1838年に破壊されたガルヴァニ: 初の電動車両の悲劇的な物語

世界初の電気機関車は、あるスコットランド人化学者の手によって生まれました: Robert Davidsonは、1837年に動き始めた電磁モーターを数年かけて実物大の機械へと発展させ、1842年9月にGalvaniという名の機関車をエディンバラ~グラスゴー鉄道で走らせました. 石炭なし、煙なし、火なしの機関車 - しかし歴史には悲劇的な側面もあります: Galvaniは、その機械を恐れた者や自分たちの仕事への脅威とみなした者によって破壊され、オリジナルの一部すら今日まで残っていません.

Robert Davidsonとはどんな人物だったのか? アバディーン出身の化学者の電磁気学という趣味

Davidsonは鉄道技師ではありませんでした. アバディーンで生まれ、人生のほぼすべてを同じ街で過ごした化学者であり染色職人でした. Marischal College - 今日ではアバディーン大学の一部 - で1819年から1821年まで講義に参加しました; この学費は、実験室の助手として働くことで自ら賄いました. 1820年代にアバディーン~インバルーリー運河の近くで自分の事業を立ち上げました: まず酵母の供給、次に化学製品の製造です. 副業として研磨や香料製造も行っていました. これは注目に値する細部です: 電磁気学という趣味の資金源となったのは、合成酵母の製造による収益でした.

彼は自身の化学電池も自ら設計しました. 化学薬品の供給と工房の技術を兼ね備えた人物にとって、これは当時の状況の中で難しい仕事ではありませんでした. つまり、世界初の電気機関車を作ったのは蒸気時代の機関車工場ではなく、酵母製造者の工房だったのです - これは工学史上もっとも皮肉な細部の一つです.

Galvani機関車はどのように動いていたのか?

Davidsonの開発プロセスは一歩一歩進みました. 1837年に最初の実用的な電磁モーターと電気機関車の模型を製作しました. 1839年には四輪の電気自動車、電気旋盤、電気印刷機を作りました - その四輪の車両は、知られている限り最初の電気式四輪自動車とされています. 1840年にはアバディーンで公開の「電磁気学展」を開きました: 2人を運ぶ模型機関車、電気旋盤、印刷機、そして2トンを持ち上げる電磁石が展示されました. 数千人の人々が1シリングずつ支払ってこれらを見学しました; つまりDavidsonの機械は、発明の段階でまだ紙の上にあったのではなく、人々の目の前で動いていたのです.

フルスケールのGalvaniの名前は、電気と運動の関係に最初に着目したイタリアの科学者Luigi Galvaniに由来していた. この機械の駆動の連鎖は、今日の電気自動車と基本的な論理において同じだった:

• ガルバニック電池: 酸性電解液中で亜鉛板を使用し、直流電流を生成する一次電池. 重要なポイントは次の通り: この電池は再充電できなかった; 電流を生み出すことは、亜鉛を消耗することを意味した.
• 電磁モーター: 各車軸に1つ、合計2基のモーター. 回転する木製円筒の周囲に固定された鉄棒を電磁石が引き寄せる; 整流子が適切なタイミングで電流を遮断することで、吸引力の順序が継続的になる.
• 動力伝達: 歯車を介して鉄製の車輪へ直接伝達. 火もなく、石炭もなく、蒸気もなく、煙もない.

現代の技術者の目で見ると、興味深い点に気づく: Davidsonのモーターは、今日スイッチトリラクタンスモーター (switched reluctance motor)と呼ばれる構造の初期形態だった. ある原理が180年後に産業界で再び価値を見出したことは、Davidsonがいかに堅固な土台の上に立っていたかを示している.

重量の5〜7トンの幅は、異なる記録がこの機械を異なる定義で測定したことに起因する; 確かなのは、Galvaniが数トン規模の歩行速度の機械だったという点である.

