カール・ボッシュ：世界を養ったエンジニア

毎年地球で栽培される食料の約3分の1は、たった一つの工業反応によって作られるアンモニアに依存しており、その反応は現在生存している人々の半数近くを支えている。フリッツ・ハーバー（Fritz Haber）は実験台の上でそれを実証した。カール・ボッシュ（Carl Bosch）は、金属学の訓練を受け、ジュニア化学者として染料会社に入社した人物であり、そのプロセスを研究室の棚から大陸規模の存在へと押し上げた人物である。

ケルン、金属、そして機械

彼は1874年8月27日にケルンで生まれた。父カール・フリードリヒ・アレクサンダー・ボッシュは裕福なガス・配管供給業者であり、叔父には自動車部品に今も名を残すスパークプラグの先駆者、ロバート・ボッシュ（Robert Bosch）がいる。家業は重要であった。当時の偉大な化学者の多くが純粋科学から工業界へと進んだのに対し、ボッシュは配管、バルブ、圧力といった分野から科学へと進んだ。

彼の正式な教育は、同じ二面性を反映している。1894年からベルリン工科大学の前身であるシャルロッテンブルクの王立工科大学（Königlich Technische Hochschule）で冶金学と機械工学を学んだ。その後になって初めて化学へと転向し、ライプツィヒ大学に移ってヨハネス・ウィスリセヌス（Johannes Wislicenus）の下で学び、1898年に有機化学の博士号を取得した。言い換えれば、彼は化学を後に学んだ機械技術者であり、この順序の逆転が決定的な役割を果たすことになった。1902年にエルゼ・シルバッハ（Else Schilbach）と結婚し、一男一女をもうけた。

BASFでの初仕事

1899年、彼は当時ドイツ最大の化学・染料会社であったバーディッシェ・アニリン・ウント・ソーダ・ファブリーク（BASF）に最下層から入社した。最初の任務は、BASFの財産であった染料事業である合成インディゴに関連するものだった。窒素はその後になり、スローモーションの国家緊急事態としてやってきた。欧州の農業は輸入されたチリ硝石に依存しており、真剣な観察者であれば誰でも、その供給は有限であり、戦時にはどの海軍でも選べば供給を遮断できることを理解していた。

フリッツ・ハーバーは1908年から1909年の間に化学の問題を解決し、大気中の窒素と水素を高温かつ超高圧下で触媒を用いてアンモニアに結合できることを実証した。ハーバーが持っていたのは液滴を作る卓上装置だった。世界が必要としていたのはトン単位の生産量であった。

翻訳の問題

1909年から1913年の間に、ボッシュは工業史上最大の「翻訳」の功績の一つを成し遂げた。ハーバーのデモンストレーションは、規模を拡大した段階ではほとんど通用せず、失敗の一つ一つが個別の専門分野に属する問題だった。

触媒が最初の壁であった。ノーベル財団の記録にあるように、「ハーバーの触媒であるオスミウムとウランは、より安価な接触物質に置き換えなければならなかった」。オスミウムは地球上で最も希少な金属の一つであり、ウランは破滅的なコストがかかるためである。ボッシュのチームは膨大な実証実験を行い、プロモーターや添加物を加えた純鉄にたどり着いた。この解決策は現在も使用されている。

次に、前例のない機械装置の問題があった。彼は短時間ではなく、何百気圧という圧力を連続的に維持できるコンプレッサー、壊滅的な故障を起こさない高圧炉、工場を24時間稼働させるのに十分な純度と安価な水素の供給、そして最終段階でアンモニアを分離・処理するシステムを設計しなければならなかった。1910年の時点では、これらはすべて化学の問題ではなく、材料工学と機械工学の未解決の問題であり、シャルロッテンブルクで学んだ金属と機械に関するボッシュの訓練こそが、彼にそれらを解決可能なものとして見抜かせた理由である。

