたり約1セントで得られるからである。しかし、ここで化学者は行き詰まり、細菌学者に助けを求めざるを得なかった。デンプン分子を分解するのは人間には大きすぎる作業であり、酵母などの下等生物だけがそれを行うのに十分な知識を持っていた。おそらく英仏協商のおかげで、パスツール研究所のフェルンバッハ教授というフランス人生物学者がこの共同研究に加わり、18か月の懸命な研究の末、あらゆるデンプン質から大量のフーゼル油を得られる発酵プロセスを発見した。これまで発酵と蒸留の目的は、フーゼル油の含有量をできるだけ少なくすることであった。フーゼル油は重質アルコールの混合物であり、それらはすべて通常のアルコールよりも毒性が強く、悪臭を放つからである。しかし、工業化学の歴史においてしばしば起こるように、ここでは副産物が製品よりも価値が高いことが判明した。フーゼル油から塩素を用いることでイソプレンを製造できるため、一連の工程が完結したのである。

しかしその間、ドイツ人も同様に進歩を遂げていた。1905年、ベルリンのカール・ハリース教授はゴム分子の名前を発見した。この発見は化学者にとって、建築家が家を建てる際の設計図のようなものだった。彼らは当時、ゴム分子の名前が何であるかを知っていた。[150ページ]彼らは何を構築しようとしているのかを理解し、知的に任務を遂行することができた。

マーク・トウェインは、天文学者が惑星までの距離を測ったり、重さを計算したりする方法についてはある程度理解できるが、どんなに大きな望遠鏡を使っても、どうやって惑星の名前を見つけるのかは理解できないと言った。これは天文学では冗談だが、化学では冗談ではない。化学者は化合物の構造が分かると、その構造を表す名前を付ける。この物質は「カウチュック」と呼ばれるようになったが、これはコロンブスの時代のスペイン人がインディアンの言葉「カフチュ」をそう呼んだからである。プリーストリー博士が「インドゴム」と名付けたとき、彼はそれがどこから来て何に使えるかだけを述べた。しかし、ハリーズが「1-5-ジメチルシクロオクタジエン-1-5」と名付けたとき、どんな化学者でもその図を描き、どのように作られるかを推測できた。化学の知識が全くない人でも、この図を見るだけで要点を理解できる。

イソプレンはゴムに変化するイソプレンはゴムに変化する
簡略化のため、式中の16個のH（水素原子）は省略しました。水素原子は、可能な限りどこにでも結合します。イソプレンは、4つの炭素原子（Cで表される）の鎖に、側面に余分な炭素原子が1つ付加された構造になっていることがわかります。この無色の液体が柔らかいゴムに変化する過程で、[151ページ]二重結合のうち2つが切断され、4つの炭素原子からなる2つの鎖が結合して8つの炭素原子からなる1つの環を形成する。輪になって踊る遊びをしたことがある人なら、その意味がわかるだろう。第4章では、アニリン染料は6つの炭素原子からなるベンゼン環を基盤として構築されていると説明した。ゴム環は少なくとも8つ、おそらくそれ以上の炭素原子から構成されている。2つの二重結合C=CC=Cを持つこの特異な炭素鎖を含む物質は、二重結合（化学者が重合と呼ぶ）によってゴム状の物質に変化することができる。したがって、ゴムには多くの種類があり、その中には自然界に存在するゴムよりも有用なものもあるかもしれない。

ハリーズの構造式を手がかりに、世界中の化学者たちは新たな希望を胸にこの問題に取り組み始めた。エルバーフェルトにある有名なバイエル染料工場もこの問題に着手し、1909年8月、フリッツ・ホフマン博士は純粋なイソプレンを加熱によってゴムに変換する方法を開発した。そして1910年、ハリーズはマシューズと同じナトリウム反応を発見したが、特許を取得しようとしたところ、イギリス人のマシューズが数週間前に特許庁に申請していたことが分かった。

この英独間のライバル関係は、1912年にニューヨーク市立大学の大講堂で劇的なクライマックスを迎えた。エルバーフェルト工場のカール・デュイスベルク博士が、第8回（そして長らく最後となった）国際応用化学会議で、化学産業の最新の成果について講演を行ったのだ。デュイスベルクは、聴衆の多くは英語でも理解できたであろうにもかかわらず、ドイツ語で話すことに固執した。[152ページ]ドイツの業績を強調し、「イギリス人ティルデン」が80年代に人工ゴムを開発したという主張に疑問を投げかけた。マンチェスターのパーキンは、ジャガイモからゴムを作る自身の新しい製法を提示してティルデンに詰め寄ったが、デュイスベルクは、自身が1000マイル走行した合成ゴム製の自動車用タイヤ2本を誇らしげに展示して反論した。

この会議におけるイギリスとドイツの化学者間の激しい対立は出席者全員が感じていたが、その2年後に彼らが互いに毒ガスを発射することになるなど、誰も予想していなかった。しかし、個人的な名声や国家の威信以上に大きなものがかかっていることは認識されていた。自動車に対する新たな需要の圧力により、ゴムの価格は1910年に1ポンドあたり1.25ドルから3ドルに跳ね上がり、数百万ドルがプランテーションに投資されていた。パーキン教授が会議で、自身の製法を使えばゴムを1ポンドあたり25セント以下で製造できると述べたのが正しければ、ドイツ人が人工インディゴの製造に成功した際に、これらのプランテーションはインディゴ農園と同じ運命をたどることになるだろう。デュイスベルク博士が議会で「合成ゴムは間違いなくごく短期間のうちに市場に登場するだろう」と述べたことが正しければ、ドイツは戦時であろうと平時であろうと、硝酸塩に関してチリから独立したように、ゴムに関してもブラジルから独立することになるだろう。

結局、両科学者は楽観的すぎたことが判明した。合成ゴムは、価格競争で天然ゴムに取って代わることも、ましてや代替することさえもできないことが証明された。[153ページ]天然ゴムが供給されなくなったとき。ドイツが封鎖され、ドイツ軍の成功がゴムに依存していたとき、価格は問題ではなかった。アメリカ当局に捕まった3人のデンマーク人船員は、歯科用ゴムをドイツに密輸しようとして、ガスマスク用に1ポンドあたり73ドルで売っていたことを自白した。戦争後半のドイツのガスマスクはゴムを使用せずに作られており、もろくて漏れやすかった。アメリカの化学者が前例のない規模で準備していた新しいガスには耐えられなかっただろう。ドイツでは古いゴムの切れ端はすべて保存され、何度も加工され、弾力性の限界まで充填剤や代替品で希釈された。空気入りタイヤの代わりにスプリングタイヤが使われた。したがって、合成ゴムの供給が十分または満足のいくものではなかったことは明らかである。一方、イギリスもパーキン法に最初の2年間で20万ドルを費やしたが、成功には至らなかった。しかし、もちろん、ドイツの場合ほど必要性は高くなかった。なぜなら、イギリスは農園を所有するか、輸送を支配することによって、世界の天然ゴム供給を事実上独占していたからである。需要が切迫し、価格を気にしなくても済む状況下でドイツでゴムを採算の取れる形で生産できなかったのだから、平時において天然ゴムと競争できるとは到底期待できない。

合成ゴムの問題は科学的には解決されたものの、工業的には解決されていない。製造は可能だが、採算が取れないのだ。問題は、そもそも安価な原料を見つけることにある。ジャガイモからゴムを作ることはできるが、ジャガイモには他の用途もある。[154ページ]ジャガイモを栽培するには、ゴムを栽培するよりも広い土地とより価値の高い土地が必要になるだろう。イソプレンはテレピン油の蒸留によって得られるが、なぜ松の木だけでなくゴムの木からも樹液を採取しないのだろうか？テレピン油は安価でも豊富でもない。おがくずなど、どんな種類の木材でも、セルロースを糖に変換し、それを発酵させてアルコールにすることで利用できるが、このプロセスは利益を生む可能性は低い。石油を分解してガソリンを作ると、イソプレンやその他の二重結合化合物が得られ、それが何らかの形のゴムになる。

しかし、最も興味深く、最も有望なのは、植物の助けを借りずに石炭と石灰から始まる完全な無機合成法である。これらを電気炉で一緒に加熱すると炭化カルシウムが生成され、自動車乗りなら誰でも知っているように、これは水と接触するとアセチレンになる。このガスからイソプレンを作ることができ、イソプレンはナトリウム、酸、アルカリ、または単純な加熱によってゴムに変換できる。アセチレンから作られるアセトンも、発煙硫酸によって直接ゴムに変換できる。これは、戦争中にドイツ人が主に使用したプロセスだったようだ。いくつかの炭化物工場がこのプロセスに特化していた。しかし、アルコール、酢酸、アセトンなどのプロセスの中間体や副産物は、ゴムと同様に戦争目的で需要が高かった。ドイツ人はスウェーデンから輸入したピッチからゴムを作った。また、バクーの石油から作られたナフテン酸アルミニウムが有用な代替品であることも発見した。これは弾力性と可塑性があり、加硫できるからである。

ゴムはさまざまな方法で製造できますが[155ページ]それらの方法では、ゴムを生産しても利益にならない。私たちは依然として天然物に頼らざるを得ないが、自然がゴムを生産する方法を大幅に改善することができる。電気産業や自動車産業でゴムの需要が高まったとき、供給を増やすための最初の試みは、先住民に圧力をかけてラテックスをもっと持ち込ませることだった。その結果、木々は枯れ果て、時には先住民も死んだ。ベルギーによるコンゴでの残虐行為は文明世界に衝撃を与え、アマゾン上流のプトゥマヨでも同じ原因が同じ恐ろしい結果をもたらした。しかし、どんなに残酷な行為を行っても、熱帯雨林から十分な量を増やすことはできなかったため、先見の明のある人々がオランダ領ジャワ、スマトラ、ボルネオ、そしてイギリス領マラヤとセイロンでゴムの栽培を始めた。

ブラジルは天然独占権を確信し、これらの新興企業と競争しようとはしなかった。アマゾンの森林からゴムを採取するコストは、マレーのプランテーションでゴムを栽培するコストとほぼ同じで、1ポンドあたり25セントだった。ブラジル政府はさらに25セントの輸出税を課し、その資金を惜しみなく使った。1911年、パラ州の財務省はゴム税から200万ドルを徴収し、その資金のかなりの部分がゴムの木を植えるのではなく、マナオスに壮大な新しい劇場を建設するために使われた。採取者と栽培者の間のこの競争の結果は、1907年から1917年の10年間で世界のプランテーションゴムの生産量が1,000トンから204,000トンに増加したのに対し、天然ゴムの生産量が68,000トンから53,000トンに減少したという事実によって示されている。さらに、プランテーションゴムはより清潔で、[156ページ]より均一な製品となり、森林火災で燻製する代わりに酢酸で丁寧に凝固される。土や小枝、石などが混じった大きな黒い塊ではなく、淡い黄色のシート状で提供される。正直なインド人が、より大きな塊にするために時折混ぜることがある。さらに良いことに、プランテーションでゴムの木から乳を搾る男は、自宅でまともな世話を受けながら暮らせるようになる。農業家や化学者は、慈善家や政治家が成し遂げられなかったことを実現できるかもしれない。つまり、「黒い黄金」をめぐる国際的な争いに伴う残酷さを終わらせることができるのだ。

米国は世界のゴム生産量の4分の3を消費しているが、自国ではゴムを全く生産していない。熱帯の領土を所有していても、それを活用しなければ何の意味があるだろうか？フィリピンはゴムの生産をすべて担い、3億ドル規模の事業を米国の旗の下で維持できるはずだ。ゴムが最初に発見されたサントドミンゴは現在米国の管理下にあり、ゴム産業によって富を築くことができる。ゴムの木が最初に研究されたギアナ諸島も購入できるかもしれない。世界最大規模のゴム産業が、原材料のすべてを外国に依存せざるを得ないのは、明確な植民地政策が欠如していることが主な原因である。フィリピンはいつ見捨てられるか分からないため、アメリカの製造業者はオランダ領やイギリス領に農園を建設している。グッドイヤー社は、オランダ領スマトラのメダン近郊に2万エーカーの利権を確保した。

米国が太平洋の領土を放棄する計画を立てている一方で、英国は良質なゴムの産地であるカイザー・ヴィルヘルムズ・ランドを獲得することで、ニューギニアにおける領土を倍以上に拡大した。[157ページ]1917年、イギリス領マレー諸州は1億1800万ドル以上のプランテーション栽培ゴムを輸出し、輸送が不足し生産が制限されていなければもっと売れたはずだった。栽培ゴムの実に90%が現在、イギリスの植民地またはオランダ領東インドのイギリスのプランテーションで栽培されている。この独占を守るため、外国人がマレー半島でこれ以上土地を購入することを禁じる法律が可決された。日本人はそこで5万エーカーを取得し、そこで年間100万ドル以上のゴムを栽培している。イギリスのトロピカルライフ誌はアメリカの侵略について次のように述べている。「アメリカは非常に裕福なので、アンクルサムは世界市場での買い手としての競争を減らすためにゴムを生産しに来るのではなく、これまで通り私たちのゴムを買い続ける余裕が十分にある。」マラヤの農園は20%の配当を支払うと計算している。ゴムが1ポンドあたり30セントで販売され、価格が2セント上がるごとにさらに3.5%の配当が得られるという投資。ゴム生産者協会は、価格を50～70セントに維持するために生産量を制限している。1910年にプランテーションが初めて収穫期を迎えた頃、ゴムは1ポンドあたり3ドル近くで売れていたが、1ポンドあたり30セント未満で生産できるようになったため、早期参入者の利益は想像に難くない。

世界のゴム貿易がイギリスの支配下にあったという事実は、戦争初期にアメリカに大きな不安と経済的損失をもたらした。イギリス政府は、アメリカのゴム製品の一部が中立国を経由してドイツに流入していると疑っていた（もっともな疑いがあった）ため、突然、ゴム貿易を遮断した。[158ページ]供給が途絶えた。これは我が国の産業の中で4番目に大きな産業を壊滅させる恐れがあり、アメリカのゴム業者がイギリス当局の厳重な監視と規制に従うことによってのみ、事業を継続することが許された。フランシス・ホップウッド卿はこれらの規制を定めるにあたり、「製造業者、輸入業者、販売業者が疑わしい場合は、許可を直ちに取り消す。再開は遅く困難である。イギリス政府はまず取り消し、その後調査を行う」と強く警告した。もちろん、イギリスにはゴムをどのような条件で販売するかを定める権利があり、敵国に渡らないようにするためにそのような予防措置を取ったことを責めることはできないが、これは米国を屈辱的な立場に追い込み、もし我々がイギリス側に同情していなかったら、実際よりももっと大きな憤りを招いていたであろう。しかし、少なくとも供給の一部を自国で管理し、可能であれば自国内で管理することの望ましさが明らかになった。ゴムは自然界では珍しいものではなく、ほとんどすべての乳液に含まれている。田舎の少年なら誰でも、トウワタの茎を切り取れば、自動的に粘液が供給されるブラシが作れることを知っている。これまでに利用された唯一の在来種は、メキシコとアメリカの国境の砂漠に自生するグアユールである。この植物は1852年にテキサス州エスコンドクリーク付近でJMビゲロー博士によって発見された。エイサ・グレイ教授がこれを記述し、Parthenium argentatum、すなわち銀色のパラスと名付けた。グアユールを刻んですりつぶすと、十分な品質のゴムが利益を生む量で得られる。1911年には7000トンの[159ページ]グアユールはメキシコから輸入されていましたが、1917年にはわずか1700トンでした。なぜこれほど減少したのでしょうか？それは、貪欲な搾取者たちが金の卵を産むガチョウを殺してしまった、つまり、簡単に言えば、植物を根こそぎ引き抜いてしまったからです。現在、グアユールは栽培され、根こそぎ引き抜くのではなく収穫されています。ツーソン研究所での実験により、栽培下で種子を発芽させるという難題が最近解決されました。これは国内で栽培できる植物の中で最も有望であり、合成ゴムが採算の取れるものになるまでは、海外からの供給に部分的に依存しない唯一のチャンスを与えてくれます。

自然界には、ゴムの代わりに使える様々なゴムが存在する。例えば、グッタペルカは、弾力性はあまりないものの、柔軟で丈夫である。加熱すると可塑性を持つため成形できるが、ゴムとは異なり、硫黄で加熱しても硬化しない。1766年にジャワ島から持ち込まれたグッタペルカの塊がイギリスの博物館に収蔵されたが、誰もそれを見る以外に何か利用しようとは考えなかったため、ほぼ100年間放置されていた。しかし、1847年にドイツの電気技師シーメンスが、グッタペルカが電信線の絶縁材として有用であることを発見し、海底ケーブルやゴルフボールなどに広く利用されるようになった。

ギアナ地方の森林に自生するバラタは、グッタペルカとゴムの中間のような性質を持ち、断熱材としてはあまり適していませんが、靴底や機械のベルトなどには有用です。樹皮が非常に厚いため、樹皮を切ってもゴムのように樹液が流れ出ません。そのため、樹皮を切り取って手動のプレス機で絞り出す必要があります。[160ページ]以前は木を切り倒す必要があったが、現在は樹皮を交互に切り取って絞ることで、木を生かし続けることができる。

コロンブスがサントドミンゴを発見したとき、彼は原住民がゴムの木の樹液で作ったボールで遊んでいるのを見つけた。ピサロの兵士たちはインカの地を征服したとき、雨を防ぐために上着にゴムを塗るというペルーの習慣を取り入れた。地球の測量のために南米に行ったフランスの科学者、M. ド・ラ・コンダミーヌは、1745年にパラ産のゴムの標本とペルー産のキニーネを持ち帰った。彼が乗って帰ってきたブリッグ船ミネルバ号は、イギリスの巡洋艦に拿捕されそうになったが、間一髪で難を逃れた。イギリスはアメリカ大陸の勢力圏への侵入を警戒していたからである。旧世界は新世界の発見を待つ必要はなかった。ゴムの木はブラジルだけでなくアンナンにも自生しているが、アジア人は樹皮の傷から滲み出る樹液の多くの用途を発見した者はいないようだ。

最初に実用化された際に、英語でその名前が定着しました。1772年、マゼランは鉛筆の跡を消すのに良いと発表しました。その塊がフランスからプリーストリーのもとに送られました。プリーストリーは聖職者であり化学者で、酸素を発見しましたが、共和主義者であったためにマンチェスターから追放され、ペンシルベニアに逃れました。彼はその塊を小さな立方体に切り分け、友人たちに渡して、書き間違いや計算ミスを消すように頼みました。すると友人たちは、その奇妙な物体は何なのかと尋ね、プリーストリーは「インドゴム」だと答えました。

森林ゴム森林ゴム
この熱帯の茂みと節くれだった幹を、プランテーションのまっすぐな木と整地された地面と比べてみてください。幹の根元には、ゴムの樹液を集めるためのカップが並んでいます。

プランテーションゴムプランテーションゴム
このらせん状の切り込みは、木を傷つけることなく、できるだけ完全に、そして素早く乳液を吸い取ります。男性は、詰まりの原因となっている凝固したゴムの塊を剥がしています。

ガーデンホースの製造工程では、ゴムは右側の機械でチューブ状に成形され、左側のテーブル上で巻き取られます。ガーデンホースの製造工程では、ゴムは右側の機械でチューブ状に成形され、左側のテーブル上で巻き取られます。
ペルーの先住民はゴムを水に利用していた。[161ページ]衣類、靴、瓶、注射器などの防水加工に用いられたが、ヨーロッパでは普及が遅かった。というのも、この素材はべたつきやすく、暑い時期には悪臭を放つため、几帳面な人々の間では流行しなかったからである。1825年、マッキントッシュは2枚の布の間にゴムの層を挟むことで、その名を不朽のものとした。

ドイツの化学者ルーダースドルフは1832年に、ゴムをテレピン油に溶かした硫黄で処理すると硬化することを発見した。しかし、この問題の実用的な解決策を考案したのは、コネチカット州のアメリカ人発明家チャールズ・グッドイヤーだった。グッドイヤーの友人ヘイワードは、硫黄がゴムを硬化させるという夢のお告げを受けたとグッドイヤーに話したが、残念ながら、その夢を授けた天使か亡くなった化学者は、その方法の詳細を明かさなかった。そこでヘイワードは自分の夢をグッドイヤーに売り渡し、グッドイヤーは自分の全財産と友人から借りられるだけの資金を費やして、それを現実のものにしようとした。彼は10年間この問題に取り組み、ついに「幸運な偶然」が訪れた。1839年のある日、彼は実験室として使っていた台所の熱いストーブに、ゴムと硫黄の混合物をうっかり落としてしまった。驚いたことに、2つの物質が融合して新しい物質になった。柔らかくて粘着性のあるゴムや、黄色くて脆い硫黄の代わりに、彼は丈夫で安定した弾力性のある固体を作り出した。それは、それ以来、私たちの足場や車輪の移動を安全、迅速、そして静かにするために大いに役立ってきた。彼が当時作ることができたゴム靴や長靴は、今でもこの国では「ラバー」と呼ばれているが、鉛筆の消しゴムとしては使われていない。

グッドイヤーは、この「加硫」を変化させることができることを発見した。[162ページ]彼は、思いのままに「ゴム」を作り出すことに成功した。硫黄を少し加えることで、硬い物質が得られたが、これは加熱することで軟化し、望む形に成形することができた。この「硬質ゴム」、すなわち「バルカナイト」または「エボナイト」から、櫛、ヘアピン、ペン立てなどが作られ、合成樹脂という最近の競合製品にも、用途によっては未だに取って代わられていない。

ドイツ人が開発した新しいゴム、メチルゴムは、硬質ゴムの優れた代替品であるものの、軟質ゴムの代替品としては不十分であると言われている。この合成ゴムの電気抵抗は天然ゴムより20%高く、絶縁性に優れているが、弾力性は劣る。戦争末期には、メチルゴムは月産165トンのペースで生産された。

当時「特許空気輪」と呼ばれていた最初の空気入りタイヤは、1846年にロンドンのロバート・ウィリアム・トムソンによって発明されました。翌年には、それを装着した馬車がニューヨーク市の街路で目撃されました。しかし、空気入りタイヤが実用化されたのは1888年以降、ベルファストのアイルランド人馬医ジョン・ボイド・ダンロップが幼い息子の自転車の車輪にゴムチューブを巻き付けた時でした。それから7年後には、2500万ドル規模の企業がダンロップタイヤを製造していました。その後、アメリカはこの事業で主導権を握りました。1913年には、アメリカは300万ドル相当のタイヤとチューブを輸出しました。1917年には、アメリカの輸出額は連合国向けを除いて1300万ドルにまで増加しました。 1917年に販売された空気入りタイヤの数は1800万本と推定されており、平均価格が25ドルだとすると、総額は4億5000万ドルになる。

[163ページ]合成ゴムがどれほど大量に生産されようと、ゴムの木がどれほど多く植えられようと、市場が供給過剰になる危険性はない。なぜなら、価格が下がればゴムの用途はますます多様化するからだ。ゴムが十分に安価であれば、その用途は千通りも考えられるだろう。パッドやバネ、タイヤの形で利用すれば、交通騒音を大幅に軽減できる。高架鉄道や地下鉄でさえ会話が弾み、穏やかな声で話す人々にとって住みやすい街になるかもしれない。ゴム製のヒールとして個人で使用しても、カーペットや舗装材として集団で使用しても、足取りは確実で、音もなく、弾力性も増すだろう。屋根材、外壁材、塗料として使用すれば、建物はより暖かく、より耐久性のあるものになる。あらゆる種類の電気製品のコストを削減し、普及を促進するだろう。要するに、これほど豊富に存在すれば、私たちの快適さと利便性に大きく貢献する素材は他にほとんどない。騒音は、動きの喪失とエネルギーの浪費を示す自動警報である。静寂は経済であり、弾力性は抵抗よりも優れている。ゴム靴は鋲付き靴底よりも長持ちし、空気の入ったゴムチューブはスチールタイヤよりも優れている。

[164ページ]

IX
ライバルの砂糖
好奇心旺盛で物欲の強い古代ギリシャ人は、異国の逸話を集めるのが好きだった。話が真実かどうかはあまり気にせず、面白ければそれでよかった。ギリシャ人が極東から聞いた驚異的な話の中でも、特に奇妙だったのは、インドには羊がいなくても羊毛を生やす植物と、蜂がいなくても蜂蜜を生やす葦があるというものだった。これらの信じがたい話は後に真実であることが判明し、やがてヨーロッパはカリカットから少量のキャラコと、持ち込んだアラブ人が「スッカル」と呼んだ食用砂利を手に入れるようになった。しかしもちろん、キャラコを身にまとい、病気の時に砂糖を処方してもらえるのは、王や女王だけだった。

しかし幸運なことに、時を経てアラブ人がスペインに侵攻し、ヨーロッパの不本意な住民に算術や代数学、石鹸、砂糖といった高度な文明の道具を押し付けた。その後、スペイン人は同様に不当かつ有益な侵略行為によってサトウキビをカリブ海に持ち込み、そこでサトウキビは驚くほど繁栄した。こうして西インド諸島は熱帯の富の宝庫として東インド諸島のライバルとなり、数世紀にわたりスペイン、ポルトガル、オランダ、イギリス、デンマーク、フランスは、まるで野良猫のようにこの地の支配権を巡って争った。[165ページ]小さな島々の集まりと、そこへ通じる航路。

イギリスは最終的に、単独で戦った敵であろうと連合して戦った敵であろうと、すべての敵を打ち負かした。大英帝国は海の覇者となり、望むままにカリブ海の土地を手に入れた。しかし、最終的には大陸の敵が勝利を収め、イギリスの勝利は無価値となった。彼らは地理的には敗北したが、化学では勝利した。キャニングは「新世界は旧世界の均衡を是正するために存在し始めた」と豪語した。ナポレオンは、サトウキビとのバランスを取るためにテンサイを呼び込んだと豪語したかもしれない。当時のフランスは、1世紀後のドイツと同様に、世界を支配しようと脅かしていた。当時のイギリスは、第一次世界大戦の時と同様に、侵略国の船舶を海から締め出した。当時のフランスは、後のドイツと同様に、熱帯産品の不足を最も痛切に感じており、その中でも当時（最近の危機とは異なり）最も重要なのは砂糖であった。この重要な変化の原因は、1747年にベルリンの化学者マルクグラフがテンサイから砂糖を抽出できることを発見したことである。当時、ビートの根にはわずか6パーセントほどの糖分しか含まれておらず、彼が抽出したものは汚れていて苦かった。1801年、彼の弟子の一人がプロイセン国王の後援を受けてブレスラウ近郊にビート糖工場を設立したが、ナポレオンが事業を引き継ぎ、1810年に実用的な製法に100万フランの賞金を出すまで、この産業は成功しなかった。フランス人はこの突飛な考えをどれほど嘲笑したことか！当時の風刺新聞には、ナポレオンが息子で後継者、ローマ王（ロスタンの読者には「レグロン」として知られる）のゆりかごのそばの保育室にいる風刺画が掲載されている。皇帝はビートの汁を絞り、[166ページ]コーヒーを飲んでいると、乳母が赤ん坊の王の口にビーツを入れ、「しゃぶって、しゃぶって。お父さんが砂糖だって言ってたわよ」と言った。

同様に、フランクリンが電気をいじくり回したこと、ラムフォードが煙突の改良を試みたこと、パルマンティエがジャガイモは食用に適していると考えたこと、ジェファーソンがミシシッピ川以西の土地に何かがあるかもしれないと信じたことなど、機知に富んだ人々は彼らを嘲笑した。あらゆる時代において、嘲笑は保守主義の主要な武器であった。人類の進歩が将来どのような方向に向かうかを知りたいなら、今日の風刺新聞を読んで、彼らが何と戦っているのかを見てみればよい。アリストパネスから最新のボードビルに至るまで、あらゆる世紀の風刺は、世界をより賢く、より良くしようとする人々、教師や説教者、科学者や改革者を標的にしてきた。

嘲笑を浴びながらも、軽蔑されていたビートは年々その魅力を増していった。糖度は6%から18%に上昇し、抽出方法の改良により、最終的にはサトウキビ糖と同じくらい純粋で美味しくなった。ドイツのビート1エーカーからは、ルイジアナのサトウキビ1エーカーよりも多くの砂糖が生産される。ヨーロッパ大陸は富を増す一方、イギリス領西インド諸島は衰退の一途を辿った。ヨーロッパのビートが甘くなるにつれ、島々の人口は黒人化していった。戦前、イギリスは砂糖に1億2500万ドルを費やしており、その3分の2以上がドイツとオーストリア＝ハンガリー帝国に渡っていた。科学的研究によって促進され、関税によって保護され、輸出奨励金によって刺激されたビート糖産業は、世界の経済力の1つとなった。イギリス国内、特にマーマレード製造業者は、[167ページ]当初、ヨーロッパは大陸のライバル国を犠牲にして砂糖を原価以下で入手できるという考えに歓喜した。しかし、苦境に立たされた植民地は状況を別の角度から見ていた。1888年、ロンドンで開催された列強会議は、輸出奨励金という有害な慣行による競争を停止することで合意したが、フランスとアメリカが参加を拒否したため、合意は破談となった。10年後の別の会議も同様に失敗に終わったが、新興のビート糖がサトウキビの歴史的な本場に侵入しようとしたとき、もはや容認の限界に達していた。インド評議会は、奨励金で育てられたビート糖から自国のサトウキビを守るために相殺関税を課した。これにより、1903年にブリュッセルで「各国のビート糖とサトウキビ糖の競争条件を均等化する」ための会議が開催され、列強は奨励金の相互廃止に合意した。こうしてビート糖は世界の市場を均等に分け合うことになった。[168ページ]サトウキビ糖とこの2つのライバルは、第一次世界大戦が始まるまでほぼ互角の競争を繰り広げていました。この戦争により、イギリスはドイツ、オーストリア＝ハンガリー、ベルギー、北フランス、ロシアからの砂糖の供給を断たれ、農民は畑から引き離されました。中央同盟国の戦線は、かつて世界の砂糖供給量の3分の1を生産していた土地を囲い込みました。1913年には、テンサイとサトウキビはそれぞれ約900万トンの砂糖を供給しました。1917年には、サトウキビ糖の生産量は1120万トン、テンサイ糖は530万トンでした。その結果、旧世界は新世界に頼らざるを得なくなりました。かつてアメリカ合衆国が砂糖供給量の半分を依存していたキューバは、1916年に70万トン以上の粗糖をイギリスに送りました。アメリカ合衆国は、それと同量の精製糖を送りました。輸送手段の不足は、ハワイ、プエルトリコ、フィリピンといった熱帯の属領からの砂糖の入手を妨げました。自家栽培のビートからは必要な砂糖のわずか5分の1しか得られず、ルイジアナ州やテキサス州のサトウキビからは15分の1しか得られなかった。そのため、近所の食料品店で1ポンドの砂糖を手に入れるには、事前に申請する必要があり、それでも氷砂糖や黒糖、蜂蜜などで我慢しなければならなかった。レモンキャンディーはロシアの紅茶に役立ち、先祖代々伝わる「長期保存」の甘味料が、様々なシロップの形で再び流行した。アメリカ合衆国は世界の砂糖生産量のほぼ5分の1を消費していたが、それでも手に入れることができなかったのだ。

ヨーロッパのビート糖工場の位置と戦線を示す地図。1918年末時点で、世界のビート糖生産量の3分の1が戦線内で生産されていたと推定されている。提供：アメリカン・シュガー・リファイニング社。ヨーロッパのビート糖工場の位置と戦線を示す地図。1918年末時点で、世界のビート糖生産量の3分の1が戦線内で生産されていたと推定されている。提供：アメリカン・シュガー・リファイニング社。
不足によって、私たちが砂糖にどれほど依存しているかを思い知らされました。しかし、これまで見てきたように、砂糖は古代の人々にとってはほとんど知られておらず、現代になって初めて、 [169ページ]私たちの食生活。化学者が砂糖を手頃な価格で生産できるようになるとすぐに、各国はそれぞれの経済力に応じて砂糖を買い始めました。世界で最も裕福なアメリカ人は、一人当たり年間平均90ポンド（約41キログラム）と、最も多くの砂糖を消費しました。言い換えれば、私たちは毎年自分の体重分の砂糖を食べていたことになります。イギリス人はアメリカ人とほぼ同量を消費し、フランス人とドイツ人は約[170ページ]その半分。バルカン半島の人々は年間10ポンド未満。アフリカの野蛮人はゼロ。

