彼らは秘密裏に自ら実験を行い、その発見が戦争の勝利につながった

つい最近、同僚に点滴ラインを手の中に入れてもらいました。彼は2本の注射器に生理食塩水を何度も往復させて泡を作り、その泡立った液体を私の静脈に注入しました。私たちは、新しい機器、小型のドップラー超音波装置で私の血流中の泡の音を聞き取れるか調べたかったのです。この装置が、ダイバーの減圧症（いわゆる「ザ・ベンド」）のモニタリングに役立つことを期待していました。泡が超音波を通過すると、クリック音が滝のように聞こえ、嬉しいことに驚きました。動脈内の泡は命に関わる可能性がありますが、静脈内の泡は通常無害です。安全だと分かっていましたし、科学研究のために針を使うのは初めてではありませんでした。

私はデューク大学医学部の生物医学エンジニア兼研究者で、水中や宇宙空間といった極限環境で人間が生き残る方法を研究しています。研究でまず自分の体を使うのは私だけではありません。実際、化学療法や脳外科といった分野を除けば、この方法は驚くほど一般的です。ある時、同じくダイビング研究者のシェリー・ファーガソン博士が、被験者の脚の周りの空気だけを加圧できるチャンバーを必要としていました。彼女は自身の体を使って、そのような装置の適切な設計を考える手助けをしました。その過程で、彼女は圧力で試作品から飛び出してしまい、部屋の中をロケットのように飛び回ることに何度も遭遇しました。うまく密閉できるまで、何度も繰り返したのです。彼女はまた、将来の被験者に彼らが経験するであろう症状を適切に説明し、警告するために、マスクを装着して有毒ガスを吸入したこともあります。そうすれば、彼らは結果を偽造することができないのです。

ファーガソン博士と私だけが、自分自身を最初の被験者として使った科学者ではないことは確かです。

私の専門であるダイビング研究において、80年前の、私たち皆を驚愕させるような出来事があります。それは、ある科学者グループが自らに対して行った一連の実験に関するものです。その実験はあまりにも過酷で危険であり、第二次世界大戦の行方を左右するほどの重大なものでしたが、何世代にもわたって機密扱いされていました。この画期的な研究は極秘裏に行われていたため、私の分野の専門家でさえ、ここで初めてその詳細を知ることになります。

1942年8月初旬、ロンドンのレンガ造りの倉庫。テムズ川を渡ってビッグ・ベンとウェストミンスター寺院からすぐの場所で、二人の科学者が重厚な鋼鉄の管の中に座っていた。直径わずか1.2メートル、壁は重くリベットで留められ、両端は丸みを帯びた管は、倉庫の隅の台の上​​に横向きに置かれていた。管の上からは空気圧パイプが機械のアンテナのように伸びており、内部の床は木の板でできていた。

ジョン・バードン・サンダーソン・ホールデン教授は、床に丸まって座っているだけでも、部屋のほとんどのスペースを占めていた。身長183cm、ぎこちなく威圧的なこの中年の遺伝学者は、ぶっきらぼうだが愛想がよく、肩幅が広く、濃い口ひげを生やし、目立つ禿げ上がった額のせいで、ふさふさした眉毛が下がって見え、目が犠牲になっているようだった。彼の隣には、その日の被験者であるヘレン・スパーウェイ博士がいた。27歳のスパーウェイも遺伝学者の博士号を持ち、ホールデンががっしりしているのと同じくらいひょろ長だった。水槽の中では、彼女は小さなスツールに腰掛け、細い肩は白い筒状の壁に押し付けられて曲線を描いていた。彼女の黒髪は短く、自然なウェーブがかすかに入

スパーウェイの鼻はバネ仕掛けのクリップで挟まれていた。唇はゴム製のマウスピースで塞がれていた。マウスピースは2本の太い波形ホースを通して、胸に括り付けられた四角い茶色のバッグにつながっていた。これは彼女の肺に純酸素を送り込むための装置だった。二人がそこに座っている間、チャンバーのオペレーターが加圧ガスを充填するたびに、チューブを通して共鳴するシューという音が響いた。そして、チャンバーは熱くなり始めた。

