ロバート・ウィリス（エンジニア）

ロバート・ウィリス牧師（1800年2月27日 - 1875年2月28日）はイギリスの学者であった。彼は機械工学者として広く認知された最初のケ​​ンブリッジ大学の教授であり、母音の科学的研究を立派な基盤の上に初めて置いた人物である。彼は現在、中世の大聖堂に関する多くの研究やケンブリッジ大学の建築に関する4巻の論文など、建築史に関する膨大な著作で最もよく知られている。彼はペヴスナーによって「19世紀イギリスで最も偉大な建築史家」と評された。^{[1] : 499}

ウィリスは1800年2月27日にロンドンで生まれた。父はジョージ3世の医師ロバート・ダーリング・ウィリス。フランシス・ウィリスの孫。父方の叔父は海軍少将リチャード・ウィリス。^{[2] : 13  [3] [4] [5]}

彼は健康が弱かったため学校に通えず、家庭教師についた。^[6]彼は音楽と製図の才能を示し、19歳のときには改良されたペダルハープの特許を取得した。^{[3] 1820年に彼はヴォルフガング・フォン・ケンペレンの}「トルコ人」と呼ばれる自動チェスプレイヤーのデモンストレーションに行き、翌年「自動チェスプレイヤーの分析の試み」を出版し、機械を収納した箱の中に人間のプレイヤーを隠す方法を示した。^{[2] : 19–25}

1821年、ウィリスはキングス・リンで著名な古典学者トーマス・キッド牧師に師事した。中世の教会やギルドホールがあるこの町で建築への興味が深まり、最初の建築図面を作成した。ブキャナン（2013）はこれらの図面の一部を複製し、ウィリスは単に絵を描くだけでなく、建物の背後にある構造上の関係を示す能力があったと述べている。特に、ウィリスには建築の訓練を受けたことがなかったことから、これは特筆すべきことである。^{[2] : 25–29} 1822年、彼はケンブリッジ大学のゴンヴィル・アンド・キーズ・カレッジに入学し、1826年に同校から学士号を取得した。 ^[4]同年、同カレッジのフランクランド・フェローに選出され、1827年に助祭と司祭に叙階された。彼は1829年に創立フェローに昇進し、大学の管理人となり、1832年にケンブリッジのチャールズ・ハンフリーの娘メアリー・アンと結婚するまでその職を務めた。^{[6] [3] [7] [2] : 36–37}彼らは残りの人生をケンブリッジに住んでいたが、後にロンドンにも家を持っていた。^{[2] : 221–222}

1830年代のケンブリッジは科学がますます重要になってきた時代であり、「ケンブリッジ・ネットワーク」として知られる学者集団の本拠地であった。^{[2] : 38}これらのうち特に重要な人物はチャールズ・バベッジとウィリアム・ヒューウェルの2人である。バベッジはこの頃、デジタルコンピュータの機械的な先駆者である階差機関を製作していた。ウィリスはその機械部品の詳細なスケッチを描いた。^{[2] : 62–64}ヒューウェルはウィリスと科学、建築史、数学への関心を共有し、生涯の同僚であった。^{[2] : 78–80}

1828年と1829年にウィリスは、母音の生成に関する2つの論文をケンブリッジ哲学協会に提出し、1830年に『母音について』と『リードオルガンのパイプについて』として出版した。1830年、その研究もあって、彼は王立協会の会員になった。 ^{[2] : 56}フォン・ケンペレンとクラッツェンシュタインの研究に続く母音に関する研究で、彼は人間の発声器官をあまりにも忠実に模倣することを拒絶し、口には発声以外の重要な機能があり、オウムは人間とは全く異なる口器官を使っても認識できる発声ができると指摘した。彼の装置では通常、空気の流れで音を出すリードと、長さを変えられる管が使われた。長さが異なれば、異なる母音が生成された。ウィリスの理論は、母音の音が主要なピッチに加えて単一の倍音周波数に依存するというもので、今日では単純すぎると考えられているが、彼の研究はこの分野における最初の体系的な調査であり、後の研究に貴重な基礎を提供した。^{[8] [9] [10] [2] : 45–51} 1833年に彼は「喉頭の機構について」という論文を発表した。この研究は喉頭の機械的類似物と解剖学的分析の両方を使用して、喉頭の動作の機械的モデルを提供した。ウィリスは、木製の表面に沿って置いた革またはゴムのバンドがリードとして機能し、バンドが伸びるとピッチが変わることを指摘した。彼は、声帯靭帯（現代の用法では声帯）がこのように機能すると主張した。彼は、発声時に声帯を伸ばしたり緩めたりする筋肉、そして同様に重要な、気道を開閉して発声または通常の呼吸（音を出さずに空気が声帯を通過するとき）を可能にする筋肉を正しく特定した。四半世紀後、グレイはウィリスの喉頭図を著書『解剖学』（1858年）で使用した。^{[11] [2] : 56}ハート（1966年）は、これらの観察は「今日の喉頭生理学の法則の基礎となっている」と述べている。^[12]

