<第2話> 保存則 (自然循環の法則、輪廻転生)
Reproduction,River out of Eden
人間達は資源循環なんて言ってるけど、どうせ自分達にとって有益な資源ていう
意味で言ってるだけじゃん。もともと人間だって地球(自然)から言えば資源の1つ
に過ぎないのに・・・・!?
それも、自然が行う循環(再生産)「自然循環」のほんの一部に過ぎないし〜、
しかも、地球上的な発想!!こっちの世界じゃ「輪廻転生]だって循環のひとつ・・・
たぬきだって「葉っぱ」を「お札」に変えられるのに・・・全く、にんげんは??
利己的遺伝子で有名な、リチャード・ドーキンスの著書に「遺伝子の川」がある。この本の英語題名は
River Out of Eden
である。エデンの園から流れ出した
DNAの川の流れは輪廻転生に似ている。
エコロジー(生態系)から考えれば、一種族の偏向した増殖は絶滅の道を歩むの
は常識、既に「法則」とも言えるよね。でも、「今すぐ」じゃないから構わないっていう
発想だろうね。
「どうせ地球だって永久に不滅じゃないんだし」ってことだよね。
科学や技術が進めば本当に解決出来るのかなぁ・・・
地球上の自然のサイクルの中に組み込まれた物質は基本的には原子単位で循環
してると考えて良い。しかし、エネルギーについては太陽(宇宙)からのエネルギー
の出入りのバランスが重要。地球における自然循環はこのバランスの上に成り立っ
ており、その中で「保存則」が成り立つように継続させることが「人間」には必要。
相対性原理によれば、質量とエネルギーは等価であるからバランスを維持すること
は、ほぼ不可能とされる。
自然界をエネルギーで説明する
物理学の諸法則のなかでも19世紀半ばに発見されたエネルギー保存則はきわめて広い範囲に適用可能な基本法
則として知られます。蒸気機関における熱と動力の問題はこの法則発見のために不可欠な要因でありました。それま
での動力源であった畜力が動物による栄養物の消費により得られたのに対して新しい動力源である蒸気機関の動力
は石炭を消費して得られる。さらに電力は電動機による電池の消耗から得られる。従来は別々のものと考えられてきた
これら現象相互間が密接な関係で結ばれていることが徐々に認められてきました。
このような状況のなかでエネルギー保存則がマイヤー
、ジュールおよびヘルムホルツによって相次いで唱えられました。
これは同時発見の顕著な事例であります。なかでも医学を修めたヘルムホルツは動物体熱の問題からエネルギー保存
則に到達し、後に物理学に転じて先ず力学的エネルギー保存の関係を証明し、続いて光、熱、電気、化学電池、磁気、
電磁気などの諸現象も力学的エネルギーと等価関係にある事実を解明しました。ちなみに同じ19世紀後半には経済学
史の分野でもメンガー、ジェヴォンズおよびワルラスからなる限界革命トリオが限界効用理論をほぼ同時に発見しています。
エネルギーという物理量を自然界における普遍的かつ基本的な存在とみなして自然現象はもとより現象世界のすべてを
エネルギーの変換と流動の文脈から捉え直し解釈しようとする思想が主としてドイツの自然科学者から起こりました。この
考え方はエネルゲティーク (Energetik) と呼ばれ、やがて当時の科学界を席捲しながら哲学的な潮流を形成しました。エネ
ルギーの不滅性とその転換が基本的法則として確立されて、これはさらに熱力学第1法則として定式化されて行きます。
力学的エネルギー保存則
力学的エネルギー保存則は振り子モデルによって余すところなく説明されることは良く知られています。これはエネルギー
変換が行われ、振り子の位相に対応して位置エネルギーと運動エネルギーが相補的に増減関係をなす現象に対応していま
す。ただ、ここでこのモデルに隠されているいくつかの前提条件に注意を払う必要があります。この振り子が永久に動き続け
ないのは経験的に自明であります。振り子の運動は次第に減衰して最後に静止します。これは摩擦や抵抗の存在によるもの
で、この現象は力学的エネルギー保存則では表現できません。摩擦、抵抗、音などは最後には熱になって対象系から逃げて
行きます。熱力学第1法則が要請される根拠はここにあります。熱力学第1法則もエネルギー保存則の一種ですが、その
名の通り熱現象と力学現象を統合的に取り扱うことができるのでより普遍性があります。
質量保存の法則
エネルギー保存則との関係から質量保存の法則についても触れないと片手落ちになります。別記のように「則」は「の法則」
を簡略化した表現法で英語では Law of となり同じですが、ここでは「の法則」とします。質量保存の法則は「質量不変の法則」
あるいは「物質不滅の法則」とも呼ばれます。エネルギー保存則が物理学の用語法であるのに対して質量保存の法則は化学の
用語法といえます。質量保存の法則は1774年にラヴォアジェによって化学反応の前後において反応物質の全重量と生成物質の
全重量が等しいことから発見されました。
質量保存の法則はこれをさらに一般化して物質はいろいろに変化するがそれは物質の構成要素である原子の組合わせが変る
だけで物質の質量自体は不変とするものです。しかし現在では相対性理論によって質量とエネルギーが等価であることが示され
て厳密には質量保存の法則は成立しないとされています。