ホールデンとスパーウェイの目的は、彼女が酸素をどれくらい長く吸い込めば中毒症状が現れるかを確かめることだった。彼らは、水中に潜る際の海水圧を再現する密閉タンクの中で実験を行っていた。スパーウェイは熱心な被験者だった。酸素の毒性作用（幻覚から発作まで）は、高圧力下ではさらに悪化するため、彼女は自分の体を使って、どれほどの悪影響が出るのかを解明したかったのだ。

轟音を立てる風が、小さな鋼鉄の部屋へと押し寄せ続けた。部屋は、圧力強化された舷窓から差し込む貧弱な倉庫の灯りで薄暗く照らされていた。侵入してきた空気は、内部の圧力を、深海を泳ぐダイバーが感じるほどにまで高めた。より多くのガスが狭い空間に押し込まれ圧縮されるにつれて温度は上昇し、熱は容赦なく、濃密になる大気の甘ったるい感覚によってさらに悪化した。このような状況下では、イエバエは飛ぶことができず、人々は口笛を吹くこともできない。声は漫画のように甲高く響き、空気が濃くなるにつれて、呼吸や動きが意識的に感じられるようになった。

ホールデンとスパーウェイは、水深90フィートに相当する圧力レベルに達し、同時に生存可能な華氏100度近くの灼熱の熱にさらされた。チャンバーの壁に押し付けられたホールデンとスパーウェイは、互いの汗を流す様子を見守った。最初は耳をつんざくようなガスのシューという音は、チャンバー内が目標圧力に達するにつれて徐々に小さくなり始めた。すると、チャンバーの外にいた作業員がバルブを回し、ガスの流入を止めた。冷却用の金属管を通して新たな音が響き、内部の温度が下がり始めた。ホールデンは時間を記録した。

スパーウェイが胸に着けていた褐色の革製の呼吸装置はサルバスと呼ばれていました。ジャック・クストーが占領下のフランスでアクアラングを発明する1年前、彼女は海面下の水泳選手や潜水艦乗組員が、この装置をどれくらいの時間、そしてどの深さまで使用できるかを解明しようとしていました。

チャンバー内で辛抱強く酸素を吸い込み、ちょうど 33 分が経過した後、スパーウェイはゴム製のマウスピースを唇から引き抜いた。彼女は嘔吐した。何度も嘔吐した。酸素を吸入せずにチャンバー内の空気を飲み込み、ゆっくりと回復した。彼女の症状 ― 視覚障害、唇の痙攣、そしてもちろん嘔吐 ― は軽度だった。彼女の息を呑み、あえぐ顔を見ながら、ハルデンは時間を記録した。スパーウェイは後に、実験中に紫色の光が踊るような鮮やかな閃光を見たと報告している ― 「まばゆいばかりでした」と彼女は言った ― 。ハルデン教授、スパーウェイ博士、そして彼らの小さな科学者集団の他のメンバーは、過去 3 年間、これらの高圧金属管の狭い空間で、水中生存に関する無数の疑問に取り組んできた。彼らの最初の目標は、水兵が潜水艦から脱出できるようにすることだ。

その5日前の1942年8月19日、イギリス海峡の海域で、連合国軍はフランスのディエップ海岸への襲撃を行うため、沖合に小型船舶を準備していた。部隊の大部分はカナダ人で構成されていたが、町で秘密情報収集任務を負った少数の精鋭部隊も混在していた。

彼らは、この地域のわずかな写真をもとに襲撃を計画した。そのほとんどは戦前の休暇中に撮影されたもので、海岸自体もほとんど知られていなかった。作戦計画は、船を上陸させ、部隊が戦車や車両を降ろしてから町へ進軍することだった。しかし、実際には、カナダ軍史上最悪の惨事の一つとされている。ドイツ軍の新しい砲座と、文字通り戦車の履帯をねじ曲げる岩だらけの海岸の地形に不意を突かれた連合軍は、なぎ倒された。海岸によっては、死傷率が94%にも達した。

