螺旋主義者の過去

リヴァイアサンプレス:

100 年以上前の解剖学者が、仕事や生活の中で多くの螺旋構造を観察したとき、まるで永遠の秘密が明らかになり、人類のために大きな一歩を踏み出そうとしているかのような興奮を覚えたことは容易に想像できます。コンクリートの水の渦や花びらの配置から、抽象的な太極拳のトーテム、さらには伊藤潤二の漫画における社会の比喩まで、螺旋はその終わりのない神秘的な線の美学で数え切れないほどの人々の注目を集めてきました。本当に驚きです。なぜこれほど多くの自然界の創造物が、このように規則正しく調和のとれた形で成長したり動いたりするのでしょうか?なぜ渦巻き貝は銀河や人間の心臓の形に似ているのでしょうか?ケビン・ダンは、世界の原型である螺旋と、その忘れられた探求を描きながら、私たちを『自然の中のデザイン』（ジェームズ・ベル・ペティグルー、1908 年）の渦に導きます。

『自然のデザイン』第 1 巻の図版 XIX。螺旋状の殻構造と内耳の骨の類似点を示しています。 © archive.org

1903 年の静かな春の日、スコットランドのセント・アンドリュース郊外の坂道の頂上に、69 歳の解剖学者で博物学者のジェームズ・ベル・ペティグルー博士が、自ら設計したガソリン動力の飛行機の中で休憩していた。

1864年以来40年間にわたり、ロンドンでの航空実験を皮切りに、ペティグルーは何十種類もの飛行装置の模型を製作してきた。

彼は、野生およびロンドン動物園の動物たちの解剖と観察を通じて、陸上、水中、空中を問わず、すべての生物は液体の波や音の波形と同様に、体を螺旋状に動かすことで自ら運動していると結論づけた。

垂直に動く翼を持つ他の動物を模倣した飛行機械とは異なり、ペティグルーの「羽ばたき飛行機」は、彼が発見した飛行生物の動きのパターン、つまりリズミカルな8の字の曲線を模倣している。この波のような動きを作り出すために、彼は翼の根元にボールとソケットのジョイントを取り付けました。振動翼は竹で作られ、そこから先細りの鯨骨が伸び、薄い天然インドゴムの層で覆われ、翼の振動を調整できる弾性力の交差システムを形成しました。 2 ストローク エンジンのピストンが、この慎重に設計された生物学的にシミュレートされた螺旋装置の動きを駆動します。

ペティグルーと彼の羽ばたき飛行機のバージョン。この女性はおそらく、慈善家でありベル・ペティグルー自然科学博物館の創設者であるエルシー・ベル・ペティグルー（旧姓グレイ）の妻である。 © 英国航空協会/国立航空宇宙図書館/メアリー・エバンス写真ライブラリー

羽ばたき飛行機は初飛行で墜落する前に20メートル飛行し、その後、操縦者の尻とともに鯨骨の翼が折れた。ペティグルー博士は病気から回復する間、「自然のデザイン：特に結晶、植物、動物における物質、力、生命、成長、リズムなどに例示される無機界と有機界の螺旋とその他の配置による図解」の執筆を始めました。

1908 年 1 月、本が完成しようとしていた頃、古代人類を描写した長い記事の最後に、彼は人間の体の形は少なくとも 1 万年は変化しておらず、それは「偉大なる第一原因」と「宇宙の全能の建設者および維持者」による絶対的な「設計」であると再度​​強調しました。彼の要約は次のとおりです。

人間はいかなる意味においても進化の産物ではない。無数の下等動物が絶え間ない変化の過程で互いに融合し、単一の細胞から人間へと進化するということはあり得ません。人間は生命の最高の形態です。世界は彼のために創造され、彼は世界のために創造されました...すべてのものには対応するものがあります。事故や偶然などなく、すべては計画され、予見され、設計されています。 『自然のデザイン』第 3 巻の図版 CLXXX は、古典彫刻と現代彫刻を通して「歩く、泳ぐ、飛ぶ」ときに発生する「斜めの螺旋運動」を説明しています。番号順: ジャン=レオン・ジェロームによる人物描写の研究。古代都市オスティアの女神ヴィーナス。アントニオ・カノーヴァによるギリシャのボクサー、ダモクセノスそして円盤投げの銅選手。 © archive.org Design in Nature は全 3 巻、合計 1,416 ページ、約 2,000 点のイラストで構成されています。この大著の中で、ジェームズ・ベル・ペティグルー博士はチャールズ・ダーウィンの自然選択説についてほとんど触れていません。それは、博士がそれを「くだらない、停滞した、無能な」ものだと考えているからです。ペティグルーはイギリスの博物学者ダーウィンを深く尊敬していたが、（ハクスリー、リチャード・オーウェン、ジョン・ラボック、セント・ジョージ・ミヴァート、その他多くの科学界の指導者たちと同様に）ペティグルーをイギリス王立外科大学ハンテリアン博物館に何度か訪れ、解剖学と生理学における彼の先駆的な研究を観察した。