化学制御下で砂糖大根の糖度が飛躍的に向上した経緯化学制御下で砂糖大根の糖度が飛躍的に向上した経緯
純粋な白砂糖は、世界の食生活に対する化学の最初にして最大の貢献です。それは、単一の明確な化学化合物であるショ糖（C 12 H 22 O 11）であるという点で独特です。すべての天然栄養素は、多かれ少なかれ複雑な混合物です。小麦、牛乳、果物など、その多くは、脂肪、タンパク質、炭水化物という食品の3つの要素すべてをさまざまな割合で含み、さらに水、ミネラル、生命に必要なその他の成分も含まれています。しかし、砂糖は水や塩のような単純な物質であり、それらと同様に、それだけでは生命を維持することはできませんが、それらとは異なり栄養価があります。実際、脂肪を除けば、砂糖ほど栄養価の高い食品は、重量比で比較すると他にありません。なぜなら、砂糖には水も老廃物も含まれていないからです。したがって、砂糖は身体のエネルギーを供給する最も速く、通常は最も安価な手段です。しかし、上記の化学式からわかるように、砂糖には炭素、水素、酸素の3つの元素しか含まれておらず、窒素や身体に必要なその他の元素は含まれていません。エンジンは石炭だけでなく、潤滑油、水、そして修理のために鋼鉄や真鍮の破片も必要とします。しかし、私たちの激務に必要なエネルギー源として、砂糖に匹敵するものはなく、唯一のライバルはアルコールです。アルコールは砂糖の子孫であり、親の良い性質をほとんど受け継がず、独自の悪い性質を獲得した退化した子孫です。アルコールは砂糖と同様に、蒸気機関や人体にエネルギーを供給するのに役立ちます。燃料として使用するとアルコールにはいくつかの利点がありますが、食品として使用すると身体のメカニズムを乱すという欠点があります。少量のアルコールでも、[171ページ]思考と行動の正確さとスピードは向上するが、大量に摂取すると、経験とは言わないまでも観察から誰もが知っているように、一時的な機能不全を引き起こす。

人間が糖分を摂取すると、空気の助けを借りて、次のようにして糖分を水と二酸化炭素に分解します。

C 12 H 22 O 11 + 12O 2 → 11H 2 O + 12CO 2
サトウキビ糖酸素水二酸化炭素

砂糖を燃やすときも、全く同じ反応が起こる。

しかし、酵母が糖を栄養源とする場合、発酵は途中で止まり、水ではなくアルコールが生成されます。これは全く異なる物質だと、両方を飲料として試した人は言います。酵母の発酵反応は次のとおりです。

C 12 H 22 O 11 + H 2 O → 4C 2 H 6 O + 4CO 2
サトウキビ、砂糖、水、アルコール、二酸化炭素

アルコールは砂糖の分解によって最初に生成されるもので、危険な中間段階にある。その双子の生成物である二酸化炭素、または炭酸は、わずかに酸味のあるガスで、ビール、ワイン、サイダー、シャンパンに魅力的な風味と発泡性を与える。つまり、この双子のうち一方は有害なもので、もう一方は明らかに好ましいものである。しかし、何千年もの間、人類は前者を好んで飲み、後者はほとんど空気中に放出させてきた。ところが、化学者が登場すると、この2つを分離し、無害な方を瓶詰めして好む人々に提供する方法を発見した。それを好む人が増えたため、アメリカのソーダ水ファウンテンは徐々に悪魔の酒を文明社会から駆逐しつつある。現代の醸造業者は2種類の顧客層に対応している。彼はビールを瓶詰めし、[172ページ]彼は酒場用にアルコールと少量の炭酸を混ぜて使い、以前は無駄にしていた残りの炭酸を回収して、ソーダ水として薬局に売ったり、自分のノンアルコールビールに添加したりしている。

競合する業界にサービスを提供することは、化学者にとっては珍しいことではありません。すでに述べたように、合成香料は天然香料の改良に使用されます。綿実油は油と粕に分離され、油はマーガリンの製造に、粕はバターを生産する牛の飼料になります。コーヒーの味が好きではないにもかかわらず、アルカロイドであるカフェインの刺激効果を求めてコーヒーを飲む人もいます。コーヒーの温かさと風味は好きですが、カフェインが体に合わないと感じる人もいます。以前は、コーヒーをそのまま飲むか、そのままにしておくしかありませんでした。今では、カフェインが抽出されて特定の人気のある冷たい飲み物に使用され、残りの豆はカフェインフリーのコーヒーとして販売されているため、選択できます。

現在、徐々にアルコール飲料に取って代わりつつある「ソフトドリンク」のほとんどは、砂糖、水、炭酸から成り、主に脂肪酸や芳香族脂肪酸のエステルなど、さまざまな香料が加えられています。これは前章で述べた通りです。これらは今でも果物やスパイスから作られており、場合によっては法律や世論によってそうせざるを得ないこともありますが、いずれは合成香料が天然香料に取って代わり、種、皮、樹皮といった異物や消化しにくい物質は排除されるでしょう。仮に世界が常に合成の、つまり種なしのイチジク、イチゴ、ブラックベリーに慣れ親しんでいたとしましょう。そして、イチジクペーストやイチゴジャムの製造業者が、 [173ページ]10パーセントには、歯の間に挟まったり、虫垂に引っかかったりする小さな丸くて硬い木質の結節が含まれている。食品に異物を混入した罪で彼が投獄されるまでどれくらいかかるだろうか？しかし、投獄もボイコットも自然には更生効果をもたらさない。

その点において、自然は実に人間的だ。しかし、遺伝と文化に配慮することで、人間と同じように自然を改革することができる。こうして、母なる自然はバナナやオレンジに種を入れるという悪癖をすっかり克服した。イチジクに関しては、いまだに木屑のように栄養価の低いセルロースの粒子を混ぜ込んでいる。だが、この点に関しては、私たちは自然を出し抜くことができる。クリスマスに、カリフォルニア産の種なしイチジクの詰め合わせをもらった。誰かが種を全部取り除いてくれたのだ――大変な作業だったに違いない――そして、まるで生きているかのように自然な見た目で、味もずっと良くなっていた。

砂糖とアルコールはどちらも自然界に存在する。熟した果実には砂糖が、果実が腐敗し始めるとアルコールが生成される。しかし、それらを抽出する方法を発見したのは化学者だった。彼はまずアルコールを研究し、残念ながら成功してしまった。

アラビアの化学者による蒸留器の発明以前は、酵母菌が酔わずに耐えられるアルコール度数に制限されていたため、人は望むほど早く酔うことができなかった。ワインやビールのアルコール度数が最大で17パーセントに達すると、酵母菌が酔って「働き」を止めてしまうため、発酵プロセスが停止してしまう。つまり、普通のワインやビールしか飲めない人は、10杯か20杯飲まなければならなかったのだ。[174ページ]彼は目的の物質を1クォート得るために何クォートもの水を使わなければならなかったが、水は好きではなかった。

そこで化学者は、ワインを蒸留することで彼をこの難局から救い出そうとしたが、かえって事態を悪化させてしまった。最初に抽出された揮発性の高い部分には、風味とアルコールの大部分が含まれていた。こうして彼は、アルコール度数が30～80パーセントにもなるブランデーやウイスキー、ラム酒やジンといった酒を作ることができた。これが現代の酒問題の起源である。古代のワインはノアを気絶させ、ソクラテスの仲間たちを酔わせるほど強かったが、蒸留酒が登場するまでは、アルコール中毒は慢性化し、蔓延し、多くの人々を破滅に追い込むことはなかった。

しかし、化学者は後に、アルコールを世界に導入することで意図せず引き起こした破滅を修復しようと試みました。彼の最も成功した対策の一つは、安価で純粋な砂糖の生産であり、これはすでに述べたように、文明国の食生活において大きな要素となっています。国が酔いを覚ますと、精力的な生活に必要なエネルギーを供給する「自己刺激剤」として砂糖に頼るようになります。午後5時のキャンディーは、午後5時のハイボールや午後5時の紅茶よりも優れた回復剤です。なぜなら、それは単なる刺激剤ではなく、真の栄養素だからです。甘いものが好きな人はたいていアルコールを好まないというのは、よく知られた事実です。例えば、女性はキャンディーを食べる傾向がありますが、アルコール飲料を好むことはあまりありません。宴会のテーブルを見渡すと、ワイングラスを断る人はたいていデミタスに砂糖を2つ入れていることに気づくでしょう。キャンディー店が開店すると、[175ページ]同じブロックにあった酒場が閉店した。祖母たちは娘たちにこう忠告していた。「紅茶に砂糖を入れない男とは結婚してはいけない。酒に溺れる可能性が高いから。」だから、若者よ、次に恋人にキャンディーの箱をあげて、彼女があなたにも分けてくれたら、断ってはいけない。食べて、少なくとも美味しいふりをしなさい。もしかしたら彼女は生理学を研究していて、あなたを試しているのかもしれない。女の子の真意は、決して分からないものだ。

陸軍と海軍の配給品にも、一般の食生活と同様の変化が見られます。ラム酒の配給は、ほぼ同量のキャンディーやマーマレードに置き換えられました。かつての酒好きの兵士の代わりに、「チョコレート兵士」が登場したのです。歴史上、前回の戦争ほど砂糖に大きく依存し、アルコールにほとんど依存しなかった戦争はありません。戦争によって供給が減り需要が増加すると、誰もが砂糖不足を感じ、キャンディーを断り、コーヒーを無糖で飲むことが愛国心の証となりました。しかし、これは一部の人が考えるように、単なる余分な、あるいは有害な贅沢品の削減、快感の犠牲ではありません。これは真の欠乏であり、国民の栄養にとって深刻な損失です。砂糖消費量の上昇曲線がまだ最大値や最適値に達したと考える理由はありません。個人は食べ過ぎますが、国民全体としてはそうではありません。農務省の実験によると、重労働に従事する男性は、有害な影響を受けることなく、1日の食事に4分の3ポンドの砂糖を追加することができます。これは年間275ポンドの消費量で、イギリスとアメリカの平均消費量の3倍にあたる。しかし[176ページ]同省は、何もしていない少女が食事の合間にどれくらいの量を食べるべきかについては規定していない。

人が一日活動するために必要な2500～3500カロリーのエネルギーのうち、最も優れた供給源は炭水化物、つまり糖類とデンプンです。脂肪はより濃縮されていますが、高価で、吸収されにくいです。タンパク質も高価で、分解生成物が体内に詰まりやすいです。一般的な砂糖はほぼ理想的な食品です。安価で、清潔で、白く、持ち運びやすく、腐らず、不純物がなく、味が良く、細菌がなく、栄養価が高く、完全に溶け、完全に消化され、吸収されやすく、調理も不要で、残留物も残りません。唯一の欠点はその完璧さです。あまりにも純粋であるため、人はそれだけでは生きていけません。四角い砂糖4つで100カロリーのエネルギーが得られます。しかし、その25倍または35倍の量を摂取しても1日の食料にはならず、実際にはそのような食事では最終的には飢え死にしてしまうでしょう。それは、軍隊に大量の火薬を与えながら、弾丸や衣服、食料を一切与えないようなものだ。砂糖を唯一の食料にすることは不可能であり、主食にすることは賢明ではない。人間が天然物から個々の成分を分離すること、つまり牛乳からバターを、チーズからカゼインを、サトウキビから砂糖を抽出することは全く正しいことだが、それらを毎食、他の必須食品と適切な割合で再び組み合わせることを忘れてはならない。

ライバル関係にある砂糖北部のテンサイは、南部のサトウキビの強力なライバルとなっているライバル関係にある砂糖北部のテンサイは、南部のサトウキビの強力なライバルとなっている

製糖工場の内部。サトウキビを粉砕してジュースを抽出する機械が写っている。製糖工場の内部。サトウキビを粉砕してジュースを抽出する機械が写っている。

アメリカン・シュガー・リファイナリー社の提供による。アメリカン・シュガー・リファイナリー社の提供による。
アメリカン・シュガー・リファイナリー・カンパニーの真空パン

これらの密閉された容器の中で、圧力を下げた状態でサトウキビジュースから水分を蒸発させ、砂糖を結晶化させる。

砂糖は合成物ではなく、化学者の仕事は単にそれを抽出して精製することだった。しかし、これは見た目ほど単純ではなく、すべての砂糖は[177ページ]工場には専属の化学者が必要だった。彼は100年もの間、すべての母ビートを分析してきた。彼は、ショ糖が甘みが少なく結晶化しないグルコースに転化しないよう、サトウキビから結晶化までのあらゆる工程を監視してきた。彼は、税関を通過したすべての砂糖の出荷品を偏光で検査してきた。これは、架空のエーテル中の微小波の振動面の正確な回転角度という問題をめぐる関税議論に費やされた金額と議論にしばしば疑問を抱く議員たちを大いに困惑させた。

こうした手間のかかる作業の理由は、数十種類もの異なる糖類があり、それらが非常によく似ているため区別が難しいからです。糖類はすべて同じ3つの元素、C、H、Oから構成され、多くの場合、同じ割合で含まれています。2つの糖類は、分子のねじれが右巻きか左巻きかという点だけが異なる場合もあります。それらは、まるで手袋のペアのように互いによく似ています。サトウキビ糖とテンサイ糖は、完全に精製されると、同じ物質、つまりショ糖（C 12 H 22 O 11）になります。私たちの祖先が使用し、戦争中に私たちが使用するようになった茶色や麦わら色の砂糖は、本質的には同じものですが、水分やサトウキビジュースの着色料や香料が完全に除去されていません。メープルシュガーは主にショ糖です。蜂蜜も一部ショ糖です。キャンディーは主にショ糖から作られ、必要な粘稠度を与えるためにグルコース、ガム、またはデンプンが添加され、また、天然または合成の着色料や香料が添加されます。今日では、最も安価なものも含め、ほとんどすべてのキャンディーは有害な物質を含んでいません。[178ページ]砂糖は製造過程で原材料が混入する可能性があるものの、取り扱い中に汚染される可能性はあります。実際、砂糖は混入されることのない唯一の食品と言えるでしょう。砂糖に添加できる安価なもので、容易に検出されないものを見つけるのは難しいでしょう。「砂糖に砂を混ぜる」という、食料品店が一般的に非難される罪は、彼らが最も犯す可能性の低い罪です。

多かれ少なかれ甘く、構造が似ていて、栄養価もほぼ同じである糖類の大きなファミリーの他に、非常に興味深いことに、砂糖のような味がするものの栄養価が全くない、全く異なる組成の化学化合物が存在する。その一つが、後にジョンズ・ホプキンス大学の学長となるアメリカの化学学生、アイラ・レムセンが偶然発見し、「サッカリン」と名付けたコールタール誘導体である。その組成はC 6 H 4 COSO 2 NHで、記号からわかるように、どの糖類にも含まれていない硫黄（S）、窒素（N）、ベンゼン環（C 6 H 4）を含んでいる。砂糖の数百倍の甘さがあり、わずかに苦味のある後味も残る。そのため、ごく少量でシロップ、キャンディー、ジャムなどの砂糖の代わりになり得るため、容易に偽装に利用されやすく、米国をはじめとする多くの国で食品への使用が禁止されている。しかし、戦争中、砂糖不足のため、再び使用されるようになった。ヨーロッパ各国政府は、かつて阻止しようとしていたことを奨励し、ドイツやイタリアでは、サッカリン錠剤の袋をポケットに入れて持ち歩き、紅茶やコーヒーに1、2錠入れるのが習慣となった。このような行政上の方針の逆転は、 [179ページ]こうした態度は珍しいことではない。ビールにホップを使うことが始まった当初、イギリスの法律では禁止されていた。しかし、ホップは次第に一般的になり、今では法律でビールにホップを使うことが義務付けられている。労働者が初めて労働組合を結成しようとした時、それを阻止する法律が制定された。しかし今では、例えばオーストラリアでは、労働者が労働組合を結成することが法律で義務付けられている。政府は当然、新しいものに対して保守的な反応を示す傾向がある。

10年前の純粋食品運動を振り返り、この危険な薬物であるサッカリンの毒性について新聞に掲載されたセンセーショナルな記事を読むのは滑稽だ。なぜなら、ヨーロッパでは何百万人もの人々が、かつてワシントンの「毒物対策班」の神経を逆撫でした量よりもはるかに多くのサッカリンを使用しているからだ。しかし、サッカリンによる死亡例はまだ報告されていないようだが、人々はサッカリンにうんざりしていると言われている。それも当然だろう。なぜなら、サッカリンは味覚以外では砂糖の代わりにはならないからだ。グルコースは、マーガリンがバターの代わりになるように、ショ糖の代わりになると言える。味がほとんど同じであるだけでなく、栄養価もほぼ同じだからだ。しかし、砂糖の代わりにサッカリンを与えるのは、犬にゴムの骨を与えるようなものだ。ヨーロッパからは、サッカリンを常用すると、最終的にはあらゆる甘いものが嫌いになるという報告がある。これは十分にあり得る話だが、数年のうちに先史時代の食習慣が逆転することを意味する。人類は常に甘味を栄養価と結びつけてきた。なぜなら、自然界には糖類以外に甘いものはほとんどないからだ。私たちは甘いから砂糖を食べると思っているが、そうではない。体に良いから食べるのだ。[180ページ]それが甘く感じられるのは、体に良いからだ。このように、人間は必要性から美徳を、義務から喜びを生み出す。これこそが倫理の本質である。

古代インドの時代、偉大な王トリシャンクは、魔術師が彼の楽しみのために作った地上の楽園を所有していました。そこには、天界以外では知られていなかったあらゆる種類の美しい花、風味豊かなハーブ、おいしい果物が生い茂っていました。王と彼のハーレムは、その中でも蜜を吸える葦を最も好んでいました。しかし、嫉妬深い神であるインドラは、地上を見下ろして、ただの人間がそのような喜びを楽しんでいるのを見て怒りました。そこで彼は魔法の庭園を破壊することを望みました。干ばつと嵐、火と雹によって庭園は荒廃し、豊かな植物の葉は一枚も残らず、地面は脱穀場のようにむき出しになりました。しかし、サトウキビの茎は切り倒されても根は破壊されません。こうして、かつてエデンの園があった砂漠に人々が足を踏み入れたとき、葦が再び生えているのを発見し、その挿し木を持ち帰って自分たちの庭で栽培した。こうして、神々の蜜はまず王とその寵臣に降り注ぎ、それから民衆に広まり、他の国々にも運ばれ、今では小銭を持った子供でも最高級の蜜を買うことができるようになった。多くの物事がそうであったように、すべての物事がそうであってほしい。

[181ページ]

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トウモロコシから何が生まれるのか
アメリカ大陸の発見は、人類に新たな植物の世界という恩恵をもたらした。初期の探検家たちは金採掘に奔走するあまり、畑や森のより価値ある産物にはほとんど注意を払わなかったが、数世紀を経て、それらの有用性は広く認められるようになった。ヨーロッパでは当初、食用に適さない、あるいは毒物とさえ考えられていたジャガイモやトマトは、今やあらゆる階層の人々にとって欠かせないものとなっている。キニーネやコカインといった新大陸の薬物は、あらゆる薬局方に採用されている。ココアは紅茶やコーヒーのライバルとなりつつあり、バナナさえもヨーロッパ市場に登場している。タバコとチクルは、人類の大部分の人々の鼻と口を占めている。トウモロコシとゴムは人類共通の財産となったが、それでもなおアメリカ産と呼べるだろう。アメリカ合衆国だけで世界のトウモロコシの5分の4を生産し、ゴムの4分の3を使用している。

すべての肉は草である。これは、比喩的な意味だけでなく、食生活上の意味でも解釈できる。イネ科植物は、人間と動物の食料の大部分を供給している。干し草や穀物、小麦、オート麦、ライ麦、大麦、米、サトウキビ、ソルガム、トウモロコシなどである。アメリカの視点から見ると、物理的にも経済的にも、これらのうち最大のものはトウモロコシである。1917年のアメリカ合衆国のトウモロコシ収穫量は31億5900万ブッシェルに達し、[182ページ]小麦、綿花、ジャガイモ、ライ麦の作物を合わせた収益よりも多い。

コロンブスが西インド諸島に到着したとき、彼は原住民がゴムボールで遊び、タバコの線香を吸い、マヒスと呼ばれる新しい穀物で作ったケーキを食べているのを発見した。ピサロがペルーに侵攻したとき、彼は同じ穀物が原住民によって食用だけでなく、インカ帝国の禁酒の努力にもかかわらず、酒造りにも使われているのを発見した。ピルグリム・ファーザーズがプリマス港の奥の森に入ったとき、彼らはインディアンコーンの貯蔵庫を発見した。このように、カナダからペルーまで、南北アメリカ大陸全体でトウモロコシは王様であり、ヨーロッパの小麦やアジアの米といった他の大陸のライバル穀物と肩を並べるにふさわしいことが証明された。しかし、食習慣を変えるのは難しく、旧世界のほとんどの人々は、ハスティプディングやインディアンプディング、ホーケーキやホミニー、スイートコーンやポップコーンの美味しさをまだ知らない。 30年前、ロンドンの屋台で「アメリカの斬新なお菓子。ぜひお試しください」と書かれた、がらんとしたポップコーンボールの山を見たのを覚えています。しかし、この哀れな訴えに応じたのは私だけで、私はそれを後悔しました。かつてアメリカ人は、アルメニア、ロシア、アイルランド、インド、オーストリアの飢饉に苦しむ人々から訴えがあるたびに、船いっぱいのトウモロコシを送っていましたが、その贈り物が侮辱、あるいは貧しい人々を毒殺しようとする試みとして受け取られ、食べるくらいなら死んだ方がましだと宣言され、実際に死んだ人もいたことを知ると、彼らの寛大さは冷めてしまいました。アメリカ農務省はトウモロコシの宣教師をヨーロッパに送り、[183ページ]農民や製粉業者を教育者や料理の達人として、パンケーキやポーンを無料で提供したが、宣伝効果はほとんどなく、今日では、戦争で飢えた地域の家族がトウモロコシに手をつけないため、アメリカ人はもっと自国のトウモロコシを食べるように促されている。ちょうど、アメリカの食品化学の先駆者であるバムフォードが、大西洋を越えて伝わったこの料理をミュンヘンに紹介しようとしたとき、物乞いたちがジャガイモスープに反発したのと同じである。

しかし、ここではトウモロコシそのものよりも、その加工品について考察します。トウモロコシの粒を二つに割ると、外側の硬くて角質の殻、先端の小さな油分と窒素を含む胚芽、そして主にデンプンからなる白い部分という三つの部分から構成されていることがわかります。これらのそれぞれが、添付の表に示すように、さまざまな製品に加工されます。殻はふすまとなり、グルテンと混ぜて家畜飼料として利用できます。亜硫酸に数日間浸したトウモロコシは分解され、粉砕すると胚芽が浮上し、グルテンまたは窒素を含む部分が洗い流され、デンプン粒が沈殿し、残渣が圧縮されて油粕の原料となります。胚芽から精製された油は、「マゾラ」という名前で食用油または調理油として販売され、ラードやバターの植物性代替品の製造において、オリーブ油、ピーナッツ油、綿実油と競合しています。低品質のものは石鹸やグリセリン、場合によってはニトログリセリンに使用される。トウモロコシ1ブッシェルからは1ポンド以上の油が得られる。トウモロコシの胚芽からは「パラゴール」と呼ばれるガムも抽出され、特定の用途ではゴムの代替品として使用できる。「赤いゴム」[184ページ]スポンジや鉛筆の消しゴムの先端はこれで作られることがあり、靴の合成底の約20パーセントを占めることもある。

トウモロコシ製品トウモロコシ製品
トウモロコシの粒の55パーセントを占めるデンプンは、食用および工業用としてさまざまな製品に変換できます。トウモロコシ、ジャガイモ、その他の野菜に含まれるデンプンは、小さく丸い白い硬い粒で、無味無臭で冷水には溶けません。しかし、熱湯に入れると溶けて粘着性のある形になり、衣類の糊付けやコーンスターチプディング作りに利用できます。少量の酸やその他の触媒の助けを借りてこのプロセスをさらに進めると、水分を吸収して糖、ブドウ糖、[185ページ]一般的に「グルコース」と呼ばれる。化学記号で表すと、この反応は次のようになる。

C 6 H 10 O 5 + H 2 O → C 6 H 12 O 6
デンプン水デキストロース

この反応は、米国で年間4,000万ブッシェルのトウモロコシに対して行われます。「デンプンミルク」、つまり水で粉砕したトウモロコシの粒から洗い流されたデンプン粒は、50ポンドの蒸気圧下で、0.1%程度の塩酸とともに、必要な変換率に達するまで大型の加圧タンクで消化されます。その後、残った酸は苛性ソーダで中和され、食塩に変換されます。この少量の食塩は味を邪魔するどころか、むしろ引き立てます。こうして得られるのが市販のグルコースまたはコーンシロップで、必要に応じて蒸発させて白い粉末にすることもできます。これは、おおよそ次の比率で3種類のデンプン誘導体が混合されたものです。

麦芽糖 45パーセント。
デキストロース 20パーセント。
デキストリン 35パーセント。
また、0.3～0.4パーセントの塩分と、同量のトウモロコシタンパク質、そして変動する量の水が含まれています。この製品の名前の由来となっているブドウ糖（デキストロース）は、3つの成分の中で最も少ない量であることが分かります。

麦芽糖（マルトース）は、サトウキビ糖（C 12 H 22 O 11 ）と同じ組成ですが、甘さはそれほど強くありません。デキストリン（デンプンペースト）は全く甘くありません。ブドウ糖（グルコース）は、ブドウやその他の熟した果物によく含まれていることから、ブドウ糖とも呼ばれています。[186ページ]蜂蜜の半分を占める成分であり、サトウキビ糖を口に入れた際に分離する2つの成分のうちの1つです。サトウキビ糖ほど甘くなく、結晶化も容易ではありませんが、これは必ずしも欠点ではありません。

ブドウ糖工場の巨大な蒸気釜で行われるデンプンからブドウ糖への変化の過程は、果物の成熟やデンプンの消化の過程と本質的に同じです。したがって、私たちの栄養の大部分は、熟した果物としてそのまま摂取されるか、未熟な果物、野菜、穀物のデンプンが口や胃で分解されて生成されるブドウ糖で構成されています。ブドウ糖は、消化済みの食品とみなすことができます。このようなよく知られた事実にもかかわらず、いまだに「悪い食品」に関する記事で、ブドウ糖が危険な不純物として非難され、毒物とさえ分類されているのを目にすることがあります。

市販のブドウ糖に含まれる他の成分であるマルトースとデキストリンは、消化過程でブドウ糖に変換されるため、もちろんブドウ糖と同じ栄養価を持っています。ブドウ糖シロップが食用に適しているかどうかは、他のあらゆるものと同様に、その製造方法によって決まります。かつては時折見られたように、デンプンの変換に硫酸が使用されたり、ブドウ糖の漂白に亜硫酸が使用され、これらの酸が完全に除去されなかった場合、製品は不健康、あるいはそれ以上に有害となる可能性があります。数年前、イギリスでビールを飲む人々の間でヒ素中毒の謎の流行が発生しました。原因をたどると、ビールはブドウ糖から作られ、そのブドウ糖は硫酸から作られ、その硫酸は硫黄から作られ、その硫黄は鉄から作られていたことが判明しました。[187ページ]かつては、微量のヒ素を含む黄鉄鉱が用いられていた。硫酸を塩酸に置き換えることでその危険性は解消され、現在生産されるグルコースは純粋である。

昔ながらの自家製キャンディーのレシピでは、砂糖シロップに少量の酢を加えて「結晶化」を防ぐようにしていました。酸の目的は、もちろん、サトウキビ糖の一部をブドウ糖に転化させて、再び結晶化するのを防ぐことでした。現在、プロのキャンディー職人はその目的でトウモロコシ由来のブドウ糖を使用しているため、もし私たちがそのことを理由に彼らを「不正添加」で非難するなら、私たちの祖母たちにも同じ非難をしなければなりません。キャンディー製造にブドウ糖が導入されたことで、砂糖の販売量は減少するどころか、大幅に増加しました。これは科学の進歩に伴う珍しい現象ではありません。すでに述べたように、合成香料の導入は芳香のある花の生産を促進し、マーガリンの導入によってバターの価格は上昇しました。同様に、織機が初めて登場した頃よりも多くの織工が雇用され、賃金も高くなっています。印刷工や植字工についても同じことが言えます。応用科学の新たな成果に対する世間の敵意は決して正当化されるものではない。なぜなら、それは世界全体に利益をもたらすだけでなく、一見すると対立するように見える利害関係者にも利益をもたらすことが多いからである。

化学者は節約家だ。廃棄物を探し出して有効活用するのが彼の専門分野だ。例えば、リンゴを漬ける際に捨てられる芯や皮、切れ端などの無駄を彼は心配していた。リンゴの果肉にはゼリーを固めるペクチンが含まれており、ベリー類や[188ページ]不足している果物は「ゼリー状」になりません。しかし、彼はこれらの果物を風味のために利用し、ペクチンとしてリンゴの果肉、滑らかさとしてブドウ糖、甘味として砂糖、そして必要に応じて色付けのために合成染料を加えることで、非常に低価格でさまざまなゼリー、ジャム、マーマレードを市場に出すことができます。これは、すべての複合食品の場合と同じ原理です。それらが清潔な方法で製造され、有害な成分を含まず、正直にラベル表示されているのであれば、それらに反対する理由はありません。しかし、製造業者が人工の「イチゴジャム」にイチゴの種（または干し草の種）を入れるほどであれば、それは自然の不完全さを模倣しているため、適切に混入物と呼ばれるべきであり、人間はそのようなことをするにはプライドが高すぎると思います。

昔ながらの開放式釜で作られる糖蜜は、主にブドウ糖やその他の転化糖と、結晶化できなかったサトウキビ糖からできていました。しかし、真空釜が導入されると、糖蜜の甘みは失われ、ビート糖からは糖蜜は得られなくなりました。そのため、現在では、ブドウ糖約85％と砂糖約15％からなるコーンシロップが主流となり、メープルシロップやバニリンなど、好みの香料で風味付けされています。ほんの数年前までは、我が国の穀物製品が自国で評価されていなかったことを考えると、「カロ」シロップや「マゾラ」オイルの効能を謳う看板を目にするのは喜ばしいことです。

食品以外にも、コーンスターチから作られる製品は数多くあります。デキストリンは、封筒や切手の粘着剤として、かつて使われていた「アラビアゴム」の代わりとして使われています。「Kordex」として販売されている別の形態のデキストリンは、[189ページ]鋳型の芯の砂をまとめておく。鋳型が完成したら、焦げた芯を振り落とすことができる。グルコースは、安価な石鹸や皮革の充填剤として砂糖の代わりに使われる。

トウモロコシを原料とする商業製品は、トウモロコシの芯で作られたパイプを除いても、現在では100種類以上にも及ぶ。毎年、米国の工場では5,000万ブッシェル以上のトウモロコシから、8億ポンドのコーンシロップ、6億ポンドのデンプン、2億3,000万ポンドのコーンシュガー、6億2,500万ポンドのグルテンフィード、9,000万ポンドの油、そして9,000万ポンドの油粕が生産されている。

米国では毎年200万ブッシェルのトウモロコシの穂軸が廃棄されている。これらから何かを作ることはできないのだろうか？これが、ワシントンにある農務省炭水化物研究所の化学者たちを悩ませている問題だ。彼らは、トウモロコシの穂軸を酸で加熱することでグルコースとキシロースに加工できることを発見した。しかし、グルコースは他のデンプン質または木質の材料からより安価に得ることができ、キシロースの市場を見つけることができない。これは一種の糖だが、サトウキビ由来の糖の約半分の甘さしかない。一体誰がこれに用途を発明できるだろうか？この研究所のより有望な発見は、穂軸を熱湯で消化することで、請求書の掲示やラベル貼りに適したガムを約30パーセント抽出できるということだ。

