歴史物語

第57章:インドが生んだ偉大な物理学者 C.V.ラマン教授 ― ノーベル賞を受賞した最初のインド人科学者の生涯

第57章:インドが生んだ偉大な物理学者 C.V.ラマン教授 ― ノーベル賞を受賞した最初のインド人科学者の生涯

インド初のノーベル賞受賞者 C.V.ラマン

世界の物理学史において、チャンドラセカール・ヴェンカタ・ラマン(C.V.ラマン)教授は特別な位置を占めています。彼は、世界最高の栄誉である「ノーベル賞」を受賞した最初のインド人科学者です。

誕生と幼少期

ラマンは1888年11月7日、タミル・ナードゥ州のトリチュラーパッリ近郊にあるティルヴァレッカヴァル村に生まれました。父のチャンドラセカール・アイヤーは物理学の教授、母のパールヴァティー・アンマルは教養ある家庭の出身でした。幼少期の教育はヴィシャーカパトナムで受けましたが、この地の豊かな自然と学者たちとの交流は、少年ラマンの心に大きな影響を与えました。

ラマンはわずか12歳で中等教育修了試験(マトリキュレーション)に合格しました。当時、彼はアニー・ベサント夫人の演説を聴き、その論説を読む機会に恵まれました。また、『ラーマーヤナ』や『マハーバーラタ』などの古典にも親しみ、インドの輝かしい過去への自覚が彼の心の中で育っていきました。

学生時代に輝く才能

1903年、ラマンはチェンナイのプレジデンシー・カレッジに入学しました。体は華奢でしたが頭脳は極めて優れており、その才能に感銘を受けた教師たちは、彼に授業出席の免除を与えました。彼はその時間を実験室と図書館で過ごし、大学のB.A.(学士)試験を単独で第一等成績で合格。物理学で金メダルを獲得し、英語エッセイでも表彰されました。

1907年には、マドラス大学から数学において特別な優秀成績でM.A.(修士)の学位を取得しました。この科目では、それまでのどの学生よりも高い点数を収めています。大学院修了後、さらなる研究を求めてイギリス留学を希望しました。物理学教授たちの推薦によりインド政府も奨学金による派遣を承認しましたが、体が非常に虚弱であることを理由に、ヨーロッパ人医師たちが渡航を思いとどまらせてしまったのです。

研究活動の始まり

1906年、18歳だったラマンは、光の回折に関する最初の論文「長方形の開口による無限の回折帯」をロンドンの学術誌『フィロソフィカル・マガジン』に発表しました。これは音響学分野における彼の基礎的発見に関する論文です。光線が小さな穴や不透明な物体の縁を通過してスクリーンに当たると、光の縁に明暗の帯や色づいた帯が現れます。この現象は「回折」と呼ばれ、光に共通する性質であり、光が波で構成されていることを示しています。翌年には別の論文が誌『ネイチャー』に掲載され、こちらは「光学」に関連するものでした。この時期、彼は物理学に関する多くの論文を執筆しています。

官吏としての日々と研究の継続

家庭の経済状況が決して良くなかったため、ラマンはインド政府財務省の競争試験を受験し、第一位で合格。1907年6月、補助会計監査官としてカルカッタ(現在のコルカタ)に赴任しました。同じ頃、クリシュナスワーミーの娘ローカスンダリーと結婚しています。

ある日、勤務先からの帰り道、彼は「インド科学振興協会(Indian Association for the Cultivation of Science)」という看板を目にしました。すぐに路面電車を降りて同協会の事務所へ向かい、実験室での実験の許可を得たのです。

その後、彼はまずラングーン(現在のヤンゴン)、次いでナグプルへ転任となりましたが、自宅に実験室を設け、暇を見つけては実験を続けました。1911年に再びカルカッタへ転任すると、協会の実験室での研究を再開しました。

彼は1917年まで実験を続け、この期間に「振動の理論と音の働き」というテーマに取り組みました。1917年、カルカッタ大学副学総長アショートシュ・ムーケルジーの招きにより、同大学物理学教授の職を受諾。ラマンは政府の職を辞してこのポストに就いたのです。

光の散乱の研究

カルカッタ大学時代、ラマンは「物質中を進む光」について研究しました。光線の全体が真っ直ぐ進むわけではなく、一部は進路を変えて散乱されるのです。

アショートシュ・ムーケルジーは彼に海外へ渡り博士号を取得するよう勧めましたが、彼はこれを拒否し、こう述べています。「インドこそ知識の宝庫であり、西洋に出向いて知識を得る必要などない。インドは昔から世界に知識を与えてきたし、今日でもなお世界に知識を授ける力を持っているのだ」

