アーヴィング・ラングミュア

伝記

アーヴィング・ラングミュアは、1881年1月31日、ニューヨークのブルックリンで、チャールズとセイディの四人の子の三番目として生まれたアメリカ合衆国の化学者・物理学者である。両親は自然をよく観察して詳しく記録をつけるよう勧めた。十一歳のとき視力が弱いことが分かり、矯正されると、それまで見えなかった細部が見えるようになって、自然の複雑さへの関心が高まったという。研究化学者だった兄アーサーは、好奇心を励まし、寝室の隅に最初の化学実験室を設ける手伝いをした。1892年から1895年にはパリを含む各地の学校に通い、1898年にフィラデルフィアの私立校チェスナット・ヒル・アカデミーを卒業した。

1903年にコロンビア大学の鉱山学校で冶金工学の学位を得たのち、ゲッティンゲン大学大学院でヴァルター・ネルンストのもとに学び、1906年に博士号を取得した。研究はネルンストが発明した電球「ネルンスト・グロワー」を用いたもので、論文題は溶けた気体が冷却される際の部分的な再結合に関するものだった。帰国後はホーボーケンのスティーヴンス工科大学で1909年まで教え、同年からゼネラル・エレクトリックの研究所で研究を始め、1950年まで在籍した。最初の成果は電球の研究から生まれた。拡散ポンプを改良し、それが高真空の整流管や増幅管の発明へつながった。同僚のルイ・トンクスとともに、タングステン・フィラメントの寿命が、電球にアルゴンなどの不活性ガスを封入すれば大きく延びることを見いだし、鍵は全工程での徹底した清浄さだった。フィラメントを細かいコイル状にすると効率が上がることも発見した。1913年のこれらの成果は、その後長く使われた白熱電球の完成形につながった。

表面化学の研究もこの頃に始まった。水素分子がタングステン球の内側で原子に解離し、球の表面に原子一個分の厚さの層を作ることに気づいたのである。熱したフィラメントからの荷電粒子の放出を調べるうちに、イオン化した気体を血漿に似ていることから「プラズマ」と名づけ(1928年)、トンクスとともに電子密度の波であるラングミュア波を見いだした。1924年には、静電探針でプラズマの温度と密度を測るラングミュア・プローブを考案した。原子状水素を用いる溶接法も発明し、これが初のプラズマ溶接とされる。1919年の論文「原子と分子における電子の配置」では、ルイスの立方体原子説をもとに同心円状の原子構造論を示した。この件ではルイスと優先権をめぐって争い、理論の普及はラングミュアの発表の上手さによるところが大きかったが、功績の多くはルイスに帰すとされる。ルイス＝ラングミュアの原子価理論は、オクテット則にもつながった。

そのほか、ラングミュアの吸着等温式を示し、白金の触媒作用を調べ、キャサリン・ブロジェットとの共同で単分子膜、いわゆるラングミュア・ブロジェット膜を研究した(1934年)。同じ研究所のバーナード・ヴォネガットがヨウ化銀が雲の核の形成に使えることを見いだしたことを受けて、1946年には人工降雨の実験にも携わった。「事実でない事柄についての科学」を病的科学と定義したことでも知られる。ニコルズ賞(1915年、1920年)、パーキンメダル(1928年)、1932年の表面化学への貢献によるノーベル化学賞、フランクリン・メダル(1934年)などを受けた。登山やスキー、自家用機の操縦、クラシック音楽を趣味とした。1957年8月16日に没し、1989年に全米発明家殿堂に選ばれた。