1842年9月: エディンバラ〜グラスゴー路線での最初の電動走行

テストはエディンバラ・グラスゴー鉄道上で行われた. この路線はスコットランド初の都市間路線として、1842年2月21日にようやく旅客運行を開始した - つまりDavidsonの実験は、路線開業の7か月後、世界で最も近代的な鉄道の一つで実施された. 1842年9月、Galvaniは約4 mphの速度で、約1.5マイルにわたって走行した. 距離は短く、速度は低かった; しかし概念は実証された: 車輪は蒸気の力を必要とせずに回っていた.

ある資料は、機関車がこの距離で6トンの荷重を牽引したと述べる一方、Davidsonの研究に関する機関の記録は、この機械が自重のみを支えていたと述べている. どの解釈を採用しても、結論は変わらない: これは展示用の模型ではなく、線路の上を走る実際の機関車だった. イギリスの技術系組織が今日でもそれを世界初の電気機関車と定義しているのは、無駄なことではない.

最も印象的な詳細は、鉄道経営陣の態度だった: 取締役たちはこの概念を前進させるだけの感銘を受けていなかった. この技術は高価であり、鉄道会社の関心事ではなかった. この評価は、次章で見るように、化学とコスト分析の結果であった - 偏見の結果ではない.

Galvaniの解体: 誰が、なぜ、どこで?

機関車の最期は、その物語と同じほど記録に残っていない. Galvaniは、おそらくパースの機関庫に保管されている間に破壊された - Davidsonが取り戻すより先に廃棄されてしまったのだ. 犯人の正体は不明だが、 蒸気機関の支持者と疑われる人々が、最有力容疑者の一人に挙げられている.

広く語られている説では、職を失うことを恐れた鉄道労働者たちが機関車を破壊したとされる. この解釈はもっともらしい: 火のない機関車とは、機関助士も火夫も石炭供給網も必要ないということであり - つまり、蒸気に生計を依存する何十もの職業の未来が懸かっていたのだ. しかし、公正を期して言えば: 労働者の恐れが従来からの説明であり続けている一方で、誰が、正確にはどこで、いつこの破壊を行ったのかは確実には記録されていない. 唯一確かなのは、機械が破壊されたという事実である. 機械技師として記しておくべきなのは、歴史上、ある発明が経済的に敗北する前に物理的に消し去られる例は極めて少ないということだ. Galvaniはその一例である.

商業的失敗の経済学: 負けたのは化学であり、工学ではなかった

Galvaniの最期を決定づけた本当の理由は技術的ではなく、経済的なものだった. 問題は工学ではなく、化学にあった: 一次ガルバニ電池は電流を生み出す際に亜鉛を消費するが、亜鉛は高価であり、石炭は安かった. 走行1メートルごとが、文字通り金を燃やすことに等しかった. この方程式は、当時の市場価格では成り立たなかった.

Galvaniの走行距離あたりコストは蒸気機関の約40倍だったという主張は広く知られているが、 この数字は1842年付の一次資料からではなく、後年になって作られた要約として流通しているものである. 同じ頃、ロシアではMoritz von Jacobiも自らのモーターの亜鉛消費量を測定し、同じ結論に達していた: 亜鉛の高価格のため、電気モーターは経済的ではなかった. 二人の独立した研究者が同じ経済的結論に達したことは、問題がDavidsonの工学ではなく、電池の化学にあったことを明確にしている.

欠けていた部品: 再充電可能なバッテリー

DavidsonのGalvaniを商業的に成功させるために必要な、ただ一つの部品が欠けていた: 再充電可能なバッテリーだ. この部品が登場したのは1859年、フランスの物理学者Gaston Plantéが充電式鉛蓄電池を発明したときだった - つまり、ちょうど7年後であり、Galvaniの部品はとっくに散逸していた. 電気牽引の運命は、たった一つの化学的発明のタイミングにかかっていたのである.

なぜDavidsonは忘れられ、Siemensは称えられたのか?

