しゃぼんだまを 見た ことが ありますか。うすい まくの うえで、にじいろが ゆれて います。まくが うすいと、ひかりが かさなりあって、いろが 見えるのです。

しんじゅの ひかりも、にた ところが あります。しんじゅの ひょうめんの ちかくに、あつさ すうひゃくナノメートルの いたの そうが あります。その あつさで、いろが かわると いわれて います［1］。1ナノメートルは、1ミリの 100まんぶんの 1です。

ただし、しゃぼんだまと しんじゅは ぜんぶが おなじでは ありません。しんじゅは、かたい いしの いたが かさなって できて います。

では、その いたは、なにで できて いて、どれくらい うすいのでしょう。

シャボン玉の表面に虹色が見えるのは、薄い膜の表と裏で反射した光が重なり合うからです。真珠の光も、同じ考え方で説明されます。愛媛大学の2021年の発表では、真珠の表面にある厚さ数百ナノメートルのアラゴナイト（あられ石）の結晶層の厚さで、見える色が変わるとされています［1］。

1ナノメートルは、1mmの100万分の1です。500ナノメートルなら、髪の毛の太さ（約0.07mmとした計算）のおよそ140分の1にあたります。こんなに薄い層が、色を決めるのです。

真珠は、見る角度で光り方が変わることがあります。色の出方には、表面近くの層や光の重なりが関わっています。このような色は「構造色」と呼ばれ、物質そのものの色ではなく、層の厚さや並びで決まります。

では、この層は、何でできていて、どのくらい薄い板が積み重なっているのでしょうか。

真珠の光沢には、干渉色（構造色）が関わると説明される。愛媛大学の報告では、真珠表面に存在する厚さ数百nmのアラゴナイト結晶層の厚さにより、色が変化する［1］。薄い層の表側と裏側で反射した光が重なり、強め合う波長と弱め合う波長が分かれるため、層の厚さが変われば強調される色も変わる、というのが干渉色の考え方である。

寸法の感覚をつかむため、計算してみる。1nmは1mmの100万分の1で、500nmは髪の毛（約0.07mm＝70,000nmとする）の約140分の1にあたる。可視光の波長（およそ400〜700nm）と同じ桁の厚さなので、層ごとに光が干渉する条件がそろう。

真珠では、見る角度で光り方が変わることがある。色の出方には、表面近くの層や光の重なりが関わっている。では、その層は何でできているのか。

しんじゅの ひかる ところは、「しんじゅそう」と いいます。かたい いしの いたと、タンパクしつなどの うすい ものが、なんども かさなって できて います［3］。

いしの いたは、レンガに たとえられます。うすい ものは、レンガを くっつける モルタルです。かさを くらべると、レンガが 95、モルタルが 5くらいです［4］。ただし、これは たとえで、ほんとうの かべとは かたちが ちがいます。

いたの あつさは、ひかりの なみの ながさに ちかいと いわれます［1］。とても うすい いたが、1ミリの あつさに 2000まいくらい かさなる ほどです［5］。

こんなに うすい いたを、だれが どうやって つみあげるのでしょう。

真珠のように光る部分は「真珠層」と呼ばれます。真珠層は、鉱物のアラゴナイトでできた層状の板と、タンパク質などの少量の有機物でできています［3］。

材料の割合は、体積で約95%がアラゴナイト、約5%がタンパク質に富む有機物だと、ある研究室の論文は書いています［4］。この構造は、板をレンガ、有機物をレンガのつなぎ目に見立てて「レンガとモルタル」と呼ばれます。ただし、実際の板は壁のレンガより、はるかに薄いものです。

板の厚さは数百ナノメートルで、可視光の波長に近いとされています［1］。百科事典には約0.5マイクロメートルという値もありますが［5］、貝の種類や場所で幅があります。

板の厚さを0.5マイクロメートルとして1mmを割ると、2000枚ほど入る計算です（有機物の層を含めると少し減ります）。髪の毛の太さには、板がおよそ140枚。こうして並ぶ板の重なりが、光を色に変えます。

では、貝はこれほど細かい板を、どうやって一枚ずつ積むのでしょうか。

真珠層は、鉱物アラゴナイトの層状の板と、タンパク質などの少量の有機物で構成される［3］。体積比は、アラゴナイトが約95%、タンパク質に富む有機物が約5%で、板を「レンガ」、有機物を「モルタル」とみなす「レンガとモルタル」構造として、力学モデルの研究で扱われている［4］。

板は数百nmの厚さで平行に積み重なる［1］。可視光の波長に近い値で、百科事典には約0.5μmとあるが［5］、種や部位による幅がある。ここでは計算のために0.5μmを仮の値として使う。

板の厚さだけで割ると、1mmに約2000枚、髪の毛の太さには約140枚が入る（筆者の計算。有機物の層の厚さは含めていないので、実際の枚数はこれより少なくなる）。この計算から、波長と同じ桁の周期が何千回も繰り返される層であることが分かる。

では、そのような規則的な積層を、貝は何を使ってどう作るのか。

しんじゅは、かいの なかで できます。ようしょくでは、まるい 「かく」と、かいの からだの いちぶ（がいとうまく）の さいぼうを、べつの かいに いれます［2］。

