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ええと、今回ね、第十四章、まあ、物の測定っていうお話なんですけど。いやあ、昔の科学者って本当にすごいですよね。
一番過酷な、まあ、フィールドワークを選ぶとしたら、多分、1735年のフランスの科学アカデミーによるペルー遠征を上回るものはないんじゃないかって思うんですよ。ピエール・ブーゲっていう水文科学者と、シャルル・マリー・ド・ラ・コンダミーヌっていう軍人の数学者、この二人が率いる科学者と冒険家の一団が、ペルーに、アンデス山脈を横断する距離を三角測量で測定するために行ったんです。三角測量って、まあ、ご存知の方もいると思うんですけど、幾何学に基づいた一般的な方法で、三角形の一辺の長さと二つの角度がわかれば、他のすべての値がすぐに計算できるんですよね。例えば、僕らが三角測量で月までの距離を測るとしたら、まず僕らの間に一定の距離を置く。例えば、あなたがパリにいて、僕がモスクワにいるとして、僕ら二人が同時に月を見上げるとします。今、あなたと僕と月を結ぶ線があって、三角形ができてるのを想像してください。あなたと僕の間の底辺の長さを測って、僕らの二つの角度を測れば、あとは簡単に計算できるっていう、まあ、そういう方法なんです。
当時ね、地球っていうものに対する強烈な探究心みたいなものがあったらしくて、地球の年齢とか、大きさとか、宇宙のどの位置にあるのかとか、どうやってできたのかとか、そういうことを知りたかったらしいんですよ。で、フランスのチームの任務っていうのは、キト近郊のヤロキから、現在のエクアドルのクエンカのちょっと先まで、直線に沿って、1度の経線、つまり地球の円周の360分の1の長さを測ることだったんです。全長約320キロメートル。これによって、地球の全周の問題を解決するのを手伝おうとしたんですね。
で、まあ、案の定というか、ほとんど最初から問題が起きたみたいで、しかも、結構深刻な問題が。キトでは、訪問者たちがどういうわけか地元の人々を怒らせて、石を持った暴徒に街から追い出されちゃったらしいんですよ。で、間もなく、測定チームの一人の医者が、ある女性との誤解から殺害されたりとか。チームの植物学者が精神錯乱を起こしたりとか。他の人たちは熱病で死んだり、転落して命を落としたりとか。探検隊のナンバー3の男、ジャン・ゴダンっていう人は、13歳の少女と駆け落ちして、もうどうにもならなかったらしいんですよ。
測定チームは、ある時、8ヶ月間も作業を中断せざるを得なかったみたいで。その間、コンダミーヌは許可証の問題を解決するために馬に乗ってリマに行ったりとか。結局、彼とブーゲはお互いに口をきかなくなり、協力を拒否したりとか。人数がどんどん減っていく測定チームは、どこに行っても地元の役人たちから疑いの目を向けられたりとか。彼らは、フランスの科学者たちが世界を測るために地球の半分を回ってくるとは到底信じられなかったみたいで。そんなこと、ありえないって思ったんですね。2世紀半経った今でも、それはすごくもっともな疑問に思えますよね。フランス人は、そんなに苦労してアンデス山脈まで行く必要なんてなかったんじゃないかって。なぜフランスで測定しなかったんだろうって、思いますよね、普通。
まあ、一つには、18世紀の科学者、特にフランスの科学者は、単純な方法であまり物事を解決しようとしなかったっていうのがあると思うんですよね。もう一つは、実際的な問題があったみたいで。この問題は、ブーゲとコンダミーヌが南米に行くことを夢見ていた、いや、そうする理由さえ持つずっと前から、イギリスの天文学者、エドモンド・ハレーに端を発していたんです。
ハレーはね、もう本当にすごい人だったんですよ。長くて多産な生涯の中で、船長、地図製作者、オックスフォード大学の幾何学の教授、王立造幣局の副長官、王室天文学者を歴任して、深海潜水鐘の発明家でもあったりとか。磁力、潮汐、惑星の運動に関する権威ある論文を書いたり、アヘンの効果に関する無邪気な文章を書いたりとか。気象図や生命表を発明したり、地球の年齢や地球から太陽までの距離を計算する方法を提案したり、魚をオフシーズンまで保存するための実用的な方法を発明したりとか。彼が唯一やらなかったことっていうのは、彼自身の名前を冠した彗星を発見することだったみたいですね。彼はただ、1682年に彼が見た彗星が、それぞれ1456年、1531年、1607年に他の人たちが見たのと同じ彗星であることを認めただけだったみたいです。