1919年まで、ラマンはインド科学研究会議の副会頭を務めていましたが、会頭のアムリトラル・サーカル博士の死去に伴い、無報酬で会頭に就任しました。1921年にはロンドンで開催されたイギリス帝国大学会議に、カルカッタ大学の代表として派遣されています。

他の代表たちがロンドン観光に興じる中、ラマンは聖パウロ大聖堂の「ささやきの回廊」に隠された音響の秘密を解き明かすことに没頭していました。1924年にはロンドン王立協会のフェロー(会員)に選出されています。

ラマン効果の発見

ラマン教授は音響の科学だけでなく光学の科学にも強い関心を持ち、自然の色彩に深く魅了されていました。イギリスへの航海の途中、海の見事な青さと乳白色に強い印象を受けたことが、研究の出発点となりました。イギリスの科学者レイリー卿は、海が青く見えるのは一種の散乱のためだと説明していましたが、ラマンはその説明に満足していませんでした。

カルカッタに戻った彼は、この問題の研究に取り掛かりました。ラマンは約7年間にわたり光の波動を研究し続けました。1927年、X線が散乱されると波長が変化することに着目した彼は、「普通の光でも同じことが起こらないはずがないか」と考えました。そして分光器を用いて水銀アーク灯の光のスペクトルを作り出したのです。

ラマンはその間にさまざまな化学物質を置き、水銀灯の光を通過させてそれぞれのスペクトルを作成しました。観察の結果、スペクトルごとに違いがあり、それぞれの物質が固有の変化をもたらすことを発見。スペクトル像を測定して理論的に解釈した結果、この違いは水銀光の波長変化によるものであることが証明されました。

こうしてラマンは、海水が青く見えるのは太陽光の散乱によるものであること、また透明な液体だけでなく氷や結晶のような固体透明物質においても、分子の運動によって光が散乱されることを証明しました。この現象は「ラマン効果」として知られています。

1928年2月28日、ラマンはこの発見を公表しました。同年3月31日には、研究成果に基づく論文「新しい型の二次放射線(A New Type of Secondary Radiation)」が学術誌『ネイチャー』に掲載されています。発見日の2月28日は、これを記念してインドの「国家科学の日(National Science Day)」として祝われています。

楽器の音の研究

ラマンはヴィーナー(インドの弦楽器)の演奏にも非常に熟達していました。「振動(カンパンナ)」の研究の一環として各種楽器の音を研究し、音楽や楽器に関する多くの論文を著しました。さらに、さまざまな楽器の音を研究するために、数々の新しい装置も考案しています。

彼は楽器の物理学に関する深い知識を持ち、1927年にドイツで出版された全20巻の物理学百科事典の第8巻のうち、楽器の物理学に関する章を執筆しました。この百科事典に寄稿した唯一の非ドイツ人科学者がラマンだったのです。

受賞と栄誉

ラマン効果の発見により、ラマンは1930年のノーベル物理学賞を受賞しました。これによりラマン効果の研究に新たな領域が開かれることになりました。イギリス政府から「ナイト(爵士)」の称号を授与されましたが、彼はこれを支配の象徴として受け入れなかったと伝えられています。そのほか、イタリア科学会議からマットゥッチ・メダル、王立協会からヒューズ・メダルを贈られ、世界各国の大学から名誉学位を授与されました。

1948年に退職した後、バンガロールにラマン研究所を設立し、そこで研究を続けました。1949年には独立インド政府から初代「国家教授(National Professor)」に任命され、1954年には「バーラト・ラトナ」を授与されました。さらに1957年には国際レーニン賞を受賞しています。

検眼鏡の発明

1960年、ラマンは眼球の網膜を観察するための「検眼鏡(オフタルモスコープ)」を発明しました。この装置により、眼の内部の構造や働きを容易に見ることができます。さらに彼は網膜の中に三つの色を発見し、それらの色の働きや効果をも解明しました。

晩年

ラマンは非常に穏やかな人物で、研究の途上で直面する障害に心を乱されることはありませんでした。彼はこう語っています。「我々は、東洋の知識の光で西洋の世界を照らすその時まで、努力を続けるのだ」。1970年10月2日、科学アカデミーの主催でガンジー記念講演を行いましたが、これが彼の最後の講演となりました。そして1970年11月21日、ラマンはこの世を去りました。