レオナルドから学ぶ新たな教訓

本稿は、フリチョフ・カプラが最新著書『レオナルドから学ぶ：天才の手稿を解読する』 （2013年：ベレット＝コーラー出版）で紹介されている研究成果の一部について語った講演を基に作成されている。

ルネサンス期の偉大な天才、レオナルド・ダ・ヴィンチは、芸術、科学、技術を独自に融合させたものを発展させ、実践しました。それは、その構想自体が非常に興味深いだけでなく、現代においても非常に重要な意味を持っています。

私たちの科学技術はますます視野が狭くなり、学際的な視点から多面的な問題を理解することができなくなっていることを認識している今、あらゆる生命の統一性を尊重し、あらゆる自然現象の根本的な相互依存性を認識し、私たちを生き生きとした地球と再び結びつける科学技術が喫緊に必要とされています。今日私たちが必要としているのは、まさにレオナルド・ダ・ヴィンチが500年前に構想したような総合的な科学技術なのです。

生命形態の科学

レオナルドの総合的な思想の中核にあるのは、自然界の生命形態の本質を理解しようとする彼の生涯にわたる探求である。彼は絵画とは自然の形態、すなわち自然の性質を研究することであると繰り返し主張し、それらの形態の芸術的表現と、その本質的な性質および根底にある原理の知的理解との密接な結びつきを強調した。自然界の生命形態を描くためには、それらの本質的な性質および根底にある原理を科学的に理解する必要があり、自然の形態を分析するためには、それらを描く芸術的能力が必要だったとレオナルドは感じていた。彼の科学は彼の芸術なしには理解できず、彼の芸術も科学なしには理解できないのである。

生命の秘密を探求する

私はレオナルド・ダ・ヴィンチの天才性に魅了され、過去10年間、彼の有名な手稿の複製版を通して科学論文を研究してきました。本書では、レオナルドの科学研究の主要分野、すなわち流体力学、地質学、植物学、力学、飛行科学、解剖学について詳細に論じています。これらの分野における彼の驚くべき発見や業績のほとんどは、一般にはほとんど知られていません。

レオナルドの科学のあらゆる分野を探求する中で明らかになったのは、最も根本的なレベルにおいて、レオナルドは常に生命の本質を理解しようとしていたということである。私の主な主張は、レオナルド・ダ・ヴィンチの科学は生命形態の科学であり、200年後に登場したガリレオ、デカルト、ニュートンの機械論的な科学とは根本的に異なるということである。

この点が、これまで多くの評論家によって見落とされてきたのは、つい最近まで生物学者たちが生命の本質を細胞や分子という観点からのみ定義していたためである。顕微鏡の発明より2世紀も前に生きたレオナルドは、そうした概念に触れる機会がなかった。しかし今日、生命に対する新たな体系的な理解が科学の最前線で台頭しつつある。それは代謝過程とその組織化のパターンという観点からの理解であり、まさにレオナルドが生涯を通じて、地球というマクロコスモスと人体というミクロコスモスの両方において探求した現象なのである。

レオナルドの科学研究は、マクロな視点では、水の動き、地球の地質学的形態と変遷、そして植物の多様性と成長パターンを主なテーマとしていました。ミクロな視点では、人間の身体、すなわちその美しさと均整、運動のメカニズム、そして生命の本質と起源の解明に重点を置きました。これらの多様な科学分野における彼の業績を、ごく簡単に概説してみましょう。

水の動き

レオナルドは、あらゆる形態の水に魅了されていました。彼は、水が生命の媒体であり、生命維持に不可欠な流体であり、あらゆる有機体の基盤であるという根本的な役割を認識していました。「水はあらゆる生物の膨張と体液である」と彼は記しています。「水がなければ、何ものも元の形を保つことはできない」。生物の生命における水の本質的な役割に関するこの見解は、現代科学によって完全に裏付けられています。今日では、すべての生物が組織に栄養素を運ぶために水を必要とするだけでなく、地球上の生命は水中で始まり、数十億年にわたり、生物を構成するすべての細胞が水環境の中で繁栄し、進化し続けてきたことが分かっています。したがって、レオナルドが水を生命の担い手であり基盤と見なしたことは、完全に正しかったのです。