この彗星がハレー彗星と名付けられたのは、1758年になってからで、彼が亡くなってから約16年後のことだったんですね。
しかし、これだけの功績があったにもかかわらず、彼の人類の知識に対する最大の貢献っていうのは、おそらく彼が参加した科学的な賭けだったんじゃないかって思うんですよ。賭け金は小さくて、相手はその時代の他の二人の傑出した人物。一人はロバート・フックで、人々が今一番覚えているのは、おそらく彼が細胞を記述したこと。もう一人は、偉大で威厳のあるクリストファー・レン卿で、彼は最初は天文学者で、後に建築家にもなった人なんですけど、この点は今ではあまり覚えていない人が多いかもしれないですね。
1683年、ハレー、フック、レンはロンドンで食事をしてて、突然、話題が天体の運動に移ったみたいで。惑星は、一種の特殊な卵形の線、つまり楕円軌道上を移動する傾向があると考えられてたんですけど、その理由はわからなかったみたいなんですよね。レンは気前よく、もし彼らのうち誰かが答えを見つけたら、40シリング（2週間分の給料に相当する）の賞金を出すと申し出たみたいなんです。
フックは、ほら、大言壮語で有名だったから、自分の意見ではないかもしれないけど、自分が問題を解決したと主張したみたいで。でも、その理由っていうのが面白くて巧妙で、そうすることで、他の人が自分で答えを見つける機会を失うから、今はみんなに教えたくないって言ったみたいなんですよね。だから、彼は「答えをしばらく秘密にしておいて、他の人がそれを大切にする方法を知るようにする」って言ったらしいんですよ。彼がその後、このことを考えたかどうかを示す兆候はないみたいなんですけど。でも、ハレーは夢中になって、どうしてもその答えを見つけようとして、その翌年、ケンブリッジ大学に行って、その大学の数学の教授であるアイザック・ニュートンに、助けを求めて、厚かましくも訪問したんですね。
ニュートンは、完全に変人だったみたいで。彼は非常に賢くて、孤立してて、退屈で、敏感で、疑い深くて、集中力が散漫で（朝、ベッドから足を出すと、突然、思考が押し寄せてきて、何時間もじっと座っていたと言われてます）、非常に興味深い奇妙なことをしたみたいです。彼は、自分の研究所を設立して、ケンブリッジ大学で最初の研究所でもあったんですけど、その後、異常な実験に従事したみたいで。ある時、彼は大きな針孔の縫い針、つまり革を縫うのに使う長い針を眼窩に差し込んで、「目と、可能な限り目の後ろの骨の間」でこすったりとか。目的は、何が起こるかを見るためだけだったみたいです。結果、不思議なことに、何も起こらなかったらしいです。少なくとも、永続的な結果は生じなかったらしいんですよね。また別の時には、彼は目を大きく見開いて太陽を眺めたりとか。どれだけ見られるか試して、視力にどのような影響があるかを知ろうとしたみたいです。彼はまたしても重傷を負うことはなかったんですけど、目を回復させるために、数日間、暗室で過ごさざるを得なかったりとか。
彼の並外れた才能と比較すれば、これらの奇妙な信念や奇妙な特徴は大したことないですね。たとえ通常の方法で働いている時でも、彼は特別なことをしているように見えたみたいです。学生時代、彼は普通の数学に限界を感じて非常に失望して、全く新しい形式、微積分を発明したんですけど、27年間も誰にもそのことを言わなかったみたいですね。彼は光学の分野でも同じように働き、光に対する私たちの理解を変えて、分光学の基礎を築いたんですけど、その成果を人々と共有するまでに30年もかかったりとか。