彼は、ダーウィンが自然の「最も美しい無限の形」を理論的に説明したと感じていたが、あまり期待していなかったようだ。ダーウィニズムは一時的な流行に過ぎず、数世代後には誰も覚えていないだろうからである。

ペティグルーが最も受け入れがたいと感じたのは、ダーウィンがクレマチス、ヒルガオ、スイカズラ、ホップ、その他多くの植物の螺旋運動に関する論文で重大な誤りを犯し、絡み合った植物の研究に対する彼の積極的な貢献が彼の不正確な言葉遣いと思考によって損なわれたことであった。ペティグルーは、これらの植物の動きを説明するために「反射行動」という言葉を使用することに強く反対しています。なぜなら、この言葉は神経系を表すために使用されるのに、クレマチス、ヒルガオ、およびそれらの近縁種には神経系がないからです。

ペティグルーは、1865年にダーウィンの『つる植物の運動と習性について』を読み、巧みな実験によって、著書の中で緑色キメラの運動に関する「刺激理論」を完全に打ち砕いた。歯、爪、角、筋肉、骨が螺旋状になっているのと同じように、植物の巻きひげの螺旋も決して外部環境との接触の結果ではありません。海でオオメジロザメやイヌザメが産みつける螺旋状の卵殻のように、これらの構造は外部からの干渉とは無関係に形成され、目に見えない音楽に合わせて踊ります。

ダーウィンの『つる植物の運動と習性について』からのイラストと、ペティグルーが非難した「刺激物理論」。 © ウィキ

拡大鏡の下のカボチャの巻きひげ。カール・ブロスフェルトの『Urformen der Kunst (自然の中の芸術の形式)』より、1928 年。 © publicdomainreview.org

ペティグルーは、自然界で最も普遍的な流動的で奇妙な形状である神秘的な螺旋に完全に魅了されていることを認めています。彼は、マクロな渦巻き星雲から周期表の左巻きと右巻きの微細な分子まで、この遍在するコードを注意深く研究しましたが、その起源については依然として困惑していました。

© ピンタレスト

彼が返した最善の返答は、「答えは表面的なものではない」というものだった。世界の原型である糸を前に、彼は途方に暮れたが、一つだけ確信していた。それは、糸が純粋な物理学から生まれたものではあり得ないということだった。ある批評家は、ランセット誌にペティグルーが植物と動物の周期について書いた一連の記事に反応して、この著名な解剖学者を「螺旋主義者」と呼び、臓器は螺旋構造を持つだけでなく螺旋状に機能すると信じていた。

自然界のデザイン、第 1 巻、図版 XII、「精子、臍帯、腸管、神経細胞における螺旋の形成と構造」の図解。 © archive.org 彼は、1888 年にアイザック ロバーツが撮影したアンドロメダ銀河などの宇宙の星雲の素晴らしい写真から議論を始め、次に、緑泥石鉱物、雄羊の角、テムズ川の細菌、化石化した藻類の嚢子 (紅藻類の雌の生殖器官)、植物の葉、芽、茎、巻きひげ、さらには種子のさまざまな螺旋配置など、一連の目立たない螺旋形状に読者を魅了します。

動物界は精子（ザリガニ、ウサギ、野ネズミ、キツツキ、ゴシキヒワ、シジュウカラ、スズキ、カエル、ネズミ、そして人間）から始まり、カエルの神経節、さまざまな有孔虫、繊細なオウムガイなど、偉大な生命の連鎖に沿って広がります。デボン紀、シルル紀、ジュラ紀、白亜紀から現在までのさまざまな貝殻。ヤギ、ガゼル、レイヨウの角。人間の蝸牛;インドゾウのつま先から人間の鼻甲介まで、脊椎動物の骨格のほぼすべての部分。人間のへその緒は、水竜（訳者注：一般に「ウォータードラゴン」として知られている）のように見え、また、ダーウィンの研究の曲がりくねった茎である、シンプルで背が高く螺旋状のホップのように見えます。

