「世界鉱物年」と「国際ガラス年」

２０２２年は「世界鉱物年」と「国際ガラス年」
京都薬科大学 名誉教授 桜井 弘
わが国で発見され、広く愛され、わが国のシンボルの美しい石の名前はご存知でしょうか？
「国石」は長い間、決められていなかったのですが、２０１６年９月に、日本鉱物科学会が候補に挙げられた多数の石の中から「ヒスイ」（写真１）を国石として選びました。ヒスイは漢字で「翡翠」と書かれ、英語ではｊａｄｅ、美しい緑色の半透明な宝石の一つです。新潟県糸魚川市をはじめ兵庫県養父市，鳥取県若桜町，岡山県新見市，長崎県長崎市など日本各地で発見されています。漢字名の翡翠は鳥の「カワセミ」の事で、「翡」は赤色、「翠」は緑色、もえぎ色をさし、カワセミの赤いお腹と緑色の羽を指しています。鉱物名は、カワセミの緑色の羽から名づけられ
写真１．ヒスイ（翡翠）たと伝えられています。
鉱物は、宝石や美術品としての価値だけでなく、 ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ.ｗｉｋｉｐｅｄｉａ.ｏｒｇ／
ｗｉｋｉ／ｊａｄｅ
古代から現代まで人々の生活を支え、産業、建築や先端技術など科学の発展には欠くことのできないとても重要な地球の産物です。
この重要な「鉱物」を世界中の人々が改めて知り、お祝いしようと世界中の３９の国と地域からなる世界鉱物連合がＵＮＥＳＣＯの下で２０２２年 を「世 界 鉱 物 年」（Ｙｅａｒ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ
図１．世界鉱物年のロゴマーク
２０２２、Ｍｉｎ２０２２）（図１）と決めています。
鉱物は様々な結晶の組み合わせからできていますが、鉱物の基本となる「結晶」に関しては、２０１２年７月の国連総会で２０１４年を「世界結晶年」（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＹｅａｒ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙ、ＩＹＣｒ２０１４）とすることが決められ、世界各地で様々なイベントが開催されました。記憶しておられる方も多いことと思います。
一方、鉱物の一種であり、身近な工業製品から最先端の科学、産業や芸術を支える「ガラス」は古代から現代まで幅広く利用され、私たちの生活には欠かすことのできない物質です。
図２．国際ガラス年のロゴマーク
２０２１年５月の国連総会で、２０２２年を「国際１８ＨＩＲＯＭＵ ＳＡＫＵＲＡＩガラス年」（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｙｅａｒ ｏｆ Ｇｌａｓｓ ２０２２、ＩＹＯＧ２０２２）（図２）とすることが定められました。
今年２０２２年は、「世界鉱物年」と「国際ガラス年」が重なっている年です。上に挙げた三つの鉱物に関する世界年や国際年の開催理由がそれぞれに異なっていて大変興味深いと思われますので、簡単に紹介しましょう。
１．世界鉱物年とはまず「世界鉱物年」から見ていきましょう。「世界鉱物年」は、イタリア生まれの司祭であり、植物学者・鉱物学者であったルネ＝ジュスト・アユイ（１７４３－１８２２）（写真２）の没後２００年を記念して決められました。アユイは「結晶は小さなユニットの繰り返しでできている」という理論を提案し、「結晶学の父」と呼ばれています。
１７８４年に、床に方解石（カルサイト）を落とした
時、砕けた破片が元の結晶と同じ形の小さな結晶であることに気づきました。結晶面の長さには整数比が成り立つという「有理指数の法則」を見いだして、原子や分子が並んで作る結晶は小さな単位の繰り 写真２．ルネ ジュスト・アユイ
返しでできているという説を提唱しました。その後、 ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ.ｗｉｋｉｐｅｄｉａ.ｏｒｇ／
ｗｉｋｉ／Ｒｅｎｅ́_Ｊｕｓｔ_Ｈａｕ̈ｙ
多数の鉱物について研究し、１８０１年に結晶に関する書籍『鉱物学概論』を、亡くなる１８２２年には、『結晶学概論』を出版しました。
結晶の角度から結晶を分類するシステムを生み出し、今日では、「アユイの法則」として知られています。
１７９７年には、アユイの知人で化学者・薬剤師であったフランスのルイ＝ニコラ・ヴォークラン（１７６３－１８２９）がシベリア産の紅鉛鉱から発見した新元素は酸化状態― ｍａ、によってさまざまな色に変化するため、アユイがギリシャ語の χρωμα（ｃｈｒｏ色）にちなんでクロムと命名したことはよく知られています。
アユイの名前は、パリのエッフェル塔にも刻まれました。１８８９年にギュスターヴ・エッフェル（１８３２－１９２３）によって建設されたエッフェル塔の１階のバルコニーの下には、フランスの科学の発展に功績のあった７２人の名前が刻まれていることをご存知の方も多いと思います。アユイは４７番目に鉱物学者として刻まれています。
「世界鉱物年」を記念してでしょうか、今年の２月に日本郵便（株）からとても美しい切手集『宝石・鉱石～自然の芸術』が発行されました。「ヒスイ」切手もあり、楽しまれている方も多いと思います。