電気鉄道の公式な誕生日は、多くの暦で1879年とされている: Werner von Siemensが、ベルリン産業博覧会で発電機から給電され、第三軌条から電流を受ける機関車を公開したのだ. 3両の客車を300メートルの線路で牽引し、博覧会の4か月間で90,000人の乗客を運んだ. 印象的なデモンストレーションだった - しかし、それはDavidsonから37年後のことだった. 両者の差は技術ではなく、インフラと経済にあった: Siemensは、Plantéの充電式電池と発電機技術によって、電気牽引を利益の出るものに変えたのである. Davidsonは概念を実証したものの、価格設定まではできていなかった. 歴史記述は通常、勝者を記録するものだからである. そのため、一部の百科事典の記録は今日でも最初の成功した電気牽引の実用例を1879年としており、Davidsonの1842年の試みをその回数に含めていない.

Davidsonの先駆性が広く認められたのは、1890年、世界初の深層地下電化路線であるLondon City & South London Railwayの開業時になってからであった. 報道機関はその年、86歳のDavidsonを最長老の存命電気技術者として再発見し、 電気工学の専門誌は、電気牽引の可能性を実際に示した最初の人物として彼を取り上げた. Davidson自身も自信を失ってはいなかった. 彼は名刺に「電気機関車の父」と印刷させた.

実際、彼はかつてない先駆者の世代の一員であった. 米国バーモント州出身の蹄鉄工Thomas Davenportは1837年2月に米国初の電動機の特許を取得し、短いコースで模型の車を走らせた. Moritz von Jacobiは1838年9月、サンクトペテルブルクのネヴァ川で乗客を運ぶ電動の外輪船を運航した. スコットランドのRobert Andersonは1832年から1839年の間に粗末な電気自動車を製作したとされている. しかしAndersonに関する特許、同時代人の信頼できる記録、あるいは車両そのものの物的証拠は存在せず、Davidsonと頻繁に混同される.二人とも同じ10年に電池で動く車両を作ったスコットランド人だからである. Andersonの先駆性は理論上はあり得るが、記録の水準はDavidsonのそれよりはるかに劣る.

Galvaniから何が残ったのか?

何も残っていない. 当初の機関車から、そのモーターや電池に至るまで、一つとして現存する部品はない. DavidsonのCanal Roadの家兼職場は取り壊された. 彼は1894年11月16日、90歳で亡くなった. アバディーンのSt Peter's Cemeteryにある墓石には「chemist」、つまり薬剤師とだけ刻まれている. 発明の名前すら石には刻まれていない. これは、失われた機械に敬意を払うには程遠い結末である.

しかし、記憶が完全に消えたわけではない. アバディーンシャーのAlfordの町にあるGrampian Transport Museumは、Galvaniの実物大稼働レプリカ、電池のレプリカ、そして機関車の模型を展示している. Davidsonの物語を伝える本も出版され、彼の名はスコットランドの発明の中で再び数えられるようになった. 工学の観点から見れば、残されたのは物的な物体ではなく、測定可能な成果である. 線路上を、自らの電池で動き、自らのモーターで進み、その概念を公の場で実証した機械. これは1842年に事実であり、今日でも依然として事実である.

Galvaniの物語は、電動交通の最初の世紀を要約したもののようなものである. 正しい工学、間違った化学、そして後回しにされた暦. Davidsonのモーターは当時の科学と産業の環境の中で知られ、議論され、展示された.その後、物理的に破壊され、経済的現実性のためにアーカイブへと追いやられた. その再発見には、どこか皮肉な響きがある. 今日、道路上では何千ものバッテリーを積んだ電気自動車が走っているが、世界初の電気機関車を記憶するには、そのレプリカ、模型、そして一人の化学者の墓石を見る必要がある.

参考資料

• ロバート・デイヴィッドソン(発明家)
• ロバート・デイヴィッドソン:世界初の電気機関車(1837年)
• 電気機関車
• デイヴィッドソンの機関車:いかにして実現したのか?
• 世界初の電気駆動モーターのレプリカが展示へ
• 1879年のジーメンス機関車
• ロバート・デイヴィッドソンの概要