それほど賢かったにもかかわらず、本当の科学は彼の興味の一部に過ぎなかったんですよね。彼は少なくとも仕事の半分の年齢を、錬金術と気まぐれな宗教活動に費やしたみたいです。これらの活動は、単なる趣味ではなくて、全身全霊を注ぎ込んだもので、彼は密かにアリウス教っていう危険な異端を信仰してたみたいです。その主な教義は、三位一体は存在しないっていう考えだったみたいで。これはちょっと皮肉ですよね。なぜなら、ニュートンの職場はケンブリッジ大学のトリニティ・カレッジだったから。彼は、エルサレムの存在しないソロモン王の神殿の平面図を研究するために無数の時間を費やしたりとか。その過程で、原典を読むためにヘブライ語を独学したりとか。キリストの再臨と世界の終わりの日付を知るための数学的な手がかりを自分が持っていると考えてたりとか。彼は錬金術にも非常に熱心だったみたいですね。1936年、経済学者のジョン・メイナード・ケインズは、オークションでニュートンの文書の箱を購入して、その資料の大部分が光学や惑星の運動とは全く関係なく、卑金属を貴金属に変えるための彼の探求に関するものだったことに驚いたみたいです。1970年代、ニュートンの髪の毛を分析した結果、水銀が含まれていることが判明したりとか。この元素は、錬金術師、帽子職人、温度計の製造業者以外にはほとんど興味がないもので、その濃度は約40倍だったりとか。彼が朝、なかなか起きられないことがあっても不思議ではないですね。
1684年8月、ハレーは予告なしにニュートンを訪問したみたいで。彼がニュートンからどんな助けを期待していたのかは推測するしかないんですけど。しかし、ニュートンの親友であるアブラハム・ド・モアブルが後に書いた記述のおかげで、私たちは科学界で最も歴史的な会合の一つに関する記録を持っています。
1684年、ハレー博士がケンブリッジを訪問しました。彼らはしばらく一緒に過ごした後、博士は彼に、太陽の引力が惑星から太陽までの距離の二乗に反比例する場合、惑星が移動する曲線はどうなると思いますかと尋ねました。
ここで言及されているのは、逆二乗の法則と呼ばれる数学的な問題ですね。ハレーは、これが問題を説明する鍵だと確信してたんですけど、その奥深さについては自信がなかったみたいです。
アイザック・ニュートンはすぐに、楕円になると答えたみたいで。博士は喜んで驚いて、どうやって知ったのか尋ねました。「ああ」と彼は言いました。「私はそれを計算しました。」それから、ハレー博士はすぐに彼の計算資料を要求しました。アイザック卿は資料の山をしばらく探しましたが、見つからなかったみたいです。
これは非常に驚くべきことですよね。まるで、誰かが癌の治療法を見つけたと言っておきながら、処方箋がどこにあるか覚えていないようなものですよね。ハレーの要請を受けて、ニュートンはもう一度計算することに同意して、紙を取り出したみたいです。彼は約束どおりに行動したんですけど、それ以上に多くのことをしました。2年間、彼は家に閉じこもって、慎重に考え、落書きをして、ついに彼の傑作である『自然哲学の数学的原理』、通称『プリンキピア』を完成させたんですね。
非常にまれに、歴史上数回しかないと思うんですけど、誰かが非常に鋭敏で予想外の観察をした時、どちらがより驚くべきことなのか、事実なのか、彼の考えなのかを判断できない場合があるみたいです。『プリンキピア』の登場は、まさにそのような瞬間だったんですね。
それはすぐにニュートンを有名にしたみたいで。彼の残りの人生、彼は賞賛と名誉の中で生活することになり、特に科学的業績で騎士の称号を授与された最初のイギリス人になったみたいです。偉大なドイツの数学者ゴットフリート・ライプニッツでさえ、彼が数学にもたらした貢献は、彼以前のすべての業績の合計に匹敵すると考えたみたいですね。誰が最初に微積分を発明したのかという問題で、ニュートンは彼と長くて激しい戦いをしたんですけどね。「ニュートン自身よりも神に近い人間はいない」とハレーは感動して書いたみたいで。彼の同時代の人々とその後の多くの人々は、これにずっと共感してきたみたいです。
『プリンキピア』は「最も理解しにくい本の一つ」（ニュートンは、いわゆる数学の「素人」に邪魔されないように、わざと本を難しく書いたみたいです）と常に言われてきたみたいですけど、理解できる人にとっては、それは灯台だったみたいですね。それは天体の軌道を数学的に説明しただけでなく、天体を動かす引力、万有引力を指摘したみたいです。突然、宇宙のあらゆる運動が説明できるようになったんですね。