戦死を免れた連合軍兵士たちは、敗戦からよろよろと帰還した。今や明白だったのは、襲撃の数日前に海岸に忍び寄り、最新情報を入手する能力が必要だったことだ。ナチスがトンネルを掘り、爆弾を仕掛け、機関銃座を築いた場所を把握する必要があった。連合軍の船舶やボートは、探知されることなく海岸に十分近づくことはできなかったため、小型潜水艦とダイバーが必要だった。そして、それらを実現するためには科学技術が必要だった。

この時点で、ホールデン、スパーウェイ、そして他の科学者たちは、この任務のために既に8回の発作を起こし、数本の椎骨を骨折していた。ディエップの大惨事の直前、しかしそれを阻止するには間に合わなかったが、ホールデンと彼の乗組員は海軍本部から方針転換し、より具体的な新たな目標に集中するよう指示されていたのだ。国民と連合国がヒトラーを倒し、戦争を終結させるために、連合国は科学者たちに、この研究成果を海岸偵察任務の準備にも活用してもらう必要があった。

ディエップの5日後、その惨状をまだ知る由もなく、ホールデンとスパーウェイは次の上陸作戦に取り組んでいた。今度はノルマンディーの海岸に上陸することになる。そして、これは絶対に失敗できない。

ホールデーンは1892年、小塔のある夏の別荘を持つスコットランドの家庭に生まれた。幾つもの屋敷の高い壁からは、丁寧に手入れされた髭と、何マイルにも及ぶプリーツの入ったドレスをまとった、威厳のある祖先の肖像画が見下ろしていた。若い頃は「ジャック」、後に「JBS」と呼ばれたジョンは、そのような華美な暮らしに我慢がならなかった。彼は、一本の雄大なリンゴの木の枝の下に、オタマジャクシでいっぱいの古い浴槽を置くことにこだわっていた。彼は水グモを飼育しようと心に決めていた。

ジャックと妹のナオミは、王族の血を引く者もいるのと同じように、科学の道に進みました。

両親のルイザとジョン・スコットは、互いに惹かれ合ったようです。それは、二人が子供たちに受け継いだ、非常に独立心が強く、社交界では無礼な才能と同じだったからです。彼女は、金髪、古典的な美しさ、小型犬への愛情、そして率直な自信を持つ聡明な若い女性でした。時折タバコを吸う癖も相まって、1800年代のイギリスの上流階級の洗練された社会において、反逆者としての存在感を示しました。

彼は研究者、医師、そしてオックスフォード大学の生理学講師であり、悪名高い奇人でした。夫婦の家の地下室と屋根裏部屋を仮設の研究室に改造し、火や気流、混合ガスを操って遊びました。子供たちも同様でした。

3歳になる頃には、金髪でふっくらとした頬をした幼いジャックは、父親の研究のために献血をしていました。4歳になる頃には、父親と一緒にロンドン地下鉄に乗っていました。ジョン・スコットは窓から瓶をぶら下げて空気サンプルを採取していました。二人は一酸化炭素濃度があまりにも高く、市は鉄道の電化を決定しました。幼いホールデーンは、人々が生き延びるはずのない世界で、どのようにして生かし、呼吸を続けるかを学びつつありました。

1800年代後半には、爆発やガス漏れが頻発し、鉱山労働は世界で最も危険な仕事の一つとなっていました。ジョン・スコット・ホールデンは、空気供給をより安全にするために、石炭が充満した狭く暗い通路に進んで入り込むことで、国内の炭鉱労働者の間で有名になりました。4歳のジャックも、狭くて危険な空間で人々がどのように呼吸しているのかを解明するために、父親と一緒に炭鉱を探検していました。「炭鉱のカナリア」というよく知られた表現は、今でも危険な状況を早期に察知するという意味に使われていますが、これはホールデンが、小さくて元気な鳥を使ってガス漏れを検知するというアイデアを思いついたからです。

毎回の旅行で、幼いジャックは、年長の教授の最も重要な教えと思われることを父親が直接実践するのを見ていました。それは、まず自分自身が志願し、そして、旅行に行った後は、痛みや恐怖を無視できるほどその仕事に興味を持っている他の人間にのみテストを行うことでした。

