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ジョヴァンニ・アルフォンソ・ボレッリ（イタリア語: [ dʒoˈvanni alˈfɔnso boˈrɛlli ]、1608年1月28日 - 1679年12月31日）は、イタリアの生理学者、物理学者、数学者で、しばしば生体力学の父と呼ばれている。[ 1 ]彼は、ガリレオの仮説を観察に照らして検証するという手法を継続することで、現代の科学的探究の原理に貢献した。数学の訓練を受けたボレッリは、木星の衛星、動物の運動の力学、顕微鏡による血液の成分についても広範な研究を行った。彼はまた、顕微鏡を用いて植物の気孔運動を調査し、医学と地質学の研究を行った。彼のキャリアを通して、スウェーデンのクリスティーナ女王の庇護を受けた。彼は、動物と人間の身体の動きが筋肉の収縮によって引き起こされることを初めて説明した科学者である。[ 2 ]
ジョヴァンニ・ボレッリは1608年1月28日にナポリのカステル・ヌオーヴォ地区で生まれた。[ 3 ]彼はスペイン歩兵のミゲル・アルフォンソと地元の女性ラウラ・ポレッロ（またはポレッリ、ボレッリとも表記される）の長男だった。ボレッリには5人の兄弟姉妹がいた。[ 4 ]
ボレッリは最終的にローマへ行き、ベネデット・カステッリの下で学び、ローマ・サピエンツァ大学で数学の学位を取得した。[ 4 ] 1635年から1656年まで、シチリア島のメッシーナで数学の教授を務めた。1635年、メッシーナの元老院は、元老院の監督と保護の下、主に物理科学と自然科学の研究と出版に専念する科学者の知的団体である、名門アカデミア・デッラ・フチーナへの会員資格を彼に提供した。ボレッリは「1647年にイタリアの大部分を襲った悪性熱病の原因」を調査するよう任命された。彼は原因を空気感染によるものとし、病気が過度の熱、湿度、または占星術の影響によるものだという一般的な見解に異議を唱えた。[ 4 ]彼は病気の治療法も考案した。[ 1 ]ボレッリは病気の研究に取り組む一方で、数学の研究も続けた。 1658年、彼はユークリッドの『原論』の改訂版である『ユークリッド復元』を出版した。ユークリッドは古代ギリシャの数学者で、彼の著書は何世紀にもわたって最も重要な数学書の1つであった。ボレッリはまた、放物線と楕円を考察した数学の論文であるペルガのアポロニウスの『円錐曲線論』も改訂した。ペルガのアポロニウスは古代ギリシャの天文学者であり数学者であった。[ 2 ]
1655年頃、ボレッリはトスカーナ大公フェルディナンド・デ・メディチによってピサ大学に招かれた。それ以前にガリレオは、自身がピサ大学の数学部長を辞任する際に、ベネデット・カステッリがボレッリをその職に推薦したが、これを拒否していた。ボレッリは1656年にこの職に就くことになる。そこで彼はイタリアの解剖学者マルチェロ・マルピーギと初めて出会った。[ 5 ]
ボレッリとマルピーギは、ともに短命に終わったイタリアの科学アカデミー、アカデミア・デル・チメントの創設メンバーであった。このアカデミーは1657年に設立された。マルピーギの研究に触発されたボレッリは、ここで動物の運動学、すなわちバイオメカニクスの研究を始めた。これが彼の生涯にわたる関心の始まりとなり、最終的には「バイオメカニクスの父」と呼ばれるに至った。ボレッリのアカデミアへの関与は一時的なもので、彼が去った直後にアカデミー自体も解散した。
1664年から1665年にかけて、ボレッリは彗星の軌道を追跡した。彼は彗星の測定を行い、太陽の周りを楕円軌道で移動していると結論付けた。これらの結論は、地球が宇宙の中心であると主張する当時の科学理論（カトリック教会によって支持され、押し付けられていた）に反するものであった。教会の理論に反対することは危険であったため、ボレッリはピエル・マリア・ムートリという偽名で研究結果を発表した。ボレッリは『12月に現れる彗星の動きについて』（Del Movimento della Cometa Apparasa il mese di Dicembre）という論文の中で、惑星と彗星は太陽の周りを公転していると提唱した。 [ 2 ]
ボレッリは1668年、イタリアでスペインに対する政治的反乱が拡大する中でメッシーナに戻った。ボレッリは父を通じてスペインとの血縁関係があったにもかかわらず、反スペイン勢力に加わった。彼はスペインとの繋がりを隠すためか、父の姓から母の姓の変形に姓を変えた。[ 2 ]