デンプンと糖はセルロースと同じ化合物群に属するため、硝酸によって処理され、綿火薬のような爆発物を生成することもできる。ニトロ糖は一般的には使用されていないが、ニトロデンプンは[190ページ]最も安全な高性能爆薬。異物の存在による分解や自然爆発の危険性があるため、爆薬の原料は可能な限り純度の高いものでなければならない。かつては、ニトロ澱粉を作るにはジャワからタピオカを輸入しなければならないと考えられていた。しかし、戦争中に輸送が不足した際、陸軍省は国産のトウモロコシ澱粉からより良質で安価なニトロ澱粉を製造できることを発見した。戦争終結時には、米国は手榴弾の装填用に月172万ポンドのニトロ澱粉を製造していた。同様に、郵政省も、かつてタピオカから作られていた粘液質だけでなく、トウモロコシデキストリンから作られた粘液質も使用できることを発見した。これは正しい方向への進歩である。現在、商業の拡大に注がれている精力的な努力の一部を、国産品の開発によって商業の必要性を減らす方法の発見に振り向けるべきだろう。単に世界中に物を運ぶだけでは何のメリットもない。

前章では、ブドウ糖（デキストロース）が発酵によってアルコールに変換される様子を見てきました。トウモロコシデンプンは、すでに述べたようにブドウ糖に変換できるため、アルコールの原料として利用できます。実際、これはトウモロコシの最も初期の悪用例の一つであり、戦争で生産が停止する前は、密造酒業者の生産量を除いても、米国では毎年3400万ブッシェルものトウモロコシがウイスキーの製造に使われていました。しかし、ウイスキーを飲むのをやめたとしても、蒸留業者は依然として繁栄しています。火星はバッカスよりも喉が渇いているのです。工業用に変性されたウイスキーの生産量は、戦前の3倍以上になり、価格は30セントから上昇しています。 [191ページ]1ガロンあたり67セント。これにより、以前は考えられなかった糖類、デンプン、セルロースの利用が利益を生むようになるかもしれない。マディソン森林製品研究所の計算によると、トウモロコシからアルコールを作るには1ガロンあたり37～44セントかかるが、おがくずからなら14～20セントで作ることができる。これは、木材の乾留によって作られるような「木アルコール」（メチルアルコール、CH 4 O）ではなく、グルコースやその他の糖の発酵によって作られるような、正真正銘の「穀物アルコール」（エチルアルコール、C 2 H 6 O）である。このプロセスの最初のステップは、おがくずまたはチップを熱と圧力下で希硫酸で消化することである。これにより、セルロース（木材繊維）の大部分がグルコース（「コーンシュガー」）に変換され、ビートチップから砂糖を抽出するのと同様に、拡散電池で熱水によって抽出することができる。このグルコース溶液は酵母で発酵させ、生成したアルコールを蒸留して分離することができる。このプロセスは十分に実用的であるが、まだ収益性が証明されていない。しかし、製紙工場から出る亜硫酸塩廃液は、工業用アルコールへの加工に成功している。

戦争によって加速された油田の枯渇が急速に進んでいるため、ガソリンの代替となるものを模索せざるを得なくなっている。提案されている代替品の中で最も有望なものの1つがアルコールである。米国は鉱物油が非常に豊富だが、英国、ドイツ、フランス、オーストラリアなど、石油資源がほとんどない、あるいは全くない国もある。この問題の検討を依頼されたオーストラリア科学諮問委員会は、定置式エンジンと自動車にアルコールを使用することを推奨している。アルコールには欠点がある。[192ページ]アルコールはガソリンよりも揮発性が低いため、冷えた状態からエンジンを始動させるのは難しい。しかし、アルコールの揮発性と発火点が低いことは、1平方インチあたり150ポンドの圧力をかけることができるという利点である。1ポンドのガソリンは1ポンドのアルコールよりも50パーセント多くの潜在エネルギーを含んでいるが、アルコール蒸気はガソリンの2倍の圧縮をかけることができ、必要な空気の量は3分の1だけなので、アルコールエンジンの熱効率はガソリンエンジンよりも50パーセント高くなる可能性がある。アルコールには他にも有利になる利点がいくつかある。不完全燃焼の場合、シリンダーがカーボンで詰まる可能性が低く、排出されるガスにはガソリンの煙のような不快な臭いがない。アルコールはガソリンほど容易には引火せず、消火も容易である。燃え盛るアルコールに水をかけると希釈されて炎が消えるのに対し、ガソリンは水に浮くため、水によって火が広がる。ガソリン、ベンゼン、アセチレンなどの炭化水素をアルコールに混合することで、アルコールの引火性を高めることができる。テイラー・ホワイト法では、17パーセントの水分を含む低品位アルコールの蒸気を炭化カルシウムに通す。これにより水分が除去され、アセチレンガスが添加されて、内燃機関に適した混合物が作られる。

アルコールは、デンプン質、糖質、または木質のあらゆる物質、つまりすべての植物の主成分から作ることができます。木材（セルロース）から始めると、まずそれを糖（グルコース）に変換します。もちろん、ここで製造を止めて、それを食品として利用することもできます。[193ページ]それをアルコールに変える。これで私たちの食物の要素の一つである炭水化物が得られるが、酵母をグルコースで培養し、空気から作った硝酸塩を与えることでタンパク質と脂肪を得ることができる。だからおがくずだけで生きることは十分に可能だが、億万長者以外の人にとっては高すぎる食事であり、億万長者でも楽しめないだろう。グルコースはホルムアルデヒドから作られ、ホルムアルデヒドは炭素、水素、酸素から作られているので、元素から合成的に食物を作ることは、半世紀前にベルテロが提案した時ほど突飛なことではない。

アルコール製造の最初のステップは、デンプンを糖に変換することです。この変換は、発芽の自然な過程で起こります。種子に蓄えられた不溶性のデンプンが、成長する植物の樹液に必要な可溶性のグルコースに変換されるのです。この麦芽化プロセスは、穀物からアルコールを製造する際に主に利用される方法です。しかし、この変換を行う方法は他にもあります。これまで見てきたように、酸で加熱する方法もあれば、現在開発中の方法では、麦芽の代わりにカビを使って最終的な変換を行うこともできます。アミロ法として知られるこの方法をトウモロコシに適用する場合、トウモロコシ粉をその重量の2倍の水と混合し、塩酸で酸性化して蒸気で加熱します。その後、マッシュをやや冷まし、滅菌水で希釈し、ムコール菌糸を接種します。マッシュがカビるにつれてデンプンは徐々にグルコースに変換され、これが目的の製品であれば、この時点でプロセスを停止することができます。しかし、アルコールが必要な場合は、[194ページ]酵母を加えて糖を発酵させる。アルカリ性を保ち、適切な細菌で処理することで、高収率のグリセリンを得ることができる。

アルコール飲料を製造する発酵過程では、副産物として少量のグリセリンが生成されます。グリセリン（グリセロールとも呼ばれる）は、糖とアルコールの中間的な物質です。グリセリン分子は炭素原子を3個含みますが、グルコースは6個、アルコールは2個です。発酵方法を変えることで、必要に応じてグリセリンの収量を増やすことができます。これは、戦争中のドイツで特に切実に求められていました。イギリスの海上封鎖により、ドイツ人がニトログリセリンの原料としてグリセリンを抽出していた油脂の輸入が途絶えたためです。こうした必要性から、ドイツ人は砂糖からグリセリンを大量に得る方法を考案し、この情報がアロンゾ・テイラー博士によって米国にもたらされると、米国財務省はこの問題に取り組むための特別研究所を設立しました。この研究所で働くジョン・R・エオフをはじめとする化学者たちは、カリフォルニア産のワイン酵母を用いて黒糖蜜やその他のシロップを発酵させることで、20%のグリセリン収量を得ることに成功しました。発酵の過程では、生成される酢酸を炭酸ナトリウムまたは炭酸カルシウムで中和する必要がある。グリセリンは廃糖から戦時中の約4分の1のコストで製造できると推定されたが、通常の価格では採算が取れるかどうかは疑問である。

グリセリンの製造において、酵母または細菌のいずれかを省略することも可能です。微粉末ニッケルを触媒として蒸気圧下で油中に懸濁させたグルコースシロップを発生期の水素で処理します。[195ページ]水素を取り込んでグリセリンに変換される。しかし、収率は低く、プロセスは高価である。

食物は、体内でエンジンの燃料とほぼ同じ役割を果たします。つまり、仕事に必要なエネルギーを供給するのです。炭水化物、すなわち糖類、デンプン、セルロースはすべて燃料として利用でき、また、セルロースでさえも、すでに述べたように食物として利用できます。最終生成物である水と二酸化炭素はどちらの場合も同じであり、したがって、体内で生成されるエネルギー量もエンジンで生成されるエネルギー量と同じになります。トウモロコシは、この2つのエネルギー源の等価性を示す良い例です。これほど優れた食物は少なく、これほど優れた燃料は他にありません。カンザスでトウモロコシを燃やしていた古き良き時代を覚えています。トウモロコシは経済的であると同時に贅沢でもありました。1ブッシェルあたり10セントだったので、石炭や薪よりも安く、どんな値段でもどちらよりも優れていました。長い黄色の穂は、それぞれが焚き付けに包まれており、指を痛めることなく扱うことができました。粒がパチパチと音を立てるたびに、燃え盛る油の噴流が出て、穂軸はポップコーンメーカーを振るための細かい炭のベッドを残しました。流木や、ストロンチウムと銅の塩に棒を浸して作る花火燃料は、美しさや幻想的な情景を喚起する力において、昔ながらのトウモロコシを燃料とする焚き火には到底及ばない。現代ではそのような贅沢は邪悪だと非難されるだろうが、トウモロコシのカロリーの高さを知っている人なら、それを完全に手放すのは難しいだろう。そして、西部の農家の妻は、パンを焼く機会が増えた時、今でも子羊のゆりかごからトウモロコシの穂をこっそり持ち出すに違いないと私は思う。

[196ページ]

XI
固まった太陽の光
すべての生命、そして生命が成し遂げるすべてのことは、食物という形で蓄えられた太陽エネルギーの供給に依存している。この生命エネルギーの主な源は脂肪と糖である。脂肪は糖の2.25倍の潜在エネルギーを含んでいる。どちらも完全に精製されると、炭素、水素、酸素のみで構成される。これらの元素は空気や水の中にどこにでも自由に存在している。したがって、日当たりの良い南の地が脂肪や油、デンプンや糖を輸出するとき、それは次の風に乗って戻ってくるもの以外に物質的なものを何も送り出していないことになる。より斜めに日が当たる地域に送られるのは、豊富に受け取った放射エネルギーの余剰分を、持ち運びやすく食べやすい形に圧縮したものにすぎないのだ。

これまでの章では、綿の用途、すなわち布、紙、合成繊維、爆薬、プラスチックへの利用について述べてきました。しかし、綿が付着しているもの、そして自然の摂理において繊維が形成される対象である種子については、これまで触れてきませんでした。これは、飛行機について説明しながら、その飛行機が運ぶはずの操縦士を無視したようなものです。しかし、このような無視は、3000年もの間、繊維は利用してきたものの、種子は次の作物を植える以外には利用してこなかった人類の慣習に倣っているに過ぎません。

[197ページ]現代人類が小麦食者と米食者という二つの大きな階級に分かれているように、古代世界も羊毛着者と綿着者に分かれていました。インドの人々は綿を、ヨーロッパの人々は羊毛を身につけていました。アレクサンドロス大王率いるギリシャ軍が極東へと進軍した際、木に羊毛が生えているのを見て驚きました。後に中国から帰国した旅行者たちも同じ驚きを伝え、ジョン・モーンデヴィル卿のように、現地に留まって見ていないものについて書き記した旅行者たちは、これらの報告を誤解し、生きた子羊を実らせる木の伝説を作り上げました。例えば、フランスの詩人であり植物学者でもあるドラクロワは、1791年にラテン語の詩から翻訳して、次のように描写しています。

茎の上に生きている獣が固定され、
根付いた植物は四つ足の果実を実らせる。
それは毛皮を持ち、目も欠けておらず、
額からは二本の毛深い角が生えている。
粗野で素朴な田舎の人々は言う。
それは昼間は眠り
、夜に目を覚ます動物で、地面に根付いているが、
手の届く範囲の草を食べるのだと。

しかし、近代商業は東西間の障壁を打ち破った。世界最高の綿花生産地がアメリカ大陸に発見されたのだ。綿花はイギリスに進出し、激しい戦いの末、金銭と武力の両方を駆使して、羊毛は最大の拠点であるイギリスで敗北を喫した。綿花が王となり、貴族院にあった羊毛袋は象徴的な意味を失った。

それでも綿花の収穫量の3分の2、つまり種子は無駄になっており、[198ページ]それを利用する方法は、あらゆる程度に開発されてきた。

1917年のアメリカ合衆国の綿花収穫量は、1俵500ポンド（約227kg）の俵約1100万俵でした。第一次世界大戦が勃発し、ドイツへの綿花輸出が途絶え、イギリスへの輸出もほとんどなくなったため、綿花の価格は1ポンドあたり5～6セントまで下落し、南部は絶望に陥りました。州の権利を顧みず、連邦政府に支援が要請され、国民全員に「1俵買ってください」と呼びかけられました。この愛国的な呼びかけに応じた人々は、綿花のおかげで大きな利益を得ることができました。[199ページ]戦争が続くにつれて価格は上昇し、1ポンドあたり29セントで販売された。

綿実の製品と用途綿実の製品と用途
綿実の製品と用途 ― 続き綿実の製品と用途 ― 続き
[200ページ]しかし、化学者は、かつては捨てられていたり燃料として燃やされていた綿実の利用法を発見することで、年間約1億5000万ドルを作物の価値に加えた。ここに掲載されている綿実の子孫の系図表は、その多様性をある程度示している。綿実を調べてみると、まず、綿繊維の細かい毛が付着しているのがわかるだろう。これらのリンターは機械で除去でき、繊維の長さが重要でない用途であれば何にでも使用できる。例えば、以前の記事で説明したように硝酸塩化して、無煙火薬やセルロイドの製造に使用できる。

種子を切り開くと、薄い茶色の殻に包まれた、油分を含んだ粉質の核が見られます。種子1トンあたり700～900ポンドにもなる殻は、かつては焼却処分されていました。しかし現在では、粉砕して牛の飼料や製紙原料にしたり、肥料として利用したりできるため、1トンあたり4～10ドルで取引されています。

綿実の種子を圧搾すると、黄色い油と粉状の粕が残ります。この粕を殻と混ぜると、肥育牛の飼料として適しています。また、精製した綿実粕を25%戦争パンに加えると、栄養価が高まり、味も損なわれませんでした。綿実粕には約40%のタンパク質が含まれているため、非常に濃縮された貴重な飼料です。戦前は、綿実粕を約50万トンヨーロッパ、主にドイツとデンマークに輸出しており、そこでは乳牛の飼料として使われています。英国の誇りである農民たちは、このような新しい飼料や穀物飼料の使用にはまだ慣れていません。[201ページ]イギリスの製造業者は、種子粉砕事業において大陸のライバルと競争することができなかった。なぜなら、彼らと同じように副産物である粉粕を処分することができなかったからである。

プレス・イラストレイティング・サービス社提供写真：圧搾機で種子から搾り取られる綿実油プレス・イラストレイティング・サービス社提供写真：圧搾機で種子から搾り取られる綿実油

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コンプレッサーから蛇口から流れ出る綿実油

冷えると固くてラードのように白い。

さて、綿実製品の中で最も価値の高い油について見ていきましょう。種子には約20%の油分が含まれており、そのほとんどは熱した種子から水圧で絞り出すことができます。油は不快な臭いのする赤い液体として出てきます。この油は、アルカリや酸で処理したり、空気や蒸気を吹き込んだり、フラー土で振とうしたり、沈殿させて濾過したりと、さまざまな方法で脱色、脱臭、その他の精製が行われます。精製された製品は、食卓に適した黄色の油です。かつては、新しい食品に対する一般的な偏見のため、オリーブオイルと偽って販売されていました。しかし現在では、オリーブの産地で古くからのライバルと堂々と競合しており、アメリカは年間約70万バレルの綿実油を地中海に輸出しています。トルコ政府は、綿実油を不純物と呼び、オリーブオイルとの混合を禁止することで、その普及を阻止しようとしました。その結果、トルコ産オリーブオイルは原液のままでは風味が強すぎると感じられたため、売上が落ち込んだ。イタリアは綿実油を輸入し、オリーブオイルを輸出している。デンマークは綿実粕とマーガリンを輸入し、バターを輸出している。

北方の国々は固形脂肪に慣れており、南方の人々のように調理や食卓で油を使うことはあまりありません。バターやラードはオリーブオイルやギーよりも好まれます。しかし、これは綿実油を排除するものではありません。綿実油は動物性または植物性の固形脂肪と組み合わせることができます。[202ページ]マーガリン由来のものもあれば、水素によって硬化されたものである場合もある。

国際関係に大きな影響を与えているこの興味深い反応を理解するには、化学の分野に踏み込む必要があります。以下に、油脂の主要成分の記号を示します。ご覧ください。

リノール酸 C 18 H 32 O 2
オレイン酸 C 18 H 34 O 2
ステアリン酸 C 18 H 36 O 2
化学を勉強していないからといって、これらを飛ばさないでください。だからこそ、私はこれらをあなたに与えているのです。もしあなたが化学を勉強していたなら、私が言わなくても知っているはずです。これらをよく見てください。そうすれば秘密がわかるでしょう。3つとも炭素、水素、酸素という同じ元素で構成されていることがわかります。次に、各文字の右側にある小さな数字で示されている各元素の原子の数に注目してください。3つとも炭素と酸素の原子数は同じですが、水素の量が異なっていることがわかります。このわずかな組成の違いが、挙動に大きな違いをもたらします。水素が少ないほど、融点は低くなります。言い換えれば、水素の少ない脂肪性物質は液体になりやすく、水素原子が十分に含まれた脂肪性物質は、通常の空気の温度では固体になりやすいということです。前者を「油」、後者を「脂肪」と呼ぶのが一般的ですが、それではあまりにも大きな違いを暗示しています。なぜなら、その区別は、私たちが熱帯地方に住んでいるか、北極地方に住んでいるかによって決まるからです。したがって、それらをすべてまとめて扱う方が良い。[203ページ]そして、それぞれを「軟質脂肪」と「硬質脂肪」と呼ぶ。

ステアリン酸基を持つ第3種の脂肪は、保持できる水素をすべて取り込んでいるため「飽和脂肪」と呼ばれます。他の2つのグループの脂肪は「不飽和脂肪」と呼ばれます。水素が最も少ない第1種の脂肪は、より多くの水素を最も強く求めます。水素が利用できない場合は、酸素などの他の物質を取り込みます。亜麻仁油は、その名の通り、主にリノール酸から構成されており、空気中にさらされると酸素を吸収して硬化します。そのため、絵画に使用されます。このような油は「乾燥油」と呼ばれますが、硬化する過程は実際には乾燥ではなく、水を含まないため酸化です。空気中にさらされるとやや硬化する「半乾燥油」には、綿実油、トウモロコシ油、ゴマ油、大豆油、ヒマシ油などがあります。オリーブ油とピーナッツ油は「非乾燥油」で、オレイン酸化合物（オレイン）を含んでいます。ステアリン酸、パルミチン酸、マーガリンなどの硬質脂肪は、主に動物由来の牛脂や豚脂であるが、ココナッツオイルやパーム油にもこうした飽和脂肪酸がかなりの割合で含まれている。

化学者は脂肪酸を「酸」と呼ぶが、酸味がないため、他の人はそう呼ばないだろう。しかし、脂肪酸は塩基と塩を形成するという点では酸と同様の振る舞いをする。脂肪酸のアルカリ塩は、石鹸として知られている。天然の脂肪では、脂肪酸は遊離酸としてではなく、有機塩基であるグリセリンの塩として存在している。これは前の章で説明したとおりである。天然の脂肪や油は、これらの脂肪酸のグリセリン化合物（オレイン、ステアリンなどとして知られる）と、その他同様の化合物の複雑な混合物から構成されている。[204ページ]サラダ油のボトルを冷蔵庫に入れると、2つの部分に分離するのがわかります。分離した白い結晶状の固体は主にステアリン酸です。液体のまま残っている部分は主にオレイン酸です。冷やして濾過することでこれらを分離できます。そして、2つの製品を売ろうとすると、固形脂肪の方が食用または石鹸用として油よりも高値で売れることがわかります。保存しようとすると、固形脂肪の方が油よりも長く中性で「甘い」状態を保つことがわかります。香水（およびその反対の香りの物質）は主に不飽和化合物であったことを思い出してください。つまり、バターや油が腐敗して臭くなるのは、遊離脂肪酸と不飽和脂肪酸が原因であることがわかります。

明らかに、オレインのような柔らかい不飽和脂肪をステアリンのような硬い飽和脂肪に変えられれば、利益を上げることができる。記号を参照すると、変化を起こすために必要なのは、前者を水素と結合させることだけであることがわかる。これには少し工夫が必要だ。その工夫をする物質を触媒と呼ぶ。触媒とは、以前にも説明したように、それ自体が存在するだけで、そうでなければ分離したままの2つの物質を結合させる物質である。そのため、触媒は「化学の牧師」と呼ばれる。微細な金属は強い触媒作用を持つ。白金スポンジは優れているが高価すぎる。そこで、この場合はニッケルが使用される。ニッケル塩を木炭または軽石と混合し、水素気流中で加熱して金属状態に還元する。次に、それを油のタンクに投入し、水素ガスを吹き込む。水素は、水を2つの成分、水素と[205ページ]酸素は、電流によって、またはスポンジ鉄に蒸気を通すことによって除去されます。熱した油に吹き込まれた水素の流れは、リノール酸をオレイン酸に変換し、次にオレイン酸をステアリン酸に変換します。上記の記号から重量を計算すると、100ポンドのオレインをステアリンに変換するには約1ポンドの水素が必要であり、コストは1ポンドあたりわずか約1セントであることがわかります。ニッケルは変化せず、簡単に分離できます。製品に微量のニッケルが残る可能性がありますが、ニッケルメッキの容器で食品を調理したときに溶ける量よりもはるかに少ないため、有害とはみなされません。

不飽和脂肪酸は、さらに水素添加されることもあります。魚油は、その強烈で持続的な臭いのために、これまでほとんど利用できませんでした。これは主に、クルパノドン酸というあまり心地よくない名前を持つ脂肪酸（組成式はC 18 H 28 O 2）によるものです。無臭のステアリン酸の記号C 18 H 36 O 2と比較すると、この悪臭を放つ魚油に欠けているのは、8個の水素原子だけであることが分かります。日本の化学者、辻本氏は、水素原子を添加する方法を発見し、現在では「タルゴール」や「キャンデライト」という名前で改良された魚油が潤滑剤として使用されるだけでなく、石鹸や食品としてより高級な分野にも進出しています。

水素添加による脂肪硬化のこのプロセスは、前世紀末にトゥールーズのサバティエ教授というフランスの化学者の実験から生まれたものですが、他の多くの事例と同様に、最初にこの技術を採用して利益を得たのはドイツ人でした。戦前、イギリスのアジア植民地産のコプラ油またはココナッツ油は[206ページ]インド、セイロン、マラヤの産出物は年間1500万ドルのレートでドイツに送られた。イギリス領西アフリカで栽培されたパーム核は、リバプールではなくハンブルクに年間1900万ドル相当出荷された。ここで油が搾り出されてマーガリンに使用され、残った油粕は牛の飼料としてバターに、豚の飼料としてラードに使用された。イギリス領で生産されたコプラの半分はドイツに送られ、そこから抽出された油の半分はイギリスのマーガリン、ろうそく、石鹸製造業者に高額の利益を上げて転売された。イギリスの化学者たちはこの事実に気づいていたが、何もできなかった。第一にイギリスの政治家が自由貿易に固執していたこと、第二にイギリスの農民が家畜に油粕を使わなかったこと。フランスも同様の状況だった。マルセイユは主にフランス領アフリカ植民地で栽培されたピーナッツから1550万ガロンの油を生産したが、油粕はハンブルクに出荷された。一方、ドイツは経済的独立を達成するという政策を追求し、自国の熱帯地域を開発しようと努めていた。インドに住むという不運に見舞われたジョージ王の臣民は、イギリス領南アフリカから排除されたり、移住できたとしても虐待を受けたりしたため、ドイツ領東アフリカに招かれ、フランス領セネガルやイギリス領コロマンデルと競合してピーナッツ栽培に従事した。戦前、ドイツはエジプトの綿実の半分とフィリピンのコプラの半分を手に入れていた。これが、1898年にドイツの軍艦がマニラでデューイ提督を阻止しようとし、1915年にドイツ軍がエジプト征服を試みた理由の一つである。

しかし、戦争の流れは逆転し、アフリカのドイツ人のパームナッツとピーナッツのプランテーションは[207ページ]イギリスの所有となり、現在イギリス政府は、農民にドイツ人のように油粕を飼料として与えるよう、また国民にアメリカ人のようにピーナッツを食べるよう教えるための教育キャンペーンを開始している。

熱帯の油脂供給を断たれたドイツ人は、食料、石鹸、潤滑油、軍需品に困窮していた。国民全員に「脂肪カード」が配られ、週の配給量が最低限に減らされた。製粉業者は穀物から胚芽を取り除き、戦争省に納めるよう義務付けられた。子供たちは、セイヨウトチノキの実、ニワトコの実、シナノキの実、ブドウの種、サクランボの種、ヒマワリの頭を集めるよう命じられた。これらには6～20パーセントの油分が含まれているからだ。これまで怠惰な生き物で、ベルゼブブが悪戯の対象としていたクロバエでさえ、国家奉仕に徴用され、魚の残飯に何十億もの卵を産むよう命じられた。数日のうちに幼虫が大量に発生し、「化学中央誌」によれば、1キログラムあたり45グラムの黄色い油が採れるという。この製品は、願わくば車軸グリースやニトログリセリンとして使われていることを祈りたい。もっとも、きちんと精製すれば、想像力のない人にとっては他のどんなものにも劣らず栄養価が高いだろう。そんな窮地に追い込まれたドイツなら、我々がこれほどまでに軽視している熱帯の島々を喜んで譲り受けたに違いない。

アメリカ合衆国は綿実、ココナッツ、ピーナッツ、トウモロコシの生産に世界で最も適した土地を所有しているのだから、食用植物油の利用において他のすべての国をリードするだろうと推測できたかもしれない。しかし、この国がその利点を十分に活用してこなかったのは、新製品が単に既存の市場のニーズを克服しなければならなかっただけでなく、[208ページ]保守主義、無知、偏見――いずれにせよ戦うのが難しいもの――は、既得権益を守るために州政府や連邦政府によって意図的に抑制され、阻害されてきた。農民の投票はどの政治家も逆らいたがらない力であり、どの州でも酪農産業は徹底的に組織化されていた。ニューヨーク州では、1879年には年間500万ドル以上の製品を生産していたマーガリン産業が、州法によって完全に潰されてしまった。[2] 1902年に1億2600万ポンドに達した米国の生産量は、1909年に連邦法によって4300万ポンドに削減された。アメリカの議員の不誠実な慣習に従い、1902年の法律は「歳入対策」として議会を通過したが、これは1ポンドあたり2セントの税金を課した場合に比べて、政府に年間300万ドル以上の損失をもたらした。マーガリンの卸売業者は、酒類の卸売業者よりも高い免許料を支払わなければならなかった。連邦法は、黄色のマーガリンに1ポンドあたり10セント、無色のマーガリンに1ポンドあたり0.25セントの税金を課した。しかし、人々は（おそらく純粋な偏見から）パンに塗る黄色いスプレッドを好むため、倹約家の主婦は、購入した際に渡されるアナトー色素をマーガリンに混ぜて使うか、法律で禁止されている場合は、食料品店のカウンターにある開いた箱から盗むことを許されている。このような法律の制定にはもっともらしい口実がある。バター代替品はバターに非常によく似ているため、アナトー色素の使用が許可されない限り、バターと容易に区別できないという事実がその理由である。[209ページ]バターに代用し、競合他社には禁止する。あらゆる種類の代替品の不正販売は防止されるべきだが、アメリカの最近の純粋食品法は、そのような過激な手段に頼ることなく、真実の表示を確保できることを示している。ヨーロッパでは、代替品に対する法律は非常に厳格であったが、業界を制限するために考案されたものではなかった。その結果、ドイツのマーガリン生産量は戦争前の5年間で2倍になり、イギリスの生産量は3倍になった。デンマークでは、マーガリンの消費量は1890年の1人当たり8.8ポンドから1912年には32.6ポンドに増加した。しかし、デンマークの誇りであるバター事業は損なわれず、ドイツとイギリスはこれまで以上に多くのバターを輸入した。現在、アメリカではバターの価格が75セントを超えているため、議会はもはや競争から保護する必要はないと結論付けるかもしれない。

綿実油とオレオステアリンを主成分とする「複合ラード」または「ラード化合物」は、後者は現在では硬化油で代替されることもあるが、同様に一般大衆の偏見や立法による妨害の試みに直面した。しかし、「Cottosuet」、「Kream Krisp」、「Kuxit」、「Korno」、「Cottolene」、「Crisco」といった名称で、より容易に広く普及することに成功した。

オレオマーガリン（現在では一般的にマーガリンと略される）は、他の多くの発明と同様に、軍事上の必要性から生まれた。1869年、フランス政府は、バターよりも安価で、腐敗しにくい代替品を軍隊に提供するための賞を授与した。この賞は、牛肉を冷やすことで[210ページ]固形ステアリン酸は、牛乳、ひいてはバターに含まれるものと実質的に同じ油（オレオ）から分離することができる。中性ラードも同様の働きをする。

硬質脂肪と軟質脂肪を分離する方法の発見に続き、それらを精製する改良された方法が開発され、その後、水素添加によって軟質脂肪を硬質脂肪に変換するプロセスが確立されました。その結果、化学者はあらゆる土地や植物界、動物界から自由に材料を調達し、それらを自由に組み合わせて、あらゆる用途に適した新しい脂肪食品を作り出すことができるようになりました。夏には硬質、冬には軟質。北部の人には固体、南部の人には液体。白、黄色、その他の色、そして好みに合わせて味付けも可能になりました。ヒンドゥー教徒は聖なる牛の脂肪を食べられません。イスラム教徒とユダヤ教徒は忌み嫌われる豚の脂肪を食べられません。菜食主義者はどちらも口にしません。他の人々は両方食べます。いずれにせよ、すべてに対応できます。

すべての脂肪と油は、数十種類の異なる化合物から構成されているものの、特有の風味を与える異物を取り除けば、実質的に同じ栄養価を持つ。それらはほとんど無味無臭である。様々な植物油と動物油、脂肪は、ほぼ同じ消化率（98%）を持つ。[3] これらは通常、体内で完全に利用され、他のどの食品よりも2.25倍のエネルギーを供給します。

しかし、だからといって製品に違いがないというわけではない。マーガリン製造業者はバターに結核菌が含まれていると非難しているが、彼らの製品は加熱処理されているか植物性原料から作られているため、バターには結核菌は含まれていない。[211ページ]脂肪分は含まれていません。バター製造業者は、マーガリンにはビタミンが不足していると反論します。ビタミンとは、生命維持、特に成長に微量ながら必要な、謎めいた物質です。マーガリンは、慣例通りバターと混ぜたり、牛乳と混ぜて馴染みのある風味にしたりするため、その主張と反論の説得力は大きく損なわれます。しかし、この問題は簡単に解決できます。バターやマーガリンに使用する牛乳は、病原菌がないか、病原菌が除去されている必要があります。バターの代わりにマーガリンを全面的に使用する場合は、牛乳、卵、野菜から必要なビタミンを十分に摂取できます。

これらの新しい製法のおかげで、あらゆる国の脂肪物質が互いに競争するようになった。このような競争では、植物性脂肪が動物性脂肪に勝ち、南部の脂肪が北部の脂肪に勝つ可能性が高い。戦前のヨーロッパでは、バター代替品を作るために使用された様々な材料の割合は以下のとおりだった。