ジャックが6歳、ナオミが2歳になる直前の頃、4人はキャスリーンの母親と共に、オックスフォード近郊にある、より大きく「居心地は良いが醜い」特注の30部屋ある邸宅、チャーウェルに引っ越しました。この建物の設計は、科学の追求を中心に据えられていました。ジョン・スコットは、断熱性を高めるために浴槽を鉛で作ることを強く主張しました。ガスは化学的に爆発しやすいと考え、家へのガス管の設置も許可しませんでした。彼とキャスリーンは、各部屋に読書用の快適な椅子や、コガネムシや​​金魚の絵が描かれた中国の鉢といった知的な骨董品を詰め込みました。

ジョン・スコットの広いオフィスは家の裏手にまで伸びており、常に本や書類の山で覆われていた。また、特注の化学装置を作るのに必要なガラス吹き作業ができるほど大きな、部屋いっぱいに広がる木製のテーブルもあった。オフィスから小さな階段を下りると、ハルダン家の自宅にある実験室があった。実験室は花でいっぱいの庭に面した大きな窓があり、壁は薬品や備品でいっぱいの広い棚で支えられていた。実験室には必ず少なくとも一つ、人がちょうど収まるくらいの気密ガス室があり、「棺桶」というあだ名がつけられていた。望むならどんなガスでも満たすことができた。そして実際にそうしたこともよくあった。

飼い猫さえも、研究室のビーカーの中で、きつく、しかし自発的に丸くなって眠っていた。ナオミのドールハウスは、有名な科学者たちによって部分的に装飾された。その中には、ノーベル賞を受賞した物理学者ニールス・ボーアもおり、ボーアはナオミのミニチュアハウス用に小さなおもちゃの水差しを持ってきてくれた。

家の玄関の石壁には、後に不吉な前兆となるハルデイン家の家訓が刻まれていた。すべての訪問者や客人は、「苦しみなさい」という簡潔な宣言の下を通らなければならなかった。

成長するにつれ、ナオミとジャックは切っても切れない仲になった。実験室の床で水銀の球を追いかけたり、クロロホルムを吸い込んでその効果にクスクス笑ったり、保存瓶から様々な奇妙なガスを吸い込んで声への影響を確かめたり、あるいはウィンナワルツをくるくると回して、回転しすぎてめまいがして続けられなくなるまで踊ったりした。彼は彼女を「ヌー」と呼び、彼女は彼を「ボーイ」「ボーイディー」（「ボーイ・ディア」を短縮した造語）と呼んだり、時には単に「ディアレスト」と呼んだりした。

「子供の頃、私たちはしょっちゅう実験室に出入りしていました」とナオミはかつて書いている。こっそり入る必要はなかった。父親以外、実験室に入ることを許されたのは二人だけだったからだ。ナオミの子供の頃の仕事は、ガス室の観察窓から被験者の様子を監視し、もし意識を失った場合は引きずり出して蘇生させることだった。

ハルダン夫妻はインフォームド・コンセントを方針とすることを選んだ（当時、医師たちは実験的治療よりも実験的手術のボランティアの方が見つけやすいと公然と冗談を言っていた。意識不明の手術患者は断れないからだ）。ジョン・スコットは動物実験は絶対的な最終手段だと説いた。彼は炭鉱のカナリアが止まり木から落ちた瞬間に自動的に密閉され、新鮮な酸素で蘇生させるケージを設計したほどだ。

ジョン・スコットは炭鉱から帰ってくると、定期的に電報を送って家族を安心させていたが、爆発後の炭鉱内の一酸化炭素のせいで一時的にひどく混乱し、1通の電報に同じ言葉を何度も書いたり、すでに電報を送ったことを忘れて何度も繰り返し送ったり、意味不明な電報を全部書き込んだりすることが多かった。（キャスリーンはこうした電報に安心感を覚えなかった。）その影響を少しでもコントロールされた状態で調べるため、スコットは自宅のガス室を密閉し、死に瀕するほどの濃度の一酸化炭素を自ら吸い込んだ。