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「世界鉱物年」と「国際ガラス年」
２．世界結晶年とは次に「世界結晶年」の開催理由を見てみましょう。
「結晶」には、鉱物だけでなく、雪の結晶、食塩や宝石など身近なものが数多くあります。約１００年前、ドイ
ツ の 物 理 学 者 マ ッ ク ス・フ ォ ン・ラ ウ エ（１８７９－１９６０）（写真３）はＸ線による結晶の回折現象を発見して、１９１４年にノーベル物理学賞を受賞しました。さらに、イギリスの物理学者ウィリアム・ヘンリー・ブラッグ（１８６２－１９４２）と ウ ィ リ ア ム・ロ ー レ ン ス・ブ ラ ッ グ（１８９０－１９７１）親子（写真４）は、結晶は原子が配列してつくられていることを食塩の結晶のＸ線回折によ
写真３．マックス・フォン・ラウエ
り明らかにし、１９１５年にノーベル物理学賞を受賞しま ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ.ｗｉｋｉｐｅｄｉａ.ｏｒｇ
した。結晶間隔とＸ線の回折の関係を数式化した「ブ ／ｗｉｋｉ／Ｍａｘ_ｖｏｎ_Ｌａｕｅ
ラッグの法則」は結晶構造のＸ線解析の基本となりました。これら一連の研究は、近代結晶学の誕生と考えられています。その後、結晶学の発展により多くのノーベル賞受賞につながる研究が展開されました。ラ
ウエに始まったノーベル賞受賞後１００周 年 を 記 念 し て、２０１４年 が「世界結晶年」とされたのでした。
写真４．ウィリアム・ヘンリー・ブラッグ（左）とウィリアム・ローレンス・ブラッグ（右）ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ.ｗｉｋｉｐｅｄｉａ.ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｗｉｌｌｉａｍ_Ｈｅｎｒｙ_Ｂｒａｇｇ
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写真５．寺田寅彦
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ｗｉｋｉ／寺田寅彦

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一方、わが国の結晶学の始まりも１００年の歴史を持っています。皆さんよくご存じの物理学者・随筆家・俳 人 の 寺 田 寅 彦（１８７８－１９３５）（写真５）はＸ線回折の実験を行い、ブラッグらと同じ式を見いだして「Ｘ線と結晶」と題する２編のｌｅｔｔｅｒｓを１９１３年 に 英 国 のＮａｔｕｒｅ誌 に 送 っ て い ます。さらに、寺田の指導を受けた結晶学者の西川正治（１８８４－１９５２）は繊維・薄板・粒状のＸ線回折図形を報告して、日本の結晶学の扉を世界