レオナルドは生涯を通じて、水の動きや流れを研究し、その波や渦を描き、分析した。彼は水だけでなく、血液、ワイン、油、さらには砂や穀物の流れについても実験を行った。彼は流れの基本原理を初めて体系化し、それがすべての流体に共通する原理であることを認識した。これらの観察によって、レオナルド・ダ・ヴィンチは今日流体力学として知られる分野の先駆者としての地位を確立した。

レオナルドの手稿には、水や空気中の渦巻きやその他の乱流パターンを描いた精緻な図が数多く残されていますが、乱流の物理学は非常に難解であるため、これまで詳細な分析は行われてきませんでした。本書では、カナダのクイーンズ大学で流体力学の教授を務めるウーゴ・ピオメリ氏との綿密な議論に基づき、レオナルドの乱流に関する図や記述を詳細に分析します。ピオメリ教授には、レオナルドの乱流に関するすべての図や記述の分析に多大なご協力をいただきました。

生きている地球

レオナルドは、地球表面の形成において水が主要な役割を果たしていると考えていました。水と岩石の絶え間ない相互作用に対するこの認識は、彼を地質学の広範な研究へと駆り立て、その研究成果は、彼の絵画の陰影によく見られる幻想的な岩の造形に反映されています。彼の地質学的観察は、その高い正確さだけでなく、数世紀後に再発見され、今日でも地質学者によって用いられている普遍的な原理を彼が体系化したという点においても、驚くべきものです。

レオナルドは、地球の形態は、現在私たちが地質時代と呼ぶ長い期間にわたってゆっくりと進行する過程の結果であると初めて提唱した人物である。

この点において、レオナルドは時代を何世紀も先取りしていたと言える。地質学者が地質学的時間の途方もない長さに気づいたのは、19世紀初頭、チャールズ・ライエルの研究によって初めてであり、彼はしばしば近代地質学の父とみなされている。

レオナルドはまた、岩石層の褶曲を初めて特定した人物でもあった。岩石が堆積層の中で非常に長い時間をかけて形成され、その後、強力な地質学的力によって形作られ、褶曲していく過程についての彼の記述は、進化論的な視点に近い。彼は、同じく地質学から進化論的思考の着想を得たチャールズ・ダーウィンよりも300年も前に、この視点に到達していたのである。

植物の成長

レオナルドの手稿には、樹木や花を描いた数多くの素描が収められており、その多くは精緻な植物描写の傑作である。これらの素描は当初、絵画のための習作として描かれたものだったが、やがてあらゆる植物の形態の根底にある代謝と成長のパターンに関する本格的な科学的探求へと発展していった。レオナルドは、日光と水による植物の栄養供給、そして樹液が植物組織内を移動する過程に特に注目した。

彼は、樹皮の死んだ外層と、植物学者が師部と呼ぶ生きた内層を正しく区別し、師部を実に的確に「樹皮と木部の間にあるシャツ」と呼んだ。また、樹齢は幹の断面にある年輪の数に対応すること、そしてさらに驚くべきことに、年輪の幅はその年の気候を示す指標となることを最初に認識したのも彼だった。他の多くの分野と同様に、レオナルドは植物学においても同時代の人々をはるかに凌駕する思考を展開し、植物学における最初の偉大な理論家としての地位を確立した。

動いている人体

レオナルドは、自然界の様々な形態を探求する中で、人間の身体にも同様のパターンや過程が存在することを常に意識していた。身体の有機的な構造を研究するため、彼は数多くの人間や動物の遺体を解剖し、骨、関節、筋肉、神経を詳細に調べ、かつてないほどの正確さと明瞭さでそれらを描き出した。レオナルドは、無数の精緻で素晴らしい素描を通して、神経、筋肉、腱、骨がどのように連携して身体を動かすのかを明らかにしたのである。

デカルトとは異なり、レオナルドは、数々の機械や装置を設計した卓越した技術者であったにもかかわらず、人体を機械とは決して考えなかった。彼は、動物や人間の解剖学的構造が機械的な機能を持つことを明確に認識していた。「自然は機械的な装置なしに動物に動きを与えることはできない」と彼は説明したが、それは彼にとって生物が機械であることを意味するものではなかった。それは単に、動物の体の動きを理解するためには、力学の原理を探求する必要があることを意味していたに過ぎない。実際、彼はこれをこの科学分野の最も「崇高な」役割とみなしていた。