これらはすべて本の最初の 50 ページに描かれており、他の何百もの画像が 3 巻にわたって散りばめられています。この無秩序な分布により、読者が螺旋の意味を理解するのが難しくなる可能性があります。

第 1 巻の図版 XVI、「貝殻、角、牙、歯、羽毛、口吻、触手などの螺旋構造」 © archive.org

第 1 巻の図版 XVII、「羽毛と歯の螺旋構造、心臓の筋肉の配置、心臓の心室腔の鋳型」。 © archive.org

これらの目もくらむようなイメージの中には、アリストテレスやトマス・アクィナス、レオナルドやヴェサリウスの心をとらえた神聖な秘密、つまり人間の心が隠されています。

心臓の七重らせん構造は謎の中の謎であり、その形状により、筋肉の収縮と内部の血液循環パターンの完璧な組み合わせが可能になります。若きペティグルーはエディンバラ大学の医学生時代にこのことを発見し、解剖で教授たちに感銘を与え、1860年にロンドン王立協会の有名なクルーニアン・フォーラムで講演するよう招待された。

ペティグルーが医学生だった頃、エディンバラ大学は黄金時代を迎えていた。ジェームズ・サイムは大胆な外科手術で世界を驚かせた。ジェームズ・ヤング・シンプソンは、クイーン・ストリート52番地の自宅のダイニングテーブルで、客たちに産科麻酔薬としてのクロロホルムの安全性を実証した。ジョン・ヒューズ・ベネットによる顕微鏡の体系的な使用は、臨床医学教育の新しい時代の到来を告げました。ジョセフ・リスターは、傷口や包帯、器具に少量の石炭酸（フェノール）を使用することで外科手術に革命を起こしましたが、当初は同僚から嘲笑されました。

ペティグルー氏は、当時のスター医師たちの競争を振り返り、それは「ダイヤモンドでダイヤモンドを切る」ようなものだったと語ったが、この比喩はまさにぴったりだ。さまざまなメス、ランセット、はさみを使って切ることは医師の専門技術です。ペティグルーの芸術の指導者は解剖学教授のジョン・グッドサーだった。グッドサーは大きく力強く、形の良い手を持ち、メスを器用かつ優雅に扱い、注目を集めた。 1857年から1858年の冬学期の終わりに、グティエ教授は上級解剖学の金メダルのテーマ「脊椎動物の心臓の心室における筋繊維の配置」を発表しました。この解剖学上の難問は、ヴェサリウス、アルビヌス、ハラー、そして過去 3 世紀にわたってこの難問に取り組もうとしたすべての人々を阻んできた。

哺乳類の心臓神経の配置に関するペティグルーの論文からの解剖図。 © 2010-03-25 11:00:00 著作権所有

ラナークシャーの田舎にある家族の別荘で、24歳のペティグルーは、手に入るすべての心臓を解剖し、細心の注意を払って絵を描き、記録しようと試みた。羊から子牛、雄牛、馬に至るまで、動物を解剖するには、解剖学的構造を保存するのに十分な硬さでありながら、多くの組織層を分解できるほど柔らかい新しい方法が必要であると彼は気づいた。

メタノールなどの化学物質を大量に摂取した後、彼は、スコットランドの真に貴重な材料である乾燥オートミールで心室を満たし、ゆっくりと拡張するという暫定的な方法を思いつきました。心臓を4〜5時間かけてゆっくり調理すると、表面の脂肪、血管、神経、リンパ管、細胞組織がすべて除去されます。メタノールで2～3週間硬化させた後、心室の筋繊維を分離し、タマネギの皮のように層ごとに剥がすことができます。これらの層には 2 種類あります。心臓の外側の筋繊維は左から右へ螺旋状に下向きに伸び、内側の筋繊維は反対方向に右から左へ螺旋状に上向きに伸びます。

『自然のデザイン』第 2 巻 (1908 年) の図版 XCVII。心臓のねじれと内部の螺旋の繊維を示しています。 © google.co.uk より

彼は100以上の脊椎動物の心臓を解剖し、各筋繊維の内層と外層が互いに交差する2組の反対向きの螺旋を形成し、交差点が中心に向かって傾いていることを発見した。これらの内層と外層は、さらに左巻きと右巻きのらせんグループのペアに分割されます。特に左心室は、アンドロメダ大星雲に匹敵する最も完璧な対称性の螺旋を持っています。