1913年、最初の窒素工場がオッパウで稼働した。1917年にはメルゼブルク近郊にさらに大規模なロイナ工場（Leunawerke）が続いた。これらは共同で科学的成果を戦略的資産へと変え、ハーバー・ボッシュ法は、現在年間約1億トンの窒素肥料を生産し、人類が生成する全エネルギーの1％以上を消費しており、現代農業およびその後の緑の革命の目に見えない基盤となった。

一般的な手法としての高圧

ボッシュの真の洞察は、圧力容器がアンモニアのための一時的な解決策ではなく、汎用的なツールであるという点にあった。第一次世界大戦後、彼は同じ高圧工学をメタノール合成、尿素製造のためのボッシュ・マイザー法、そしてフリードリヒ・ベルギウス（Friedrich Bergius）のプロセスを用いた石炭の液体燃料への水素化へと応用した。これが1931年のノーベル化学賞で認められた論拠であり、ボッシュとベルギウスは「化学的な高圧法の発明と開発への貢献」により共同受賞した。これは工学に対する貢献でエンジニアに授与された最初のノーベル化学賞となった。

彼はそれに応じて昇進した。1919年にBASFの常務取締役、1925年の設立時にはIGファルベン（I.G. Farbenindustrie）の責任者、1935年からは取締役会会長、1937年からはカイザー・ヴィルヘルム協会会長を務めた。1919年のリービッヒ・メダル、1918年のカールスルーエからの名誉博士号、1924年のヴェルナー・フォン・ジーメンス・リング、ブンゼン・メダル、1932年のヴィルヘルム・エクスナー・メダルなど、栄誉が積み重なった。

なぜカールが天才と呼ばれるのか

問題の能力は理論的な洞察ではない。ボッシュは自然法則を発見しておらず、その主張もしていない。それはより稀で、言葉にするのが難しい能力である。それは、産業システム全体を同時に把握し、化学的成果が実際には冶金問題、コンプレッサー問題、ガスの純度問題、熱管理問題であることを、化学者の白衣を着て見抜く力である。彼はハーバーの装置を単に拡大しただけではない。信頼できる材料がまだ存在しない中で、最初からすべての構成要素を再構築し、期限内に完成させたのである。

ノーベル委員会は、特定の製品ではなく、手法としての高圧化学を発明した功績を讃えた。英国化学工学会の会員は、ボッシュとハーバーを史上最も影響力のある化学工学者として共同選出した。そして、「世界の食料の3分の1、世界人口の半数」という単純な計算は、通常個人ではなく文明に対してのみ語られる種類の主張である。

反論も述べる必要がある。基礎となる化学はハーバーのものであり、ボッシュのノーベル賞は発見ではなく規模拡大に対するものだった。これが知性というよりは、どれほど壮大であれ「技術」であると考える学派もある。また、その遺産はクリーンではない。彼は1933年12月に、合成油を拡大するためにヒトラー政権からの価格と購入の保証を受け入れた巨大カルテル、IGファルベンを構築し、後に率いた。そして彼のプロセスは現在、世界のエネルギーの1％以上を消費し、反応性の高い窒素で生物圏をあふれさせている。ここにおける天才性は現実のものであり、無垢と同義ではない。

長き敗北

最後の10年は暗いものだった。ボッシュは開かれた国際的な科学協力と研究に対する最小限の国家管理を信じていたが、それらの立場はナチス・ドイツでは容認できなかった。彼は1933年以降、政権の自給自足的で抑圧的な政策に反対し、その反ユダヤ主義を公然と批判したため、着実に疎外されていった。1935年の会長職は大部分が儀礼的なものとなり、権限も徐々に剥奪された。彼は鬱とアルコール依存に陥り、1940年4月26日にハイデルベルクで死去した。

彼の慰めは常に別の場所にあった。彼は昆虫、鉱物、宝石の熱心な収集家であり、スミソニアン博物館が最終的に購入した隕石や鉱物の標本をイェール大学に貸し出し、私設の天文台を所有していた。小惑星7414ボッシュには彼の名が冠されている。空を収穫できることを証明することに生涯を捧げた男にとって、それはふさわしい記念碑である。