力学の要素

レオナルドは、自然界の「機械装置」がどのように連携して身体を動かすのかを詳細に理解するため、重量、力、運動に関する問題、すなわち今日では静力学、動力学、運動学として知られる力学の分野を長期間にわたって研究した。彼は人体の動きに関連する力学の基本原理を研究する一方で、それらを数多くの新しい機械の設計にも応用した。そして、力学への関心が高まるにつれ、彼はますます複雑なテーマを探求し、時代を何世紀も先取りした抽象的な原理を予見したのである。

レオナルドの功績には、運動の相対性に関する理解、現在ニュートンの第三法則として知られる原理の発見、エネルギー保存の法則に対する直感的な理解、そしておそらく最も注目すべきは、熱力学第二法則であるエネルギー散逸の法則の予見などが挙げられる。レオナルドの機械工学に関する書籍は数多く存在するが、理論力学に関する書籍はまだ存在しない。本書で最も長い章では、レオナルドの科学におけるこの重要な分野について詳細な分析を行う。

飛行の科学

レオナルドの解剖図に添えられた解説文から、彼が現代の生物学者と同様に人間の体を動物の体として捉えていたことが分かります。そのため、彼が人間の動きを様々な動物の動きと比較したことは驚くべきことではありません。中でも彼を最も魅了したのは鳥の飛行で​​した。それは、彼の生涯における大きな情熱の一つ、すなわち空を飛ぶという夢の源泉となったのです。

鳥のように空を飛びたいという夢は、人類の歴史と同じくらい古い。しかし、レオナルド・ダ・ヴィンチほど、情熱と忍耐力、そして綿密な研究への献身をもってこの夢を追い求めた人物はいない。彼の飛行科学は、空気力学から人体解剖学、鳥類解剖学、機械工学に至るまで、数多くの分野に及んだ。

レオナルドの飛行科学に関する章では、この主題に関する彼の図面や著作を詳細に分析し、彼が揚力の起源を明確に理解していたこと、滑空飛行と羽ばたき飛行の本質的な特徴を完全に理解していたこと、そして静止した空気中を移動する物体は静止した物体の上を流れる空気と等価であるという風洞の原理を最初に認識した人物であったという結論に至りました。これにより、レオナルド・ダ・ヴィンチは空気力学の偉大な先駆者の一人として位置づけられます。

レオナルドは数多くの飛行機械の設計において、鳥の複雑な羽ばたきと滑空の動きを模倣しようと試みた。これらの設計の多くは確かな空力原理に基づいていたが、ルネサンス期に入手可能な材料の重量が、彼が実用的な模型を製作することを阻んだ唯一の要因であった。

生命の神秘

先に述べたように、レオナルドがマクロコスモスとミクロコスモスを探求する上で貫いた大きなテーマは、生命の本質を理解しようとする彼の絶え間ない探求でした。この探求は、彼が60歳を過ぎてからミラノとローマで行った解剖学的研究、特に心臓の研究において頂点に達しました。心臓は、古来より人間の存在と感情生活の最も重要な象徴として位置づけられてきた臓器です。彼は、それまで誰も成し遂げられなかった方法で心臓を理解し、描写しただけでなく、何世紀にもわたって医学研究者が見落としてきた、心臓の働きにおける微妙な変化をも観察したのです。

レオナルドは晩年の10年間、生命の神秘のもう一つの側面、すなわち生殖と胚発生の過程における生命の起源に強い関心を抱くようになった。発生学の研究において、彼は胎児が子宮内で成長していく過程、特に臍帯を通じた栄養供給について、驚くほど詳細に記述した。レオナルドの発生学の素描は、生命の起源を取り巻く神秘を、優美かつ感動的に解き明かすものである。

レオナルドは、自身の科学的知性がどれほど優れていても、生命の本質と起源は究極的には謎のままであることをよく理解していた。「自然は、経験上一度も起こったことのない無数の原因に満ちている」と、彼は40代後半に宣言し、年齢を重ねるにつれて、その神秘への感覚は深まっていった。彼の晩年の絵画に登場する人物のほとんどすべてが、言葉では言い表せないものを表現する微笑みを浮かべ、しばしば指を指している。「レオナルドにとっての神秘とは、影であり、微笑みであり、暗闇を指し示す指であった」と、著名な美術史家ケネス・クラークは記している。