さいぼうは、かくを つつむ ふくろの ように なります。これを 「しんじゅぶくろ」と いいます［2］。

ふくろの はたらきで、タンパクしつの シートと、いしの いたが、こうごに かさなって いきます［2］。それが ながい あいだ つづいて、たまが すこしずつ おおきく なります。

この かさなりを 「まき」と いいます。まきが あつい ほど、ねだんが たかく なると いわれます［2］。ひとが するのは、かくと さいぼうを いれる ところまでです。

では、この やりかたは、いつ、だれが 見つけたのでしょう。

養殖真珠の中を断面で見ると、真珠の核のまわりに、真珠層が同心円状に重なっています。この真珠層を作るのが「真珠袋」です。外套膜の細胞が核を包んで一層のシート状になったもので、真珠袋から核の表面に分泌された有機基質（タンパク質のシート）と、炭酸カルシウムの板状結晶が、交互に形成されて積み重なります［2］。

養殖の作業で人が行うのは、球形の核と外套膜の組織片を貝に入れること（挿核）までです。そのあと、真珠袋が長い時間をかけて層を積み続けます。愛媛大学のプレスは、真珠の養殖には1年以上かかると述べています［1］。

積まれた層の厚さは「巻き」と呼ばれ、アコヤガイ真珠の品質を決める大事な要素です。巻きが厚いほど価値が高く、光沢や干渉色にも関係すると、三重県水産研究所の報告は書いています［2］。

ここまでの仕組みは、貝に層を積ませる方法を人が見つけたからこそ使えるようになりました。それは、どのように見つかったのでしょうか。

真珠層は、真珠袋から核の表面に分泌された有機基質（タンパクシート）と、炭酸カルシウムの板状結晶が交互に形成・積層された構造である［2］。真珠袋は、外套膜片の外面上皮細胞が核を包んで形成する一層の細胞シートで、この細胞が積層の担い手になる［2］。

養殖では、人が球形の核と外套膜片を貝の体内に入れる（挿核）。そのあとの積層は貝の細胞が担い、愛媛大学のプレスは養殖に1年以上の年月が必要だとしている［1］。人が作れるのは「材料と場所」までで、層の厚さと並びを決めるのは細胞の働きであるため、結果は予測しにくい。

積層の厚さは「巻き」と呼ばれ、アコヤガイ真珠では、巻きが厚いほど価値が高い。三重県水産研究所報は、巻きの厚さが光沢や干渉色とも関係し、真珠の総合的な価値を左右すると述べる［2］。層の厚さが色と光沢に直結する点は、第1・2章の干渉の説明と対応している。

では、この「貝に層を積ませる」技術は、どのように確立したのか。

むかしは、しんじゅは しぜんの かいの なかから、たまたま 見つかる ものでした。そこで みきもと こうきちは、かいに しんじゅを つくらせようと しました。

くろうの すえに、1893ねんに はんえんの しんじゅを つくる ことに せいこうしたと いわれます［6］。まんまるの しんじゅは、1905ねんに せいこうしたと つたえられます［6］。

とちゅうでは、あかしおで かいが ぜんぶ だめに なる しっぱいも あったそうです［6］。それでも、ほかの けんきゅうしゃの みせ たつへいや にしかわ とうきちと きそいながら けんきゅうが すすみました［7］。

そのとき つくられた やりかたは、120ねん ちかく たった いまも、ひろく つかわれて います［7］。

では、しんじゅの ひかりの ひみつは、もう ぜんぶ わかったのでしょうか。

真珠は、もとは自然の貝の中から偶然見つかるものでした。御木本幸吉は、貝に真珠を作らせる方法を探しました。

伝えられるところでは、苦心の末、1893年に半円真珠の養殖に成功し、1896年に特許を取りました。途中には、赤潮で貝が全滅する失敗もあったそうです［6］。完全な球形の真円真珠は、1905年に成功し、1908年に特許を得たとされます（資料によって、1908年を完成とする書き方もあります）［6］［7］。

この研究は、御木本ひとりのものではありません。見瀬辰平や西川藤吉と競う形で進んだと、nippon.comの記事は紹介しています［7］。御木本が開発した養殖技術は、約120年たった今も広く使われています［7］。

愛媛大学のプレスは、真珠を「人間が作ることができる唯一の宝石」とも表現しています［1］。大学の表現であり、宝石の定義によって見え方は変わりますが、人が貝を手伝って作る点が、真珠の大きな特徴です。

育てる技術はできました。では、その光り方の原理は、今はどこまで分かっているのでしょうか。

天然の真珠は偶然に得られるものだった。御木本幸吉は、苦心の末、1893年に半円真珠の養殖に成功し、1896年に特許を取得したと伝えられる。この間には赤潮で貝が全滅する失敗もあった［6］。

完全な球形の真円真珠については、1905年に成功、1908年に特許取得とされる。ただし年は資料により表現が異なり、1905年を「成功」、1908年を「特許」と書き分けるのが正確である［6］［7］。見瀬辰平・西川藤吉との競争の中で研究が進んだこと、御木本の技術が約120年後の今も広く使われていることは、nippon.comの記事が述べる［7］。

