化学・物理・地学といった理科が苦手。とくに元素記号は見るだけでも……なんて方もいるだろうか。しかし元素は受験教科や授業だけのものではない。地球上のあらゆる物質、わたしたち人間さえも元素からできている。そして元素は、その物質の性質だけでなく過去を解き明かす鍵にもなる。例えば古代人が描いた壁画の着色の謎を解いたり、ある遺跡で発見されたガラスが紀元前16世紀、世界最古級の古代ガラスであることを明らかにしてしまうのも「元素」なのです。
※本記事は、中井泉:著『元素は語る』(ワニブックス:刊)より一部を抜粋編集したものです。
美術や古代文化財の色を支配する元素
世の中にあるすべての物質は、元素からできています。わたしたち人間の体も元素からできており、元素は「健康」とも深くかかわっています。
元素というと、難しい化学の話に感じるかもしれませんが、物質世界を語るのには必要なイロハなのです。元素について少し知っておくことは、この物質世界のいろいろな仕組みを理解するのに役立ち、きっと楽しみが深くなります。
美術・考古学の視点から見ると、色は元素と密接に関係しています。
たとえば、石器時代の「ラスコーの壁画」はどうでしょう。世界史の教科書でも見かけるあの壁画は、マンガンや鉄などの黒を顔料に描かれたものです。
古代エジプトに目を向ければ、青を好んだエジプト人は、銅を使ったエジプシャンブルーという人類最古とされる合成顔料をつくり、トルコ石に似た美しい青色を表現しました。さらに、高貴な貴石ラピスラズリの代用品となる、コバルトブルーで着色した紺色ガラスを開発しています。
ガラスの原料にしてミイラの防腐剤としても使われたのがナトロン、すなわちナトリウムです。また、エジプト新王国時代の壁画には、銅、ヒ素、鉄など多くの元素が使われていることがわかっています。
元素を色の観点で見てみると、近世では19世紀後半の印象派を代表するゴッホの名が上がります。彼はあざやかな色を好みましたが、それは例えば元素のクロムに由来するクロムイエロー、コバルトに由来するコバルトブルーでした。
絵の具や顔料で美しいものを表現したいという、人間の欲求から実現した元素の産物なのです。
最先端の新機能性材料も92種の組み合わせのひとつ
もちろん、古代には元素の概念はなく、経験で物をつくっていたのですから、製造職人は大変だったことでしょう。19世紀以降に原子・元素の概念ができたおかげで、わたしたちは簡単に物を一定の品質で自由につくり、使うことができるようになったのです。
美しいと感じることも、食べ物をおいしいと感じることも、すべて元素が五感に作用して起こる感情です。宝石はそもそもは元素で色がついた結晶といっていいでしょう。材料にいたっては、自動車、携帯電話、パソコン……あらゆる製品が元素の力を借りてできています。
現代は科学技術社会で、最先端の材料にはレアメタルのように、今まであまり使われていなかった元素も使われるようになりました。それでも自然界にある元素の数は、水素からウランまでたかだか92元素にすぎません。それより重たい元素は、人工物なのであまり気にしなくてよいのです。現在、新機能性材料が次々と開発されていますが、結局は92種の組み合わせのひとつにほかなりません。
そして92種の元素の性質には美しい周期性があり、それが周期表で表せるというからすごいではありませんか！
すべての物質は、誕生から現在までの歴史があり、それを「物質史」と呼びます。そして、その起源と履歴の情報が物質の中にはいろいろな形で刻まれています。したがって最先端の高感度の分析機器を使えば、物質に刻まれた目に見えない物質史の情報を読み出すことができるわけです。
この物質世界は、今から約138億年前のビッグバンから始まりました。それまでは、物質は存在していません。最初に光があり、そのエネルギーから素粒子ができ、核融合で元素ができた。そのあとは物質の進化により、さまざまな物質ができて、わたしたちの地球は約46億年前に誕生しています。
このように物質世界は連続しており、物質は単なる点の存在ではなく過去から現在まで、複雑な因果関係の糸でつながっています。わたしたちも過去をたどればビッグバンまでつながっているのです。
つまり、この世から物質が完全になくなることはありません。物質は原子でできていて、原子をこの世から消し去ることができないからに他なりません。物を燃やしても灰と煙が残り、千変万化、物質は形を変えてこの世界に存在し続ける運命にあるのです。
ところで出土遺物を化学組成分析をすることで、遺物の産地が推定できるのは、地球における元素分布の地域性が地球の進化の中で鉱物に記録され、遺物の原料鉱物の元素組成に物質史として刻まれているためです。
かつて日本国内で旧石器のねつ造事件がありました。石器の起源はただひとつしかないのですあら、石器はけっして嘘をつきません。いうまでもありませんね、嘘をつくのは人間なのです。
物質は真理であり、物質は因果関係の糸でつながっていて、物質に直接問いかければ、正しい声を聴くことができます。その手段が科学分析なのです。