優れた模型製作者であった解剖学者ペティグルーは、外側の筋繊維が心室の上部と下部の内側の筋繊維とシームレスかつ螺旋状に連続しているため、二重らせん構造となった心臓が第一級の解剖学的パズルであることに気付きました。ある日、彼はいつもより早く食事をするために階下に降りてきて、テーブルの上に新聞紙のロールがあるのに気づきました。彼は突然、食料品店にある円錐形の紙袋のように、片方の角から斜めに巻き上げたいという衝動に駆られました。驚くべきことに、この新聞の束に印刷された線は、グラデーションの順序でさまざまな方向に伸びています。外側の層の線は左から右に向かって下向きに螺旋状になっており、中心に向かうにつれて傾斜が強くなっています。内側の層の線は右から左に向かって螺旋状に上向きになっており、中心から離れるにつれて垂直になります。中心に近づくにつれて、2 つの層の印刷が広がる角度で交差し、X を形成します。

この円錐の上部と下部に印刷された線は、心臓の筋肉繊維の配置と同様に、シームレスに流れます。それは、極めて複雑で美しい数学的パターンで配置された、8の字のサイクルの複雑なシリーズでした。 「要するに、ここでは、上部で内側に曲がる、つまり内向きになる読み方と、下部で外側に曲がる、つまり内向きになる読み方がある」と彼は書いている。ペティグルーの新聞モデルは、心臓の二重らせん構造（現在はらせん状心室心筋帯（HVMB）と呼ばれている）が本質的には三重にねじれたメビウスの帯であることを明らかにした。

『自然のデザイン』第 2 巻のプレート XCVIII。 © google.co.uk より

「ユーレカ！」と叫んで、ペティグルーは故郷のラナークシャーの魚屋を襲撃し、タラ、サケ、マンボウ、オヒョウの心臓を集め、幸運にもフォース湾で殺されたサメも集めた。彼は地元のレストランから、カメやワニだけでなく、素晴らしいカメの心臓もいくつか集めた。彼はまた、養鶏場を訪れ、アヒル、ガチョウ、ライチョウ、七面鳥、そして「比類のない」白鳥の心臓を入手した。

魚からカエル、カメに至るまで、その筋繊維の配置は興味深いものの、鳥や哺乳類の心室の複雑な配置とは比べものになりません（ただし、鳥の右心室には筋肉の弁があり、哺乳類の繊維性の三尖弁とは異なりますが、パターンはまったく同じです）。夜遅く、みすぼらしい学生寮で、ペティグルーは羊、子牛、雄牛、馬、鹿、豚、ネズミイルカ、アザラシ、ライオン、キリン、ラクダ、そして人間の解剖に忙しく取り組みました。解剖した動物は全部で 112 体で、対応する絵も描かれました。

金メダル授与の日が到来し、巨大な解剖シアターで400人を超える学生の前で、この無名の人物の名前が読み上げられました。グティエ教授はペティグルー氏に翌日、大学の解剖博物館に提出する心臓の解剖準備をするために来るように依頼した。整然と並べられた 112 個のガラス瓶は、今でもそこに残っています。彼はまた、若きペティグルーにロンドン王立協会に研究結果を報告するよう依頼した。ペティグルーが「脊椎動物の心室における筋線維の配置について」という講演を行った同じ週に、王立協会のホールからそう遠くないアルベマール通りの出版業者ジョン・マレーが『種の起源』を出版した。ペティグルー氏は、哺乳類の心臓のような繊細な器官の発達を偶然のせいにするのはまったくの狂気だと考えている。

自然界に見られるさまざまな螺旋構造の縮図とも言える哺乳類の心臓は、ペティグルーがその後半世紀にわたって展開することになる 3 つのテーマのうちの 1 つに過ぎません。 『自然のデザイン』の第 2 巻は、循環における螺旋運動について書かれています (このセクションでは植物と下等動物の循環系を扱っていますが、哺乳類と人間が研究の 4 分の 3 を占めています)。第 3 巻では、螺旋の運動としての形式的な特性について説明します。

動物生理学の両方の分野において、ペティグルーは驚くべき共通点を発見しました。それは、動きが構造に先行し、また構造に続くこと、そしていずれの場合も生物の動きの方向は動的な螺旋構成要素の構造と構成によって決定されるという点です。この共通性は原子レベルにまで及んでいるようです。心臓の閉鎖系形態とは異なり、螺旋状の原子や分子は無制限の数、無制限の方向に追加することができ、エネルギーと形態のオープンな流れがすべての生物の成長と進歩の基礎となります。

