ジャン=バティスト・ビオ (Jean-Baptiste Biot)
ジャン=バティスト・ビオ(Jean-Baptiste Biot, /ˈbiːoʊ, ˈbjoʊ/; フランス語発音: [ʒɑ̃ batist bjo]; 1774年4月21日 - 1862年2月3日)は、フェリックス・サヴァール (Félix Savart) と共に静磁学におけるビオ・サヴァールの法則を共同発見し、隕石の実在を立証し、初期の気球飛行を行い、光の偏光を研究したフランスの物理学者、天文学者、数学者である。
電流のCGS単位であるビオ、鉱物の黒雲母(ビオタイト)、そして東グリーンランドのビオ岬は、彼の名にちなんで名付けられた。
伝記
ジャン=バティスト・ビオは1774年4月21日、財務官僚ジョセフ・ビオ (Joseph Biot) の息子としてパリで生まれた。
彼はリセ・ルイ=ル=グランで教育を受け、1794年にエコール・ポリテクニークに入学した。ビオは1797年にボヴェの数学教授に任命される前には砲兵隊で従軍していた。その後、1800年頃にコレージュ・ド・フランスの物理学教授となり、3年後にはフランス科学アカデミーの会員に選出された。1804年7月、ビオは地球の磁場が高度によってどのように変化するかを測定するため、ジョゼフ・ルイ・ゲイ=リュサック (Joseph Louis Gay-Lussac) と共に初となる科学的熱気球搭乗を行った(NNDB 2009, Reese 2004, O'Connor and Robertson 1997)。彼らは高度4000メートル(1万3100フィート)に達した(NNDB 2009, Reese 2004)。その後、1804年9月の単独飛行で、ゲイ=リュサックは7010メートル(2万3000フィート)の高さまで上昇した(補助酸素なしではかなり危険なものであった(Reese 2004))。
ビオはレジオンドヌール勲章の受章者でもあり、1814年にシュヴァリエ、1849年にコマンドゥールに選任された。1815年にはロンドン王立協会の外国人会員に選ばれ、1816年にはスウェーデン王立科学アカデミーの会員、1822年にはアメリカ芸術科学アカデミーの外国名誉会員に選ばれた。さらに、ビオは1840年に物質の熱的あるいは光学的性質の分野における功績により王立協会からランフォード・メダルを授与された(O’Connor and Robertson 1997)。1850年、ジャン=バティスト・ビオはラプラスとの出会いに関する1790年代後半から1800年代初頭の期間の回想録からなる7ページの回顧録を『サヴァン誌 (Journal des savants)』に発表した。
ジャン=バティスト・ビオには、1803年生まれのエンジニアで中国学者のエドゥアール・コンスタン・ビオ (Édouard Constant Biot) という一人息子がいた。エドゥアールは1850年に亡くなり、父親である彼は、エドゥアールの遺作であり中国の古典『周礼 (Tcheou-li)』の典拠となる翻訳の後半部分を出版に向けて準備するために並々ならぬ努力を払った。それは未完の手稿のまま残されていたのだ。正しい形式で出版するために、ジャン=バティスト・ビオは高名な中国学者スタニスラス・ジュリアン (Stanislas Julien) に相談しなければならなかったと書き残している。また、特に最も困難な部分である『考工記 (Kaogongji)』の翻訳に関しては、息子の仕事を確認するために自ら多くの工房を訪れ、職人や職人たちに彼らの方法や語彙について質問した。ビオの翻訳は、今日に至るまでこの書の西欧語への唯一の翻訳であり続けている。
彼は1862年2月3日にパリで死去した。
業績
### 電磁気学
ジャン=バティスト・ビオは生涯で科学界に多くの貢献を果たした。とりわけ光学、磁気学、天文学において顕著である。1804年、彼はプロイセンの自然科学者アレクサンダー・フォン・Humboldt (Alexander von Humboldt) と共著した論文の中で、等磁場強度の線を用いた。磁気学におけるビオ・サヴァールの法則は、1820年の彼らの研究にちなんでビオと同僚のフェリックス・サヴァールにちなんで名付けられた。彼らの実験において、「長い垂直なワイヤーと水平方向にある程度の距離を置いた磁針から始め、ワイヤーに電流を流すと磁針が動くことを示す」ことにより、電気と磁気の間のつながりを示した(Parsley)。
### 隕石
1803年、ビオはフランス・ノルマンディーのレール (L'Aigle) に落下した3000個の隕石について調査・報告するため、フランス学士院 (Académie française) から派遣された(レール (隕石) 参照)。彼は当時「石」と呼ばれていた隕石が地球外から飛来したものであることを突き止めた。この報告書により、ビオは隕石が宇宙からの破片であるという、1804年にドイツの物理学者エルネスト・フラドニ (Ernst Chladni) が発表した主張を裏付ける手助けをした。
1803年にフランスのレール近郊に落下した隕石に関するビオの徹底的な調査以前には、地球上で発見された岩石が地球外に起源を持つ可能性があると本気で信じる人はごくわずかであった。空で火球が目撃された後に地上で見つかった珍しい岩石についての逸話的な語りは存在したが、そうした話はしばしば作り話として片付けられていた。これらの珍しい岩石に関する本格的な議論は、1794年にエルネスト・フラドニがそのような岩石は地球外に起源を持つと主張する書籍を出版したときに始まった(Westrum)。ビオがレールでの岩石を分析できるようになって初めて、空で見られた火球が大気を通過して落下する流星であるということが一般に受け入れられるようになった。ビオの時代以降、隕石の分析により太陽系の化学組成の正確な測定がもたらされた。太陽系における流星の組成と位置もまた、天文学者に太陽系の形成に関する手がかりを与えてきた。