ヨーロッパ産マルガリンの平均組成
パーセント
動物性硬脂肪 25
植物性硬化脂肪 35
コプラ 29
パーム核 6
植物性軟質脂肪 26
綿実 13
落花生 6
ゴマ 6
大豆 1
水、牛乳、塩 14

100
[212ページ]これは特定のブランドの成分ではなく、すべての平均です。ドイツとデンマークの法律では、一定量のゴマ油の使用が義務付けられています。これは化学的な色テストで容易に検出できるため、ゴマ油を含むマーガリンがバターとして販売されるのを防ぐためです。「開けゴマ！」はこれらの市場の合言葉です。マーガリンはもともと軟質と硬質の動物性脂肪のみで構成されていたことを考えると、上記の数字から、それらが植物性脂肪に急速に置き換えられていることがわかります。綿実油とピーナッツ油が元のオレオ油に取って代わり、ココナッツ（コプラ）とアフリカヤシの熱帯油が動物性硬質脂肪を駆逐しています。今ではどの植物油でも自由に硬化させることができるため、動物性脂肪を全く使わずに済ませることが可能です。このような植物性マーガリンはもともとインドで販売するために作られましたが、ヨーロッパで予想外の人気を博し、現在アメリカにも導入されています。これらは「パルミラ」「パルモナ」「ミルコナッツ」「ココセ」「ココナッツオレオマーガリン」「ヌコアナッツマーガリン」など、その産地を示唆する様々な商標名で販売されています。最後のヌコアナッツマーガリンは、ココナッツオイル（固形脂肪用）とピーナッツオイル（軟質脂肪用）を原料とし、低温殺菌牛乳の培養液（バター風味を与えるため）で撹拌して作られているとされています。法律ではこのような製品に「オレオマーガリン」と表示することが義務付けられていますが、実際にはそうではありません。このような強制的な誤表示の事例は珍しくありません。「豚は豚だ」という話を覚えているでしょうか。

ピーナッツバターは、何の偽装もなくアメリカの食卓に定着しており、サラダオイルとしても、その庶民的な出自をほぼ隠すことなく堂々と振る舞っている。[213ページ]木ではなくつるに実り、棒で摘むのではなくジャガイモのように地面から掘り出すこのナッツは、地域によってピーナッツ、グラウンドナッツ、モンキーナッツ、アラキデス、グーバーなどさまざまな名前で呼ばれています。一部の製品で綿実油の代わりに使われるように、ワタミゾウムシによって空になったテキサスの畑や製油所でもその地位を占めています。かつては軽蔑されていたピーナッツは、1916年に南部の富に約5600万ドルを加えました。ピーナッツは最も栄養価の高い食品であり、約50パーセントが油、30パーセントがタンパク質です。後者は肉の代替品に加工でき、ベジタリアンが雑食の隣人を羨むのをやめるでしょう。これらの新たな有用分野を開拓した化学者の功績のおかげで、ピーナッツ生産者は1917年には1ブッシェルあたり1.25ドルを得られるようになり、4年前の30セントから大幅に値上がりした。

利用可能な植物油の供給源をすべて列挙することは不可能でしょう。なぜなら、すべての種子やナッツには多かれ少なかれ脂肪分が含まれており、私たちがより経済的になるにつれて、現在捨てているものも利用するようになるでしょう。かつてはデンプンの製造過程で廃棄されていたトウモロコシの胚芽は、今では人気の食用油の原料となっています。缶詰工場の廃棄物の一つであるトマトの種からは、食用油を22%抽出できます。オート麦には7%の油分が含まれています。日本では菜種から年間2万トンの油が生産されています。先に挙げた供給源に加えて、カボチャの種、ケシの実、ラズベリーの種、タバコの種、オナモミ、ヘーゼルナッツ、クルミ、ブナの実、ドングリなども挙げられます。

熱帯地方の油糧種子は無数にあり、北方の住民にとってますます不可欠なものとなるだろう。[214ページ]それが、それまで何年も国旗を掲げる価値もないと考えていた熱帯地域の領有をめぐる列強間の争いを引き起こした。将来、そのような資源への確実なアクセスがなければ、どの国も安全とは考えられないだろう。我々は戦争中にこのことを痛烈に学んだ。パーム油はブリキの製造に必要不可欠であり、ブリキ製造業はマッキンリー関税によって米国で発展した。西アフリカの英国領はパーム油の主要産地であり、ドイツがそれを扱っていた。戦争中、英国政府は英国とドイツの植民地のパーム油製品を管理下に置き、英国以外の国への輸出を禁止した。米国は抗議し懇願したが、無駄だった。英国は、食料、潤滑油、ニトログリセリンのために可能な限りの油が必要だと正しく主張した。しかし、イギリス軍は兵士のためにアメリカから缶詰肉を必要としており、缶詰業者が缶がなければ肉を出荷できず、缶は錫がなければ作れず、錫はパーム油がなければ作れないということがようやく明らかになると、イギリス政府はアメリカがアメリカから少量のパーム油を購入することを許可した。これは、ヴォルテールの短編小説『カンディード』にある「自分たちの庭を耕そう」という言葉と同じ教訓である。そして、そこにヤシの木を何本か植えよう。ゴムの木も植えよう。だが、それはまた別の話だ。

石油をめぐる国際的な争いが太平洋の分割につながったように、ゴムをめぐる争いがアフリカの分割につながった。スティーブンソンが言うように、テオドール・ウェーバーはコプラを得るために「サモア人を苦しめた」が、ベルギー国王レオポルド2世がコンゴ人を苦しめたのとよく似ている。[215ページ]ゴム。かつて人食い人種、海賊、宣教師に支配されていた南太平洋の島々が、ココナッツヤシの栽培によって非常に価値のあるものになる可能性があることを最初に完全に認識したのはウェーバーでした。熟したココナッツを割って太陽にさらすと、果肉は乾燥して縮み、この「コプラ」と呼ばれる形に切り出して、油を抽出して精製する工場に出荷することができます。ウェーバーはサモアのドイツ領事であったとき、地元で「長い柄の会社」（ハンブルク南海諸島ドイツ商工会議所）として知られていた会社の経営者でもありました。これは、カナダの英国ハドソン湾会社やヒンドゥスタンの東インド会社のように太平洋で役割を果たした、先駆的な商業半官半民企業でした。この企業を通じて、ドイツは当初、ココナッツオイルの輸送と精製の事実上の独占権を獲得し、武力によって阻止されなければ太平洋の支配勢力になっていただろう。1889年のアピア湾と1898年のマニラ湾では、アメリカ艦隊が戦闘準備を整えたドイツ艦隊と対峙し、その間にイギリスの軍艦が停泊していた。こうして我々はフィリピンとサモアをドイツの支配から解放し、1914年にはドイツの勢力は太平洋から排除された。戦争前の10年間で、ドイツ領のコプラ生産量は2倍以上に増加し、これは事業の始まりに過ぎなかった。現在、これらの島々はオーストラリア、ニュージーランド、日本に分割されており、これらの国々はコプラの管理を計画している。

しかし、[216ページ]戦争が終結してもなお、フィリピンとサモア諸島の一部は我々の領土であり、これらは大きな発展の可能性を秘めている。ドイツはサモア諸島の領有分から100万ドル相当のコプラを得たが、我々も領有分からそれ以上のコプラを得られるかもしれない。フィリピンは現在、コプラ生産量で世界をリードしているが、ジャワ島が僅差で2位、セイロン島もそれに続いている。油断すれば、オランダとイギリスに追い抜かれてしまうだろう。彼らはココナッツの栽培をより大規模かつ体系的に進めているからだ。フィリピン政府の公式公報によれば、ココナッツ農園は「10年目から100年目まで10～75パーセントの配当」をもたらすはずだという。この公報は1913年に発行されたもので、当時のコプラ価格は3.5セントだったが、1918年には4.5セントに上昇しており、将来性はさらに明るいと言えるだろう。コプラは脂肪分が半分なので、安価にアメリカへ輸送でき、綿実油やピーナッツ油の生産が忙しくない南部の製油所で圧搾することができる。しかし、島々で油を抽出し、石油のようにタンク船で大量輸送すれば、この輸送コストさえも削減できる。

1918年6月までの1年間で、米国はフィリピンから1億5500万ポンドのココナッツオイル（1800万ドル相当）と2億2000万ポンドのコプラ（1000万ドル相当）を輸入した。しかし、これは総輸入量の約半分に過ぎず、残りは外国から調達しなければならなかった。パナマヤシは、この外国からの供給への依存を少し軽減してくれるかもしれない。1917年には、パナマから1900万個のココナッツ（70万ドル相当）を輸入した。

タヒチ島でのココナッツ割り　天日干し後、果肉を取り出し、ココナッツバターを作るための油を抽出します。タヒチ島でのココナッツ割り　天日干し後、果肉を取り出し、ココナッツバターを作るための油を抽出します。

『アメリカの軍需品』より『アメリカの軍需品』より
これらのセル内の塩水に流れる電流は、塩を分解して苛性ソーダと塩素ガスを生成する。

エッジウッド工場にはこのような部屋が8つあり、1日に20万ポンドの塩素を生産することができた。

急速に普及している新しいタイプの脂肪[217ページ]市場で取引されているのは、大豆油です。1918年には、主に満州から3億ポンド以上の大豆油を輸入しました。この油は、バター、ラード、チーズ、牛乳、クリームの代替品の製造、石鹸や塗料の製造に使用されます。大豆は、トウモロコシが栽培できる場所であればアメリカ合衆国でも栽培でき、人間と家畜の飼料となります。油を抽出した後に残る大豆粕は良質な家畜飼料となり、発酵させた汁は、チャプスイレストランの人気を通じて私たちにも馴染み深い醤油になります。

肉や乳製品がますます希少で高価になるにつれ、私たちは植物性脂肪への依存度を高めていくでしょう。したがって、現在廃棄しているものを有効活用する方法を考案し、できる限り自国産の植物性脂肪を生産し、海外からの供給ルートを確保し、料理人が化学者によって開発された新製品を活用するよう奨励すべきです。

[218ページ]

第12章
煙と戦う

ドイツ軍は開戦当初、直径17インチの砲弾を使用していた。終戦時には、直径1億分の1インチの砲弾を使用していた。そして、後者の方が前者よりも効果的だった。砲弾の大きさがモルから分子レベルに縮小されるにつれて、戦いはより激しくなった。ビッグ・ベルタ砲弾が発射されると、それで終わりだった。命中した者は負傷したが、その後、砲弾の鋼鉄の破片は地面に無害で不活性なまま横たわっていた。塹壕にいる兵士たちは、頭上を砲弾がヒューッと音を立てて飛んでいくのを、何の警戒もせずに聞いていた。しかし、毒ガスはライフル弾では届かないところまで侵入できた。悪性の分子は、まるで犠牲者を探し出しているかのようだった。地下壕の隙間を這い回り、防護マスクの小さな穴を探し、猫がネズミの穴を待ち伏せるように、兵士の帰還を何日も塹壕で待ち伏せしていた。砲弾は目に見えるし、音も聞こえた。毒ガスは目に見えず、音も聞こえないため、人間が身を守るために自然から与えられた化学感覚である嗅覚でさえ、敵の接近を警告できない場合があった。

人間が扱える問題が小さければ小さいほど、そこから得られるものは多くなる。人間が風力や水力に動力を依存していた限り、人間の労働能力は[219ページ]非常に限られたものでした。しかし、物理学から化学の境界線を越え、分子の使い方を学んだ途端、仕事と戦争における彼の効率は飛躍的に向上しました。蒸気や燃焼ガスによるピストンへの分子衝突が、彼のエンジンを動かし、彼の車を推進します。安全な距離から他人を殺そうとした最初の人は、腕の力で石を投げました。ダビデはゴリアテを倒すとき、腕に投石器の遠心力を加えました。ローマ人はこれを改良し、カタパルトに20人の奴隷の力を集中させ、石の砲弾を城壁の頂上まで投げました。しかし、ついに人間は自然の秘密に近づき、気体分子の群れを放出することで、投射物を75マイル飛ばし、同じ力でそれを飛び散る破片に砕くことができることを発見しました。好戦的な化学者が陰極線の電子の流れを利用する方法を見つけない限り、原子よりも小さな投射物はありません。しかし、これは今のところ科学ロマンス小説の世界にしか登場しておらず、戦場に姿を現したことはない。だが、もし人間が亜原子エネルギーの源泉を利用できれば、もはや労働も戦争も必要なくなるだろう。なぜなら、無限の創造力と破壊力が人間の意のままになるからだ。極小の力は無限なのだ。

気体がこれほど活発なのは、それが非常に自己中心的だからである。心理学的に解釈すると、気体は互いに極めて強い反発力を持つ粒子から構成されている。それぞれが他の粒子からできるだけ遠ざかろうとする。凝集力も、引力も、それらを引き寄せるものは何もなく、ただ微弱な力だけが存在する。[220ページ]重力の力。温度が高くなるほど、ガスは拡散しようとして膨張する。ガスは個人主義の極致を、鋼鉄は集団主義の極致を象徴する。この二つの組み合わせは驚異的な効果を発揮する。鋼鉄製の円筒に閉じ込められた高温ガスは、人類が知る限り最も強力な動力源であり、それによって人類は平時であろうと戦時であろうと、最大の偉業を成し遂げるのである。

砲弾は火薬から放出されるガスの膨張力によって砲身から発射され、目的地に到達すると同じ力で粉々に吹き飛ばされる。これが旧式の砲弾であれば、燃焼ガスは空気の通常の構成要素であるため無害に混ざり合い、それで終わりとなる。しかし、毒ガス砲弾の場合、放出されたガス分子は砲弾の2倍の速度でまっすぐ空中に飛び出し、死をもたらす。人は重い鉛や鉄の塊に当たっても生き延びるかもしれないが、計り知れない量の致死性ガスは致命的となる可能性がある。

戦争における目新しい要素のほとんどは、既に知られていたことの単なる延長に過ぎなかった。大砲の口径を38センチから42センチに、射程を30マイルから75マイルに拡大することは、確かに戦術の大幅な変更を必要とするが、飛行機、潜水艦、戦車、高性能爆薬、毒ガスといった前例のない威力を持つ新兵器の導入によってもたらされた革命とは比べ物にならない。もしどの軍隊も開戦当初から、終戦時に全ての軍隊が備えていたような装備を揃えていたならば、容易に戦争に勝利できたかもしれない。つまり、もしいずれかの列強の参謀本部が先見の明と自信を持ってこれらの兵器を開発していたならば、[221ページ]そして、これらの戦術を事前に大規模に練習していれば、それに対応する準備ができていない敵に対しては無敵だっただろう。しかし、どちらの側にも、そのような計画を秘密裏に練り上げてから、公然と小規模に試すだけの勇気と想像力を持った軍事的天才は現れなかった。その結果、敵は十分な警告と、それらに対応する方法を学ぶ十分な時間を得て、防御方法は攻撃方法と同時に発展した。例えば、ルーデンドルフが敗北の原因とした自動車要塞を考えてみよう。イギリスはまず、ドイツ軍の戦線に対して少数の不器用な戦車を送り込んだ。次に、より強力で機動性の高い戦車を多数製造し始めたが、それらが完成する頃には、ドイツ軍はそれらを粉砕する野砲と、それらを阻止するコンクリートの支柱を備えた鎖柵を持っていた。一方、ドイツ軍がイーペルの戦場に塩素ガスの雲を漂わせた最初の機会を活かしていれば、1918年秋に敗北するのではなく、1915年春に戦争に勝利していたかもしれない。なぜなら、イギリス軍は1915年4月22日に襲いかかった静かなる死に対して、何の準備も防御もできていなかったからである。その時何が起こったのかは、アーサー・コナン・ドイル卿の著書『第一次世界大戦史』に最もよく描かれている。

ドイツ軍の塹壕の底からかなりの距離にわたって白っぽい蒸気の噴流が現れ、それが集まって渦を巻き、やがてはっきりとした低い雲の塊になった。下部は緑がかった茶色、上部は沈む太陽の光を反射して黄色に染まっていた。この不吉な蒸気の塊は北風に押されて、両軍の戦線を隔てる空間を急速に横切っていった。フランス軍は胸壁の上からこの奇妙な遮蔽物をじっと見つめていた。[222ページ]一時的に砲火から解放された兵士たちは、突然両手を上げ、喉を押さえ、窒息の苦しみの中で地面に倒れ込んだ。多くの兵士は倒れた場所に横たわったままだったが、仲間たちはこの悪魔のような力に全く無力で、悪臭を放つ霧の中から狂ったように飛び出し、後方の塹壕線を突破して後方へ向かった。彼らの多くはイープルにたどり着くまで止まらず、またある者は西へ駆け出し、運河を自分たちと敵の間に挟んだ。一方、ドイツ軍は前進し、次々と塹壕線を占領していったが、そこには死んだ守備兵だけがいた。彼らの黒ずんだ顔、ねじれた体、破裂した肺から出た血と泡で縁取られた唇は、彼らが死に際に経験した苦しみを物語っていた。この恥ずべき勝利によって得られた戦利品は、数千人の呆然とした捕虜、フランス軍の野砲8個砲台、そしてフランス軍陣地の後方の森に配置されていたイギリス軍の4.7インチ砲4門であった。

彼らが受けた壊滅的な打撃、特に魔術や未知のものへの恐怖を抱えるアフリカ兵にとっては士気を著しく低下させる打撃により、翌日まで彼らを効果的に再編成することは不可能だった。この混乱を説明する上で、これが毒ガス戦術の初体験であり、交戦した部隊はランゲマルク右翼の我々の兵士よりもはるかに深刻な形でガスを受けたことを覚えておく必要がある。しばらくの間、連合軍の陣地の正面には5マイルの幅の隙間があり、ドイツ軍とイープルの間に実質的な戦力が存在しない時間が何時間も続いた。しかし、彼らは陣地を固めるのに時間を浪費し、大逆転のチャンスは永遠に失われた。彼らは兵士として魂を売り渡したが、悪魔の代償は貧弱だった。騎兵隊を準備して隙間を突破させていれば、それは戦争で最も危険な瞬間だっただろう。

[223ページ]1週間前にドイツ側から脱走兵がやって来て、前線塹壕に毒ガスボンベが仕掛けられていると告げたが、誰も信じず、その話に耳を傾けなかった。当時のイギリス人にとって戦争は紳士のゲーム、王室のスポーツであり、毒ガスはハーグ条約で禁止されていた。しかしドイツ軍は規則に従って戦っていなかったため、イギリス兵は塹壕の中で窒息死し、進撃してくる敵の容易な犠牲者となった。ガスが投入されてから30分以内に、敵軍の80パーセントが意識を失った。カナダ軍は濡れたハンカチで顔を覆い、隙間を塞ごうと迫ったが、ドイツ軍がこのような成功を予期していれば、海岸への道を切り開くことができたかもしれない。しかし、このような試みの後、ドイツ軍は遊離塩素ガスの使用を中止し、より強力な毒ガスの開発に着手した。戦争の秘密の歴史が公表されるまで明らかにされないかもしれない何らかの方法で、イギリス情報部は、12月に開始される新しい毒ガス戦システムの詳細を記したドイツ軍参謀への指示の講義ノートのコピーを入手した。そこに挙げられた化合物の中には、空気中の1万分の1でも致命的となるほどの毒性の強いガス、ホスゲンがあった。その解毒剤はヘキサメチレンテトラミンである。これは兵士や他の誰もが持ち歩くようなものではないが、盗まれた講義ノートを事前に熟読する機会を得たイギリス軍は、長い名前の試薬に浸したガスヘルメットを用意していた。

ドイツ人は、銃剣の代わりにガス爆弾が使われるようになったことを喜んだ。なぜなら、これは情報戦の分野だったからだ。[224ページ]力よりも重要であり、したがって彼らはその点で優位に立つことを期待していた。いつものように、彼らは主要な前提では正しかったが、暗黙の小さな前提の利己主義のために結論は間違っていた。確かにそれは技能と科学に有利に働くが、ドイツ人は自分たちの土俵で負けた。戦争が終わるまでに、米国は1日に200トンの毒ガスを生産できるようになったのに対し、ドイツや英国の生産量はわずか30トン程度だった。1917年11月、メリーランド州エッジウッドでガス工場が稼働を開始した。3月には砲弾の充填を開始し、秋に戦争によって活動が停止される前には、1ヶ月に130万ポンドの塩素、100万ポンドのクロルピクリン、130万ポンドのホスゲン、70万ポンドのマスタードガスを生産していた。

最初に使用されたガスである塩素は、化学実験室に入ったことがある人や漂白剤の匂いを嗅いだことがある人なら誰でも不快な匂いを覚えているだろう。これは食塩から作られる緑がかった黄色のガスである。ドイツ軍はイープルで、液化ガスのボンベを塹壕に約1ヤード間隔で置き、鉛製の排出管を胸壁の上に伸ばしてこれを使用した。コックを回すとガスが噴出し、空気の2.5倍の重さがあるため、不快な霧のように地面を転がる。地面が敵に向かって緩やかに傾斜していて、風がその方向に時速4～12マイルの速度で吹いているときに最も効果を発揮する。しかし、風は厳密には中立であるため、予告なく方向を変えることがあり、その場合、ガスは飛行中に方向を変えて味方を攻撃する。これはライフル弾では起こらないことである。

ガスが噴出しているシリンダーの後ろには、攻撃を待ち構えるドイツ軍兵士が3列に並んでいる。この写真はロシア人パイロットが上空から撮影したものである。

[225ページ]遊離塩素は定位置にとどまらず、その効果を発揮するには風向きに左右されるため、後に元素状ガスとしてではなく、砲弾に装填して前線塹壕のはるか後方の任意の地点に放出できる揮発性液体として利用されるようになった。

これらの化合物の中で最も一般的に使用されていたのはホスゲンで、その化学式 COCl₂ を見ればわかるように、塩素(Cl) と一酸化炭素 (CO) が結合したもので、照明ガスによる死亡の原因となるガスです。塩素と一酸化炭素という2種類の有毒ガスは、混ぜ合わせても容易には結合しませんが、太陽光が当たるとすぐに結合します。そのため、100年以上前にこの化合物を発見したジョン・デービーは、これを「光によって生成される」という意味のホスゲンと名付けました。同様の由来は、水素が「水から生成される」ことから名付けられ、リンが「光を運ぶもの」であることから名付けられていることにも見られます。

現代の製造方法では、反応の触媒または開始剤は太陽光ではなく多孔質炭素である。これは長さ8フィートの鉄製の箱に詰められ、その箱を通して2種類のガスの混合物が押し込まれる。一酸化炭素は、完全燃焼に不十分な空気供給でコークスを燃焼させることによって生成できるが、ホスゲンに必要な純粋なガスを得るためには、通常の空気は使用されず、代わりに液体空気プラントによって抽出された純粋な酸素が使用された。

ホスゲンは、華氏46度まで冷却することで容易に液体に凝縮できる気体です。塩素3/4とホスゲン1/4の混合物が最も効果的であることがわかっています。[226ページ]ホスゲンは青トウモロコシのような無臭であるため、中毒濃度に達するまで不安を感じさせないことがある。しかし、少量でも数日間心臓の働きに影響を与え、軽い運動でも命に関わる場合がある。

アメリカで最も多く製造された化合物はクロルピクリンでした。これは他の化合物と同様、見た目ほど馴染みのないものではありません。化学式CCl₃NO₂からわかるように、あらゆる爆発物に含まれる硝酸基（NO₂）とクロロホルム（HCCl₃）の主成分が結合して生成されます。ホスゲンほど毒性は強くありませんが、吐き気や嘔吐を引き起こすという利点があります。このような症状に見舞われた兵士はガスマスクを外さざるを得なくなり、同時に送られてくるさらに毒性の強いガスに感染する危険性があります。

クロルピクリンは液体で、一般的に20パーセントの塩化スズとともに砲弾や爆弾に詰められ、ガスマスクを透過するほどの濃い白色の煙を発生させます。これは、最もよく知られている高性能爆薬の1つであるピクリン酸（トリニトロフェノール）を塩素で処理することによって作られます。塩素は、家庭で使われるのと同様に、一般的な漂白剤、つまり「塩化石灰」から得られます。これを水と混ぜて、高さ18フィート、直径8フィートの鋼鉄製の蒸留器でクリーム状にします。ピクリン酸カルシウム、つまりピクリン酸の石灰塩の溶液を注入すると、反応が始まると混合物が加熱され、クロルピクリンが蒸気とともに蒸留されます。蒸留液を凝縮すると、より重い液体であるクロルピクリンは水の層の下に沈殿し、砲弾に充填するために取り出すことができます。

[227ページ]化学実験室で学生が学ぶことの多くは、後々それを実践しなければ忘れてしまいがちだ。しかし、塩素と硫化水素という2つのガスだけは必ず覚えている。前者で窒息したり、後者で気分が悪くなったりせずに済んだなら、幸運と言えるだろう。2つの不快なガスを、その不快さを失わずに組み合わせたらどうなるか、想像できるはずだ。このような組み合わせの一つが、いわゆるマスタードガスである。マスタードガスはガスではなく、マスタードから作られるものでもない。しかし、容易に気化するため、自然界でこのような悪臭を放つ物質を作るのに最も近いのはマスタードオイルである。マスタードガスは1860年にイギリス人のガスリーによって初めて作られ、1886年にドイツの化学者ヴィクター・マイヤーによって再発見されたが、マイヤーは扱うのがあまりにも危険だと感じ、研究を断念した。誰もその用途を見出せなかったため、誰も研究を引き継ごうとはしなかった。こうしてそれは、発明されたものの結局使われなかった何千もの有機化合物とともに、「バイルシュタイン辞典」に単なる名前として載るだけの、無害な廃れた存在となった。しかし1917年7月12日、イーペルで戦線を維持していたイギリス軍は、この悪名高き物質を浴びせられた。その効果は絶大で、ドイツ軍はこれを主要な武器とし、連合軍もすぐにそれに倣った。10日間の攻勢で、ドイツ軍は2500トンのマスタードガスを含む100万発の砲弾を使用したと言われている。

このような危険な化合物を大規模に製造することは、この国や他国の化学者にとって最も困難な課題の一つであったが、見事に解決された。原料は塩素、アルコールである。[228ページ]そして硫黄。アルコールは蒸気とともにカオリンを詰めた垂直の鉄管に通され加熱される。これによりアルコールはエチレン（C₂H₄）と呼ばれるガスに変化する。溶融硫黄のタンクに塩素ガスの流れを通すと一塩化硫黄が生成され、これをエチレンで処理すると「マスタード」が作られる。最終反応はエッジウッド兵器廠で、それぞれ容量30,000ポンドの7つの気密タンクまたは「反応器」で行われた。エチレンガスがタンクに導入され、多孔質ブロックまたは細いノズルによって液体塩化硫黄中に分配されると、2つの化学物質が結合して、正式には「ジクロロジエチルスルフィド」（ClC₂H₄SC₂H₄Cl）と呼ばれるものが形成される。しかし、これは長すぎるため、化学者でさえも一般的な呼び方に倣って「マスタードガス」と呼ぶことに満足した。

「マスタードガス」の効果は、その持続性に左右される。マスタードガスは安定した液体で、ゆっくりと蒸発し、容易には分解されない。塹壕や掩蔽壕に何日も残留し、土壌や布に染み込む。ガスマスクは完全な防御にはならない。たとえガスマスクが完全透過性であっても、いずれは外さなければならず、ガスはその時まで潜んでいるからだ。攻撃後12時間もマスクを着用し続けた兵士もいたが、外した途端、毒ガスに襲われた。一見、ガスが存在しないように見える場所でも、太陽が地面を温めると液体が揮発し、蒸気が衣服に染み込む。作業で体が温まると、特に脇の下などに水ぶくれができる。マスタードガスは蒸気のように作用し、軽い赤みから重度の火傷まで、様々な程度の火傷を引き起こす。 [229ページ]潰瘍は常に痛みを伴い、日常生活に支障をきたすが、病院で速やかに治療すれば、死亡や永久的な傷跡を残すことはまれである。ガスは目、喉、鼻、肺を攻撃し、気管支炎や肺炎を引き起こす可能性がある。前線では、マスタードの痕跡をすべて除去するために、毎晩兵士の衣服すべてを滅菌炉に入れる必要があることがわかった。ジョンソン将軍と77師団の幕僚は、前日に砲撃を受けた近隣の村から持ち出した寝具で野営ベッドの不快感を和らげようとしたため、塹壕の中で毒に侵された。

エッジウッド兵器廠で医療処置を必要とした925件のうち、674件はマスタードによるものでした。8月には、マスタード工場の従業員の平均3.5%が毎日病院に送られました。しかし、エッジウッド兵器廠の記録は、科学的な慎重さを発揮することで産業事故の防止に何ができるかを示す顕著な例です。1918年には工場で3,000人から11,000人が雇用され、人類が知る限り最も有毒なガスを約20,000トン生産したにもかかわらず、死亡者はわずか3人で、失明者は1人もいませんでした。

先に述べた塩素、ホスゲン、クロルピクリン、マスタードの4種類の有毒ガスに加え、様々な化合物が製造されており、今後もさらに多くの化合物が製造される可能性がある。現在の戦争で使用されている化合物のリストには30種類が挙げられており、その中には臭素、ヒ素、シアン化合物も含まれており、これらはこれまで使用されたどの化合物よりも恐ろしいものとなる可能性がある。アメリカの化学者たちは戦争中、非常に口を閉ざしていたが、時折、[230ページ]「皇帝が私の知っていることを知っていたら、電報で無条件降伏するだろう」などと言うのは控えるべきだ。化学兵器の科学は確かに黎明期にあり、先見の明のある国はどこも独自の兵器を予備として隠している。まだ正体が明かされていない致死性の化合物の一つは、ノースウェスタン大学のルイス教授にちなんで「ルイサイト」と呼ばれている。彼はクリーブランド近郊の「マウス・トラップ」と呼ばれる砦で、1日に10トンのペースでそれを製造していた。

戦争の歴史を通じて、防御の技術は攻撃の技術と歩調を合わせており、どんな新たな危険にさらされようとも、人間の勇気は決して衰えることはなかった。敵が使用する新たなガスが発見されるたびに、それを吸収または中和する方法を発見することが、我々の化学者の仕事となった。ココナッツの殻のような密度の高い木材から作られた多孔質の木炭は、予想されるガスを捕らえる化学物質の層とともに、防毒マスクの箱に詰められた。木炭はあらゆるガスを大量に吸収する。中和剤としては、ソーダ石灰、過マンガン酸カリウム、ニッケル塩などが使用された。

マスクはゴムで顔または頭にぴったりとフィットする。鼻孔はクリップで閉じられているため、呼吸は口で行う必要があり、吸収シリンダーを通る空気以外は吸い込むことができない。前線から5マイル以内の兵士は、6秒以内に装着できるよう、マスクを胸に掛けておくことが義務付けられていた。新品の箱に入った良質なマスクは、しばらくの間ほぼ完全な免疫効果を発揮し、兵士たちはそれを学んだ。[231ページ]数日のうちにマスクを巧みに扱うことができるようになった。こうして、この新たな攻撃に対する防御の問題は満足のいく形で解決されたが、銃剣や榴散弾といった旧来の武器に対する十分な防御策はまだ考案されていない。

攻撃の課題は、敵がマスクを外している隙を突くか、マスクを外させることだった。ここで催涙ガスやくしゃみガスといった催涙剤やくしゃみガスが使われた。フェニルカルビルアミン塩化物は、最も勇敢な兵士でさえギリシャの英雄のように戦場で泣き崩れさせる。ジフェニルクロロアルシンはくしゃみを誘発する。ドイツ軍は、我々を不意打ちするために、これらのガスを悪魔的な巧妙さで交互に使用した。砲弾の中には、大量の煙やひどい悪臭を放つものの、それほど害のないものもあったが、我々の兵士がこれらに慣れてマスクを気にしなくなった頃には、極めて毒性の強いガスを混ぜた砲弾がいくつかあった。

交戦目的に理想的なガスは、無臭、無色、無視であり、空気の百万分の一で希釈しても毒性があり、砲弾の起爆装置で引火したり爆発したりせず、水で分解せず、容易に吸収されず、6か月間保管できるほど安定しており、数千トン単位で製造できるものである。しかし、すべての目的に合うガスは存在しない。例えば、ホスゲンは非常に揮発性が高く、すぐに拡散するため、すぐに占領される塹壕に投下されるが、マスタードガスは非常に残留性が高いため、塹壕が占領された場合に占領できなくなるような場合には使用できない。

