むかしは、でんきと じしゃくは、まったく べつの げんしょうだと 思われて いました。ところが 1820年、デンマークの がくしゃ エルステッドは、じゅぎょうの じっけんを じゅんびして いる とき、でんちに つないだ どうせんの すぐ そばに、たまたま ほういじしんが おいて ありました。すると、電気を ながした しゅんかんに、じしんの はりが ふるえて うごいたのです［1］。まるで、りょうりを して いる ときに、ぐうぜん あたらしい あじの くみあわせを 見つけるようなものです(ただし ほんとうは、りょうりでは なく、でんきの じっけんの 話です)。

昔は、電気と磁石は、まったく別の現象だと思われていました。ところが1820年、デンマークの学者エルステッドは、授業の実験を準備している時、電池につないだ導線のすぐそばに、たまたま方位磁石が置いてありました。すると、電気を流した瞬間に、磁石の針がふるえて動いたのです［1］。まるで、料理をしているときに、偶然新しい味の組み合わせを見つけるようなものです(ただし本当は、料理ではなく、電気の実験の話です)。

19世紀初頭まで、電気と磁気は無関係な現象と考えられていた。1820年、デンマークの物理学者ハンス・クリスチャン・エルステッドは、講義の実験を準備していたとき、電池につないだ導線のそばに置かれていた方位磁石の針が、通電の瞬間にわずかに振れることに気づいた［1］。これが「電流の磁気作用」の発見であり、電気と磁気を結びつける最初の手がかりとなった［1］。

エルステッドの はっけんの つぎの 年、1821年9月3日のことです。イギリスの ファラデーは、水ぎんを 入れた くだに じしゃくを 立て、コルクで ささえた どうせんの さきを、水ぎんに つけました。電池を つないで 電気を ながすと、どうせんは 水ぎんの 上を、じしゃくの まわりを ぐるぐると まわりつづけました［2］。この じっけんは、あぶないので まねを しては いけません。これが せかいで はじめての「電気で まわる そうち」、いまで いう モーターの もとに なりました［2］。

エルステッドの発見の次の年、1821年9月3日のことです。イギリスのファラデーは、水銀を入れた管に磁石を立てて、別にコルクで支えた導線を用意し、その先を、磁石のまわりの水銀につけました。電池をつないで電気を流すと、導線は水銀の上を、磁石のまわりをぐるぐると回りつづけました［2］。これが世界ではじめての「電気で回る装置」、いまでいうモーターのもとになりました［2］。

エルステッドの発見の翌年、1821年9月3日、マイケル・ファラデーは水銀を入れたガラス管に磁石の針を置き、別にコルクで支えた導線を用意して、その先端を磁極のまわりの水銀の中で動けるようにした。電池につないで電流を流すと、導線は磁石のまわりを継続的に回転しつづけた［2］。この「電磁回転」と呼ばれる実演は、電気の力で導線を回しつづけることを示した、世界初の例とされる［2］。

じつは、ファラデーの 先生だった デイヴィーと、その 友だちの ウォラストンも、まえから おなじような そうちを 作ろうと して いました。ファラデーが 先に せいこうさせると、デイヴィーは「ウォラストンの アイデアを ちゃんと みとめて いない」と おこりました［3］。ファラデーは あやまり、ウォラストンは それ いじょう もんだいに しませんでした。デイヴィーとの かんけいは、その あとも ぎくしゃくした ままだったと いわれて いますが、どこまで だったかは 見かたが わかれて います［3］。

実は、ファラデーの先生だったデイヴィーと、その友人のウォラストンも、以前から同じような装置を作ろうとしていました。ファラデーが先に成功させると、デイヴィーは「ウォラストンのアイデアをちゃんと認めていない」と怒りました［3］。ファラデーは謝り、ウォラストンはそれ以上問題にしませんでした。デイヴィーとの関係は、その後もぎくしゃくしたままだったといわれていますが、どこまでだったかは見方が分かれています［3］。

ファラデーの師であったハンフリー・デイヴィーと、その友人ウィリアム・ハイド・ウォラストンは、以前から電流と磁石で回転する動きを作り出そうと研究していた。ファラデーが先に成功を発表すると、デイヴィーは、ウォラストンへの謝辞が不十分だとして批判した［3］。ファラデーは誤解を解こうとウォラストンに手紙を送り、ウォラストン自身はそれ以上追及しなかった。デイヴィーとの関係については、その後も緊張が残ったとする見方があるが、研究者によって評価が分かれる部分もある［3］。

ファラデーの じっけんから 50年ほど あとの 1800年代の おわりごろ、イギリスの フレミングは、「なぜ どうせんが その 向きに うごくのか」を、みんなに わかりやすく つたえる ほうほうを 考えました。左手の おや指・人さし指・中指を、それぞれ ちょくかくに ひらきます。人さし指を じしゃくの 向き、中指を 電気の 向きに あわせると、おや指が うごく 向きを さす、と いう ほうそくです［4］。