ナオミは、JBSの将来の科学研究にとって重要な鍵となるだけでなく、並外れた多作な作家へと成長したにもかかわらず、ほとんどの伝記作家は彼女を省略したり、軽視したりしています。キャスリーン自身の回想録でさえ、「私の息子」という分厚い章を擁していますが、ナオミについてはほとんど描写されていません。ナオミは最終的な結果をこう要約しています。「小さな女の子にふさわしい、あるいはふさわしくないと考えられているものによって、私の理解の道は閉ざされてしまったのです。」幼いナオミは、ジャックが遊べた楽園への入場を拒否されたのです。

しかし、彼女はこっそりと入り込んできた。ナオミは鉱山や船上では歓迎されなかったかもしれないが、家の中ではほぼ対等だった。（ナオミが6歳の時につけた日記には、色鮮やかで緻密なベゴニアのイラストが描かれ、花びらを数えて花の性別（「雌ベゴニア」と「雄ベゴニア」）を判別する方法が、子供らしい大きく曲線的な筆遣いで詳しく記されている。）ジャックは彼女から、女性の知的平等を直接学ぶことになる。この原則を彼は熱心に吸収し、実践することになる。そして、戦争で結婚適齢期の男性が不足していた時代に、壮大な未来の研究所を建設することになるのだった。

ジャックが8歳の時、ジョン・スコットは彼をメンデル遺伝学の夜間講義に連れて行きました。メンデル遺伝学とは、身体的特徴が世代間でどのように受け継がれるかを数学的に説明する理論です。兄弟姉妹の中には金髪の子もいれば黒髪の子もいるのはなぜか、エンドウ豆の中には紫色の花を咲かせる子もいれば白い子もいるのはなぜか、といったことが関係しています。当時、科学はまだDNAがその主原因であるとは特定していませんでした。ジャックはこの最先端の考えに夢中になりました。ナオミはひどい転落事故で飼い馬を怖がるようになったことをきっかけに、モルモットを飼い始めました。そこで二人は、彼女が丹念に訓練したふわふわの「モルモット」たちを使って、ネズミ、トカゲ、鳥、その他手に入る繁殖力の強い動物たちと共に、遺伝子伝播の理論を自ら検証し始めました。

やがて、彼らの家の前庭は300匹のモルモットの絨毯のようにうねり、溢れんばかりになった。モルモットはすべて丁寧にラベルと番号が付けられ、金網の柵で仕切られていた。キーキーと鳴く毛玉のようなモルモットたちは、若い科学者たちがその渦巻き模様や色鮮やかな斑点のパターンをメンデルの計算と比較できるように、意図的に飼育され、観察され、記録されていた。彼らは、モルモットの遺伝のパターンを記述するために微積分を実行した。当時、ほとんどの大人はそのような研究分野の存在すら知らなかった。この探求を通して、ジャック・ホールデーンは統計学を学び、確率を学んだ。ナオミは、一日で一番好きな時間は、マウスのケージを開けて、「愛らしい絹のようなマウスたち」が、特別に用意された青いマウスケア用の服を着て自分の上を歩き回るのを見ることだったと語っていた。

ジャックが13歳の時、父親はダイビングに関する新たな理論を検証していました。ジョン・スコットは、ダイバーの安全を確保し、恐ろしい「ベンド」（正式には減圧症）を回避する新しい方法を見つけたと信じていました。航海中、ジャックは父親のために対数表を計算し、テストが成功した最終日に、ご褒美として息子にダイビングをさせることにしました。

金髪の少年は、金属製の部屋の側面に開けられた小さな補強窓から外を覗いていた。その部屋では、耳が水深に耐えられるかどうか調べるために加圧されていたのだ。彼は、自分を見守る数人の大人をじっと見つめていた。この小さな高圧室は、スコットランド沖で波に揺られている英国海軍の艦船のデッキに置かれていた。ガスがシューという音を立てて室内に充満するにつれて、タンク内の圧力が上昇し、ジャックは顎を動かして飲み込む練習をした。大人たちに、耳管を開いて外耳道内の空気のバランスを取れることを証明するためだった。彼は無事に最高圧力に達し、何の害もなく通常の水面圧力に戻された。部屋のドアが勢いよく開くと、少年は夏の終わりの暑い天候の中、慎重にデッキに這い出た。それから父親は、彼に丈夫なキャンバス地のスーツ（大人用）を着せ始めた。船員や他の研究者たちが見守っていた。

