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まもなく、「キログラムの定義」が変わる日がやってくる

究極の精密測定が科学の基準をつくる
ブルーバックス編集部が最先端の研究を行う現場にお邪魔して、どんなことが行われているのかをリポートする研究室探訪記。今回は、〈重さ〉の定義を改定する動きが最終コーナーに入っていると聞き、産業技術総合研究所計量標準総合センターを訪ねた(取材・文/中川 隆夫)。

もし、重さや長さの単位が地域でバラバラのままだったら、どんな世界になっていただろう。その昔、国によって寸法に差があった時代、隣国の船大工が協力して造った木造船を海に浮かべたらバラバラになってしまったという笑えない話もある。

フランスで生まれたメートル法を世界に普及させようと、1875年に世界17ヵ国で締結された「メートル条約」は、そんな悲劇を繰り返さないための先人たちの知恵だった。国の利益ではなく、世界の理解を得るため、基準となる「ものさし」は、すべての人にとって受け入れられる自然のものからとることにした。

長さは、赤道から北極点までの子午線の距離を測量し、その1000万分の1を1メートルと決め、ものさしを作った。質量は、水1リットルを1キログラムとする。そしてその1キログラムを、実用的な白金の分銅に置き換えた。

 

1889年、質量のより変化しにくいものを造るために、当時最高の冶金技術で造ったものが今でも使われる基準の「国際キログラム原器」と呼ばれるもの。白金90%とイリジウム10%の合金製だ。世界のすべての質量は、この原器とつながっている。宇宙に飛び立つロケットも、薬の調合も、もちろんあなたが乗る体重計も、元をたどればこの原器にたどり着く。

1885年にメートル条約に加盟した日本にも「国際キログラム原器」のコピーは配布された。今では世界にこのコピーが100個近く存在し、日本にはそのうちの3個があり、産業技術総合研究所に保管されている。

いま、この1キログラムの定義を改定する動きが最終コーナーに入っている。「科学者50年の夢が果たされる」というこの定義の改定ってなんだろう。なぜ改定する必要があるのか。ブルーバックス探検隊は核心を握る人物を訪ねた。

厳重に保管された「ご本尊」

その人は、産業技術総合研究所・計量標準総合センター長で国際度量衡委員の臼田孝さん。低音の声が静かに響く紳士だった。

臼田さん

「今年の11月に国際度量衡総会が予定されています。そこで決議されるといよいよ『国際キログラム原器』は定義としての役割を終えることになります。決まれば、来年の5月から新しい定義になります」

世界に18名いる国際度量衡委員によって改定の決議が下される予定だ。臼田さんは2012年からこの委員を務める。その臼田さんが、隣に座るもう一人の紳士を紹介してくれた。

「私が委員を務める前は、ずっと田中さんが務めてきました。改定にあたって国際プロジェクトを立ち上げたキーパーソンです」

いまは、産業技術総合研究所・研究顧問となった田中充さんは、具体的な改定に向けての国際プロジェクトがスタートしたときの中心人物だ。こちらも落ち着いた声の持ち主。多くの人をまとめ上げるということは、声の説得力も必要となる要素なのだろうか。

田中さん

「遡れば、この改定に関する最初の報告は1965年の国際会議です。私が産総研に入った時にはもうスタートしていました。英国、ドイツ、アメリカが最初に手を上げ、我々日本もそれに続きました」

科学者たちが半世紀以上をかけ、追いかける定義の改定。どのような重みを持っているのか。

「質量の定義は、1889年に造られた『国際キログラム原器』そのものが根拠となっています。いわばご本尊です。これがもし壊れたりなくなったりすると、キログラムの根拠はなくなります。」

「例えば『長さ』の定義は、光がどれだけの時間に進んだ距離という形で、1983年に改定されています。光の速度は普遍的なものですから、この定義も普遍的な確かさを持っています。ここでモノとしての1メートルのものさしは、役割を終えました。ところが、キログラムだけは130年近く分銅というモノで残っているのです」(臼田さん)

そのご本尊は、フランス・パリ郊外の国際度量衡局のなかに鎮座している。直径も高さも約39ミリ、重さ1キログラムの円筒形をしている。見たことがある人は、国際度量衡委員の他にはここの職員ぐらいだろう。秘仏と同じような扱いである。

「毎年1回、そこに存在することを確認するために委員が扉を開けます。扉には3つの鍵がかけられており、それぞれの鍵は別々の人間が持っていて、国際度量衡局の職員といえども勝手に開けられません。厳重な管理の下におかれています」(臼田さん)

その独立性は、フランス当局も許可なしでは入れない。昔、たとえ外国人の委員がここで亡くなったとしても、本国の許可がなければ遺体を運び出すこともできない。第二次世界大戦でナチス・ドイツがフランスに侵攻したときも、ここにはけして立ち入らなかったという。それだけ、このご本尊が世界の共有財産だと認識されてきたということだ。


計量標準総合センターに保管されている「日本国キログラム原器」