全ての交戦国による戦争での毒ガスの広範な使用は、アメリカの抗議の正当性を証明するものである。[232ページ]ハーグ会議では、その禁止に反対した。1899年の第1回会議で、マハン大尉は、ガス弾は他の砲弾と比べて劣るものではなく、むしろより慈悲深いものになる可能性があり、単に目新しいという理由だけで兵器を禁止するのは非論理的であると、非常に理にかなった主張をした。英国代表は、「締約国は、窒息性または有害なガスの拡散のみを目的とする砲弾の使用を控えることに同意する」という条項に反対票を投じ、米国と同調した。しかし、英国とドイツは後にこの条項に同意した。したがって、ドイツが予告なしに毒ガスを使用したことは、裏切り行為であり、誓約違反であったが、米国は一貫してそのような制限に拘束されることを拒否してきた。米国化学戦部隊の海外支部長であるエイモス・A・フリース将軍が報告した事実は、ハーグでの米国の主張を十分に裏付けている。

毒ガスによる負傷者1000人のうち、死亡者は30人から40人であるのに対し、高性能爆薬による負傷者1000人のうち、死亡者は200人から250人に及ぶ。高性能爆薬によって永久的な身体障害や失明を負った兵士の正確な数はまだ把握されていないが、兵士を満載した船が下船する様子を見れば、その数が非常に多いことは容易に想像できる。一方、ドイツ軍が比較的大量の毒ガスを使用したにもかかわらず、今のところ、我が軍兵士に毒ガスによる永久的な身体障害や失明の事例は一件も確認されていない。

これらの事実を踏まえると、ガス使用に対する偏見は徐々に消え去らなければならない。 [233ページ]その使用が人道原則に反するという主張は、高性能爆薬の使用にはより強く当てはまるだろう。実際、特定の目的においては、毒ガスは理想的な薬剤である。例えば、敵の砲兵隊を無力化したり、撤退する部隊を保護したりするために使用できる薬剤として、これほど効果的で人道的なものは想像しがたい。

マハン大尉がハーグで毒ガス禁止案に反対した主張は、非常に説得力があり、的確に表現されていたため、以来、国際法に関する論文で引用され続けている。その理由を簡潔に述べると以下の通りである。

このようなガスを放出する砲弾はまだ実用化されておらず、十分な実験も行われていない。したがって、今投票を行うと、その結果が決定的なものになるか、あるいは戦争の終結、すなわち敵の即時的な無力化に必要な以上の損害を与えることになるかといった事実を知らないまま投票が行われることになる。
これらのいわゆる砲弾に対して向けられた残虐行為と背信行為という非難は、かつて銃器や魚雷に対しても同様に向けられていたが、それらは現在では何の躊躇もなく使用されている。このような窒息性砲弾の影響が明らかになるまでは、現在使用が許可されているミサイルよりも慈悲深いかどうかは判断できない。装甲艦の真夜中に船底を吹き飛ばし、400人か500人を海に投げ出し、水で窒息死させ、脱出の可能性をほとんど与えないことが許容されていたと誰もが認めているのに、ガスで人を窒息させることに同情するのは非論理的であり、明らかに人道的ではない。

マハン大尉が言うように、新しい兵器が導入されるたびに、たとえそれが古い兵器よりも残酷ではないと証明されたとしても、同じ反対意見が提起されてきた。現代のライフル弾は、速く、小さく、無菌である。[234ページ]熱による攻撃は、古代の剣や槍ほどひどい傷を負わせることはないが、ホットスパーの時代の伊達男たちが火薬をどのように見ていたかは、誰もが覚えているだろう。

そしてそれは実に残念なことだった。この悪名高き硝石が、多くの善良な背の高い男たちが卑劣にも破壊した無害な大地の奥底から
掘り出されたのだから。そして、これらの卑劣な銃がなければ、彼自身も兵士になっていただろう。

新たな武器や攻撃方法に対する本能的な嫌悪感の本当の理由は、それが戦争の本質的な恐怖を私たちに明らかにするからである。私たちは計画的な殺人に対して当然反発するが、剣、そして近年ではライフル銃にあまりにも慣れてしまったため、それらが何のために作られたのかを考えると、本来あるべきほどの衝撃を受けない。アメリカ合衆国憲法は「残酷で異常な刑罰」の適用を禁じている。この二つの形容詞は、あたかも「異常な」刑罰は必然的に「残酷」であるかのように、ほぼ同義語として使われていたようで、実際、私たちはそう感じてしまう。しかし、我々の有能な弁護士たちは、電気椅子による処刑は建国の父たちには知られておらず、紛れもなく「異常」ではあるものの、違憲ではないと裁判所を説得することに成功した。ダムダム弾は、恐ろしく、しばしば治癒不可能な傷を負わせるため、当然ながら使用が認められない。人道的な戦争の目的は、敵を無力化することであり、永久的な傷害を与えることではないからだ。

『アメリカの軍需品』より『アメリカの軍需品』より
エッジウッド兵器廠のクロルピクリン工場

漂白剤、石灰、ピクリン酸の混合物で満たされたこれらの蒸留器から、有毒ガスであるクロルピクリンが蒸留される。この工場は1日に31トンを生産した。

提供：メタル・アンド・サーミット社（ニューヨーク）提供：メタル・アンド・サーミット社（ニューヨーク）
世界最大の海洋溶接作業となる、USSノーザン・パシフィックの破損した船尾柱の修理

右側には破損した船尾柱が写っている。左側ではテルミットを用いて修復作業が行われている。船体側面には、それぞれ700ポンドのテルミット混合物が入った2つのるつぼが見える。これらのるつぼの底から溶けた鋼が流れ落ち、破損箇所を埋めた。

アメリカとイギリスの代表の反対にもかかわらず、第1回ハーグ会議では「締約国は、その唯一の目的が[235ページ]窒息性ガスや有害ガスの拡散」。ハーグ条約のフランス語原文にある「唯一の」（唯一の）という語は、公式の英語訳では省略されている。フランスとイギリスは、窒息性ガスや有害ガスを拡散させる爆発物の使用を、それが爆弾の「唯一の」目的ではなく、使用された硝酸粉末の偶発的な効果に過ぎないという理由で正当化していたことを考えると、これは奇妙な省略である。

1907年のハーグ会議は戦争規則に「毒物または毒兵器の使用は明確に禁止する」と明記した。しかし、より効果的な新たな戦争手段を排除しようとするこうした試みは、いかなる深刻な紛争においても無益に終わる可能性が高く、この制限は最も非道な側に有利に働くことになる。我々アメリカ人は、もしそのような協定に同意するならば、もちろんそれを守るだろう。しかし、我々の敵は、将来誰であろうと、これまでと同様、全く原則を持たず、我々に対してあらゆる兵器を使用することを躊躇しないだろう。さらに、ドイツ人が主張したように、化学兵器は最も知能が高く、機知に富み、規律の取れた軍隊、そして科学と産業において最も優れた国家に有利に働く。この利点が我々の側にあることを願おう。

[236ページ]

第13章
電気炉の製品
近年、人間が制御できる温度範囲が拡大したことで、自然界の物質に対する人間の支配力は飛躍的に向上した。ファーレンハイトは温度計の球部を雪と塩の混合物に差し込んだとき、温度の最低点に達したと考え、水銀が位置する管に印を付けてそれを零度とした。しかし、絶対零度、つまり熱が完全に存在しない状態は、ファーレンハイトの零点よりも459度低いことが分かっている。現代の科学者は、膨張冷却の原理を利用することで、その最低温度に近づくことができる。まず、加圧下で空気を液化し、圧力を解放して蒸発させる。蒸発する液体空気に浸した水素の入った管を冷却して液化させる。次に、沸騰した水素を使ってヘリウムを液化し、ヘリウムが蒸発する際に温度を絶対零度から3～4度以内まで下げる。

初期の冶金学者は、ふいごで木炭を吹き飛ばして作る以上の高温の火を得ることはできませんでした。これは鉄の精錬にかろうじて足りる程度でした。しかし、アーク灯のように2本の炭素棒を近づけることで、先端の炭素を揮発させるのに十分な熱を得ることができ、これは華氏7000度以上を意味します。アーク灯に20気圧の圧力を加えることで、おそらく[237ページ]14,000度、これは太陽の温度より3,000度も高い。つまり、現代人は約14,500度の範囲で活動できるということだ。だから、彼らが奇跡を起こせるのも不思議ではない。

建築業者が古い家を新しい家に建て替えようとするとき、レンガ一つ一つ、石一つ一つを解体し、それらを自分の好きなように新しい方法で組み立てます。電気炉は、化学者が材料を同じように分解することを可能にします。温度が上昇すると、物体を結合させている化学的および物理的な力が徐々に弱まります。まず固体が緩んで液体になり、次に結合が切れて気体になります。化合物は元素に分解されます。元素分子は構成原子に分解され、最終的にこれらの原子は最小の原子よりも1800倍小さい負の電荷の微粒子を放出し始めます。これらの電子は宇宙の構成要素であるようです。これより小さい単位の兆候は発見されていませんが、電子において科学が「究極の原子」と呼ばれるものを提供したと考える必要はありません。ギリシャ人は物質の元素粒子を「原子」と呼びましたが、それは彼らがそれらを「分割不可能」とみなしていたからです。しかし今では、X線の光の下で原子が電子に崩壊する様子を目撃することができます。重量を除けば、物質の化学的および物理的性質はすべて、負の電子と正の電子の数と動きに依存しているようで、それらの再配置によってある元素が別の元素に変化する可能性がある。

つまり、最高レベルの電気炉は、[238ページ]温度と電流の分割力および制御力が組み合わさることで、電気は創造的な化学者が望む変容を実現するための魔法の装置となる。100年前、デービーは電池の極を溶かしたソーダ水に浸したところ、そのうちの1つに水銀のような輝く球状物が形成されるのを目にした。それは、それまで人類が見たことのない金属ナトリウムであった。今日では、この電気分解（電気溶解）のプロセスは、ナイアガラで毎日トン単位で行われている。

逆のプロセスである電気合成（電気結合）も同様に単純で、さらに重要です。石灰とコークスの混合物に強い電流を流すと、金属カルシウムが石灰の酸素から分離し、炭素に結合します。簡単に言うと、

CaO + 3C → CaC 2 + CO
石灰コークスカルシウム炭化炭素
一酸化炭素

この反応は、有機界と無機界の間の溝を埋めるという点で、特に重要である。かつては、植物や動物に見られる物質、主に炭素、水素、酸素の複雑な化合物は、「生命力」によってのみ生成されると考えられていた。もしこれが真実であれば、化学は鉱物界と、植物界や動物界に既に存在する炭素化合物の抽出に限られることになる。しかし幸いにも、人類の進歩を阻むこの障壁は、全くの幻想であることが証明された。人類が有機の分野に足を踏み入れると、無機の分野よりも扱いやすいことが分かったのである。

[239ページ]しかし、人間は未だにこの点でひどく不器用であると認めざるを得ない。炭素と水素を結合させるために、千馬力のエンジンと数千度の電気炉を使う一方で、太陽の下の小さな緑の葉は、熱を発することなく静かにそれを行う。明らかに、人間は千人の奴隷を使って石をピラミッドまで運んだり、豚を焼くために家を燃やしたりした時と同じくらい無駄なことをしている。化学者が、森や野原のように涼しく穏やかで快適な実験室を持つようになるまでは、真の成功者とは言えないだろう。

しかし、その不器用さにもかかわらず、この化学者は実際には自分が欲しいが他では手に入らないものを作り出している。無機物から製造する炭化カルシウムは、あらゆる種類の有機化合物を製造するための原料となる。電気炉が大規模に初めて使用されたのは、1885年にクリーブランドのカウルズ電気製錬アルミニウム会社であった。廃棄物置き場で、多孔質の灰色の石の塊が見つかり、それを水に入れると、マッチに触れると大きな爆発音と閃光を伴ってガスが発生した。このガスはアセチレンであり、その反応は次のように表すことができる。

CaC 2 + 2 H 2 O → C 2 H 2 + CaO 2 H 2

炭化カルシウムを水に加えるとアセチレンと消石灰が生成する

今では誰もがこの反応を知っている。アセチレンは自動車や海岸の自動信号ブイの眩い光を発する物質だからだ。空気の代わりに純酸素で燃焼させると、酸素水素吹き管よりも高温の、最も高温の化学炎を発する。[240ページ]水素は燃焼時に炭素よりも多くの熱を放出しますが、アセチレンは、その構成元素である水素と炭素、あるいはそれらが分離した状態よりも多くの熱を放出します。これは、アセチレンがほとんどの反応のように熱を放出するのではなく、生成時に熱を蓄積しているためです。つまり、化学的に言えば、アセチレンは吸熱化合物です。水素と炭素を結合させるにはエネルギーが必要だったため、それらを分離するのにエネルギーは必要ありませんが、逆に、分離する際にはエネルギーが放出されます。つまり、アセチレンは石炭ガスのように空気と混合した状態だけでなく、単体でも爆発性があります。適切な衝撃を受けると、アセチレンは激しく元の炭素と水素に分解します。空気がない状態での爆発力は、通常の石炭ガスと空気がある状態の2倍です。銅と爆発性化合物を形成するため、真鍮製の管やコックとの接触を避ける必要があります。しかし、鋼鉄製のシリンダーに圧縮され、アセトンに溶解された状態では安全であり、溶接や溶解によく使用されます。街の通りで、青い眼鏡をかけた男が、大工が板をのこぎりで切るように、酸素アセチレン溶接トーチで鋼鉄製のレールを切断していく光景は、珍しいものではないが、実に素晴らしい。彼はその炎で鋼板に模様を彫り込むのだが、それは私がかつて葉巻の箱を糸鋸でブラケットに加工していた頃を思い出させる。トーチは厚さ1～2インチの鋼板を、1分間に6～10インチの速度で貫通していく。

写真提供：カーボランダム社（ナイアガラフォールズ）写真提供：カーボランダム社（ナイアガラフォールズ）
電気炉でコークスとボーキサイトを溶融してアロキサイトを製造する

背景には円形の炉が写っている。手前には溶融した製品の塊が写っている。

カーボランダム社（ナイアガラフォールズ）提供　カーボランダム結晶の塊カーボランダム社（ナイアガラフォールズ）提供　カーボランダム結晶の塊

写真提供：カーボランダム社（ナイアガラフォールズ）写真提供：カーボランダム社（ナイアガラフォールズ）
電気炉で炭化ケイ素を製造する

先端には電流を流す電線を取り付けるための接続部が見え、側面には燃える炭素の炎が見える。

複合吹き管内で様々な燃料を用いて達成可能な温度は以下の通りであると言われている。

[241ページ]

アセチレンと酸素 7878°F
水素と酸素 6785°F
酸素を含む石炭ガス 6575°F
酸素入りガソリン 5788°F
アセチレン（ C₂H₂ ）の化学式をエチレン（C₂H₄）やエタン（C₂H₆）の化学式と比較すると、アセチレンにはさらに2個または4個の原子が付加できることがわかります。これは明らかに、化学者が「不飽和」化合物と呼ぶもので、水素化の限界に達していない化合物です。そのため、アセチレンは非常に活性が高く、エネルギーに富んだ化合物であり、水素、酸素、塩素、あるいはその他の元素が少しでもあれば、すぐに反応を起こします。これが、合成化学の出発点として非常に有用な理由です。

この単純な物質であるアセチレンから、炭素と酸素のより高次の化合物を合成するには、触媒という神秘的な働きかけが必要となります。アセチレンは必ずしも水と反応するわけではありません。炭化物から合成する際に、水を通して泡立つ様子が観察されるからです。しかし、水に少量の酸と水銀塩を加えると、アセチレンガスは水と結合してアセトアルデヒドという新しい化合物を生成します。この変化を最も簡単に示すには、次の方法を用います。

C₂H₂ + H₂O → C₂H₄O　アセチレンを水に加えるとアセトアルデヒドが生成する

アセトアルデヒド自体はそれほど重要ではないが、遷移物質として有用である。水素と混合したアセトアルデヒド蒸気を、微細なニッケルに通すと、[242ページ]触媒が作用し、2つの物質が結合してアルコールが生成される。反応式は以下の通りである。

C₂H₄O + H₂ → C₂H₆Oアセトアルデヒドが水素に付加してアルコールを生成

する

アルコールは誰もがよく知っているものだが、中には馴染み深すぎる人もいるだろう。しかし、禁酒法によってそれは是正されるだろう。注目すべき点は、石灰石や石炭といった見込みのない原料から作られたアルコールは、ワインやビールのように酵母菌による果物や穀物の発酵によって得られるアルコールと全く同じものであるということだ。それは代替品でも模倣品でもない。木材を乾留して作られる木精（メチルアルコール、CH₄O）とも違う。木精は溶剤や燃料としては同様に有用だが、飲用には適さず、有毒である。

さて、皆さんもご存知のように、リンゴ酒やワインは空気に触れると徐々に酢に変わります。つまり、細菌の増殖によってアルコールが酸化され、酢酸になるのです。必要であれば、触媒を用いることで細菌を排除し、このプロセスを加速させることもできます。アルコールと酸の中間的な性質を持つアセトアルデヒドも、容易に酢酸に酸化されます。その関係は、次の例で容易に理解できます。

C{2}H 6 O → CC 2 H 4 O → C 2 H 4 O 3

アルコールアセトアルデヒド酢酸

酢酸は、希釈して風味をつけた酢として私たちに馴染み深いものですが、濃縮すると工業、特に溶剤として非常に価値が高くなります。私はすでに、セルロースと組み合わせて飛行機のキャンバスにニスを塗ったり、映画用の不燃性フィルムを作ったりするための「ドープ」として使用することについて言及しました。[243ページ]石灰（酢酸カルシウム）と加熱するとアセトンが得られる。アセトンは、その化学式（ C₃H₆O ）からわかるように、これまで検討してきた他の化合物と密接な関係にあるが、アルコールでも酸でもない。アセトンは溶媒として広く用いられている。

アセトンは固体を溶解するだけでなく、加圧下では自身の体積の何倍ものアセチレンガスを溶解する。これは、照明や溶接用のアセチレンを輸送・取り扱う際に便利な方法である。

アセトンとアセチレンを溶液中で単純に混ぜるのではなく、化学的に結合させると、通常の天然ゴムの原料であるイソプレンが得られます。アセトンからは、前章で述べたドイツ軍の「戦争用ゴム」（メチルゴム）も作られます。ドイツ軍はアセトンの供給量の約半分をアメリカ産の酢酸カルシウムから得ていましたが、当然ながら供給が途絶えました。ドイツ国内でブナ材を蒸留して生産されたアセトンでさえ、前線で必要とされる高性能爆薬に足りませんでした。そこでドイツ軍は、腐ったジャガイモ、あるいはもっと言いやすい表現で言えば、バチルス・マセランス菌の培養に頼るようになりました。この特定のバチルス菌は、ジャガイモのデンプンを3分の2のアルコールと3分の1のアセトンに変換します。しかし、ジャガイモはすぐに不足し、この方法で消費するには不十分になったため、ドイツ軍はアセトンの原料として炭化カルシウムに目を向け、終戦前には年間2000トンのメチルゴムを製造できる工場を建設した。これは、複数の生産手段を持つことの利点を示している。

アセチレンがこれほど活発で、[244ページ]化学者が、その構造をこの形で図示することによって説明、あるいは表現するもの：

HC≡CH

炭素原子は他にすることがないので、互いに手をつないでいる。周りには他に繋がれる元素がない。しかし、アセチレンの2つの炭素原子は容易に手を離し、単結合で繋がったまま、このように2本の腕を伸ばして、近くにある他の原子を掴み取る。

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HCCH
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炭素原子はサルと同じ四肢動物に属するため、鎖状構造や環状構造を形成するのに特に適している。これが、炭素化合物の多様性と複雑さの理由である。

アセチレンガスを他のガスと混合し、加熱した鉄鉱石や粘土（鉄またはアルミニウムの水和物またはケイ酸塩）などの触媒に通すと、さまざまな奇妙な化合物が生成されます。水蒸気が存在すると、酢酸、アセトンなどの単純な化合物が得られます。しかし、3つのアセチレン分子が結合して6つの炭素原子からなる環を形成すると、コールタールの色に関する章で説明したようなベンゼン系列の化合物が得られます。アンモニアをアセチレンと混合すると、ピリジンやキノリンのように、炭素の1つが窒素原子に置き換わった環状化合物、アヘンやタバコに含まれるような刺激性の塩基が得られます。あるいは、硫化水素をアセチレンと混合すると、チオフェンが得られます。[245ページ]環状構造に硫黄原子が含まれているため、炭素原子2個と水素原子2個の単純な結合から出発して、この単一のプロセスによって、有機世界の最も複雑な化合物の一部や、自然界には存在しない多くの化合物を直接得ることができます。

電気炉の開発において、アメリカは先駆的な役割を果たした。ペンシルベニア大学のプロボスト・スミス教授は、アメリカ化学史における第一人者であり、1781年生まれのフィラデルフィアの化学者ロバート・ヘアが最初の電気炉を製作した功績を称えている。ヘアはこの粗末な装置を用い、ボルタ電池から得られる以上の起電力は得られなかったものの、木炭を黒鉛に、リンを化合物から揮発させ、金属カルシウムを単離し、炭化カルシウムを合成した。また、1801年に発明された酸素水素吹き管もヘアの功績であり、現在では水素だけでなくアセチレンにも用いられている。ヘアはこの装置を用いて、ストロンチウムを溶融し、白金を揮発させることに成功した。

しかし、電気炉は、発電機が電池に取って代わるまでは商業規模で使用できませんでした。電気炉の産業的発展は、アルミニウムを安価に製造する方法の探求を中心に進められました。アルミニウムは粘土の金属成分であり、そのため比較的入手しやすい物質です。しかし、陶磁器の製造に使われることからもわかるように、粘土は非常に融解しにくく、分解も困難です。60年前、アルミニウムの価格は1ポンドあたり140ドルでしたが、1ポンドもの量をどんな価格でも購入するのは困難でした。国際博覧会では、小さなアルミニウムの棒がケースに収められているのを見かけることがありました。[246ページ]「粘土から銀」とラベル付けされたこの新金属は、軽くて変色しないため、機械工たちは入手を熱望していたが、冶金学者たちは十分な低価格で供給することができなかった。粘土から抽出するには、より活性の高い金属であるナトリウムが必要だった。しかし、ナトリウムもまた希少で高価だった。当時、ある化学教授は、灯油を入れた瓶に少量のナトリウムの棒を入れておき、年に一度、エンドウ豆ほどの大きさに削り取って水に投げ込み、シューッと音を立てて水素が発生する様子を授業で見せていた。安価なアルミニウムを手に入れるには、安価なナトリウムを手に入れるしかないように思われ、ハミルトン・ヤング・カストナーはこの問題に取り組んだ。彼はブルックリン出身で、コロンビア大学でチャンドラーの教え子だった。ハベマイヤー・ホールの入り口には、彼を称えるブロンズの銘板がある。1886年、彼は鉄鍋で苛性ソーダと鉄と木炭を混ぜ、ガス炉で加熱して金属ナトリウムを製造した。この実験の前はナトリウムは1ポンドあたり2ドルで販売されていたが、実験後は1ポンドあたり20セントで販売されるようになった。

しかし、カストナーは実験には成功したものの、その目的は達成できなかった。アルミニウム製造のためのナトリウム法を改良していた最中に、アルミニウムを直接得る電解法がオーバリンで発見されたからである。そのため、カストナーがイギリスのバーミンガムに建設させた「アルミニウム株式会社」の25万ドルの工場は、アルミニウムを全く製造せず、代わりに他の用途のためのナトリウムを生産することになった。そこでカストナーは、ナイアガラの滝の電力を利用したナトリウムの電解法に注目した。そして1894年、彼は食塩をその成分に分離することに成功した。[247ページ]塩水に電流を流し、電解槽の水銀床にナトリウムを集めることで、塩素とナトリウムという元素を分離する。ナトリウムは水と反応して苛性ソーダになる。今日では、ナトリウムと塩素、そしてそれらの成分は、塩の分解によって大量に生産されている。1918年、アメリカ合衆国政府は毒ガス兵器用に約400万ポンドの塩素を調達した。

ナトリウム法に取って代わる電気アルミニウム製造法の発見は、チャールズ・M・ホールによるものでした。彼は会衆派教会の牧師の息子で、少年時代に父親の書斎で偶然見つけた古い化学の教科書をきっかけに化学に興味を持つようになりました。表紙とタイトルページが破り取られていたため、著者が誰なのかは知りませんでした。私が述べたように、アルミニウムの電解製造の障害は、アルミニウム化合物が溶けにくく電流が流れないことでした。1886年、22歳だったホールは、オーバリン大学の研究室で、小さなるつぼ、それを加熱するためのガソリンバーナー、電気を供給するためのガルバニ電池という装置だけでこの問題を解決しました。彼は、氷晶石（ナトリウムとアルミニウムの複フッ化物）として知られるグリーンランドの鉱物が容易に溶融し、アルミナ（酸化アルミニウム）を溶解することを発見しました。溶融した塊に電流を流すと、金属アルミニウムが一方の極に集まりました。

ホールは、そのプロセスを解明し、自身の主張を擁護するために、自分の金、兄弟の金、叔父の金をすべて使い果たしたが、最終的には勝利し、タフト判事は、彼の特許がフランスの主張よりも優先権を持つと判断した。[248ページ] エロー県出身のホールは、数年前に亡くなった際、莫大な財産を母校であるオーバリン大学に遺贈した。

オハイオ州出身のもう2人の若者、アルフレッドとユージン・カウルズ兄弟は、ホールが一時的に彼らと関係を持っていたが、電気炉の幅広い可能性を商業規模で開発する最初の人物だった。1885年、彼らはニューヨーク州ロックポートでナイアガラの電力を使ってカウルズ電気製錬アルミニウム会社を設立した。銅に電解アルミニウムを吸収させて作られたさまざまなアルミニウム青銅は、その美しさと電気工事での有用性からすぐに注目を集め、その後、同社はアルミニウム以外にも炭化カルシウム、リン、炭化ケイ素などの製品を製造した。彼らは1885年には早くも炭化ケイ素を入手していたが、「結晶シリコン」と誤って呼んでいたため、その導入はエジソン研究所の卒業生であるE.A.エイチソンに委ねられた。1891年、彼は粘土と木炭を鉄製のボウルに詰め、それをダイナモに接続し、ダイナモのもう一方の極に接続された電気軽炭を混合物の中に挿入した。棒を引き抜くと、先端には未知の物質のきらめく結晶がびっしりと付着していた。それらは青と黒の虹色に輝き、非常に硬く、とても美しかった。彼は当初、1カラットあたり560ドルの価格で販売した。ダイヤモンドの粉と同じくらい価値のあるものだったが、購入した者は後悔したに違いない。なぜなら、すぐに1ポンドあたり10セントで、はるかに優れた結晶が販売されるようになったからだ。この謎の物質は、炭素とケイ素の化合物、つまり炭素とケイ素の原子がそれぞれ1つずつからなる最も単純な化合物、CSiであることが判明した。アチソンはナイアガラに工場を設立し、そこでそれを製造した。[249ページ]10トンずつのバッチで製造された。炉は、長さ15フィート、幅と深さが7フィートのレンガ造りの箱で、両端に大きな炭素電極が設置されていた。電極の間には、炭素源としてコークス、ケイ素源として砂、多孔質化のために木屑、融解性を高めるために塩が詰め込まれていた。

アメリカ初の電気炉は、フィラデルフィアのロバート・ヘアによって製作された。『アメリカの化学』エドガー・ファース・スミス著より。アメリカ初の電気炉は、フィラデルフィアのロバート・ヘアによって製作された。『アメリカの化学』エドガー・ファース・スミス著より。
ナイアガラの滝でこのようにして生成される物質は、アメリカとカナダの国境の南では「カーボランダム」、この線の北では「クリストロン」、別の会社では「カルボロン」、そして世界中の化学者からは「炭化ケイ素」として知られています。硬度はダイヤモンドに次ぐため、エメリー（酸化アルミニウム）よりも速く金属を削り取ることができ、エネルギー消費量と無駄の削減につながります。[250ページ]無駄な花火の発熱が少ない。歯医者が歯に使うものを含め、あらゆるサイズの砥石に使用されている。研磨によって、切断するよりも優れた形状に、より速く加工できるようになったため、作業現場の作業方法に革命をもたらした。さらに、人工研磨材は砂岩のように作業員の肺を傷つけない。1917年の米国とカナダにおける人工研磨材の生産量は以下のとおりである。

トン価値
炭化ケイ素 8,323 1,074,152ドル
酸化アルミニウム 48,463 6,969,387
炭化ケイ素の新たな用途は、戦争中にアメリカが「雲を作り出す者」としての役割を担ったときに発見されました。炭化ケイ素に塩素（これも電気溶解の生成物であることはご存じでしょう）を作用させると、塩素が炭素を置換し、クロロホルムに似た無色の液体である四塩化ケイ素（SiCl 4）が生成されます。これが湿った空気に触れると、水が分解して白い粉末（水酸化ケイ素）と塩酸を生成するため、濃い白い煙が発生します。アンモニアが存在すると、酸はアンモニアと結合し、塩である塩化アンモニウムの白い煙をさらに発生させます。そのため、戦争中は、二部塩化ケイ素と一部乾燥アンモニアの混合物が、部隊、砲台、艦船の動きを隠すための煙幕を作ったり、砲弾に入れて見張りが炸裂位置を確認し射程距離を測れるようにするために使用されました。同様の物質である四塩化チタンは、50パーセントの煙幕を生成しました。シリコンよりも優れているが、電気炉から得られるリンが、最も効果的な霧化剤であった。

[251ページ]人工研磨剤が導入される以前は、微粉砕は主に天然に存在する不純な酸化アルミニウムであるエメリーで行われていました。より純粋な酸化アルミニウムは、鉱物ボーキサイトから結合水を蒸発させることによって作られます。ボーキサイトは、金属アルミニウムの製造に電気炉で使用される純粋な酸化アルミニウムの原料となる鉱石です。以前はボーキサイトの大部分をフランスから輸入していましたが、戦争でこの供給源が途絶えたため、アーカンソー州、アラバマ州、ジョージア州で国内の鉱床を開発し、現在では年間50万トンを生産しています。ボーキサイトを電気炉で溶融するだけで、天然のエメリーやコランダムよりも優れた研磨剤となり、この目的のために「アロキサイト」、「アルンダム」、「エクソロン」、「リオナイト」、「コラロックス」などの名称で販売されています。溶融したボーキサイトを結合剤とともにるつぼやマッフルに詰め、窯で焼成すると、アルンダム耐火物が形成されます。アルミンダムは多孔質で酸に侵されないため、濾紙を腐食させてしまうような高温で腐食性の高い液体を濾過するのに使用されます。カーボランダム（またはクリストロン）は、高温作業用の耐火物にも使用されます。カーボランダム炉の溶融塊を砕くと、カーボランダムの核の周りに、それほど硬くなく融解しにくいものの、カーボランダム砂またはシロキシコンと呼ばれる類似の物質が見つかります。これは耐火粘土と混合され、炉の内張りに使用されます。

新たな高温作業の要求を満たすために、多くの新しい耐火材が使用されるようになった。その必須条件は、高温で溶融したり崩れたりせず、大きく膨張・収縮しないことである。 [252ページ]温度変化に対して（熱膨張係数が低い）。すぐに熱が伝わることが望ましいか、ゆっくりと伝わることが望ましいか（熱伝導率）は、るつぼとして使用されるか、炉の内張りとして使用されるかによって決まる。石灰（酸化カルシウム）は電気炉の最高温度でのみ溶融するが、粉塵に砕けてしまう。マグネシア（酸化マグネシウム）の方が優れており、最も広く使用されている。鋼鉄1トンを生産するには、マグネサイト5ポンドが必要である。以前は供給量の90パーセントをオーストリアから輸入していたが、現在はカリフォルニアとワシントンから入手している。1913年のアメリカのマグネサイト生産量はわずか9600トンだった。1918年には22万5000トンになった。ジルコニア（酸化ジルコニウム）はさらに耐火性が高く、コストは高いものの、ジルカイトは電気炉の内張りとして使用されるようになっている。