ファラデーの実験から半世紀ほどあとの19世紀の終わりごろ、イギリスのフレミングは、「なぜ導線がその向きに動くのか」を、みんなにわかりやすく伝える方法を考えました。左手の親指・人差し指・中指を、それぞれ直角にひらきます。人差し指を磁石の向き、中指を電気の向きにあわせると、親指が動く向きをさす、という法則です［4］。

ファラデーの実演から半世紀以上あとの19世紀後半、イギリスの技術者ジョン・アンブローズ・フレミングは、電流と磁界から生じる力の向きを直感的に理解できる「フレミングの左手の法則」を考案した。左手の親指・人差し指・中指を互いに直交させ、人差し指を磁界の向き、中指を電流の向きに合わせると、親指の指す向きが導体にはたらく力の向きになるという法則である［4］。

ファラデーの そうちは、電気の ふしぎを 見せる じっけんに すぎませんでした。じっさいに やくに 立つ モーターに なったのは、さらに あとの ことです。1873年、ウィーンで あった はくらんかいで、はつでんきを あつかって いた 人が、2つの はつでんきの せんを つなぎました。すると かたほうを エンジンで まわすと、もう かたほうが、電気だけで まわり出したのです［5］。はつでんきは、うごきを 電気に かえる きかいですが、その 電気を べつの はつでんきに おくると、こんどは その きかいが、電気を うごきに かえて まわり出します。はつでんきと モーターは、じつは おなじ しくみの うら表なのです。これを 見た グラムと いう ぎじゅつしゃは、この しくみを つかって、はなれた ばしょの 水を くみ上げて 見せました［5］。

ファラデーの装置は、電気のふしぎを見せる実験にすぎませんでした。実際に役に立つモーターになったのは、さらにあとのことです。1873年、ウィーンであった博覧会で、発電機をあつかっていた人が、2つの発電機の線をつなぎました。すると、片方の発電機をエンジンで回すと、もう片方の発電機も、電気だけで回り出したのです［5］。発電機は、動きを電気に変える機械ですが、その電気を別の発電機に送ると、今度はその機械が、電気を動きに変えて回り出します。発電機とモーターは、実は同じしくみの裏表なのです。これを見たグラムという技術者は、このしくみを使って、はなれた場所の水をくみ上げて見せました［5］。

ファラデーの電磁回転は、電気現象を示す実験装置にとどまっていた。転機となったのは、1873年のウィーン万国博覧会である。発電機を展示していた助手が2台のダイナモの配線をつないだところ、一方を蒸気機関で駆動すると、もう一方が電力だけで回転しはじめるという現象が観察された［5］。技術者ゼノブ・グラムはこの現象に着目し、離れた場所の水をくみ上げる実演を行って、ダイナモが実用的な電動機としても機能することを示した［5］。

あの 水ぎんの じっけんから 200年いじょう たった いま、モーターは せんぷうきや せんたくき、おもちゃ、車まで、いろいろな ものの 中で まわって います。エルステッドが 気づいた、ちいさな じしんの ふるえから、おおくの 人の くふうが つみかさなって、ここまで きたのです。

あの水銀の実験から200年以上たったいま、モーターは扇風機や洗たく機、おもちゃ、車まで、いろいろなものの中で回っています。エルステッドが気づいた、小さな磁石のふるえから、ここまできたのです。まるで、小さな火花が、大きなたき火になっていったようなものです(ただし本当は、実験は火とはちがいます)。

ファラデーの実験からおよそ200年を経た現在、モーターは家電製品から自動車、産業機械に至るまで、あらゆる場所で使われている。方位磁石のわずかな振れという小さな観察が、現代の生活を支える技術へとつながっていった。

じしんの はりが ちょっと ふるえた ことから、いまの モーターまで、どれだけの 人が かかわって きたのか、かぞえて みよう。エルステッド、ファラデー、デイヴィー、ウォラストン、フレミング、グラム。ノートに 名前を ならべて、じゅんばんに せつめいして みよう。

磁石の針がちょっとふるえたことから、いまのモーターまで、どれだけの人がかかわってきたのか、数えてみよう。エルステッド、ファラデー、デイヴィー、ウォラストン、フレミング、グラム。ノートに名前をならべて、順番に説明してみよう。

エルステッドの偶然の観察からグラムの実演まで、モーターが実用品になるまでに関わった人物を時系列で並べ直してみると、1つの発見が独立に生まれたのではなく、複数の人物の研究や偶然が積み重なって現在の形にたどり着いたことが見えてくる。