ＨＩＲＯＭＵ ＳＡＫＵＲＡＩへと開きました。その後、やはり寺田の教えを受けた物理学者・随筆家の中谷宇吉郎（１９００－１９６２）は、自然雪の結晶について分類学的研究をして、１９３６年に人工雪の結晶を創り出すことに世界で初めて成功したことはよく知られています。
結晶学は、学術研究のみならず、半導体産業、鉄鋼業、エレクトロニクス産業、繊維産業、高分子産業、医薬品と健康産業の発展の基礎を築いたことはご存知のとおりです。
３．国際ガラス年とは最後に、「国際ガラス年」の開催理由を見てみましょう。
写真６をご覧下さい。１９世紀中ごろから２０世紀の初めにかけてフランスのガラス工芸家、陶器・家具デザイナー、
ア ー ト デ ィ レ ク タ ー の シ ャ ル ル・マ ル タ ン・エ ミ ー ル・ガ レ（１８４６－１９０４）が製作したアール・ヌーヴォーを代表するとても美しいガラス作品です。
ガラスは古代から知られてきたケイ酸塩を主成分とした硬くて透明な物質であり、生活の必需品であるとともに素敵な芸術作品にもなっているのです。しかし、鉱物や結晶に関する世界年とはちがって、「国際ガラス年」は特定の人物の功績を讃えた記念の年として決められたものではなく、私た
写真６．シャルル・マルタ
ちの生活と文明の進歩にガラスがいかに深く貢献したかの ン・エミール・ガレのガラ歴史を知り、その未来を考えようと企画されているようです。 ス作品
ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ.ｗｉｋｉｐｅｄｉａ.
そこで、ガラスに関する重要な歴史の一部をのぞいてみましｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｅ́ｍｉｌｅ_Ｇａｌｌｅ́ょう。
１５９６年にオランダの眼鏡職人のハンス・ヤンセンとその息子のサハリアス（１５８０－１６３８）は２枚のレンズを組み合わせて初めて複式顕微鏡を作ったと考えられています。１７世紀後半になり、皆さんよくご存じのオランダの画家ヨハネス・フェルメール（１６３２－１６７５）の友人であったアントニ・ファン・レーウェンフック（１６３２－１７２７）がレンズ１枚で倍率は１００倍から２６０倍以上にも達する単式顕微鏡を作成して、１６７４～１６７７年に微生物や精子を発見しました。このため、レーウェンフックは「微生物学の父」と呼ばれています。顕微鏡が発明され、細胞や病原菌の研究が可能となり、病気の理解が進み、予防と治療が大進歩しました。
一方、１６０８年には、オランダの眼鏡職人ハンス・リッペルハイ（１５７０－１６１９）は凸レンズ（対物レンズ）と凹レンズ（接眼レンズ）を筒にはめた望遠鏡を作りました。
その望遠鏡を使ってガリレオ・ガリレオ（１５６４－１６４２）は、１６０９年に天体を観測して、ニコラウス・コペルニクス（１４７３－１５４３）の地動説を支持したことはよく知られています。

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１９世紀の中頃になると、イギリスのジョゼフ・スワン（１８２８－１９１４）はガラス電球のアイディアを思いつき、実験を始めました。減圧したガラス球に紙を炭化させたフィラメントを封入し電流で発光させるアイディアでした。その実用化は「発明王」と呼ばれたトーマス・エジソン（１８４７－１９３１）が、フィラメントに日本の竹を用いて１９０９年に成功しました。こうして夜の仕事や読書と楽しむことが可能となりました。
エジソンが白熱電球を開発するときに発見した基礎理論（エジソン効果１８８４年）を使って、電流・磁場・力の関係を示す「フレミングの左手の法則」としてよく知られているイギリスの物理学者ジョン・アンブローズ・フレミング（１８４９－１９４５）が１９０４年に２極真空管を、１９０６年にはアメリカの発明家リー・ド・フォレスト（１８７３－１９６１）が３極真空管を発明しました。真空管の発明は音響器械やエレクトロニクスへの道を拓くことになりました。
ガラスで作られる光ファイバーの原理はかなり古くから知られていましたが、１９２７年には多数のファイバーを束ねたバンドルファイバーを用いて光学像を伝送するアイディアが生まれました。１９５０年代に入り、医療用として人体内部の観察にも用いられるようになりました。１９６６年に、イギリスのスタンダード・テレコミュニケーション・ラボラトリーズ社が通信用の細いガラス繊維による光ファイバーを開発しました。光ファイバーはインターネットの発展には欠かせない材料です。
結晶では原子がきちんと整列していますが、ガラスでは原子は不規則な網目構造状に配置しているため「アモルファス」と言われています。アモルファス半導体は結晶半導体とは異なる性質を示すことがあり、幅広い分野で応用されています。たとえば、１９７５年にドイツの物理学者ウォルター・エリック・スピア（１９２１－２００８）らがシランの熱分解によって得たケイ素を主体としたアモルファスシリコンは、作成や成形が容易であるため、太陽電池や薄膜トランジスタなどに用いられています。
このように、ガラスは現代社会にとってかけがえのない物質であり、今私たちはガラスとともに生きていると言えそうです。
以上紹介しましたように、２０２２年は、人類が長い間「鉱物」や「ガラス」とともに生き、成長してきた歴史を学び、その重要性を知り、「鉱物」と「ガラス」の未来を考えるにふさわしい年となるよう願っています。
［文献］
１） 世界鉱物年：宮脇律郎：特集号「世界鉱物年２０２２─地球のつぶやき─」巻
頭言、地学雑誌Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ、１３１（２）１２９－１３２（２０２２）．
２） 国 際 ガ ラ ス 年：国 際 ガ ラ ス 年２０２２に つ い て－国 際 ガ ラ ス 年２０２２（ｉｙｏｇ２０２２．ｊｐ）．

桜井 弘２２