『プリンキピア』の中心にあるのは、ニュートンの三大運動の法則（法則は非常に明確に、物体は推進力の方向に移動すると述べています。それは常に直線運動をしますが、何らかの別の力が作用して、それを遅らせたり、方向を変えたりします。すべての作用には、等しい反作用があります）と、彼の万有引力の法則です。これは、宇宙のすべての物体が他のすべての物体を引き付けていることを示しています。それはありそうもないことのように見えるかもしれないですけど、あなたがここに座っている時、あなたはあなた自身の小さな（実際には非常に小さい）引力場で、あなたの周りのすべてのもの、壁、天井、ランプ、ペットの猫を引き付けているんですね。そして、これらのものはあなたを引き付けているんです。ニュートンは、任意の二つの物体の引力が、もう一度ファインマンの言葉を借りると、「各物体の質量に比例し、二つの物体の間の距離の二乗に反比例して変化する」ことを認識しました。別の言い方をすれば、二つの物体の間の距離を2倍にすると、二つの物体の間の引力は4倍弱まります。これは、次の式で表すことができます。
F=G×（mm'/Rの二乗）
この式は、私たちのほとんどにとって、もちろん実際的な用途はないんですけど、少なくとも私たちはその美しさ、その簡潔さを理解できるんじゃないかなって思います。どこに行っても、二つの簡単な掛け算と一つの簡単な割り算をするだけで、あら、あなたの引力状態がわかるんですね。これは、人類が提案した最初の真に普遍的な自然の法則であり、ニュートンがどこに行っても人々から尊敬されている理由でもあるんですね。
『プリンキピア』の誕生はドラマチックではなかったわけではないみたいです。ハレーを驚かせたのは、その作業がほぼ完了に近づいた時、ニュートンとフックが、誰が最初に逆二乗の法則を発明したのかで口論になったみたいで。ニュートンは、その巻なしでは前の二つの巻は意味をなさない重要な第三巻の公開を拒否したりとか。激しいシャトル外交をして、多くの良いことを言った後、ハレーはやっとその気難しい教授から最後の巻を手に入れることができたみたいです。
ハレーの悩みは完全には終わらなかったみたいで。イギリス王立学会は、当初、その作品を出版することを約束してたんですけど、財政難を理由に、手のひらを返したみたいです。前年、その学会は『魚類史』に賭けをして、その本はコストがかかりすぎて、結局、元を取れなかったみたいです。彼らは、数学的原理に関する本はあまり売れないだろうと心配したみたいです。あまり裕福ではなかったですけど、ハレーは自分でその本の出版費用を支払うことにしたみたいですね。いつものように、ニュートンは一銭も出さなかったみたいです。さらに悪いことに、ハレーはこの時、学会の書記の地位を受け入れたばかりで、学会は彼に約束した年俸50ポンドを支払う余裕がないことを告げられたみたいで。代わりに、数冊の『魚類史』で支払うしかないって言われたりとか。
ニュートンの法則は、非常に多くのことを説明しました。海洋の潮の満ち引き。惑星の運動。なぜ砲弾が着地前に特定の弾道に沿って飛行するのか。私たちの足元の惑星が時速数百キロで回転しているにもかかわらず、なぜ私たちが宇宙に投げ出されないのか（注：回転の速度はあなたの位置によって異なります。地球の自転速度は一定ではなくて、遅い時で時速1600キロ以上、両極では0キロメートル。ロンドンでは、その速度は時速998キロメートル）。これらの法則のすべての意味を理解するには、多くの労力がかかります。しかし、それらが明らかにした事実は、ほぼすぐに論争を引き起こしたんですね。
それは、地球が完璧な球体ではないことを意味します。ニュートンの学説によれば、地球の自転によって生じる遠心力は、両極を少し平らにし、赤道を少し膨らませます。したがって、この惑星はわずかに扁平な球形をしています。それは、1度の経線の長さが、イタリアとスコットランドでは等しくないことを意味します。正確に言えば、両極から遠いほど、長さは短くなります。これは、地球が完璧な球体であると考えて、その惑星を測定してきた人々にとっては朗報ではありませんでした。その人々っていうのは私たちみんなのことなんですけどね。
