前回のコラムで，石けん膜（長鎖脂肪酸ナトリウム膜）について，物理の大御所レイリー卿から化学の大御所ラングミュアまでをつなぐ糸をたどってみた際，彼らの研究が生の自然現象や産業上の現実問題を出発点とする科学研究のみごとな実例であることを知った．

　研究の原動力となるのは，科学的好奇心であるとともに，社会的有用性，経済価値の追求にあるのだが，彼らはナチュラリストの一面を備えていた科学者だったというわけである．

　また，興味深いことに，このジャンルは女性研究者との関わりが深い分野であることを知った．歴史の表には大きくはでてこないものの，真に科学研究を楽しんだ３人の女性：ポッケルス，ブロジェット，サッチャーの名前が浮かんでくるが，今回のコラムでは，これらの膜研究者たちにスポットをあててみたい．

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【１】レイリー卿

　イギリスのレイリー卿（本名：ウィリアム・ストラット）はアルゴンの発見により，１９０４年にはノーベル物理学賞を受けていますが，非常に多彩な研究経歴の持ち主で，音響学，光学，弾性論，流体力学，電磁気学など物理学の多くの領域で才能をふるったことで知られています．

　黒体輻射におけるレイリー・ジーンズの式は，熱放射のエネルギーの式を物体の温度と放射される電磁波の波長の関数として分布式を計算したものですが，１８７１年，有名なλ^(-4)法則，すなわち，十分に小さい粒子による光の散乱で波長変化が伴わない場合には，散乱強度は波長の４乗に逆比例するという法則を導き出しています．この法則のとおり，太陽の光の中で波長の短い青は空気分子によって波長の長い赤よりずっと強く散乱されるため，空が青く見えるのです．

　１８９０年，レイリーは，生き物のように水面を走り回るショウノウ・ボートが微量の油にふれるともはや動かなくなることから，水面上には油の単分子膜が存在すること，油の分子の直径は約１ｎｍであることを推察しています．おそらくこれが水面上の単分子膜に関する世界で最初の実験です．

　その後，薄膜の光学的測定法が進歩し，１９１７年のラングミュアの研究から石けん分子の大きさは１ｎｍではなく，２ｎｍであることが明らかになったのですが，１９世紀の終わり頃，分子はまだ仮説的な存在であって，いわんや，分子の構造や大きさなどを実験的に測定することは不可能でしたから，大変な慧眼であったというわけです．

　なお，レイリー分布と呼ばれる統計分布には２つの顔があり，ひとつには形状母数２のワイブル分布（最近接距離分布）で，もうひとつには標的問題の解であるχ分布において自由度２としたものでもあります．すなわち，レイリー分布は，特別な性格をもっている統計分布なのです．

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