エドウィン・D・バビットの『光と色の原理』（1878年）より、原子（心臓に非常によく似ている）のイラスト。示されている正のスパイラルと負のスパイラルに注意してください。 © archive.org

この開放性により、脊椎動物の動きも優雅になります。ペティグルーは、指導者のグティエの言葉を引用して次のように語った。「人体は、脊椎の関節面の螺旋状の曲線と、筋肉の螺旋状の配置によって、独特の螺旋姿勢をとることができます。この螺旋状の運動軌道は、人体のバランスを保つのに役立ち、他の哺乳類には見られない特別な優雅さと表現力を持っています。」

人間の動きの詩情に匹敵するのは鳥たちだけだった。特に彼のお気に入りであるツバメやアマツバメは、セント・アンドリュースに彼が建てた石造りの家、スワローゲートの頂上にある塔の周りを飛び回り、近くの海の崖に続く広い湿地帯を横切って、空気抵抗が少ないため完全に自由に動いていた。

地上の人間の独特な螺旋構造により、粘土を彫刻したり、ロープを結んだり、チョークや筆、メスを握って生物の臓器に入り込み、色と線で描写したりする手が自由になった。らせん筋の下に隠れた骨のらせんは曲げたり伸ばしたりすることができ、ジャンプしたり、這ったり、ねじったり、転がったり、滑ったり、行進したり、宙返りしたり、ムーンウォークしたりすることができます。人間は、ポルカ、ピルエット、スコティッシュダンス、ワルツ、ツーステップなど、ほぼ無限の身体の渦の中で踊ります。

ペティグルーの 3 番目の議論では、彼は再び構造から始めます。筋肉と骨格系は密接に関連しています。骨格板は、私たちの骨格のあらゆる部分に、ペティグルーが心臓で発見したものと同じ螺旋形状が含まれていることを示しています。鎖骨、骨盤、肩甲骨では、ねじれた大腿骨、上腕骨、脛骨、腓骨、尺骨、橈骨が完全に螺旋状になっており、それぞれがメビウスの輪の形状に近づいています。

「自然のデザイン」第 1 巻 (1908 年) の図版。「腕、脚、背骨、鎖骨、肩甲骨、骨盤における人間の骨格の螺旋構造」を示しています。 © archive.org

『自然のデザイン』は、ペティグルーの死後、ダーウィン生誕100周年と『種の起源』出版50周年の数か月前に出版されました。ダーウィン主義者たちは祝賀行事を最大限に利用して、ダーウィンが目的論の熱狂的な反対者であるというイメージを広めた。このため、「Design in Nature」は、セント・アンドリュース湿原に墜落したペティグルーの羽ばたき飛行機と同じくらい急速に、人々の前から姿を消した。

ネイチャー誌は、この本の目的論を攻撃するために1ページを割き、もしペティグルーが生きていてこの本を編集していたら、「結論を削除または修正しただろう」と述べた。生物統計学者レイモンド・パール氏はそれほど寛大ではなく、「この大著」は「おそらく近年のユーモア文学への最も大規模で真剣な貢献」であると宣言し、ペティグルー氏の「螺旋哲学」を非難した。「創造主が人間とコルク抜きを同じ計画で作ったという考えは、すべての大聖堂と同じくらい中世的だ」。

『成長と形態について』（1917年）で螺旋形について広範囲に書いたダーシー・ウェントワース・トンプソンを含め、生物学や自然史に関する現代の著述家は誰も『自然のデザイン』を引用したことはない。出版から1世紀が経った今でも、『自然のデザイン』は、生物学的形態に関する比類のない研究であるだけでなく、因果関係の形態に関する刺激的な現代的な探求でもあります。また、この作品は現象学的傑作でもあり、その生き生きとした散文と見事なイラストは、新世代の「螺旋論者」にインスピレーションを与えるかもしれません。

ケビン・ダン博士

翻訳/ビッグガイ

校正/クビライ

原文/publicdomainreview.org/essay/the-spiralist

この記事はクリエイティブ・コモンズ・ライセンス（BY-NC）に基づいており、Da GuyがLeviathanに掲載しています。

この記事は著者の見解を反映したものであり、必ずしもリヴァイアサンの立場を代表するものではありません。