半世紀の間、人々は地球の大きさを計算するために、非常に厳格な測定方法を使ったみたいです。最初にこの試みをした人の中には、リチャード・ノウッドっていうイギリスの数学者がいました。ノウッドは若い頃、ハレーのスタイルで作られた潜水鐘を持ってバミューダに行き、海底から真珠を拾って大金持ちになろうとしたみたいです。その計画は成功しなかったみたいで。なぜなら、そこに真珠はなかったし、ノウッドの潜水鐘も動かなかったからみたいですけど、経験を無駄にしたのはノウッドだけではないですよね。17世紀初頭、バミューダは船長の間で位置を特定するのが難しいことで有名だったみたいです。問題は、海洋が大きすぎて、バミューダが小さすぎたことで。その違いを解決するために使われた航海機器が非常に不十分だったみたいです。1海里の長さでさえ意見が分かれていたみたいですね。海洋の幅に関する最も小さな計算ミスでさえ大きくなって、船は非常に大きな誤差でバミューダほどの大きさの目標を見つけることができなかったみたいです。ノウッドは三角法を愛好してたので、三角形も愛好してて、航海に少し数学を使いたいと考え、1度の経線の長さを計算することに決めたんです。
ノウッドはロンドン塔を背にして出発して、2年間かけて北へ450キロメートル歩いてヨークまで行きました。歩きながらチェーンをまっすぐにしたり測定したりし続けました。その過程で、彼は土地の起伏、道路の曲がり具合を考慮して、常にデータを入念に修正しました。最後の工程は、一年の同じ日、同じ時間に、ヨークで太陽の角度を測ることでした。彼はすでにロンドンで最初の測定を終えていました。この測定に基づいて、彼は地球の1度の経線の長さを導き出し、それによって地球の全周を計算できると推測しました。それはほとんど野心的な仕事でした。1度の長さを少しでも間違えると、全長が数キロメートルも違ってしまうからです。しかし実際には、ノウッドが誇らしげに主張するように、彼の計算は非常に正確で、誤差は「ごくわずか」、正確に言えば550メートル未満でした。メートル法で表現すると、彼が得た数字は、1度の経線の長さが110.72キロメートルでした。
1637年、ノウッドの航海に関する傑作『船乗りの実践』が出版され、すぐに多くの読者を獲得しました。それは17回も再版され、彼が亡くなってから25年後も印刷されていたりとか。ノウッドは家族と一緒にバミューダに戻り、成功したプランテーション経営者となり、暇な時間には彼の愛する三角法で気を紛らわせたみたいです。彼はそこで38年間生きました。彼がこの38年間を幸せに過ごして、人々に尊敬されていたと言えば、皆さんは喜ぶでしょうけど、実際にはそうではなかったみたいで。イングランドを離れた後の航海中、彼の二人の幼い息子がナサニエル・ホワイト牧師と同じキャビンに住んでいて、どういうわけかこの若い牧師に精神的なトラウマを与えてしまったみたいで。牧師は残りの人生の多くの時間をかけて、ノウッドを困らせる方法を探したみたいです。
ノウッドの二人の娘の結婚はうまくいかず、父親にさらなる苦痛をもたらしました。ある義理の息子は、おそらくその牧師にそそのかされて、ささいなことでノウッドを絶えず訴え、彼を非常に怒らせ、バミューダの反対側まで自分を弁護するために頻繁に行かなければならなかったみたいです。最後に、17世紀の1950年代、バミューダで魔女裁判が流行し始め、ノウッドは自分の神秘的なシンボルが書かれた三角法の論文が、悪魔との交流と見なされ、恐ろしい死刑判決を受けるのではないかと心配して、晩年を不安に過ごしたみたいです。私たちはノウッドの状況についてほとんど知らなくて、とにかく彼は不快な環境で晩年を過ごしました。実際には自業自得だったかもしれません。確かに言えるのは、彼の晩年は確かにそのように過ごされたということです。
その一方で、地球の全周を測定する勢いはフランスに到達しました。そこでは、天文学者のジャン・ピカールが、扇形板、振子時計、天頂四分儀、望遠鏡（土星の衛星の動きを観察するために使用）を使って、非常に複雑な三角測量法を発明しました。彼は2年間かけてフランスを横断し、三角測量で測定を行いました。その後、彼は1度の経線が110.46キロメートルであるという、より正確な測定結果を発表しました。フランス人はこのことを非常に誇りに思っていました。しかし、この結果は地球が球体であるという仮定に基づいていました。そして今、ニュートンは地球はそのような形ではないと言っているんですね。
