アウグスト・ケクレ：自分の尻尾を食べた蛇

1890年、自身のベンゼンに関する論文発表から25年を記念する祝賀会において、60代の化学者が同僚たちで埋まったホールに向かって、自身の分野で最も困難な構造上の問題をどのように解決したかを語った。彼はうたた寝をしており、原子の鎖が蛇のように身悶えし、そのうちの1匹が自分の尻尾を掴むのを見たのだという。彼は目を覚まし、その帰結を導き出した。これは化学史において最も有名な誕生秘話であり、歴史家たちはそれが本当かどうか今でも議論しているが、それは大して問題ではない。構造は正しく、有機化学はそれ以来ケクレの図に描かれてきたからである。

ダルムシュタットからギーセンへ

フリードリヒ・アウグスト・ケクレ（Friedrich August Kekulé）は1829年9月7日、ヘッセン大公国のダルムシュタットに生まれた。彼は1847年に建築家を目指してギーセン大学に入学した。彼が実際に創始した学問の本質がまさに建築的であることを考えると、これは心に留めておく価値のある事実である。最初の学期に、彼はヨーロッパで最も手強い化学者であるユストゥス・フォン・リービッヒ（Justus von Liebig）の講義に出席し、進路を変更した。

彼は1852年に博士号を取得し、その後4年間、移動助手として過ごした。1851–52年はパリ、1852–53年はスイス、1853年から1855年まではロンドンである。ロンドンでの年月が最も重要であった。そこで彼はアレクサンダー・ウィリアムソン（Alexander Williamson）と親交を結び、分子の構成に関するウィリアムソンの研究が、ケクレが生涯を捧げることになる問い、すなわち物質が何からできているかではなく、ピースがどのように配置されているかという問いへと彼を駆り立てた。

四価の炭素

答えは2段階で訪れた。1857年末、ケクレは炭素が四価であること、つまり各炭素原子が正確に4つの結合を形成することを発表した。1858年、彼は決定的となる拡張を加えた。炭素原子は互いに直接結合し、無限の長さの鎖を形成することができるというものである。

そう端的に述べると当たり前のように聞こえる。しかし、それは当たり前ではなかった。化学者たちはなぜ炭素化合物が他のすべてのものを途方もなく上回る数で存在するのか説明できずにいたが、これら2つの命題が合わさることでその理由がもたらされた。4つの手を持ち、同種の手を握り合うことのできる元素は、無限の組み合わせライブラリを構築するのである。サイエンス・ヒストリー・インスティテュート（Science History Institute）の要約は正確である。「ケクレの理論は、化学者を悩ませていた炭素化合物の多様そのものを説明した」。

スコットランドの化学者アーチボルド・スコット・カウパー（Archibald Scott Couper）も独立してほぼ同じ結論に達したが、彼の論文がフランス科学アカデミーに届いたのは、ケクレが1858年5月に発表した後、数週間経ってからであった。カウパーは短い生涯の残りの間、優先権を巡って苦々しい思いをし、功績を分かち合うべきだとする主張は根強い。

ゲント

ケクレは1856年にハイデルベルクの私講師（Privatdozent）となり、1858年にゲントで正教授に就任し、1867年にはボンに招かれて退職までそこに留まった。ゲントは2つ目の発見が起きた場所である。

ベンゼンは有機化学の最大のスキャンダルであった。その分子式であるC6H6は知られていたが、炭素鎖のどのような配置もこれを収めることができなかった。1865年、ケクレは6つの炭素が単結合と二重結合が交互に並ぶ閉じた環を形成していると提案した。これは化学における最初の環状構造であり、染料、医薬品、爆薬、そしてその後の半世紀におけるドイツの化学産業全体という、芳香族化学の全分野を切り拓いた。

この構造には欠陥があった。存在しない異性体を予測してしまうのである。1872年、ケクレは分子が2つの等価な形の間で急速に振動し、結合が絶えず入れ替わっていると提案することでこれを修正した。これは詳細においては誤りであったが精神においては正しく、60年後に量子化学が確立することになる共鳴と非局在化を先取りしていた。

夢

ケクレは晩年に、2つの幻想的な話を語った。1つは、1855年頃にロンドンの乗り合い馬車に乗っているとき、炭素原子がめくるめく踊りを踊り、対を作っていくのを見たという話である。もう1つは、ベルギーで暖炉のそばでうたた寝をしているとき、蛇のような鎖を見、そのうちの1匹が自分の尻尾を口にくわえたという話（ウロボロス）である。

歴史家たちは、これらが回想なのか、あるいは宣伝を理解していた男による後付けの神話作りなのかについて、いまだに結論を出していない。疑いの余地がないのは、彼が主張していたことの形、すなわち、そのアイデアが状態のたゆたう中で意図せずして訪れ、それを証明する作業がその後に続いたという点である。それがその通りに起きたかどうかにかかわらず、それは理論的作業がどのように感じられる傾向にあるかについての、異例ほどに率直な描写である。

アウグストが天才と呼ばれる理由

ケクレの才能は、目に見えない対象に応用された空間的想像力であった。彼は分子を見ることはできず、彼の存命中に誰も見ることはできなかった。彼が行ったことは、化合比と反応挙動から、正しいことが判明した三次元的イメージを構築することであった。彼は化学にその表記法――構造式、それ以降すべての化学者が黒板に描いてきたもの――を与え、そうすることでレシピの科学を建築の科学へと変換した。建築の挫折した学生が、その分野を築き上げたのである。

その業績の大きさは、彼の教え子たちを見れば計り知ることができる。彼の博士課程の指導学生のうち3人がノーベル化学賞を受賞している。1901年のヤコブス・ヘンリクス・ファン・ト・ホッフ（Jacobus Henricus van 't Hoff）、1902年のエミール・フィッシャー（Emil Fischer）、1905年のアドルフ・フォン・バイヤー（Adolf von Baeyer）である。どの分野においても、これに匹敵する実績を示せる教師はごくわずかである。英国は1885年に彼にコプリ・メダルを授与し、ドイツは1895年に彼をケクレ・フォン・ストラドニッツ（Kekule von Stradonitz）として貴族に叙した。

反論には2つの側面がある。カウパーは独立して構造理論に到達したが発表のタイミングで敗れただけであり、ケクレは功績を分かち合うためにわざわざ動くことはしなかった。そして、ケクレが提案した通りのベンゼン構造は正しくない。交互結合モデルも振動の修正も、電子が理解された時点で取って代わられた。彼は生産的な近似の天才であり、誰もそれがまとまっている理由を説明できるようになる何十年も前に、正しい形を言い当てた男であった。

遺産

1859年から1887年にかけて巻を追って出版された彼の著書『有機化学教科書』（Lehrbuch der Organischen Chemie）は、一世代の化学者たちに新しい構造的思考を訓練した。彼はボンで約30年間過ごし、1896年7月13日に同地で亡くなった。

ベンゼン環は現在、科学において最も多く複製されるシンボルのひとつであり、教科書、研究室のドア、切手に印刷されている。あらゆる医薬品分子やあらゆる高分子の図は、化学物質には形があり、その形は描くことができるという、彼が確立した慣習を受け継いでいる。彼が蛇の夢を実際に見たかどうかにかかわらず、彼は化学に絵で考えることを教え込んだのである。