愛媛大学は、真珠を人間が作ることができる唯一の宝石とする［1］。これは大学の表現で、宝石の定義に依存する言い方である。技術的には、人は核と細胞を入れるだけで、層を積む部分は貝に任せているため、「作る」の意味は工業製品の製造とは異なる。

貝に層を積ませる技術は確立した。だが、積まれた層がなぜあの色を出すのかという問いは別に残る。

しんじゅの いろを、ぶつりの ほうそくで せつめいしようと する けんきゅうは、とても ふるい ものです。1833ねんの ほんにも、ブリュースターという ひとが、しんじゅの いろを かいて います［1］。

それでも、いまも ぜんぶは わかって いません［1］。

2021ねんに、えひめだいがくの けんきゅうが、あたらしい かんがえかたを しめしました。ひかりを つよく ちらす しんじゅの 「かく」が、ぎじてきな あかりの ように はたらくと いうのです。ひょうめんで はねかえる ひかりと、なかから とおる ひかりが かさなって、いろが きまると しました［1］。

この けんきゅうは、「しんじゅの ひかりが ぜんぶ わかった」と いう ものでは ありません。

では、わたしたちは、いえで なにを 見られるでしょう。

真珠の色の研究は、とても古いものです。ブリュースターが1833年に書いた本にも、干渉色の記述があります。それでも、現在も完全な原理の解明には至っていないと、愛媛大学は述べています［1］。

これまでは、薄い層で反射する光が強め合う「ブラッグ反射」という考え方が使われてきました。2021年の愛媛大学の研究は、これに加えて、光を強く散らす真珠の核が疑似的な光源として働くと考えました。真珠の表面で反射した光と、内部から透けて出てくる光が重なって、干渉色が決まるというモデルです［1］。

養殖には1年以上かかるので、どんな層を持たせるとどんな外観になるかを、先にシミュレーションで予測できれば、研究開発に役立つと大学は説明しています［1］。このモデルは「完全な原理の解明」ではなく、外観の予測に使える光学モデルとして示されたものです。

原理は研究が続いています。では、身近なもので、層が作る色を見つけられるでしょうか。

真珠の光学研究は古く、ブリュースターが1833年に執筆した本に干渉色の記述がある。しかし愛媛大学のプレスは、現在も完全な原理の解明には至っていないとする［1］。

従来の説明は、周期的な層での反射（ブラッグ反射）が中心だった。2021年のモデルは、これに加え、光を強く散乱させる真珠核が疑似的に光源の役割を果たす点を取り入れた。真珠表面での反射光と、内部からの透過光が目に届き、その重ね合わせで干渉色が決まる、という整理である［1］。この点が、「層の厚さだけで色が決まる」という単純な説明との違いになる。

養殖に1年以上かかる以上、外観を事前に予測する価値は高い。プレスは、アラゴナイト結晶層の分布から干渉色や外観を予見できる、と位置づける［1］。ただし、これは光学シミュレーションの手法の話で、真珠の輝きの原理が完全に分かったという主張ではない。

層の厚さ・核の散乱・表面反射と内部透過の重なりのうち、どの要素がどこまで効くのかは、今後の測定で絞られていく問題として残っている。

うちで やって みよう

かいがらの うちがわや、かいボタンが あれば、あかるい ところで、ゆっくり かたむけて みましょう。おなじ ものが、みる むきで ちがう いろに 見えるでしょうか。つぎに、えのぐで ぬった いろがみと くらべて みましょう。かいがらは、われた ふちで ゆびを きらないように、きを つけて ください。たいようを まともに 見ては いけません。

よんで みたい もの

えひめだいがくの プレスリリースに、しんじゅの いろの けんきゅうの ようすが かいて あります。

真珠層は、アコヤガイのほか、アワビなど多くの貝の殻の内側にもあります。貝がらや貝ボタンがあれば、明るい窓辺で、ゆっくり傾けてみましょう。見る角度で色が変わるでしょうか。同じ場所を、絵の具をぬった紙と見比べると、「ぬった色」と「層が作る光」のちがいが分かりやすくなります。割れた貝がらの縁で指を切らないよう注意し、太陽を直接見ないでください。

干渉色の研究は、2021年の愛媛大学のプレスのほか、貝殻構造を扱う研究にも詳しく載っています。真珠袋のはたらきは、三重県水産研究所の報告で読めます。

貝殻内面（真珠層をもつ貝殻や貝ボタン）を明るい場所で傾け、見る角度ごとの色の変化を書きとめる。比較として、顔料でぬった紙の見え方も記録する。割れた殻の縁で手を切らないよう注意し、太陽は直接見ない。

原典としては、愛媛大学の2021年7月28日のプレスリリース（真珠の干渉色の光学モデル）が、3つの層・核の散乱・シミュレーションの位置づけまで一続きに読める。三重県水産研究所報第22号は、真珠袋・有機基質・巻きの関係を扱う。力学の観点からは、Barthelat研究室の論文が、体積比の根拠として参照できる。