さらに複雑なことに、ピカールが亡くなった後、ジョヴァンニとジャック・カッシーニの親子が、より広い地域でピカールの実験を繰り返しました。彼らが得た結果は、地球が膨らんでいるのは赤道ではなく、両極であるということでした。言い換えれば、ニュートンは完全に間違っていたってことです。まさにそのため、科学アカデミーはブーゲとコンダミーヌを南米に派遣して再測定させたんですね。
彼らはアンデス山脈を選んだみたいです。なぜなら、彼らは赤道に近い場所を測定して、そこの円形に本当に違いがあるかどうかを確認する必要があったから。そして、山岳地帯の視界はより開けていると考えたからみたいです。実際には、ペルーの山々は頻繁に雲に覆われていて、チームは測定のために1時間の晴れ間を待つために、数週間も待たなければならないことがよくあったみたいです。それだけでなく、彼らは地球上でほぼ最も手強い地形を選んだみたいです。ペルー人はその地形を「非常に珍しい」と呼んでいました。それは絶対に正しいですね。二人のフランス人は、世界で最も挑戦的な山々をいくつか越えなければならなかっただけでなく、彼らのラバでさえ越えられない山々。それらの山に到着するためには、彼らは急流の川を渡り、密なジャングルを抜け、数キロメートルもある高い砂利の砂漠を横断しなければなりませんでした。これらの場所は、地図上にはほとんどマークされておらず、補給源からも遠く離れていました。しかし、ブーゲとコンダミーヌは不屈の人々でした。彼らは揺るぎなく、風雨に耐え、任務を遂行し、9年半という長い時間を過ごしたみたいです。このプロジェクトがほぼ完了に近づいた時、彼らは別のフランスの探検隊がスカンジナビア半島の北部で測定を行っていて（彼らの困難と苦難に直面して、歩くのが困難な沼地から、危険な浮氷まで）、1度の経線が両極の近くで本当に長くなることを発見したという知らせを受け取ったみたいです。ニュートンの主張どおり。地球の赤道地域での測定結果は、両極を囲むように上下に測定した結果よりも43キロメートル厚かったみたいです。
したがって、ブーゲとコンダミーヌはほぼ10年間かけて、彼らが望まない結果を導き出し、その結果は彼らが最初に導き出したものではないことを発見したみたいです。彼らは意気消沈して測定作業を終え、最初のフランスチームが正しかったことを証明しただけでした。それから、彼らは依然として黙って海辺に戻り、それぞれ船に乗って帰途につきました。
ニュートンが『プリンキピア』で立てたもう一つの推測は、山に吊るされた鉛の錘線は、山と地球の引力の影響を受けて、わずかに山に向かって傾くということです。この推測は非常に興味深いものでした。もしあなたがその偏差を正確に測定して、山の質量を計算すると、万有引力定数、つまり引力の基本値であるGを計算することができて、同時に地球の質量も計算することができます。
ブーゲとコンダミーヌはペルーのチンボラソ山でこの実験を試みたみたいですけど、成功しませんでした。一つには、技術的な難易度が非常に高かったこと。もう一つには、彼らが内部で激しく言い争っていたからみたいです。したがって、この件は一時的に保留され、30年後にイギリスで王室天文学者のネヴィル・マスケリンによって再開されました。ダヴァ・ソベルは彼女のベストセラー『経度』の中で、マスケリンを愚か者で悪党であり、時計職人のジョン・ハリソンの卓越した才能を理解できない人物だと述べています。それはおそらく正しいでしょう。しかし、私たちは彼女の本には書かれていない他の面でマスケリンに感謝しなければなりません。特に、地球の質量を測定する成功した計画を策定したことに感謝しなければなりません。
マスケリンは、問題の核心は形状が規則的な山を見つけて、その質量を推定することにあることに気づきました。彼の要請を受けて、イギリス王立学会は信頼できる人物を雇って、イギリス諸島を調査して、そのような山を見つけられるかどうかを確認することに同意しました。マスケリンはたまたまそのような人物を知っていました。それは天文学者で測量技師のチャールズ・メーソンでした。マスケリンとメーソンは11年前に友人になっていて、彼らは一緒に金星の日面通過と呼ばれる重要な天文現象を測定するプロジェクトに取り組んだことがありました。疲れを知らないエドモンド・ハレーは数年前に、地球上のいくつかの場所でこの現象を測定すれば、三角測量の法則を使って地球から太陽までの距離を計算することができて、それによって太陽系の他のすべての天体までの距離を計算することができると提案していました。