ケイ素は酸素に次いで世界で2番目に多い元素です。地殻の4分の1を占めていますが、ほとんどの人にとって馴染みのない元素です。それは、ケイ素が常に酸素と結合したシリカの形で、石英結晶や砂として存在しているためです。かつてはシリカは耐火性が高すぎてガラス細工が不可能と考えられていましたが、現在ではガラス職人が自在に操れる高温下で容易に加工できることが分かっています。そのため、化学者はブンゼンバーナーで真っ赤になるまで加熱し、割れることなく氷水に浸すことができるフラスコを喜び、料理人はシリカを80％含む「パイレックス」製の皿で料理を焼いて提供することができるのです。

20世紀初頭、微量のシリコン標本は実験室の珍品として1オンスあたり100ドルで販売されていた。2年後、ナイアガラで偶然樽いっぱいのシリコンが発見された。[253ページ]副産物として生産されたシリコンは、1ポンドあたり10セントでは市場を見つけることができなかった。電気炉で製造されたシリコンは、硬く光沢のある金属結晶の形で現れる。

鉄とケイ素の合金であるフェロシリコンは、鉄鉱石、砂、コークスの混合物を電気炉で加熱することによって作られ、鋼の製造における脱酸剤として使用される。

シリコンは酸素を奪うのに苦労するため、再び酸素を貪欲に取り込む。この性質は水素の製造に利用されてきた。シリコン（またはシリコンを90％含むフェロシリコン合金）とソーダ、消石灰の混合物は不活性でコンパクトであり、水素が必要な場所、例えば戦線に輸送することができる。次に、この混合物は「ハイドロゲナイト」と呼ばれ、熱した鉄球で点火され、テルミットのように爆発して大量の熱と大量の水素ガスを発生させる。あるいは、フェロシリコンを少量の火薬で点火した後、密閉タンク内の蒸気雰囲気中で単純に燃焼させることもできる。鉄とシリコンは酸化物に戻り、水から水素が放出される。フランスの「シリコール」法は、シリコンを40％のソーダ溶液で処理することである。

電気炉由来の水素のもう一つの供給源は、水素化カルシウムからなる「ハイドロリス」です。金属カルシウムは、電気炉で石灰から製造されます。次に、カルシウムの塊を電気で加熱された炉に広げ、乾燥水素ガスを流します。ガスは金属に吸収され、水素化物（CaH₂）を形成します。これは缶に詰められ、水素が必要なときに使用されます。[254ページ]それを水に落とすだけで、炭化カルシウムがアセチレンガスを放出するのと同じようにガスを放出する。

この最後の反応は、ドイツではツェッペリン飛行船の燃料充填にも利用されました。炭化カルシウムは持ち運びやすく便利であり、アセチレンは電気ショックなどで一度点火されると、内部の発熱によって水素と炭素に自然分解します。後者は、印刷インクに適した、きめ細かく純粋な煤として残ります。

軍事目的で利用できる新しい発明品を常に探していたナポレオンは、観測所として気球にすぐに目をつけました。パリで最初の飛行が行われてから数年後、ナポレオンは気球と水素発生装置を携えて、アジア征服を企てたエジプトへの「考古学遠征」に出かけました。しかし、地中海にいたイギリス艦隊が船を拿捕し、この実験は中止され、軍用航空が本格的に発展するのは第一次世界大戦まで待たなければなりませんでした。これにより、膨大な量の水素に対する需要が急増し、あらゆる手段が講じられました。水は電流を流すことで容易に水素と酸素に分解されます。さまざまな電気分解プロセスでは、気球の需要が少なかったため、水素を収集して精製するのは手間がかかりすぎたため、水素は無駄な副産物でした。大量の水素を得るもう1つの方法は、蒸気を赤熱したコークスに通すことです。これにより、約50パーセントの水素を含む青色の水性ガスが生成されます。水素40％、一酸化炭素40％、残りは窒素と二酸化炭素。最後の二酸化炭素は混合ガスを石灰に通すことで除去される。次に窒素と[255ページ]一酸化炭素は空気液化装置で凍結され、水素は貯蔵タンクに放出される。液化された一酸化炭素は、再び気体に戻された後、内燃機関で使用され、発電所の運転に用いられる。

水素の製造方法は数多く存在するが、水素は軽くてかさばるため、必要な場所に運ぶのが難しい。戦時中、アメリカ政府は、1平方インチあたり2000ポンドの圧力で161立方フィートのガスを貯蔵できる鋼鉄製のシリンダーを使用した。フランス駐留軍が使用した水素でさえ、アメリカからこの形で輸送された。野戦用には、フェロシリコンとソーダを用いた方法が採用された。このタイプの携帯型発生器は、1時間に1万立方フィートのガスを生成することができた。

カンザス州の化学者が天然のヘリウム源を発見したことで、気球飛行に伴う大きな危険から解放される可能性が出てきた。ヘリウムは不燃性で、水素とほぼ同じくらい軽いからだ。

水素の用途は気球以外にもあり、他の章ですでに触れた通りである。窒素と結合させて合成アンモニアを生成する。酸素と結合させて酸素水素ガスを吹き込む際に熱を発生させる。植物油や動物油と結合させて固形脂肪に変換する。ガソリンの代わりに内燃機関の燃料として利用する可能性もあるが、そのためには水素を携帯可能にするか、コンパクトな形で製造する方法を見つける必要がある。

アルミニウムは、シリコン、ナトリウム、カルシウムと同様に、酸素と結合した状態から力ずくで解放され、[256ページ]これらの金属と同様に、アルミニウムは容易に元の親和性に戻ります。ゴルトシュミット博士はこの反応をテルミット法で利用しました。粉末アルミニウムを酸化鉄（錆）と混合します。この混合物を加熱すると、鉄とアルミニウムの間で、どちらの金属が酸素を得るかをめぐって、混合物全体で激しい争いが起こり、常にアルミニウムが優勢になります。温度は30秒以内に華氏6000度まで上昇し、完全に液化した鉄はるつぼの底に流れ落ち、トラップドアを開けて取り出すことができます。新しく生成された酸化アルミニウム（アルミナ）は、スラグとして上部に浮遊します。テルミット法の用途は無数にあります。たとえば、レールやクランクシャフトを動かさずに破損を修理したい場合は、両端を近づけるか、適切な距離で固定します。接合部の上にテルミット混合物を入れたるつぼを設置し、アルミニウムと過酸化バリウムを点火剤として使用してテルミットに点火する。酸素を過剰に含む過酸化バリウムは容易に酸素を放出し、それによって活性化されたアルミニウムが酸化鉄を攻撃して酸素を奪う。鉄が溶けるとすぐにるつぼの底から流れ出し、マグネサイトなどの耐火材料で作られた型によって広がりが抑えられながら、レールの両端の間の空間を埋める。こうして、レールの両端は、それぞれと同じ大きさ、形状、材質、強度を持つ部材で接合される。この同じプロセスは、船舶のプロペラや歯車など、あらゆるサイズの鋼鋳物の破損を修復したり、欠損部分を補填したりするのに使用できる。

第二次世界大戦中にアメリカ、連合国、ドイツが使用したガスマスクの種類第二次世界大戦中にアメリカ、連合国、ドイツが使用したガスマスクの種類
最上段には、アメリカ製のマスクが時系列順に左から右へ並んでいます。アメリカ海軍マスク（旧型）、アメリカ海軍マスク（最終型）、アメリカ陸軍ボックス型呼吸器（戦争を通して使用）、USRFK呼吸器、USAT呼吸器（オールラバー製マスク）、USKT呼吸器（縫製布製マスク）、そして休戦協定締結時に生産準備が整っていたアメリカ製「モデル1919」です。中段には、左から右へイギリス製ベールマスク（1915年4月に使用された最初の緊急用マスク）、イギリス製PHヘルメットマスク（次の緊急用マスク）、イギリス製ボックス型呼吸器（イギリス陸軍標準型）、フランス製M2マスク（初期型）、フランス製ティソ砲兵マスク、そしてフランス製ARSマスク（最新型）です。最前段には、ドイツ製最新型マスク、ロシア製マスク、イタリア製マスク、イギリス自動車化部隊マスク、アメリカ後方地域緊急用呼吸器、そしてアメリカ製コネルマスクが並んでいます。

エッジウッド兵器廠で、水で満たされた手榴弾に溶かした白リンを注入する作業エッジウッド兵器廠で、水で満たされた手榴弾に溶かした白リンを注入する作業

弾薬に「マスタードガス」を充填する弾薬に「マスタードガス」を充填する
空の砲弾は小型トラックに積まれ、充填室へと運ばれる。手前の大型トラックには装填済みの砲弾が積まれている。

[257ページ]小規模な作業では、テルミット溶接には酸素アセチレントーチと電気溶接という2つの競合手段があります。前者は既に説明しましたが、後者は本書の範囲外です。ただし、1918年後半にイギリスの造船所から最初のリベットレス鋼製船舶が進水したことを述べておきます。この船舶では、外殻、隔壁、床を構成する鋼板は、リベットで固定する代わりに溶接されています。これには、鋼板の厚さとかかる応力の種類に応じて3つの方法があります。鋼板を重ね合わせ、同じ点の両側に2つの電極を押し当てて、その点が十分に加熱されて鋼板が溶融するまで、一定間隔で仮付けする方法。または、ローラー電極を目的の溶接線に沿ってゆっくりと引き、移動しながら鋼板を連続的に溶融させる方法。または、3番目に、鋼板を重ね合わせずに端と端を押し合わせて突合せ溶接する方法。電流を一方の鋼板からもう一方の鋼板に流すと、導電が遮断された接合部が加熱されます。

テルミット法は、鉄やその他の金属を精錬する通常の高炉法と基本的に同じですが、鉱石中の金属から酸素を除去するために炭素の代わりにアルミニウムが使用される点が異なります。この方法は、炭素を含まない金属が必要な場合に有利であり、マンガン、タングステン、チタン、モリブデン、バナジウム、およびそれらの合金を鉄や銅とともに製造する際に用いられます。

戦争中、テルミットは新たな恐ろしい用途を見出した。空軍兵士たちが建物に火をつけたり、弾薬庫を爆破したりするためにテルミットを使用したのだ。[258ページ]ドイツの焼夷弾は、穴の開いた鋼鉄製の先端部、まっすぐ落下させるための尾部、そして過塩素酸カリウムを含む鉱物ワックスで覆われたテルミット管を内蔵した円筒形の本体から構成されていた。ミサイルが放たれると信管が点火され、テルミットが加熱されるにつれてワックスが溶け、溶けた鉄とともに先端部の穴から流れ出した。アメリカの焼夷弾はさらに悪質なタイプだった。重量は約40ポンドで、油乳剤、テルミット、金属ナトリウムが詰められていた。ナトリウムは水を分解するため、これらの爆弾で発生した火災をホースで消火しようとすると、水の流れは瞬時に燃え盛る水素の噴流に変わる。

電気炉は、異なる元素の結合や分離に用いられるだけでなく、単一の元素を様々な形態に変化させることもできます。例えば、炭素は、ダイヤモンドのような硬く透明で無色の結晶、黒色で不透明な金属光沢を持つグラファイト、そして木炭、コークス、煤煤などの不定形の塊や粉末という、3つの全く異なる形態で存在します。電気アークの強烈な熱によって、これらの形態は条件に応じて相互に変換可能です。3番目の形態が最も安価であるため、それを他の2つの形態のいずれかに変換することが目的となります。グラファイト、プルンバゴ、あるいは今でも時折「黒鉛」と呼ばれる物質は、多くの場所では産出されず、純粋な状態で産出されることはさらに稀です。アチソンが電極間に粉末状の無煙炭を充填する製法を考案するまで、供給は需要に追いついていませんでした。[259ページ]彼の炉のおかげだ。こうすれば、黒鉛を必要な量と品質で安価に生産できる。

グラファイトは極めて高温でない限り融解も燃焼もしないため、るつぼや電極に広く用いられています。これらの電極は、直径1/16インチの棒状から、厚さ1フィート、長さ6フィートの棒状まで、様々な形状の電灯や炉に合わせてあらゆるサイズで製造されています。鉛筆の芯となるのは、グラファイトに細かい粘土を混ぜて所望の硬度に調整したものです。タンニンで処理した細かく粉砕した凝集グラファイトは、液体中に懸濁させることができ、ろ紙を通過させることも可能です。水と混合したものは「アクアダグ」、油と混合したものは「オイルダグ」、グリースと混合したものは「グレダグ」という名称で潤滑剤として販売されています。懸濁したグラファイトの滑らかで滑りやすい鱗片は互いに容易に滑り合い、ベアリング同士の摩擦を防ぎます。

炭素のもう一つの、より困難な変成、すなわち木炭からダイヤモンドへの変換は、1894年にモアッサンによって成功裏に達成された。アンリ・モアッサンは毒物学者、つまりパリ薬科大学の毒物学教授であり、余暇に電気炉を使った実験に没頭し、他の誰よりもその可能性を実証した。彼は電気炉を用いて、元素の中で最も活性の高いフッ素を単離し、その後工業的に利用されるようになった多くの希少金属を初めて純粋な状態で製造した。また、現在では一般的な炭化カルシウムを含む、様々な金属の炭化物も製造した。彼が取り組み解決した問題の中には、[260ページ]人工ダイヤモンド。彼はまず砂糖を燃やして純粋な木炭を作った。これを石灰の塊のくぼみに鉄と一緒に詰め、反対側からダイナモに接続された炭素棒をそのくぼみに差し込んだ。鉄が溶けて可能な限りの炭素を溶解したら、モアッサンはそれを水、あるいはできれば溶かした鉛、または銅の塊の穴に投げ入れた。これが最も速く冷却できる方法だった。皮膜が形成されたら、ゆっくりと固まるまで放置した。鉄の外側が急激に冷却されると、溶解していた炭素に強い圧力がかかり、鉄の破片を酸に溶かすと、炭素の一部がダイヤモンドとして結晶化していることがわかったが、大部分は黒鉛だった。確かに、ダイヤモンドは肉眼ではほとんど見えないほど小さかったが、モアッサンの目的は大きなダイヤモンドではなく、ダイヤモンドを作ることだったので、彼はこの時点で努力を止めた。

大きなダイヤモンドを生成するには、相当量の炭素を液化し、ゆっくりと結晶化する間、その状態を維持する必要がある。しかし、それは今のところ実現不可能な温度、圧力、そして時間でしか達成できない。通常の気圧下では、炭素は液体を経由せずに固体から気体へと変化する。ちょうど、寒くて晴れた日に雪が溶けずに蒸発するのと同じである。

おそらく将来、誰かがモアッサンが諦めた問題を引き継ぎ、あらゆるサイズのダイヤモンドを作る方法を見つけるだろう。しかし、それは科学者にとっても産業界にとっても大きな関心事ではない。なぜなら、そこから学べることは少なく、そこから得られるものも少ないからだ。もし発明家が[261ページ]安価なダイヤモンドを作る方法を知っていたとしても、電気炉を地下室に秘密裏に保管し、ダイヤモンドを慎重に販売すれば、金持ちになれるかもしれないが、非常に大きな石や、あまり多くの石を生産する勇気はないだろう。なぜなら、もし彼がそれらを製造しているという疑いが広まれば、たとえもう1つ売れたとしても、価格はほとんどゼロにまで下落してしまうからだ。ダイヤモンドの高価格は、純粋に架空のものである。まず第一に、ディーラーの結託によって天然石の生産量が制限されていることによって維持されており、さらに、ダイヤモンドは有用性や美しさではなく、その実際の、あるいは想定される希少性によって評価されている。チェスタトンは「光るものはすべて金である。なぜなら、輝きこそが金だからだ」と言っている。これは金には当てはまらない。もし金がニッケルと同じくらい安ければ、機械、船、橋、屋根に金メッキを施すことになるので、非常に価値のあるものになるだろう。しかし、ダイヤモンドが安ければ、砥石やドリル以外には何の役にも立たないだろう。重厚なガラス（ペースト）で作られた模造ダイヤモンドは、専門家でなければ本物の宝石と見分けがつかない。屈折率がほぼ同じなので、輝きも本物とほとんど変わらない。それほど高価ではないのは、おそらくトランスバールの青い大地で何ヶ月もかけて何百人もの黒人が汗水流して採掘した天然石だからだろう。その価値はもっぱら価格によって決まる。ダイヤモンドのネックレスを身につけることは、10万ドルの小切手を紐で首にぶら下げるようなものだ。

生産コストの削減によって、実質的な価値は高まり、架空の価値は消滅する。アルミニウムは1ポンドあたり25セント。[262ページ]それは、化学者の棚にある珍品で、1ポンドあたり160ドルで売られていた頃よりも、世界にとって遥かに価値のあるものとなっている。

電気炉の適用範囲は、高価ではあるものの比較的価値の低いダイヤモンドから、安価ではあるものの不可欠な鋼鉄まで及んでいます。FJ トーンが言うように、自動車メーカーがナイアガラ製品、つまり研磨剤、アルミニウム、溶接用アセチレン、高速度工具鋼を奪われたら、現在 1 日 500 台の自動車を生産している工場は 100 台に減ってしまうでしょう。私はここで主に、元素の結合や分離における化学変化を引き起こす電気について述べてきましたが、鋼鉄の製造や鋳造など、熱源としての電気の急速な利用拡大についても言及しておかなければなりません。1908 年、米国で電気炉によって生産された鋼鉄はわずか 55 トンでしたが、1918 年までに 511,364 トンにまで増加しました。また、通常の鋼鉄に加えて、電気炉はかつて「希少金属」であった鉄の合金を生み出し、冶金学の新たな科学を創造しました。

[263ページ]

第14章
金属、古きものと新しきもの
原始的な冶金学者は、自然界にそのまま存在する金属、つまり遍在する酸素によって侵食・腐食されていない金属しか利用できなかった。それらは主に金や銅であったが、もしかしたら、ある天才が隕鉄のかけらを見つけ、それを叩いて剣にしたかもしれない。しかし、それまで化粧品としてしか使っていなかった赤土を木炭で溶かすことで鉄が得られることを人間が発見したとき、文明に新たな時代が開かれた。もっとも、当時の赤土職人たちは彼を功利主義者だと非難し、時代の退廃を嘆いたに違いない。

鉄は最も臆病な金属の一つです。単独でいることを非常に嫌います。また、最も利他的な元素の一つでもあります。ほとんどすべての他の元素を、自分自身よりも好みます。特に酸素を好み、酸素は空気と水の両方に含まれており、これらはどこにでもあるため、鉄はすぐに仲間を見つけます。この結合の結果は、鉱物学や化学の世界ではさまざまな名前で呼ばれますが、私たちの目的には十分である日常的な言葉では、鉄錆と呼ばれます。

Mineral Foote-Notesのご厚意により掲載。 Mineral Foote-Notesのご厚意により掲載。
アグリコラの『デ・レ・メタリカ』（1550年）より。鉄鉱石を精錬するための原始的な炉。

純鉄、つまり柔らかく、延性があり、銀のように白い鉄を見たことがある人は多くありません。鉄は空気に触れるとすぐに薄い錆の膜で覆われ、黒くなり、そして赤くなります。そのため、人間が作ったもの以外には、世界に鉄はほとんど存在しません。鉄は金やダイヤモンドよりも希少で、これらのように拳ほどの大きさの鉄の塊や結晶は地中から見つかりません。しかし、時折、澄んだ空から何トンもの重さの鉄の塊が降ってきます。これらの隕石は宇宙の異端児です。それらがどこから来たのか、どの太陽や惑星に属していたのかはわかりません。これらは宇宙からの唯一の訪問者であり、他のすべての天体がこれらの破片のようなものだとすれば、[265ページ]宇宙には私たちしかいない。なぜなら、それらの惑星には錆びない鉄が含まれているからだ。鉄が錆びない場所では、人間はもちろん、他の動物や植物も生きられない。

鉄が錆びるのは、石が坂を転がり落ちるのと同じ理由で、そうすることでエネルギーを放出するからだ。宇宙のあらゆるものは、常にエネルギーを放出しようとしている。人間だけは例外で、常にエネルギーを増やそうとしている。いや、よく考えてみれば、人間こそが最大の浪費家だ。なぜなら、人間は自分が持っているエネルギーよりもはるかに多くのエネルギーを消費したがるため、風や川、岩石中の石炭からエネルギーを借りるからだ。人間は、鉱物や植物が自らの目的のために蓄えてきたエネルギーを奪い取る。ちょうど、人間が蜂から蜜を、蚕から繭を奪うように。

人間の最大の仕事は、自然の摂理を逆転させることにある。それが人間の生計の糧なのだ。そして、鉄の錆を溶かして金属を取り出す方法を発見したことは、人類最大の偉業の一つと言えるだろう。この発見から4000年の間に、人類はそれ以前の数百万年よりもはるかに多くのことを成し遂げた。鉄の錆の価値を知らなければ、人類はアステカやインカ、古代エジプトやアッシリアの文明にしか到達できなかっただろう。

現代国家の繁栄は、保有し利用する鉄の錆の量に左右される。イギリス、アメリカ、ドイツなど、あらゆる国が、どれだけ多くの鉄の錆を地中から掘り出し、鉄道、橋、建物、機械、戦艦、その他様々な道具や玩具を作り、そして再び錆びさせるかを競い合っている。文明は、鉄の錆の量で測ることができるのだ。 [266ページ]一人当たり、あるいはもっと正確に言えば、錆びるのを防いだ量で表す。

しかし、鉄の物質的な側面ばかりに注目しすぎて、その美的・倫理的な用途を見落としがちです。自然の美しさは、鉄が錆びること、そして実際には鉄の一般的な化合物すべてが色を帯びていることに大きく依存しています。これほど多様な色合いを呈する元素はほとんどありません。イエローストーンのペイントポットキャニオンを見てください。安価なガラス瓶は、含まれる鉄の量と種類によって、茶色、緑、青、黄色、黒など、さまざまな色に変化します。クリーム色のレンガで家を建て、斑点模様のレンガを混ぜ、赤、黄、緑のテラコッタの装飾で飾るのも、すべて鉄のおかげです。鉄は錆びるので塗装が必要ですが、鉄の錆そのもの以上に塗装に適したものがあるでしょうか？鉄の錆は安価で耐久性があり、死人が死なないように錆びることはありません。そして重要なことに、鉄の錆は美しく、丈夫で、清潔感があり、耐久性のある色です。鉄道旅行に出かけて、何マイルにもわたる車両、広大な屋根や壁、レンガ造りの建物でいっぱいの町並みを目にするたびに、鉄の錆が白やそれ以下の色ではなく、赤色であることに私たちは喜びを感じる。

なぜそうなるのかは分かりません。亜鉛とアルミニウムは化学的性質において鉄と非常によく似た金属ですが、それらの塩はすべて無色です。なぜ最も有用な金属が最も美しい化合物を形成するのでしょうか？ある人は天の摂理だと言い、ある人は偶然だと言い、ある人は何も言いません。しかし、もしそうでなかったら、岩や木々、そして人間の美しさのほとんどを失っていたでしょう。葉や花はすべて白くなり、すべての男女は歩く死体のように見えたでしょう。花に色がなければ、[267ページ]ミツバチや画家たちはどうするだろうか？もし草木がすべて白かったら、一年中冬のようになってしまうだろう。もし私たちの血管に昆虫のように白い血が流れていたら、詩人たちは大変な苦労をするだろう。そして、もし私たちが顔を赤らめることができなかったら、私たちの道徳観はどうなるのだろうか？

「私にとって、
ベルベットのような頬が露わにする花びらを見るのは、この上ない喜びだ！
塵からできているのだから！私はそれをよく信じている。
ユリもバラもそうだ。」

栄養分の乏しい地球は、住むにはほとんど価値がないだろう。

葉のクロロフィルと血液のヘモグロビンは、構成が似ています。クロロフィルは鉄の代わりにマグネシウムを含みますが、その形成には鉄が必要です。土壌に鉄分が不足すると植物が青白くなることは、誰もが知っています。葉に含まれる鉄分のおかげで、植物は太陽のエネルギーを蓄え、自分自身と私たちのために利用することができます。血液中の鉄分のおかげで、私たちは鉄の錆から鉄を取り出し、弱い手を補う機械を作ることができます。鉄は、トロリー線や第三軌条の形で電気自動車に動力を伝えるのと同じように、私たちの体内でエネルギーを運ぶ媒体なのです。頬が青白くなるように血液から鉄分が失われると、私たちは弱り、気を失い、ついには死に至ります。血液中の鉄分が少なすぎると、常に私たちを攻撃している病原菌はもはや破壊されず、際限なく増殖して私たちを征服します。鉄が効率的に機能しなくなると、私たちは自らが生み出す毒によって死に至るのです。

[268ページ]血液中の鉄含有血球数を数えることは、現在では病気の診断によく用いられる方法である。これは道徳診断にも役立つかもしれない。法廷に併設された顕微鏡と化学の実験室があれば、現在得られている証拠よりも価値のある情報が得られるだろう。貧血と悪徳は全く異なる扱いを必要とするからだ。体内の鉄の過剰または不足は犯罪につながる可能性がある。この考えに基づいて、道徳の化学体系を構築できるかもしれない。鉄に関連する罪には、殺人、暴力、放蕩が含まれるだろう。鉄に関連しない罪には、臆病、怠惰、嘘が含まれるだろう。前者は主に実行罪であり、後者は不作為罪である。もちろん、美徳も同様に分類できる。鉄に関連する美徳には、勇気、自立心、希望が含まれ、鉄に関連しない美徳には、平和主義、柔和さ、貞潔が含まれるだろう。この倫理基準によれば、道徳的な人間とは、血液中の鉄分の割合から期待されるよりも優れた行動をとる人物と定義されるだろう。

鉄が生命維持に必要な空気を体のあらゆる部分に運ぶというこの独特な役割を果たすことができるのは、鉄が非常に錆びやすいからである。酸化と脱酸素は非常に静かに進行するため、最も繊細な細胞にも損傷を与えることなく栄養が供給される。血液は赤から青へ、また青から赤へと、民主主義における社会的地位の交代よりもはるかに容易かつ迅速に変化する。鉄が非常に錆びやすいからこそ、非常に有用なのである。錆びた機械の大きなスクラップの山がある工場が最も儲かっている。ピラミッドは、鉄によって建てられた最も耐久性のある建造物である。[269ページ]それらは人間の手によって作られたものだが、40世紀もの間、すでに錆びつき始めている私たちの超高層ビルほど多くの人々を住まわせてきたわけではない。

酸素は最も遍在する元素であり、鉄は地球の中心に隠れることでしかその熱烈な抱擁から逃れられないため、私たちは錆との永遠の戦いを続けなければならない。化学者には酸化鉄、一般の人々には錆として知られるこれらの元素の複合体は、最も一般的な化合物のひとつであり、スペイン国旗のような黄色と赤の色は、あらゆる山腹に見られる。トゥバル・カインの時代から、人間はこれらの元素を分離し、一度分離したら、鉄を自分のために保持できるように、それらを分離したままにするために絶えず努力してきた。しかし、いつものように、ここでも人間は自然と戦っており、その成果はいつものように一時的なものに過ぎない。遅かれ早かれ、人間の警戒は回避され、燃え盛る炉で取り出した金属は、本来の親和性へと戻っていく。先史時代の人々が使用した火打ち石の矢じり、青銅の槍先、金の装飾品、木製の偶像などは今でも博物館で見ることができるが、彼らが最初に使った鋼鉄の剣はとうの昔に粉々に砕け散ってしまった。

毎年、世界の溶鉱炉は7200万トンの鉄を酸化物から生成し、その4分の1にあたる大部分が原始的な形態に戻ると言われている。もしそうだとすれば、人類は5000年にわたる冶金産業を経て、自然よりわずか3年しか進歩していないことになる。そして、もし人類が1世代にわたって努力を止めれば、人類が鉄鉱石から鉄を抽出する方法を学んだことを示すものはほとんど残らないだろう。古くからある疑問、「すべての鉄鉱石はどうなるのか」[270ページ]「ピン」という問いは、レールやパイプ、脱穀機にも同じように当てはまるだろう。鉄の末路はすべて同じだ。人間が利用する過程でどれほど多くの変容を遂げようとも、最終的には酸化した元の状態に戻る。鉄1ポンドを腐食から守ることは、鉱石からさらに1ポンドの鉄を生産することと同じくらい、世界にとって有益である。実際には、はるかに大きな利益となる。なぜなら、鉄1ポンドを生産するには石炭4ポンドが必要であり、鉄が酸化されるたびに、それを補うために4倍の石炭を酸化させなければならないからだ。そして、石炭層は鉄鉱石層よりも先に枯渇するだろう。

もし私たちが前進し、この膨大な労働力と天然資源の浪費から少しでも解放されたいと願うならば、入手して有用な道具に加工した鉄が酸化によって失われるのを防ぐ方法を見つけなければなりません。鉄と酸素が結合するのを防ぐ方法はただ一つ、両者を分離することです。例えば、油膜のような非常に薄い隔壁があれば、その目的を果たすことができます。しかし、普通の油は擦り切れてしまうので、亜麻仁油のような油で表面を覆う方が良いでしょう。亜麻仁油は酸化して硬く弾力性のある接着性コーティングになります。亜麻仁油に酸化鉄や他の顔料を混ぜると、塗料が破損していない限り鉄を完全に保護します。しかし、塗料が摩耗したりひび割れたりして空気が鉄に触れると、錆が発生し、塗料の下のあらゆる面に広がります。現代の台所用品の鉄製品に施されている磁器のようなエナメルについても同じことが言えます。エナメル質がしっかりしている限りは問題ないのですが、一度どこかで破れてしまうと、剥がれ落ちて食べ物に入り込んでしまいます。

[271ページ]明らかに、鉄を塗料や磁器のような異質な物質でコーティングするよりも、酸化しにくい別の金属でコーティングする方が、用途によっては好ましい。鉄に最も近い金属はニッケルであり、どんなに不規則な表面でも、電気によって任意の厚さのニッケル層を容易に析出させることができる。ニッケルは光沢があり、その光沢を長く保つことができるため、ニッケルメッキは、費用が法外にならない小さな物体の保護方法として好まれている。銅メッキは細い電線に使用される。溶融した錫に浸した鉄板は、錫の薄い接着層で覆われる。一般に「錫」として知られるこの錫メッキされた板は、鍋や缶の好まれる材料となっている。しかし、錫に傷がつくと、錫がない場合よりも下の鉄が急速に錆びる。これは、電気分解が起こり、対の負極である鉄が錫を犠牲にして錆びるためである。

亜鉛の場合は全く逆です。亜鉛は鉄に対して負の電荷を帯びているため、両者が接触して風雨にさらされると、亜鉛が先に酸化されます。亜鉛めっきはスイスガードのように頑丈で、可能な限り長持ちし、破損した場合でも酸素が鉄に触れる前に最後の原子まで破壊されます。亜鉛は4つの異なる方法で塗布できます。（1）ニッケルめっきのように電気分解によって析出させることもできますが、亜鉛めっきは多孔質になりやすい傾向があります。（2）板材や製品を溶融亜鉛の浴槽に浸すこともできます。これにより、おなじみの「亜鉛めっき鉄」が得られます。これは最も有用で、適切に行えば最も効果的な防錆剤です。これらの古い亜鉛塗布方法に加えて、現在では2つの新しい方法があります。（3）1つ[272ページ]スクープ法では、亜鉛またはその他の金属のワイヤーを、弾丸の速度で微細な液滴の噴霧として噴射するほどの熱と出力を持つ酸素水素空気の噴射に投入し、この金属ミストの噴射を受けた物体は、希望する厚さのコーティングを受ける。亜鉛の噴霧は非常に細かく低温であるため、布、レース、または素手で受けることができる。スクープ金属化プロセスは、金属を溶かすために吹き管の代わりに電流を使用することで最近改良された。任意の電気システム、好ましくは直接に接続された2本の亜鉛ワイヤーが「ピストル」に供給される。ワイヤーが接触する場所で電気アークが発生し、溶融した亜鉛が圧縮空気のジェットによって噴射される。(4) シェラダイジングプロセスでは、物品を亜鉛粉末とともに密閉ドラムに入れ、800°Fに加熱する。この温度の亜鉛は鉄を侵食し、コーティングの上部の純粋な亜鉛から下部の純粋な鉄まで、一連の合金を形成する。たとえ部分的にひび割れても、亜鉛が残っている限り、鉄は腐食からほぼ保護されます。アルミニウムも同様に、鉄、銅、真鍮のコーティングに熱分解処理で使用されます。まず、金属をアルミニウム粉末で加熱して表面合金を形成します。次に、温度を高くして表面のアルミニウムを金属内部に拡散させ、その後、アルミニウム粉末と接触させて再び加熱することで、酸化しない純アルミニウムの保護めっき層を形成します。