### 偏光
1812年、ビオは光学の研究、特に光の偏光へと関心を向けた。19世紀以前は、光は微粒子と呼ばれる離散的なパケットから構成されていると考えられていた。19世紀初頭、多くの科学者は光の微粒子説を無視し、波動説を支持するようになった。ビオが偏光に関する研究を始めたのは、得られている結果が光が微粒子からできている場合にのみ生じうることを示すためであった。
1815年、彼は「偏光は、有機物質を通過する際、物質の光軸に応じて、時計回りまたは反時計回りに回転しうる」ことを実証した。彼の色彩偏光および旋光に関する研究は光学分野を大きく前進させたが、彼の発見は光の波動説を用いても導き出せることが後に示された。オーギュスタン=ジャン・フレネル (Augustin-Jean Fresnel) による横波の解説ははるかにより単純であり、ジェームズ・クラーク・マクスウェル (James Clerk Maxwell) の方程式とも矛盾しない。
光の偏光に関するビオの研究は、光学分野における多くのブレークスルーをもたらした。テレビやコンピューターの画面などの液晶ディスプレイ(LCD)は、液晶に入る際にフィルターによって偏光された光を使用し、液晶が透過光の強度を変調できるようにしている。これは、液晶全体の偏光が、そこに印加された電気的制御信号に応じて変化するにつれて生じる。偏光フィルターは、不要な反射を除去したり反射を強調したりするために写真撮影で広く使用されている。
### 酒石 (Cream of Tartar)
酒石酸水素カリウムは、イランのワイン容器の中で初めて発見された。この物質の現代的な応用は1768年に始まり、1832年にジャン=バティスト・ビオが酒石の物理的性質を発見した。この物品は、フランス人が調理に頻繁に使用し始めたことで広く普及した。
### 子午線弧長測定
1806年8月、彼は経度局 (Bureau des Longitudes) からフランソワ・アラゴ (François Arago) と共に、ドランブルとメシャン (Delambre and Méchain) によって開始されたフランスとスペインにおける子午線弧の測定を継続するよう委嘱された(ドランブルとメシャンの子午線弧)。
主要著作
- Traité élémentaire d'astronomie physique (Klostermann, 1810–1811)
- Récherches expérimentales et mathématiques sur les mouvemens des molécules de la lumière autour de leur centre de gravité (フランス語). パリ: Firmin Didot. 1814.
- Traité de physique expérimentale et mathématique (Deterville, 1816)
- Précis élémentaire de physique expérimentale (イタリア語). 第1巻. ナポリ: Tipografia del Giornale Enciclopedico. 1818.
- Précis élémentaire de physique expérimentale (イタリア語). 第2巻. ナポリ: Tipografia del Giornale Enciclopedico. 1818.
- Précis élémentaire de physique expérimentale (イタリア語). 第4巻. ナポリ: Tipografia del Giornale Enciclopedico. 1818.
- Précis élémentaire de physique expérimentale (イタリア語). 第5巻. ナポリ: Tipografia del Giornale Enciclopedico. 1818.
- Notions élémentaires de statique (フランス語). パリ: Charles Louis Étienne Bachelier. 1829.
- Précis de l'histoire de l'astronomie planétaire écrit à l'occasion de la découverte de M. Le Verrier (イタリア語). パルマ: Pietro Fiaccadori. 1854.
- Précis de l'histoire de l'astronomie chinoise (impr. impériale, 1861)
- Études sur l'astronomie indienne et sur l'astronomie chinoise (Lévy frères, 1862)
- Mélanges scientifiques et littéraires (Lévy frères, 1858)
- Recherches sur plusieurs points de l'astronomie égyptienne (Didot, 1823)