残念ながら、いわゆる金星の日面通過は不規則な出来事でした。この現象は8年おきにペアで発生し、その後1世紀以上も発生しません。ハレーの生涯でこの現象は発生しませんでした（注：最近の金星の日面通過は2004年6月8日に行われ、次回は2012年に行われます。20世紀に金星の日面通過現象はありません）。しかし、そのアイデアは存在し続けました。1761年、ハレーが亡くなってから約20年後、次の日面通過が予定どおりに発生した時、科学界は過去のどの天文現象よりも準備ができていました。
苦労を厭わない本能を持って、それはその時代の特徴でした。科学者たちは世界の100以上の場所へ急行しました。その中にはロシアのシベリア、中国、南アフリカ、インドネシア、そしてアメリカのウィスコンシン州のジャングルが含まれていました。フランスは32人の観測者を派遣し、イギリスは18人の観測者を派遣しました。そしてスウェーデン、ロシア、イタリア、ドイツ、アイスランドなどからも観測者が派遣されました。
これは歴史上初めての国際協力による科学活動でした。しかし、それはほとんどどこでも困難に満ちていました。多くの観測者は戦争、病気、または海難事故に遭遇しました。目的地に到着した人もいましたが、箱を開けてみると、機器が壊れていたり、熱帯の焼けるような太陽に曲げられていたりしただけでした。フランス人は再び不運に見舞われる運命にあるようでした。ジャン・シャッペは馬車や船やそりを使って数か月かけてシベリアに到着しました。彼は壊れやすい機器を注意深く保護しなければなりませんでした。最後に残ったのは決定的な旅でしたが、増水した川に遮られました。彼が到着する直前に、その地域ではまれに見る春の雨が降ったそうです。地元の人々はすぐに彼を非難しました。なぜなら、彼らが奇妙な機器を空に向けているのを見たからです。シャッペはなんとか命を救うことができたものの、意味のある測定作業は何も行えませんでした。
さらに不運だったのはギヨーム・ジャンティで、彼の経験はティモシー・フェリスが彼の著書『銀河系で成長する』の中で見事に簡潔に描写しています。ジャンティは1年前にフランスを出発してインドでこの日面通過を観測しようと計画しましたが、あらゆる種類の挫折を経験し、日面通過が発生した日はまだ海上にいました。これはほとんど最悪の場所でした。なぜなら、測定には安定した状態が必要ですが、それは揺れる船上では不可能だからです。
ジャンティは落胆することなく、1769年の次の日面通過を待つためにインドに向かい続けました。彼には8年間の準備期間があったので、一流の観測所を設立しました。彼は何度も機器をテストして、準備作業を完璧にしました。1769年6月4日は2回目の日面通過が発生する日でした。朝起きてみると、晴天でした。しかし、金星が太陽の表面を通過しているまさにその時、雲が太陽を遮り、そこに3時間14分7秒間とどまりました。雲が晴れた時には、金星の日面通過のプロセスはすでに終了していました。
ジャンティはひどく落胆して機器を片付け、最寄りの港に向かいました。途中で赤痢にかかり、約1年間寝たきりになりました。彼はまだ体が弱かったにもかかわらず、なんとか船に乗り込みました。その船はアフリカの沖合でハリケーンに遭い、ほとんど難破しました。11年半の旅の後、彼はついに家に帰ってきました。彼は何も得られませんでしたが、彼の親戚はすでに彼が死亡したと宣言し、我先にと彼の財産を奪い合っていました。
それに比べて、イギリスが各地に派遣した18人の観測者が経験した失望は大したことではありませんでした。メーソンはジェレマイア・ディクソンという若い測量技師と組んで、明らかにうまくやっていて、二人は永続的なパートナーシップを結びました。彼らはインドに派遣されて、その後スマトラ島に西進して、そこで日面通過の図を作成するように命じられました。しかし、彼らの船は出航した翌日の夜にフランスのフリゲート艦に攻撃されました。（科学者たちは国際協力の精神を持っていましたが、国はそうではありませんでした。）メーソンとディクソンは、公海は非常に危険に見えるので、計画全体を中止すべきかどうか疑問だと王立学会に短いメッセージを送りました。彼らはすぐにがっかりさせる手紙を受け取りました。その手紙はまず彼らを叱責し、その後彼らはすでに金銭を受け取っており、国と科学界は彼らに希望を寄せている。彼らが計画を実行しなければ、国民の顔に泥を塗ることになると述べていました。