1674年、ボレッリはシチリアをスペインの支配から解放するための政治的陰謀に関与した疑いでメッシーナからローマへ追放された[ 2 ] [ 4 ] 。ここで彼は、カトリックに改宗した罰として20年前に王位を放棄させられローマへ追放されていたスウェーデンの元女王クリスティーナと初めて知り合った。1672年、彼は彼女の主治医兼科学顧問を務めた[ 1 ] 。
ボレッリは残りの人生を貧困の中で過ごし、1677年9月から住んでいたナヴォーナ広場からほど近いサン・パンタレオのピアリスト修道院の宗教的な生徒たちに数学を教えていた。 [ 6 ]晩年、彼は最も有名な著作である『動物の運動について』（ De Motu Animalium）の執筆に取り組んだ。この本は「様々な動物の機能の厳密な機械的、数学的、物理的分析…[そして]医用数学または医用機械学派のバイブルとなった…」と評されている。[ 7 ]この本は、筋肉疲労の原因を明らかにし、臓器分泌の原因を説明し、痛みの概念を説明しようと試みた。[ 1 ]第1巻はボレッリの死後数か月後の1680年に出版された。第2巻は1681年に出版された。両巻とも、ピアリストの支援者の助けを借りてこの本の出版資金を提供したスウェーデンのクリスティーナに捧げられている。[ 4 ]
ボレッリは1679年12月31日にローマで死因不明のまま亡くなった。[ 2 ]彼はパリオーネ地区のピアリスト会修道院に隣接するサン・パンタレオ教会に埋葬された。彼は人生最後の2年間をそこで過ごした。[ 8 ]
ボレッリの主な科学的業績は、生体力学の研究に集中している。この研究は、動物の研究から始まった。彼の著作『動物の運動について』第1巻と『動物の運動について』第2巻は、アリストテレスの論文からタイトルを借用しており、動物を機械に関連付け、数学を用いて彼の理論を証明している。 [ 9 ]第1巻では、人間と動物の生体力学的および筋肉の作用（生物が歩く、走る、泳ぐ、跳ぶ、飛ぶときに筋肉がどのように動くか）を扱っている。第2巻では、人間の臓器、すなわち肺と心臓の生理学について論じている。[ 4 ]この巻で彼は、心臓は他の筋肉と同様に収縮するが、他の筋肉とは異なり、どの四肢にも付着していないと結論付けた。彼は、心臓の収縮の目的は血液を全身に送ることであると指摘した。[ 10 ]
17世紀の解剖学者は、筋肉の収縮運動を最初に提唱した。しかし、ボレッリは「筋肉は収縮以外には生命維持に必要な運動を行わない」と最初に提唱した。彼はまた、筋肉の運動に対する微粒子の影響を否定した最初の人物でもあった。これは、生きた筋肉を切断しても微粒子が水中に放出されないことを示す彼の科学的実験によって証明された。ボレッリはまた、前進運動には体の重心の前方への移動が伴い、その後バランスを保つために四肢が振れることを認識した。彼の研究は筋肉と運動以外にも及んだ。特に、彼は心臓の働きをピストンの働きに例えた。これが適切に機能するためには、動脈が弾力性を持つ必要があるという考えに至った。これらの発見により、ボレッリは現代バイオメカニクスの父と呼ばれ、アメリカバイオメカニクス協会は、この分野の研究に対する最高の栄誉としてボレッリ賞を授与している。[ 11 ]
ボレッリは生体力学の研究に加えて、物理学、特に惑星の軌道にも関心を持っていた。[ 12 ]ボレッリは、惑星は3つの力の結果として公転していると信じていた。最初の力は、惑星が太陽に近づこうとする意志である。2番目の力は、物質的な太陽光からの衝動によって惑星が横方向に推進されることを意味する。最後に、3番目の力は、太陽の公転によって惑星を外側に押し出す。これらの力の結果は、紐で結ばれた石の軌道に似ている。ボレッリによる木星の衛星の軌道の測定は、ニュートンの『プリンキピア』第3巻に記載されている。
ボレッリは、初期の潜水艦設計とともに、自給式水中呼吸装置を検討した最初の人物とも考えられている。 [ 13 ] [ 14 ]呼気は銅管を通った後、海水で冷却された。ヘルメットは真鍮製で、ガラス窓があり、直径は0.6m （2 フィート）だった。この装置は、使用またはテストされることはなかったと思われる。[ 15 ]彼は、ウィレムのグラーヴェサンデより60年以上前にヘリオスタットの原理を発見した。[ 16 ] [ 17 ]
ボレッリはまた次のように書いている。
ウィキメディア・コモンズにあるジョヴァンニ・アルフォンソ・ボレッリ関連のメディア