大人サイズのキャンバススーツをゆったりと着込んだジャックは、許された時間いっぱい、濁った海底をゆっくりと歩き続けた。手首のシールから冷たい水が漏れてきたが、脚の周りで舞い上がる泥の渦と、水中を揺らめく太陽の光に魅了され、自ら冒険を終わらせることはできなかった。ダイビングの終わりに、彼は青い水から引き上げられ、低体温症の瀬戸際で、そして幸せな気分だった。

父親が息子に奇妙なガスとその影響について行ったこれらの実験のおかげで、息子は後に戦時中の仕事となる、水圧の高い環境下で呼吸ガスが人間にどのような影響を与えるかという研究に強い関心を抱くようになった。こうしてジャック・ホールデンは、人体における圧力の謎を解明しようと試みる呼吸器研究者の系譜を継ぐ者となった。

1944年の新年を迎える真夜中、二人の秘密工作員が、ノルマンディー上陸作戦の標的となる主要な海岸の薄暗い海岸線を忍び寄った。二度目の航海では、小型潜水艦を使って可能な限り海岸に近づくことになっていた。乗組員たちは、ホールデン研究所の原理を用いて海底に潜伏しながら呼吸ガスを再利用することで、日中はナチスから潜水艦を隠した。夜になると浮上し、上陸後は砂を集め、周囲の地形を測量して地図を作成する。彼らは計画を立てた。

1944年1月28日までの284日間、ジャック（現JBS）、ホールデン、ヘレン・スパーウェイ、そして彼らの研究室の他のメンバーは、ロンドンの密閉された鋼鉄製の実験室で、交代で少なくとも611件の実験を自ら行いました。ホールデンとスパーウェイはそのうち438件の実験で自らの体を危険にさらしました。ウェストミンスター寺院からテムズ川東側にあった当初の工場実験場がドイツ空軍の爆撃を受けたため、グループは高圧実験室をロンドンのすぐ北に移設し、埃を払い落として実験を再開しました。

遺伝学者グループが発見し証明した潜水原理の数は驚くべきもので、そのほとんどは今日のダイバーによって実践されています。彼らは、ダイバーの空気に酸素を追加することが安全であり、潜水潜水のリスクを軽減できることを証明しました。彼らは、ダイバーが発作を起こすことなく純酸素をどのくらい深くまで呼吸できるかをテストし、水中の安全限界は空気中よりも浅いことを証明しました。彼らは連合軍兵士に支給された興奮剤を自ら服用し、その薬が水中能力に影響を与えないことを示しました。彼らは、小型潜水艦内で生き残るために何が必要か、そしてそのような極小の密閉空間内で窒息することなく生活するにはどうすればよいかを解明しました。

1月に一連の実験が終わるまでに、イギリス軍特殊部隊員たちは科学的発見を駆使し、ノルマンディーの厳選された極秘の海岸沖に小型潜水艦を潜ませていた。1944年6月6日、侵攻当日までに、水陸両用ダイバーたちは同じ科学的知見を用いて同じ海域で兵器の調査を行い、悪名高い六芒星のハリネズミのような障害物を除去していた。これらのダイバーたちは、増加する入港船の安全な着陸経路を拡大し、それによって本土でヒトラーと戦う連合軍兵士がますます増えていった。ホールデン・グループの科学的知見のおかげで、ダイバーたちは成功し、一人の潜水犠牲者も出さなかった。終戦時、ジャック・クストーはスパーウェイ、ホールデン、そして他の隊員たちに手紙を書き、水中で生き残るための原則を研究室で教えてくれたことに感謝した。

これらすべての功績は、二世代にわたって分類記号の下に埋もれていた。それらはすべて、努力、天才、そして自己実験への自己犠牲から生まれたものだった。

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