パデュー大学のEGマーティン教授が作成した鋼の構造を示す顕微鏡写真パデュー大学のEGマーティン教授が作成した鋼の構造を示す顕微鏡写真

冷間加工された鋼材。フェライトとソルバイトが観察される（500倍拡大）。

2．パーライト結晶を示す鋼材（500倍拡大）

3．空冷鋼の構造特性（50倍拡大）

4．鋳鋼に特徴的なフェライトとパーライトからなる三角形組織（50倍拡大）

EG Mahin氏提供 EG Mahin氏提供
金属の微細構造

可鍛鋳物；フェライト中の炭素の焼き戻し（50倍拡大）

2．材質：鉛を母材とする鉛アンチモン合金（100倍拡大）

3．ねずみ鋳鉄；炭素は黒鉛として（500倍に拡大）

4．セメンタイト（白色）とパーライト（黒色）からなる鋼（50倍拡大）

鉄製品を錆びさせないためのもう一つの方法は、錆びさせることです。これは、現代医学で予防接種が採用されているのと同様の予防法です。[273ページ]穏やかな培養物を使用すると、深刻な病気の発症を防ぐことができます。鉄に空気と水が作用すると、一連の化合物とそれらの混合物が形成されます。酸素含有量が最も少ないものは、鉄自体のように硬く、黒く、磁性があります。酸素含有量が最も多いものは、赤と黄色の粉末です。黒色酸化物の密着したコーティングを施すことで、酸化が粉末状になるまで進行するのを防ぐか、または妨げることができます。これにはいくつかの方法があります。バウアー・バーフ法では、処理対象物を密閉されたレトルトに入れ、20分間過熱蒸気を流した後、生成ガス（一酸化炭素）を流して、形成された可能性のあるより高次の酸化物を還元します。ゲスナー法では、還元剤としてガソリン蒸気を使用します。時計の針、バックルなどの青染めは、溶融硝石などの酸化浴に浸すことで行うことができます。しかし、完全な保護を提供するには、黒色酸化物の層を厚くするためにこのプロセスを繰り返しますが、これには時間と費用がかかります。これによりわずかな膨張が生じ、高温によって製品が歪むことが多いため、精密に調整された機械部品には適しておらず、もちろん工具は熱によって焼き戻し効果が失われてしまう。

これらの欠点のない新しい防錆法は、1907年にイギリスの化学者トーマス・ワッツ・コスレットによって発明され、アメリカのデトロイトのパーカー社によって開発されたリン酸塩処理法である。この方法は、鉄板や製品を、蒸気管で沸点近くまで加熱された希薄なリン酸鉄溶液を満たしたタンクに浸すだけの簡単なものである。水素の泡が急速に噴出する。 [274ページ]最初は反応が速く、その後は遅くなり、30分以上経つと反応が止まり、処理が完了します。この過程で、鉄は処理対象物の密度に応じて深さまで塩基性リン酸鉄に変換されます。初歩的な定性分析を学んだ人なら、未知の溶液にアンモニアを加えると、鉄とリン酸（存在する場合）が一緒に沈殿することを覚えているでしょう。つまり、リン酸鉄は酸以外には溶けません。したがって、このようなリン酸塩の表面膜は、酸以外では鉄を保護します。この膜は、塗料やエナメル、錫メッキやニッケルメッキのように外側に塗布されるコーティングではありません。そのため、剥がれ落ちることはなく、対象物のサイズも大きくなりません。シェラダイジングやバウアー・バーフ法のように高温を必要としないため、鋼鉄製の工具も焼き戻しや刃先を損なうことなく処理できます。

鉄(II)と鉄(III)のリン酸塩に黒色の酸化鉄が混ざった堆積物は、組成、質感、色において多様である。通常はくすんだ灰色で、油を塗ると、かつて我々の祖先を喜ばせた光沢のあるニッケルメッキよりも現代の好みに合った、柔らかなマットブラックになる。現代の軍隊でさえ、以前よりも落ち着いた趣味を好むようになり、きらびやかな装飾品は放棄している。

リン酸塩浴は高価ではなく、濃縮溶液を補充して濃度を維持し、沈殿したスラッジを除去することで、数ヶ月間連続して使用できます。この溶液には鉄の他に、カルシウムやストロンチウム、マンガン、モリブデンなどの他の金属のリン酸塩が含まれています。[275ページ]用途に応じて、ニッケルまたはタングステンが使用されます。リン酸塩処理液はニッケルには作用しないため、部分的にニッケルメッキされた製品にも使用でき、例えば、鈍い黒色の背景に明るい浮き彫り模様を作り出すことができます。また、パーカー処理によって残った表面は微細にエッチングされているため、さらなる保護が必要な場合に塗料やエナメルを塗布する際の密着性が向上します。エナメルにひび割れが生じた場合でも、下地の鉄は錆びにくく、コーティングが剥がれ落ちることもありません。

これらは、我々の永遠の敵である、腐敗をもたらす錆と戦うために現在用いられている方法の一部である。いずれもそれぞれに有用であるが、万能な方法は存在しない。「防錆」という謳い文句は、「耐火」という謳い文句と同様に、真剣に受け止めるべきではない。厳密に言えば、「防錆」塗料と「耐火性」塗料を区別すべきだろう。自然は、人類の成果を破壊しようと、陰険かつ絶え間なく働きかけてくる。我々は、自然の破壊的な意志を阻止するために、あらゆる手段を講じる必要があるのだ。

しかし、鉄を表面上、大気中の錆びに耐性を持たせるだけでは十分ではありません。酸による腐食にも耐えられるようにすれば、化学工場で使用されている大型で高価なプラチナ製または磁器製の蒸発皿や同様の器具の代わりに使用できるようになります。この要求は、過去5年以内に実用化された非腐食性の鉄によっても満たされています。その一つである「タンティロン」は、1912年に英国の冶金学者ロバート・N・レノックスによって発明され、[276ページ]ケイ素を15パーセント含有。類似製品は、アメリカでは「デュリロン」や「ブフロカスト」、フランスでは「メティルール」、イタリアでは「イリアナイト」、ドイツでは「ニュートラライゼン」として知られている。銀白色の緻密な鉄で、非常に硬く、やや脆い。鋳鉄に似ているが、炭素の代わりにケイ素が主成分として添加されている。切断や穴あけは難しいが、新しい研磨剤で研磨して形を整えることができる。錆びにくく、硫酸、硝酸、酢酸（高温でも低温でも、希釈でも濃縮でも）による腐食を受けない。塩酸、二酸化硫黄、アルカリに対する耐性はそれほど高くない。

鉄の価値はその汎用性にある。鉄は12種類の金属を1つにまとめたようなものだ。組成を少し変えたり、処理方法を変えたりするだけで、硬くしたり柔らかくしたり、脆くしたり展延性を持たせたり、強靭にしたり弱くしたり、抵抗力を持たせたり柔軟にしたり、弾力性を持たせたりしなやかにしたり、磁性を持たせたり非磁性にしたり、電気伝導性を持たせたり弱くしたりすることができる。中世の人々がこれらの神秘的な変化を魔術のせいだと考えていたのも無理はない。しかし、現代の微細冶金学者は、鋼の表面をエッチングして撮影することで、鋼が花崗岩の塊のような複合体であることを明らかにする。そして、その構成鉱物であるフェライト、オーステナイト、マルテンサイト、パーライト、グラファイト、セメンタイトを識別し、それらの量、形状、配置が試料の強度や弱さにどのように影響するかを示すことができる。これらの構成要素のうち最後のセメンタイトは、明確な化学化合物であり、鉄炭化物Fe 3 Cで、6.6パーセントの炭素からできており、ガラスを傷つけるほど硬く、非常に脆く、これらの性質を焼き入れ鋼や鋳鉄に与える。

この知識を自由に使える鉄工職人は[277ページ]彼は目を開けたまま作業することができ、溶融を制御して、これらのさまざまな成分を思い通りに結晶化させることができる。さらに、彼はもはや鉄と炭素の合金に限定されていない。彼は化学辞典をくまなく調べて、合金に加える新しい元素を見つけ出し、これらの珍しい元素の中には、非常に実用的な価値があることが証明されたものもある。例えば、バナジウムは、かつては化学の教科書の巻末の小さな活字で書かれており、授業で取り上げられるのは学期末まで待たなければならなかった。しかし、バナジウム鋼がなければ、フォード車は存在しなかっただろう。タングステンもまた、教科書の最後に追いやられており、学生がそれを覚えていたとしても、それは記号がTではなくWである理由が理解できなかったからである。しかし、今日の学生はタングステン線の光の下で授業を学び、「タングストーン」スタイラスで再生される蓄音機レコードを聴いて心を落ち着かせる。私が化学の助手だった頃、鋼の「分析」とは単に炭素含有率を測定することだけで、燃焼を完了させるのに十分な時間を確保するために、土曜日をその作業に充てていました。ところが今では、製鉄所の研究所の化学者は、タングステン、クロム、バナジウム、チタン、ニッケル、コバルト、リン、モリブデン、マンガン、ケイ素、硫黄といった元素も測定しなければならず、しかも迅速に作業を進めなければなりません。なぜなら、電気炉で鋼が溶解している間に15分以内に報告書を提出しなければ、75トンもの鋼全体が不良品になってしまう可能性があるからです。化学者の作業スピードがここまで速くなる前に研究所を辞めておいてよかったと思っています。

鋼の品質は、これらの成分の存在と相対的な割合に依存し、[278ページ]それらの一部で 1 分の 1 パーセントの変動によって、異なる金属が作られます。たとえば、ニッケルの割合が約 15 パーセントまで増加すると、鋼はより強く、より丈夫になります。割合を 25 パーセントに上げると、錆びたり腐食したりせず、非磁性の合金が得られます。ただし、その構成金属である鉄とニッケルは、それぞれ磁石に引き付けられます。ニッケル 36 パーセント、マンガン 5 パーセントの合金は、温度変化による膨張と収縮が非常に少ないため、「インバー」として知られています。最良のインバーの棒は、通常の気温で 1 度摂氏上昇しても、長さの 100 万分の 1 未満しか膨張しません。このため、時計や測定機器に使用されます。鉄とニッケルの合金は 46 パーセントです。ニッケルは、その膨張・収縮率がプラチナやガラスと同じであるため、「プラチナ鉱」と呼ばれており、電球のガラスを貫通するプラチナ線の代替として使用できる。

マンガン含有量が11～14%の鋼は硬すぎて機械加工ができない。鋳造または研削で成形する必要があり、防犯金庫や装甲板に使用される。クロム鋼も硬くて丈夫で、やすり、ボールベアリング、弾丸などに使われる。鉄工職人がかつては容赦ない敵とみなしていたチタンは、脱酸剤として利用され、鋼の強度と弾性を高めている。フランスからの報告によると、ニッケル鋼に0.3%のジルコニウムを添加すると、ドイツ軍の貫通弾に対する耐性が向上したという。[279ページ]これまでに知られているあらゆる鋼材に匹敵するものではない。この新しい「ステンレス」カトラリーには、12～14パーセントのクロムが含まれている。

より硬い鋼材の登場に伴い、それらを加工するためのより丈夫な工具が必要となった。今や、優れた工具鋼の美徳は、優れた人間の美徳と同じである。それは、焼き戻しを失わずに高温に耐えられることなのだ。誰もが知っているように、昔ながらの鋼材は、赤くなるまで加熱し、急冷したり、水や油に浸したりすることで焼き戻しを行う。しかし、旋盤での摩擦などによって先端が再び加熱されると、鋼材は軟化し、切削刃としての切れ味を失ってしまう。そのため、工具を冷却しておく必要性が、機械の速度を制限する要因となったのである。

しかし1868年頃、シェフィールドの冶金学者ロバート・F・マシェットは、自分が扱っていた鋼材が焼き入れをしなくても硬化することに気づいた。彼はこの特異性の意味を解明するために分析を行い、当時冶金学では認識されていなかった希少金属であるタングステンが含まれていることを知った。さらに調査を進めた結果、タングステンとマンガンまたはクロムを添加した鋼は、通常の炭素鋼よりも靭性が高く、高温でも焼き戻し状態をよりよく維持することがわかった。この鋼で作られた工具は、切削力を失うことなく白熱するまで加工することができた。1990年代にベスレヘム製鉄所の「エフィシェンシー」テイラーによって発明されたこの種の新しい工具は、世界中の工場での作業方法に革命をもたらした。従来の工具は過熱せずに毎分30フィート以上の速度で切削することはできなかったが、新しいタングステン工具は鋼を10倍の速さで切削し、1トンの材料を1800万分の1の速度で切削することができる。[280ページ]1時間。これらの高速ツールのおかげで、米国は同じ時間で通常生産できる量の5倍の弾薬を生産することができた。一方、ドイツだけが近代鋼の秘密を握っていたとしたら、どの国もドイツに抵抗することはできなかっただろう。冶金技術におけるわずかな優位性が、多くの戦いの決定的な要因となってきた。日曜学校での教育を受けた読者は、サムエル記上13章19-22節に記されている事例を覚えているだろう。

これらの新金属のおかげで、装甲板は、同様の素材で先端が尖った砲弾を除いて、無敵になった。飛行は、1馬力あたりわずか2ポンドのエンジンによって可能になった。内燃機関のシリンダーと大砲のケーシングは、内部で発生する燃焼ガスのこれまでにない圧力と腐食作用に耐えられるように作られた。鋳造品は非常に硬く作られているため、同じ種類の工具以外では切断できない。現在使用されている高速工具では、鉄の20～30パーセントが他の成分に置き換えられている。例えば、タングステンが14～25パーセント、クロムが2～7パーセント、バナジウムが0.5～1.5パーセント、炭素が6～8パーセント、そしておそらくコバルトが最大4パーセントである。モリブデンまたはウランがタングステンの一部を置き換えることもある。

高速工具用の新しい合金の中には、鉄を全く含まないものもある。星石という詩的な名前を持つステライトは、クロム、コバルト、タングステンが様々な割合で混合されたものである。ステライトは硬い刃先を保ち、高温になるほど靭性が高まる。非常に硬く、プラチナと同様に宝飾品に適している。[281ページ]ただし、それほど高価ではない。競合製品であるクーパーライトは、ニッケルとジルコニウムの合金で、ステライトよりも強度が高く、軽量で、安価である。

戦争前、世界のタングステン鉱石（ウォルフラマイト）のほぼ半分はビルマ産だった。しかし、ビルマは100年間イギリス領だったにもかかわらず、イギリスは鉱物資源を開発せず、タングステン貿易はドイツが独占していた。鉱石はすべてドイツに送られ、イギリス海軍は装甲板や重砲に必要なタングステンをドイツから購入することで満足していた。戦争が勃発すると、イギリスは鉱石の供給源を持っていたが、当初は加工方法に不慣れだったため、それを処理することができなかった。タングステンが不足していたドイツは、潜水艦ドイッチュラント号でボルチモアから少しずつ密輸しなければならなかった。戦争前、アメリカではタングステン鉱石は1単位あたり6.50ドルで売られていたが、1916年初頭には1単位あたり85ドルに跳ね上がった。1単位は1トンあたり1パーセントの三酸化タングステン、つまり20ポンドである。当時、コロラド州ボルダー郡とカリフォルニア州サンバーナーディーノでは鉱山ブームが起こり、古き良き時代を彷彿とさせた。1918年5月から12月にかけて、米国では4550万ポンド以上のタングステン鋼が製造され、その中には約800万ポンドのタングステンが含まれていた。

タングステン鉱石がもっと豊富で、加工も容易であれば、多くの用途で鋼鉄に取って代わるだろう。タングステンは鋼鉄や石英よりも硬く、錆びることがなく、酸にも溶けない。熱膨張率は鉄の3分の1で、重量は鉄の2倍以上、融点も2倍高い。[282ページ]その電気抵抗は鉄の半分であり、引張強度は最強の鋼鉄よりも3分の1高い。直径0.0002インチという、ほとんど目に見えないほど細い線に加工できるが、その強度は銅線の10倍にも匹敵する。

電球のタングステン線は直径約0.03インチで、従来の炭素フィラメントと同じ電力消費量で3倍の明るさを提供します。タングステン電球のアメリカの製造業者は、ゾロアスター教の光の神にちなんで、ランプを「マズダ」と名付けました。タングステンをワイヤー状にすることは、タングステンが固く溶かすには耐火性が高すぎ、引き伸ばすには脆すぎるため、世界の発明家を長年悩ませてきた問題でした。WD クーリッジ博士は、1912年にタングステン酸を水素で還元し、金属粉末を圧力で棒状に成形することで、この偉業を成し遂げました。これを電気炉で白熱させ、取り出して圧延し、ワイヤーが赤熱状態で開口部が徐々に小さくなるダイヤモンドダイスを通して引き伸ばせるほど細くなるまで、このプロセスを約50回繰り返します。

ドイツ式のランプフィラメント製造法では、タングステン粉末と酸化トリウムの混合物を、所望の直径の穴が開いたダイヤモンドを通して噴射する。こうして作られたフィラメントは、2500℃に加熱されたチャンバー内を毎時8フィートの速度で引き伸ばされ、タングステンが結晶化して連続した糸状になる。

商業規模で電灯に使用された最初の金属フィラメントは、タンタロスの金属であるタンタルで作られていました。1905年から1911年の間に1億個以上が[283ページ]タンタルランプは販売されていたが、タングステンが電線に加工できるようになるとすぐに、タンタルランプに取って代わられた。

ランプのフィラメントとしても鋼の硬化剤としても、タングステンの最近のライバルはモリブデンである。この金属1ポンドは、タングステン3～4ポンドよりも鋼に優れた弾力性を与える。モリブデン鋼は割れにくいため、徹甲弾、砲身の内張り、航空機の支柱、自動車の車軸、プロペラシャフトなどに適していると言われている。ライバルであるタングステンと組み合わせたモリブデン合金は、スパークプラグや歯のプラグに使用した場合に腐食に強く、非常に高価なプラチナの代替品となる可能性がある。ヨーロッパの鉄鋼業者は、アメリカ人よりもモリブデンを積極的に利用している。この金属の塩は、染色や写真にも使用できる。

カルシウム、マグネシウム、アルミニウムは、化合物としてはごくありふれた元素ですが、金属として利用されるようになったのは電気炉の発明以降のことです。今では、写真家は家の中で友人を撮影する際に懐中電灯にマグネシウム粉末を使用し、飛行士は開けた野原で敵を撮影する際にマグネシウム粉末を使用します。政府が戦争用に用意した照明弾は、長さ4フィート、厚さ6インチの鉄板製の円筒で、マグネシウムの棒が、展開時に直径20フィートの絹製のパラシュートにしっかりと巻き付けられていました。全体の重量は32ポンドでした。ボタンを押して飛行機から投下すると、底部にある風車が回転し、マグネシウムの棒に点火して黒色火薬が爆発し、ケースが外れて爆発物が放出される仕組みでした。[284ページ]パラシュート。燃え盛る照明弾は32万カンデラの光を放ち、パラシュートがゆっくりと降下する間、10分間その光は持続した。この光は、最も暗い夜でも地上を十分に照らし、飛行士が爆弾の照準を合わせたり、写真を撮ったりするのに役立った。

アルミニウムにマグネシウムを5～10パーセント加えると、アルミニウムとほぼ同じくらい軽く、鋼鉄とほぼ同じくらい強い合金（マグナリウム）が得られます。アルミニウム90パーセントとカルシウム10パーセントの合金は、アルミニウムよりも軽くて硬く、耐腐食性にも優れています。最新のドイツ製飛行機「ユンカー」は、すべてジュラルミンで作られていました。翼でさえ、通常のドーピングされた綿布ではなく、この合金の波板でできていました。ジュラルミンは、アルミニウム約85パーセント、銅5パーセント、亜鉛5パーセント、錫2パーセントで構成されています。

プラチナが最初に発見されたとき、非常に安価だったため、そのインゴットは金メッキされ、金塊として無知な購入者に販売されました。ロシア政府は、私たちがニッケルを使うように、プラチナを小額硬貨の製造に使用しました。しかし、これは需要が供給を生み出すという法則の例外です。プラチナは単に馴染みのない金属ではなく、真の「希少金属」です。ウラル山脈以外では大量に産出されず、化学薬品や電気機器に不可欠であるため、価格は上昇し続けています。ロシアは、戦争によってプラチナの需要が最も高まったまさにその時に混乱に陥り、政府は宝飾品や写真へのプラチナの使用を中止せざるを得ませんでした。「金塊」方式は今や逆転し、より安価な金属である金がプラチナの「不純物」として使用されるようになりました。[285ページ]かつては無視されていた白金族元素、すなわちパラジウム、ロジウム、オスミウム、イリジウムが活用されるようになり、これらは金や銀と合金化され、歯科医、化学者、電気技師によって、入手困難だった白金の代替品として、多かれ少なかれ満足のいく形で利用されるようになった。これらの合金の一つ、パラジウム20％と金80％からなる「パラウ」（パラジウム・オーラム）という略称を持つ合金は、実験室用のるつぼとして非常に適しており、白金の半額で済む。「ロタニウム」は最近導入された同様の合金である。当社の金ペンのペン先にはオスミウム・イリジウム合金が使われている。この貴金属族がこれほどまでに利用が制限されているのは残念なことである。なぜなら、それらは粘り強さと不朽性において比類のないものだからだ。戦時においても平時においても、世界に大いに役立つ可能性がある。「悪い子」が著書『動物図鑑』で述べているように。

私はカバをプラチナ製の弾丸で撃つ。
鉛製の弾丸を使ったら、カバの皮で弾丸が潰れてしまうからだ。

前世紀後半になると、化学者たちは様々な元素の間に一定の規則性と関係性があることに気づき始め、元素を原子量の順に整理して、既知または未知の特定の元素が系列における位置を観察するだけでどのように振る舞うかがわかるような、ある種の分類体系を考案できるのではないかという考えに至った。ロシアの化学者メンデレーエフは、そのような体系の中で最も独創的なものを「周期律」と名付け、彼の理論に何らかの根拠があることを証明した。[286ページ]彼は、当時まだ知られていなかった3つの金属元素の性質を予測した。彼の配置図には、それらの元素に対応する3つの空の仕切りが示されていた。16年後、予測された3つの元素はすべて発見された。1つはフランス人、1つはドイツ人、そしてもう1つはスカンジナビア人によって発見され、愛国心からガリウム、ゲルマニウム、スカンジウムと名付けられた。これは、望遠鏡による発見に先立ち、ルヴェリエが海王星の存在を数学的に証明したのと同様に、科学的先見性の輝かしい勝利であった。

しかし、メンデレーエフの法則は「真実」を語っていたものの、弁護士たちが言うように「真実のすべて、そして真実以外の何物でもない」とは言い難いことが次第に明らかになってきた。科学史においてよくあることだが、仮説は当初想定されていたほど単純かつ完全に物事を説明するものではないことが判明した。体系上の矛盾は、より詳細な研究によって消えるどころか、より顕著になった。メンデレーエフは3つの欠落した環を指摘していたものの、その後発見されたヘリウム・アルゴン族の不活性ガスという元素群全体について説明を怠っていた。現在では周知の通り、この体系は元素は不変であり、原子量は不変であるという誤った仮定に基づいて構築されていたのである。

化学者たちが最も分離・同定に苦労した元素は、「希土類」に含まれる重金属だった。約20種類もの希土類元素が混ざり合い、非常に似通っていたため、通常の分離方法では分離できなかった。化学者たちは100年間、希土類元素の研究と論争を続け、ようやく商業的価値があることに気づいた。 [287ページ]これほど実用的なものは他に考えられない。一般の人々は、化学者がジジミウムが2つあるかどうかを気にする理由が、神学者がイザヤが2人いるかどうかを気にする理由と変わらないように、理解できなかった。しかし、1885年、突然、この化学的な謎はビジネス上の問題となった。希土類元素は家庭用品となり、バーナーのマントルに含まれる酸化セリウムと酸化トリウムが完全に純粋か、分離が非常に困難な他の元素の痕跡が含まれているかによって、毎月のガス料金が大きく変わるようになった。

純粋科学から応用科学へと研究分野が急転換したのは、ウィーンの化学者カール・アウアー博士（後にアウアー・フォン・ヴェルスバッハ男爵として知られる）のおかげだった。彼は分光法を用いて希土類元素を選別しようとしていた。分光法とは、通常、白金線を未知の物質の溶液に浸し、無色のガス炎にかざすという方法である。白金線が燃え尽きるにつれて、各元素は炎に特有の色を与え、分光器を通して見ると一連の線として見える。しかし、白金線から発せられる炎の閃光は短すぎて研究できなかったため、アウアー博士は糸を液体に浸し、それをガスの噴流に入れるという方法を思いついた。綿は当然すぐに燃え尽きたが、希土類元素はまとまって加熱され、酸素水素炎で生石灰を加熱したときに発生するカルシウム光や石灰光によく似た、まばゆいばかりの白色の光を発した。しかし、これらの希土類元素は、そのような強烈な熱を必要とせず、通常のガスジェットでも発光する。

こうしてウェルスバッハのマントルバーナーはあらゆる場所で使われるようになった。[288ページ]そして、電気照明によって脅かされていた石炭ガス事業を救った。ガスストーブに使われるような安価な燃料ガスでも、マントルを使えば、通常のガスジェットよりもはるかに高い光度を持つ、きめ細かな白色光が得られるため、炎を明るくするためにガスに油を添加する必要はなくなった。マントルは機械で細い円筒状に編まれ、適切な長さに切断され、希土類塩の溶液に浸され、乾燥される。マントルには綿糸よりも人造絹糸（ビスコース）の方が適していることがわかった。なぜなら、人造絹糸は中空ではなく中実で、品質がより均一で、1インチの繊維に切れることなく連続しているからである。これらのマントルの品質には大きな違いがあり、使ったことのある人なら誰でも知っている。ガスコックを半分開けただけで最初は明るく光るものもあるが、すぐに切れたり、光が鈍くなったりして、何らかの光を得るためにはより多くのガスが必要になる。一方、長持ちし、最後まで良くなるものもある。土やガスにわずかな不純物が混入するだけで、光はすぐに劣化してしまう。最適な結果は、酸化トリウム99部と酸化セリウム1部の混合物から得られる。光を発するのは酸化セリウムだが、その量が少しでも多すぎると光度が低下する。

化学の知識がない読者は、奇妙な名前とその語尾の多様性に戸惑うかもしれないが、ナトリウム、セリウム、トリウムのように新しい金属には-umで終わる名前が付けられ、それらの酸化物（酸素との化合物、つまり土類元素）にはソーダ、セリア、トリウムのように-a で終わる名前が付けられることを知れば、戸惑う必要はない。したがって、 -umで終わる名前を見たら、金属を思い浮かべてほしい。金属はほとんど同じように見えるので、鉛や銀など、どんな金属でも構わない。そして、[289ページ]-aで終わる名前に出会った人は、石灰のような白い粉を想像するかもしれません。例えば、トリウムは、その名前が示すように、雷神トールにちなんで名付けられた金属で、私たちは毎週木曜日をトールに捧げています。セリウムは、小惑星を介してローマの農業の女神にちなんで名付けられました。

ウェルスバッハ式バーナーの原料の主な供給源はモナザイトで、これはセリウムリン酸塩と約5パーセントのトリウムからなる、きらめく黄色の砂です。1916年、米国はブラジルとインドから250万ポンドのモナザイトを輸入しましたが、そのほとんどは以前はドイツ向けでした。1895年にはカロライナから150万ポンド以上輸入しましたが、外国産の砂の方が品質が良く、価格も安いです。希少金属の塩の価格は激しく変動します。1895年には硝酸トリウムは1ポンドあたり200ドルで販売されていましたが、1913年には2.60ドルに下落し、1916年には8ドルに上昇しました。

モナザイトはトリウムよりもセリウムを多く含み、モナザイトから作られたマントルはセリウムよりもトリウムを多く含むため、セリウムが余剰となる。製造業者は、トリウム塩100ポンドの購入ごとにセリウム塩1ポンドを無償で提供していた。ウェルスバッハは、マントル工場の周囲にセリウムの残渣が捨てられて蓄積していくのを見て腹を立て、その使い道を探し始めた。彼は混合土を金属状に還元し、傷をつけると火花が散ることを発見した。セリウムと鉄を30～35パーセント含む合金が最適であることが判明し、自動ライターの形で市場に出回った。このゴミ捨て場から救い出された無名の化学元素を基に、オーストリアではすぐに一大ビジネスが築かれた。セライトライターの販売は[290ページ]フランスでは、マッチ製造の独占から多額の収入を得ていた共和国の財政を脅かす恐れがあったため、フランス政府はマッチを所持するすべての男性に税金を課した。ドイツでこれらのライターを購入したアメリカ人観光客は、フランス国境で足止めされ、許可証の取得を強いられることに非常に腹を立てていた。戦争中、セリウムスパークラーは塹壕でタバコに火をつけるためによく使われたが、「The Better ‘Ole」を見たことがある人ならわかるように、火がつかないこともあった。アウアー金属またはセリウム鉄合金は、手榴弾に点火したり、トレーラー砲弾の飛行経路を示すために弾薬に使用された。マッチや雷管が発明される前に私たちの祖先が火打ち石と一緒に使用していた鋼鉄など、他にも発火性（発光性）合金はたくさんある。

既知の金属は50種類以上ありますが、そのうち半分にも満たない量しか一般に利用されていません。したがって、冶金学の発展にはまだまだ大きな余地があります。読者が順列の計算を忘れていなければ、これら50種類の金属の組み合わせと比率を変えることで、どれだけの種類の合金が作れるかを計算できるでしょう。かつては化学者しか知らなかった元素、あるいは化学者でさえ名前しか知らなかった元素が、いかに急速に私たちの日常生活に欠かせないものになったかを見てきました。まだ利用されていない元素の中にも、現代文明において長らく感じられなかったニーズを満たすのに適した、特異な性質を持つものが見つかるかもしれません。

例えば、フランスの金属であるガリウムを誰が利用するだろうか？ガリウムは1869年にメンデレーエによって発見に先立って記述され、[291ページ]1875年以来、ガリウムは発見されているが、まだ実用化されていない。非常に優れた金属なので、何かに使えるはずだ。寒い日に博物館の展示ケースで見たら、アルミニウムの塊だと思うかもしれないが、学芸員が手に持たせてくれたら（そんなことはしないだろうが）、水銀のように溶けて床に流れ落ちるだろう。融点は華氏87度である。ガリウムはガラスを濡らすため、水銀のように上部に明確な凸状の曲線を作るのではなく、管の側面に張り付くという特異な性質がなければ、水銀の沸点以上の温度を測定する温度計に使用できるかもしれない。

そして、アメリカの金属であるコロンビウムがある。コロンビアにちなんで名付けられた元素が、これほど実用的でないというのは不思議なことだ。コロンビウムはタンタルによく似た金属で、タンタルは電灯のフィラメントとして利用されていた。コロンビウムランプは、私たちの愛国心をくすぐるはずだ。

いわゆる「希少元素」は、地殻全体から見れば実際には十分に豊富に存在するが、非常に薄く散在しているため、通常は見過ごされ、採掘が困難である。しかし、それらの元素のいずれかが価値あるものと判明すると、すぐに利用可能になることがわかる。体系的な探索を行えば、たいていはどこかに十分な量が存在することが発見される。では、タングステンが我々の祖先にとって未知の元素であったように、我々にとって未知の元素であるインジウム、ゲルマニウム、テルビウム、ツリウム、ランタン、ネオジム、スカンジウム、サマリウムなどの用途を最初に発見するのは誰だろうか？