彼らは考えを変えて、前進し続けましたが、途中でスマトラ島がフランスの手に落ちたというニュースが届きました。したがって、彼らは最終的に喜望峰で日面通過を観測しましたが、その結果は芳しくありませんでした。帰国途中、彼らは大西洋の孤立した島、セントヘレナ島に立ち寄り、そこでマスケリンに会いました。雲のせいで、マスケリンの観測作業はうまくいきませんでした。メーソンとマスケリンは強い友情を築き、一緒に潮流の図を作成し、数週間楽しく、さらには比較的有意義な日々を過ごしました。
その後まもなく、マスケリンはイギリスに戻り、王室天文学者になりました。一方、メーソンとディクソンは、その時までには明らかに成長していましたが、アメリカに出発して、長く、しばしば危険に満ちた4年間を過ごしました。彼らは393キロメートルの危険な荒野を横断し、ウィリアム・ペンとボルチモア卿の二人の不動産の間、そしてそれぞれの植民地、ペンシルベニアとメリーランドの間の境界紛争を解決するために、測量作業を行いました。その結果が有名なメーソン・ディクソン線です。後に、この線は象徴的にアメリカの奴隷州と自由州の間の境界線と見なされるようになりました。（この線は彼らの主な任務でしたが、彼らはいくつかの天文観測も行いました。そのうちの一つで、彼らは当時その世紀で最も正確な1度の経線の長さを測定しました。この業績のおかげで、彼らは甘やかされた貴族の間の境界紛争を解決したことよりもはるかに多くの賞賛をイギリスで得ました。）ヨーロッパに戻った後、マスケリンは彼のドイツとフランスの同僚と、1761年の日面通過観測作業は基本的に失敗したと結論付けざるを得ませんでした。皮肉なことに、問題の一つは観測回数が多すぎたことでした。観測結果をまとめると、相互に矛盾し、統一できないことがよくありました。金星の日面通過の図を成功裏に作成したのは、無名のヨークシャー出身の船長、ジェームズ・クックでした。彼はタヒチ島の日の当たる山頂で1769年の日面通過を観測し、その後オーストラリアの地図を作成し、それをイギリス王室植民地であると宣言しました。彼が帰国するとすぐに、彼はフランスの天文学者ジョゼフ・ラランドが、地球から太陽までの平均距離が1億5000万キロメートルをわずかに超えると計算したことを聞きました。（19世紀にさらに2回の日面通過が発生し、天文学はそれによって得られた距離を1億4959万キロメートルとしました。この数字は現在まで維持されています。現在、正確な距離は1億495 978 706 91万キロメートルであることを知っています。）地球はついに宇宙での位置を特定しました。
メーソンとディクソンはイギリスに戻り、科学的な英雄になりました。しかし、どういうわけか、彼らのパートナーシップは修復不可能なほどに壊れてしまいました。彼らが18世紀の主要な科学活動に頻繁に登場することを考えると、この二人の状況について知られていることが非常に少ないことは注目に値します。写真はありません。文字による資料はほとんどありません。ディクソンについて、『イギリス人名辞典』は巧妙に、彼は「炭鉱で生まれたと言われている」と述べ、その後読者に想像力を働かせて合理的な説明を提供するように促しています。『辞典』はさらに、彼は1777年にダラムで亡くなったと述べています。彼の名前とメーソンとの長年のパートナーシップ以外には、何も知られていません。
メーソンについて、資料はもう少しあります。1772年、彼はマスケリンの要請を受けて、引力偏差を測定するために山を探すように命じられたことを知っています。最後に、彼は必要な山はスコットランド高地の中央部、テイ湖の近くにあるシーハリン山であるという報告を送り返しました。しかし、彼はどうしても夏をそこで測定に費やしたくありませんでした。彼は二度とそこに戻りませんでした。彼の次の活動は1786年に行われたことがわかっています。彼は突然不可解なことに彼の妻と8