元素がどれほど希少であっても、一般的に有用であることが判明すれば広く使用されるようになるという主張の証拠として、[292ページ]ラジウムについて。良質なラジウム鉱石であるピッチブレンドには、400万分の1ものラジウムが含まれていることがあります。聡明なポーランド出身のパリジャン、マリー・キュリーは、そのような元素が存在することを世界に証明するまでに何年もかかり、その後も金属を取り出すまでに何年もかかりました。しかし今では、暗闇で時計の文字盤を照らすために、誰もが少しのラジウムを手に入れることができます。これに必要な量はごくわずかです。もしもっと多ければ、皮膚が焼けてしまうでしょう。なぜなら、ラジウムは爆発する元素だからです。原子は、ローマキャンドルが燃え盛る球を放出するように、一定間隔で微粒子を放出します。これらの粒子の一部、アルファ線は、別の元素であるヘリウムの原子で、正の電荷を帯びており、毎秒18,000マイルの速度で放出されます。ベータ線と呼ばれる一部のアルファ線は負の電子で、他のアルファ線の約7千分の1の大きさしかないが、光速に近い毎秒18万6000マイルの速度で放出される。アルファ線が硫化亜鉛の薄片に当たると、顕微鏡で見えるほど大きな光の飛沫が発生するため、単一の原子の軌道を追跡することができる。蓄光時計の文字盤は、ラジウム粒子の絶え間ない照射を受ける硫化亜鉛のコーティングでできている。ウィリアム・クルックス卿はこのラジウム発光装置を発明し、「スピンタリスコープ」と名付けた。これはギリシャ語で「火花観測器」を意味する。

明らかに、ラジウムが物質をこれほど浪費するなら、永遠に存在し続けることはできず、また永遠に存在し続けることもできなかった。元素は、かつて考えられていたように、必ずしも永遠不変ではない。元素には自然な寿命があり、少なくとも一部の元素は生まれ、死に、そして増殖する。例えばラジウムは、[293ページ]イオニウムの子孫であり、イオニウムは既知の元素の中で最も重いウランの玄孫にあたる。この化学的な系譜を聖書の言葉で表現すると、次のようになるかもしれません。ウランは50億年生き、ウランX1を生み出し、ウランX1は24.6日間生き、ウランX2を生み出し、ウランX2は69秒間生き、ウラン2を生み出し、ウラン2は200万年生き、イオニウムを生み出し、イオニウムは20万年生き、ラジウムを生み出し、ラジウムは1850年間生き、ニトンを生み出し、ニトンは3.85日間生き、ラジウムAを生み出し、ラジウムAは3分間生き、ラジウムBを生み出し、ラジウムBは26.8分間生き、ラジウムCを生み出し、ラジウムCは19.5分間生き、ラジウムDを生み出し、ラジウムDは12年間生き、ラジウムEを生み出し、ラジウムEは5日間生き、ポロニウムを生み出し、ポロニウムは136日間生き、鉛を生み出した。

私が示した数値は、親物質の半分が次の世代に引き継がれるまでの時間です。化学者は、モーセが族長たちに与えた寿命の許容度よりもさらに寛大であることがわかります。上記から、任意の試料中のラジウムの半分は約 2000 年で変化することがわかります。残りの半分は次の 2000 年で消滅し、その半分は次の 2000 年で消滅し、以下同様です。読者は、それがすべて消滅する時期を自分で計算できます。そうすれば、アキレスが亀に追いつくのはいつかというエレア派の古い難問に対する答えが得られます。しかし、10 万年後には言及する価値のあるラジウムは残っていない、つまり、現在存在するラジウムのほぼすべてが人類よりも若いと言えるでしょう。ウラン中に見られる鉛は、おそらくウランから派生したもので、他の鉛と同様の挙動を示しますが、より軽いです。その原子量はわずか206ですが、通常の鉛は[294ページ]原子量は207です。つまり、同じ化学元素でもその起源によって原子量が異なる場合があり、一方で異なる化学元素が同じ原子量を持つ場合もあるようです。これは、元素の不変性を誇りとし、その過去の生命や遺伝を考慮しなかった前世紀の化学者にとっては衝撃的な異端のように思えたでしょう。これらの放射性元素の研究は、新しい原子理論につながりました。おそらく私たちのほとんどは、若い頃は原子を小さな丸い硬いボールだと想像していたと思いますが、今では、太陽のように電気陽性の原子核があり、その周りを惑星のように回転する負の電子がある一種の太陽系として考えられています。原子核内の自由正電子の数は、水素の1個からウランの92個まで変化します。これにより、92個の可能な元素が存在する余地が残り、そのうち6個を除くすべてが多かれ少なかれ確実に知られており、体系に明確に配置されています。水素原子の238倍の質量を持つウラン原子は、既知の元素の中で最も重く、したがって元素の限界値と言える。ただし、天王星の軌道の外側で海王星が発見されたように、ウラン原子よりも重い元素が発見される可能性もある。ウランとその数多くの子孫元素の位置づけを考えると、この元素がすべての神々の父の名を冠しているのは実にふさわしいと言えるだろう。

これらの放射性元素には、私たちの哲学では想像もできなかったようなエネルギー源が存在します。ラジウムの最も顕著な特徴は、周囲の温度がどれほど高くても、常に周囲よりわずかに温度が高いことです。ゆっくりと、[295ページ]自発的に、そして絶えず分解し、それを早めたり止めたりする方法は知られていない。液化空気で冷却しても、融点まで加熱しても、変化は同じように続く。1オンスのラジウム塩は、1時間で1オンスの氷を溶かすのに十分な熱を放出し、次の1時間でこの水を沸点まで上昇させ、これを何年も絶え間なく繰り返す。燃料のない火、錬金術師がむなしく求めた賢者のランプの実現である。このように放出される総エネルギーは、酸素と水素が結合して水を形成するような化学結合によって生成されるエネルギーの何百万倍も大きい。この重い白い塩からは、沼地の上を漂う鬼火のように、かすかな火の霧が絶えず立ち昇っている。このガスはエマネーション、またはニトン、「輝くもの」として知られている。1ポンドのニトンは、23,000馬力の速度でエネルギーを放出する。蒸気船を動かすには素晴らしいエネルギー源だと誰もが思うだろうが、それが長続きしないことを忘れてはならない。6日目には出力は半分にまで低下するだろう。さらに、放射線は近づく人間の肉体を腐らせ、激しい潰瘍を引き起こしたり、治癒させたりするため、誰も技師として働く勇気はないだろう。それは有機物の複雑で繊細な分子を分解するだけでなく、原子そのものを攻撃し、ある元素を別の元素に変化させると考えられている。これもまた錬金術師の夢の実現である。そして、私たちには見えず感じられないその光線は、装甲板を貫通し、その背後にあるものを撮影するのに十分な強さを持っている。

しかし、ラジウムは最も神秘的な元素ではなく、最も神秘的でない元素である。[296ページ]他の元素は保持されている。これは、他のすべての元素がその重量に比例して同様のエネルギーを内部に隠していることを示唆している。天文学者は長い間、世界の馬力を計算することで私たちの想像力を魅了してきた。太陽系の無駄な動的エネルギーのほんのわずかな部分でも私たち全員を億万長者並みに裕福にできるのに、蒸気機関やダイナモについて話すのは安っぽいと感じさせる。しかし、天体は大きすぎて、このような実用的な方法で利用することはできない。

そして今や化学者たちは天文学者と同じくらい苛立たしい存在となった。なぜなら彼らは、最も取るに足らない物質の中に計り知れない富を垣間見せてくれるからだ。富とは世界の利用可能なエネルギーによって測られるものであり、もしほんの数オンスの物質でエンジンを動かしたり、空気から窒素肥料を製造したりできるなら、私たちのあらゆる悩みは解決するだろう。キプリングはスケッチ「夜行郵便とともに」で、ウェルズは小説「解放された世界」で、この力を操るということがどういうことかを私たちに伝えようと想像力を駆使したが、その利用方法の描写はやや曖昧だ。原子は月と同じくらい私たちの手の届かないところにある。私たちはその宝庫から宝を奪うことはできないのだ。

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参考文献
前述のページは、読者が工業化学の発展に十分興味を持ち、そのいくつかの分野でさらに研究を進めたいと思わない限り、その目的を達成したとは言えません。そのような興味が喚起されたと仮定して、以下に、読者がさらなる情報を得るための正しい道筋を示すのに役立つ書籍や記事の参考文献をいくつか示します。応用科学の急速な進歩を追跡するには、Journal of Industrial and Engineering Chemistry (ニューヨーク)、Metallurgical and Chemical Engineering (ニューヨーク)、 Journal of the Society of Chemical Industry (ロンドン)、Chemical Abstracts (米国化学会、ペンシルベニア州イーストン発行)、および特定の業界に特化したさまざまなジャーナルなどの定期刊行物を継続的に読む必要があります。米国政府は、科学と産業に関する年次巻や特別報告書を無料または低価格で配布していることを読者に思い出させる必要があるかもしれません。これらの中には、「農務省年鑑」、「米国地質調査所が発行する2つの年次巻、第1巻は金属、第2巻は非金属に関するII章、純粋科学および応用科学に関する厳選された記事を掲載した「スミソニアン協会年次報告書」、商務省の毎日の「商務報告」および特別速報。これらの省庁の刊行物リストについては、お問い合わせください。

一般的に工業化学に関する以下の書籍は、読書および参考資料として推奨されます。「商業化学」および「今日のいくつかの化学問題」[298ページ]ロバート・ケネディ・ダンカン（ハーパーズ、ニューヨーク）、マーティン著『現代化学とその驚異』（ヴァン・ノストランド）、ウィリアム・A・ティルデン卿著『20世紀の化学的発見と発明』（ダットン、ニューヨーク）、エドワード・クレッシー著『20世紀の発見と発明』（ダットン）、アレン・ロジャース著『工業化学』（ヴァン・ノストランド）。

エルウッド・ヘンドリック著『エブリマンズ・ケミストリー』（ハーパーズ社、モダン・サイエンス・シリーズ）は、生き生きとした文体で書かれており、読者に化学の予備知識を一切求めない。セルロース、ガム、糖類、油脂に関する章は特に興味深い。SS・サドラー著『身近なものの化学』（リッピンコット社）は、包括的かつ分かりやすい。

以下は若い読者を対象としていますが、より高度な内容を学びたいと考えている年長者の方々にもお勧めです。「Chemistry of Common Things」（Allyn & Bacon、ボストン）は人気の高校教科書ですが、読みやすく魅力的な点が他の教科書とは一線を画しています。工業プロセスの説明は簡潔ながら明快です。James C. Philip著「Achievements of Chemical Science」（Macmillan）は、生徒にとって読みやすい便利な小冊子です。WP SmithとEG Jewett共著「Introduction to the Study of Science」（Macmillan）は、化学のトピックを分かりやすく解説しています。

商業の歴史と発明が社会に及ぼす影響については、以下の書籍が挙げられます。E. クレッシー著『産業史概論』（マクミラン社）、OT メイソン著『発明の起源』（スクリブナー社、原始産業の研究）、ゴードンセルブリッジ著『商業のロマンス』（レーン社）、J. ラッセルスミス著『産業と商業地理学』または『商業と産業』（ホルト社）、GG チザム著『商業地理学ハンドブック』（ロングマンズ社）。

化学の新しい理論と[299ページ]原子については、ジョン・ミルズ著『現代科学の現実』（マクミラン社）やR・A・ミリカン著『電子』（シカゴ大学出版局）で解説されているが、いずれも数学の知識を必要とする。フレデリック・ソディ著『物質とエネルギー』（ホルト社）は、一般読者にはより分かりやすい。最新の教科書は、H・N・マッコイとE・M・テリー共著の『一般化学入門』（シカゴ、1919年）である。

第2章
このテーマについてさらに詳しく知りたい読者は、ゼネラル・エレクトリック社研究所のヘレン・R・ホスマーによる要約（ニューヨークの『工業化学ジャーナル』 1917年4月号掲載）に、関連文献の参考文献がすべて記載されているので参照してください。ブッハーの論文は同誌3月号に、9月号には米国政府の措置に関する詳細な報告と各種プロセスの比較が掲載されています。THノートン著「大気中の窒素の利用」に関する特別捜査官シリーズ第52号の広報誌を入手するには、米国商務省（または最寄りの税関）に15セントを送付してください。ワシントンのスミソニアン協会は、「米国における窒素化合物の発生源」に関するパンフレットを発行しています。 1913年のスミソニアン協会の報告書には、このテーマに関する優れた記事が2つ掲載されている。「大気からの硝酸塩の製造」と「人類の分布」で、後者ではウィリアム・クルックス卿による小麦畑の枯渇予測について論じている。ニューヨークのD・ヴァン・ノストランド社は、J・ノックスによる「大気中の窒素の固定」に関するモノグラフと、GC・スミスによる「TNTおよびその他のニトロトルエン」を出版している。ニューヨークのアメリカン・シアナミド社は、自社の製造プロセスに関する魅力的な資料を提供している。

ベネディクト・クロウェル軍需局長が陸軍長官に提出した報告書「アメリカの軍需品 1917-1918」には、[300ページ]武器、爆発物、有毒ガスの製造に関する図解入りの解説。CL パーソンズによる「アンモニアの酸化」に関する戦争体験は、 1919 年 6 月のJournal of Industrial and Engineering Chemistryに掲載されており、政府の軍需品製造に関するその他の記事も、1919 年前半に同じ雑誌に掲載された。「マッスルショールズ硝酸塩工場」は、 1919 年 1 月のChemical and Metallurgical Engineeringに掲載されている。

第3章
農務省または担当の連邦議員から、肥料の生産と使用に関する資料が送付されます。お住まいの州の農業試験場からは、地域の需要と製品に関する情報を入手できます。「米国の鉱物資源」第2部（非金属）（米国地質調査所が無料で発行）の最新版に掲載されているカリ塩とリン鉱石に関する記事を参照してください。また、農務省の最新年鑑も参照してください。自習、問題演習、実験には、米国農務省発行の「土壌に関する普及講座」（紀要第355号）を入手してください。「土壌と肥料」に関するすべての政府刊行物のリストは、ワシントンD.C.の文書監督官から無料で送付されます。 1917年7月号の『Journal of Industrial and Engineering Chemistry』には、WC Ebaughによる「カリウムと世界的な緊急事態」という記事が掲載されており、同誌の1918年10月号と2月号には、アメリカにおけるカリウムの供給源に関する様々な記事が掲載された。米国国立博物館の紀要102号第2部には、JE Poqueによる1917年の肥料事情に関する解説が掲載されている。アルザス地方およびその他の地域における新たなカリウム鉱床については、『Scientific American Supplement』 1918年9月14日号を参照のこと。

第4章
「アメリカの繊維産業およびその他の産業向けの染料」として、10セントをワシントンの商務省に送ってください。[301ページ]トーマス・H・ノートン著、特別捜査官シリーズ第96号。同じ著者によるより技術的な速報は、「米国で使用されている人工染料」、特別捜査官シリーズ第121号、30セント。「米国の染料事情」、特別捜査官シリーズ第111号、5セント。「コールタール製品」、HGポーター著、技術論文89、内務省鉱山局、5セント。ヴァルデマール・ケンプフェルト著「廃棄物の中の富」、マクルアーズ、1917年4月。トーマス・H・ノートン著「合成染料の進化」、サイエンティフィック・アメリカン、1917年7月21日。ジェームズ・アームストロング著「ドイツの平和に向けた商業的準備」、サイエンティフィック・アメリカン、1916年1月29日。エドウィン・E・スロッソン著「商業の征服」および「アメリカ製」、インディペンデント紙、1915年9月6日および10月11日。ピッツバーグのH・コッパーズ社は、「副産物コークスおよびガス炉」に関する図解入りのパンフレットを配布している。ナショナル・アニリン・アンド・ケミカル社の社長であるIF・ストーンが戦争中に「アニリン色、染料および化学的条件」について行った講演は、著者によって一冊の本にまとめられている。 G. Heyl 著「医薬品としての染料」については、Color Trade Journal、第 4 巻、73 ページ、1919 年を参照。Percy May 著「合成医薬品の化学」および ER Watson 著「化学構造と色の関係」は Longmans の「工業化学モノグラフ」に掲載されている。1919 年7 月 19 日Saturday Evening Postに掲載された A. Mitchell Palmer 著「アメリカ合衆国における敵国資産」は、ドイツが化学工業を独占した経緯を述べている。VB Lewis 著「石炭の炭化」（Van Nostrand、1912 年）。BC Hesse 著「タール染料産業の研究」はJournal of Industrial and Engineering Chemistry、1916 年 9 月に掲載。

ケクレは、ベンゼンの構造をどのように発見したかを『ドイツ化学会報』第5巻第23章第1節1306ページで述べている。私は1月26日付の『インディペンデント』紙で、夢の中での発見の他の例とともにそれを引用した。[302ページ]1918年。この無垢な科学的見解でさえ、フロイト派の汚らわしい影響を免れることはできなかった。アルフレッド・ロビツェク博士は『化学研究における象徴的思考』、Imago、V. I、p. 83で、この見解からケクレはオイディプスの罪だけでなく、軽微な罪も犯したと結論づけている。

第5章
花から香料を抽出する方法については、百科事典、ダンカンの『商業化学』、ティルデンの『20世紀の化学的発見』、またはロジャースの『工業化学』などで調べてみてください。

故アロイス・フォン・イサコヴィッチによる「合成香料とフレーバー」に関する講義の概要をまとめた、ニューヨーク州モンティチェロのシンフルール科学研究所発行の小冊子は非常に興味深い。ニューヨークのヴァン・ダイク社は、バラ油の組成に関する小冊子を発行している。ギルデマイスターの「揮発性油」は、この分野の歴史について優れている。ウォルターの「エッセンス産業マニュアル」（ワイリー）には、方法とレシピが記載されている。パリーの「精油と人工香料の化学」、1918年版。G. サティ著「1914年以降の化学と芳香物質」、『Chemie et Industrie』第2巻、271、393ページ。「臭気と化学組成」、『Chemical Abstracts』、1917年、p. 3171 およびJournal of Society for Chemical Industry、第 36 巻、942 ページ。

第6章
HKベンソン著「製材業の副産物」（商務省、ワシントン発行、10セント）の広報誌には、製紙と木材蒸留の説明が掲載されている。HSモークによるセルロース製品に関する優れた記事が、 1917年9月のフランクリン研究所紀要と、 1917年9月26日のペーパー誌に掲載されている。ウィスコンシン州マディソンの政府森林製品研究所は、木材蒸留などに関する技術論文を出版している。米国農務省森林局は、[303ページ]林業に関する主要な情報源。標準的な権威書としては、クロスとベバンズ共著の『セルロース』が挙げられる。酢酸エステルについては、ウォーデン著『セルロースエステルの技術』第8巻を参照のこと。

第七章
ハイアットがセルロイドの発見によりアメリカ化学会からパーキン・メダルを授与された際の演説は、 1914年の化学工業協会誌225ページに掲載されている。1916年にはベークランドも同じメダルを受賞しており、その模様は同誌第35巻285ページに掲載されている。

LV Redmanによる「合成樹脂」に関する包括的な技術論文（参考文献付き）が、 1914年1月号のJournal of Industrial and Engineering Chemistryに掲載された。特許権をめぐる論争については、同誌の第8巻（1915年）、1171ページ、および第9巻（1916年）、207ページを参照されたい。「セルロイドに対する熱の影響」は、ワシントンの標準局によって調査され（技術論文第98号）、その要約は1918年6月29日号のScientific American Supplementに掲載されている。

カゼインについては、ロジャース著『工業化学』（ヴァン・ノストランド社刊）に掲載されているターグの記事を参照のこと。また、ウォーデン著『ニトロセルロース産業』および『セルロースエステル技術』（ヴァン・ノストランド社刊）、ホジソン著『セルロイド』、クロスとベバン共著『セルロース』も参照のこと。

人工プラスチック、樹脂、ゴム、皮革、木材などに関する最新の研究や新しい特許明細書については、Chemical Abstracts（ペンシルベニア州イーストン）の最新号、およびIndia Rubber Journal、Paper、Textile World、Leather World、 Journal of American Leather Chemical Associationなどの学術誌を参照してください。

ゼネラル・ベークライト社（ニューヨーク）、レッドマノール・プロダクツ社（シカゴ）、コンデンサイト社（ニュージャージー州ブルームフィールド）、アーリントン社（ニューヨーク）（取扱）[304ページ]ピラリン）は、それぞれの製品に関する広告資料を配布します。

第8章
サー・ウィリアム・ティルデンの『20世紀の化学的発見と発明』（EP Dutton & Co.）には、ゴムに関する読みやすい章があり、彼自身の発見にも言及している。オハイオ州アクロンのBFグッドリッチ・ラバー社が発行した『ゴムの驚異の本』は、同社の産業について興味深い記述をしている。アイルズの『アメリカの主要発明家』（Henry Holt & Co.）には、加硫法の発見者であるグッドイヤーの生涯が記されている。ポッツの『ゴム産業の化学、1912年』。ゴム産業: 1914 年国際ゴム会議の報告。 Pond: 「ゴム合成の先駆的研究のレビュー」、Journal of the American Chemical Society、1914 年。 Bang: 「合成ゴム」、 Metallurgical and Chemical Engineering、1917 年 5 月 1 日。 Castellan: 「ゴム産業」、博士論文、パリ大学、1915 年。 The India Rubber World、ニューヨーク、全号、特に編集者による「フィリピンで見たもの」、1917 年。 Pearson: 「グアユールゴムの生産」、Commerce Reports、1918 年、およびIndia Rubber World、1919 年。「ゴム化学の歴史的概略」、SC Bradford 著、 Science Progress、v. II、p. 1。

第9章
「サトウキビ産業」（商務省雑報第53号、50セント）には、ハワイ、プエルトリコ、ルイジアナ、キューバにおける農業および製造コストが記載されている。

メアリー・ヒンマン・エイベル著「砂糖とその食品としての価値」（農務省発行『ファーマーズ・ブレティン』第535号、無料）。

「米国および海外における砂糖の生産[305ページ]ペリー・エリオット著『各国』（農務省、10セント）。

ニューヨーク、ウォール街117番地の米国砂糖精製会社が発行した小冊子「1917年1月から10月までの砂糖市場の状況」は、精製業者から見た現状を的確に概観している。

ロバート・ワイルズ著『キューバ産サトウキビ糖』（1916年、インディアナポリス：ボブス・メリル社、75セント）は、平易な言葉で書かれた魅力的な小冊子である。

HCP・ギーリング著『世界のサトウキビ産業：過去と現在』

イェール大学のG・T・サーフェ教授による『砂糖の物語』（アップルトン社、1910年）。非常に興味深く、信頼できる書籍です。

「グルコースの消化率」については、 1917年8月の『Journal of Industrial and Engineering Chemistry』で論じられています。「ビート糖蜜の利用」については、 1917年4月5日の『Metallurgical and Chemical Engineering』で論じられています。

第10章
エドワード・アルバー著「トウモロコシ」（パンアメリカン連合会報、1915年1月号）。

「グルコース」、Geo. W. Rolfe 著（『サイエンティフィック・アメリカン・サプリメント』、1915年5月15日または11月6日号、および Boger 著『工業化学』）。

木材からエチルアルコールを製造する方法については、商務省発行の特別捜査官シリーズ第110号（10セント）および、 1916年7月15日発行の『冶金化学工学』誌に掲載されたFW・クレスマンの記事を参照してください。工業用アルコールの製造と用途については、農務省が無料配布用の『農民向け広報誌』第269号および第424号、ならびに第182号を発行しています。

「トウモロコシの穂軸の利用」については、『Journal of Industrial and Engineering Chemistry』 1918年11月号を参照。ジョン・ウィンスロップの実験については、同誌1919年1月号を参照。[306ページ]

第11章
シェラー大統領の著書『綿花は世界の強国』（ストークス社、1916年）は、綿花の歴史、科学、政治を網羅しつつ、詩や伝説にも触れた魅力的な一冊である。

1916 年版農務省年鑑には、HS ベイリーによる「いくつかのアメリカ産植物油」（別売りで 5 セント）という興味深い記事が掲載されており、また、1917 年版年鑑には同じ著者による「ピーナッツ：偉大なアメリカの食品」が掲載されています。「大豆産業」も同じ巻で論じられています。また、トンプソンの「綿実製品と北欧の競合製品」（第 I 部、ケーキとミール、第 II 部、食用油。商務省、各 10 セント）、「アメリカ合衆国における脂肪と油の生産と保存」（米国農務省紀要第 769 号、1919 年）、「牛の飼料用綿実ミール」（米国農務省、農民紀要 655、無料）も参照してください。 T・H・ノートン著『外国の綿実産業』（1915年、商務省、10セント）。化学工業協会誌1917年7月16日号掲載の「綿実製品」、および同誌掲載のバスカービルの記事（1915年、第7巻、277ページ）。ダンスタン著『油糧種子と飼料用油粕』（第一次世界大戦以降の英国の問題を扱った一冊）。エリス著『油の水素化』（ヴァン・ノストランド、1914年）。コープランド著『ココナッツ』（マクミラン）。バレット著『フィリピンのココナッツ産業』（フィリピン農業局紀要第25号）。スミスとポープ共著『ココナッツ、東洋のココナッツ』（ロンドン）。ベルフォートとホイヤー共著『ココナッツのすべて』（ロンドン）。コプラやその他の油に関する多数の記事が、米国商務省報告書やフィリピン科学誌に掲載されている。「The World Wide Search for Oils」は、The Americas（National City Bank、ニューヨーク）に掲載されている。「Modern Margarine Technology」は、W. Claytonによるもので、Journal Society of Chemical Industry、1917年12月5日に掲載されている。また、Scientificも参照のこと。[307ページ] アメリカン・サプリメント、1918年9月21日。水素化の特許権に関する裁判所の判決は、ジャーナル・オブ・インダストリアル・アンド・エンジニアリング・ケミストリー1917年12月号に掲載されている。この主題に関する標準的な著作は、レフコヴィッチ著「油脂およびワックスの化学技術」（全3巻、マクミラン社、1915年）である。

第12章
アメリカ軍需品局の発展に関する詳細な記述は、 1919年1月から8月までの月刊誌『 Journal of Industrial and Engineering Chemistry』に掲載されており、イギリス軍需品局に関する記事は1918年4月号に掲載されている。また、陸軍省発行のクロウェルの報告書「アメリカの軍需品」も参照のこと。『 Scientific American』 1919年3月29日号には、いくつかの記事が掲載されている。A・ラッセル・ボンドの「第一次世界大戦の発明」（センチュリー社）には、毒ガスと爆発物に関する章が含まれている。

ジュリアン・ビング卿の軍隊のガス担当主任将校であり、駐米英国軍事使節団の一員でもあったSJM・オールド中佐は、『現代戦におけるガスと火炎』（ジョージ・H・ドーラン社）という書籍を出版した。

第13章
クレッシー著『20世紀の発見と発明』の該当章を参照。「酸素アセチレン溶接工」、連邦職業教育委員会、ワシントン、1918年6月発行の会報第11号では、溶接の実際的な手順が示されている。ニューヨークのゴールドシュミット・テルミット社が発行する季刊誌『リアクションズ』では、アルミノサーミクスの最新の成果が報告されている。プロボスト・スミス著『アメリカの化学』（アップルトン社）では、ロバート・ヘアをはじめとする先駆者たちの実験について語られている。A・F・ホール著『化学工業における電気分解の応用』（ロングマンズ社）。人工ダイヤモンドに関する最近の研究については、『サイエンティフィック・アメリカン』1917年12月8日号および1918年8月24日号の付録を参照。アセチレンについては、『サイエンティフィック・アメリカン』1917年1月27日号に掲載されたJ・M・モアヘッド著「眠れるエネルギーの宝庫」を参照。[308ページ]

第14章
スプリングの「鉄鋼に関する非専門的解説」（ストークス）は、明快で包括的で図解も豊富な、一般向け科学書の模範である。ティルデンの「20世紀の化学的発見」はここでも参照しなければならない。ブリタニカ百科事典は、言及されているさまざまな金属の参考資料として便利である。ウェルスバッハバーナーについては、「照明」の記事を参照のこと。年刊「米国の鉱物資源、第1部」には、フランク・W・ヘスによる新しい金属に関する記事が掲載されている。1914年版の「タングステン」を参照のこと。また、同じ著者による米国地質調査所の紀要第652号も参照のこと。フィラデルフィアのフット鉱物会社の社内機関誌「フット・ノーツ」には、希少元素に関する情報が掲載されている。興味深い広告資料は、ニューヨーク州ナイアガラフォールズのチタン合金製造会社、オハイオ州デイトンのデュリロン鋳造会社から入手できる。ニューヨーク州バッファローのバッファロー鋳造機械会社は、「Buflokast」耐酸性装置および同様の会社を製造しています。以下の追加参考文献が役立つかもしれません: Jour. Ind. & Eng. Chem.、v. 9、p. 974 のステライト合金; 同じ雑誌の 1918 年 2 月のロッシによるチタンに関する研究; Journal Franklin Institute、v. 14、p. 401、585 のウェルスバッハマントル; Trans. Amer. Electro-Chemical Society、v. 32、p. 269 の純合金; Engineering、1917 年、またはScientific American Supplement 、1917 年 10 月 20 日のモリブデン; Sc. Amer. Sup. 、1919 年 5 月 31 日の耐酸性鉄; Jour. Ind. & Eng. Chem.のフェロアロイ。、v. 10、p. 831; バナジウムなどが鉄に及ぼす影響、 Met. Chem. Eng.、v. 15、p. 530; タングステン、Engineering、v. 104、p. 214。

[312ページ]

かつてスロッソンの読者だった人
常にスロッソンのファン
発売されたばかり
科学についてのチャット
EE SLOSSON 著
『クリエイティブ・ケミストリー』などの著者。
スロッソン博士はまさに天才と言えるでしょう。彼は三つ星級の科学者であり、どんなに難解な科学的事実でも、それを分かりやすく解説し、私たち誰もが理解し、時には愛着さえ抱けるようにしてくれるのです。コールタール染料を題材に、実験室を楽しい遊び場に変え、同時に実験室としての機能をしっかりと果たし続けることができるのです。しかし、『クリエイティブ・ケミストリー』の読者にとって、スロッソン博士のスタイルについて語るのは時間の無駄でしょう。

先日出版された『科学談話集』は、それぞれが完結した85の短い章、節、または期間から構成されており、実に多様なテーマを扱っています。ポップオーバー・スターからソーダ水、病気の年齢からアインシュタインを1音節の言葉で表すまで、実に幅広い内容です。読者はどこから読み始めても構いませんが、一度読み始めると、最終的には全巻を読み通すことになるでしょう。これは優れた科学書であり、読み物としても最適です。スロッソン博士のこれまでの作品の中でも、最高傑作と言えるでしょう。

ボストン・トランスクリプト紙はこう述べている。「これらの『チャット』は、もし可能であれば『創造的化学』よりもさらに魅力的だ。最も素晴らしいおとぎ話よりも素晴らしい……たとえ適切な書評を書いたとしても、『科学に関するチャット』に収められた現代科学知識の宝庫を十分に伝えることはできないだろう……スロッソン博士は、稀有な科学的知識に加えて、神々の賜物である想像力も持ち合わせている。」

（EE・スロッソン著『科学談話集』は、ニューヨーク市フォースアベニュー353番地のセンチュリー社から出版されています。全国の書店で2ドルで販売されているほか、出版社から注文することもできます。）

脚注：
[1]私は主に、1913年の地理学誌に掲載されたアンステッドの図表を引用している。また、1913年のスミソニアン報告書に掲載されたディクソンの「人類の分布」も参照のこと。

[2]米国製造業統計要覧、1914年、34ページ。

[3]米国農務省、公報第505号。

転写者注：

脚注は本の末尾に移動しました。

本書では「CHAPTER」という語は第XI章以降で初めて使用されます。このテキストでもそのまま使用しています。

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍『創造的化学：化学産業における最近の成果の解説』の終了 ***
　《完》