ウィリスは1837年から1875年までケンブリッジ大学で自然哲学のジャクソン教授を務め、1853年からは鉱山学校の応用力学の講師を務めた。^{[4] 1837年に「}車輪の歯について」という論文を発表し、翌年これをより詳しく出版し、職人が異なる直径の車輪の歯の適切な形状を判断できる装置であるオドンタグラフ（「オドントグラフ」とも呼ばれる）を提案した。これは長年にわたって広く使用された。^{[13] [14]} 1841年に「機構原理」を出版し、1851年には「機械哲学の講師と実験者のための装置システム」を出版した。

ウィリスの主要な工学的著作である『機械機構の原理』は、「運動の関係」の数学的分析を提供している。それは、実用性を考慮していないという点で、以前のアプローチとは対照的である。クランクは、水を汲む、小麦粉を挽く、または木材を切るために使用されるかどうかに関係なく、往復運動を円運動に、またはその逆に変換する機械として定義されている。彼は機械を2つの方法で分類した。1つ目は、接触の種類（転がり、滑り、巻き付け、連結、複製）で、2つ目は、接続された運動の関係が固定されているか可変であるかである。^{[15]彼の例は、人工の機械に限定されなかった。彼は、カニの爪の関節が}フックの ユニバーサルジョイントと同じように機能することを示した。^{[16] [17] : 410–422}ウィリスの分類は影響力があり、ウィリアム・ヒューウェルを含む他の著者にも採用されました。 ^{[18] [17] : 424} 1870年までに、メカニズムに関する13の研究でウィリスの分類法が採用されました。^{[17] : 433}

ウィリスの建築に関する最も初期の出版された著作は、1832年から1833年の新婚旅行中に収集した資料に基づいて1835年に出版された『中世、特にイタリアの建築に関する所見』である。 ^{[19] : 20}この本は、特にイタリアの建物に関する著作であると同時に、ゴシック様式全般の分析でもあった。建築様式に対する彼のアプローチは、建物の実際の構造と見かけの構造の違いを認識しており、彼はそれをそれぞれ機械的側面と装飾的側面と呼んだ。ギリシャの神殿では、エンタブラチュアの重量は柱によって支えられている。つまり、力と柱は両方とも垂直であり、実際の構造と見かけの構造に違いはない。しかし、ヴォールトやアーケードなどのアーチ構造では、これはもはや当てはまらない。アーチは、そこから跳ね上がる柱頭によって支えられているように見えるが、実際の力は、右の図に示すように、別のポイントで発揮される可能性がある。ヴォールトのリブは、しばしば集合柱の別々のシャフトに続いており、リブの個々の荷重を支えているように見える。実際には、構造は柱全体であり、ヴォールトの横方向の推力を受けるために必要な横方向の支柱によって補完されている。美的に心地よい結果を得るには、建物の安定性と調和に関して目を満足させるのは、見かけの（装飾的な）構造でなければならない^{[20] [2] : 84–86}ウィリスは尖頭アーチの起源についても考察した。ヒューウェルは、尖頭アーチは長方形の空間を交差ヴォールトする技術から派生したという考えを支持していた。^[21]ウィリスはこれに反対し、アーチ自体が重要な様式的特徴であり、ゴシックは尖頭アーチ、葉脈、トレーサリーなど、関連するいくつかの革新を導入したと主張した。^{[22] [2] : 84}

ウィリスの建築に関する歴史的、記述的な著作には、個々の建物に関する研究（ヘレフォード大聖堂、1842年、エリーのセクストリー納屋、1843年、カンタベリー大聖堂、1845年、ウィンチェスター大聖堂、1846年、チチェスター大聖堂、1861年、ウスター大聖堂、1863年、シャーボーン大聖堂、1865年、グラストンベリー修道院、1866年）のほか、ヴォールト天井（1842年）やフランボワイヤン様式（1842年）の分析も含まれている。彼の大聖堂研究のほとんどは、当初は講義の形で発表され、建物のガイド付きツアーが伴うことが多かった。^{[23] [2] : 169–171}その後、すべてではないが、多くが出版用にまとめられた。

ウィリスの分析は、文書証拠と建物の詳細な調査の両方を使用しました。彼はカンタベリー大聖堂の建築史の中で次のように述べています。「したがって、私の計画は、まずすべての文書証拠を収集し、次にそれを建物自体と綿密に比較して、できる限り正確に両者を識別できるようにすることでした。」^[24]彼は、様式上の根拠と構造の不連続性の両方に基づいて、異なる建築期間を区別する能力で有名でした。^{[25] [2] : 171–185} 1845年に出版されたカンタベリーに関する彼の著書は、ブキャナンが指摘したように、英語で「建築史」と題された最初の著作であった。^{[2] : 115}カンタベリーはイングランドの中世の大聖堂の中で最もよく記録されており、^{[26] : 172}カンタベリーの修道士であるエドマー（1060年頃～1126年頃）とガーヴァース（1141年頃～1210年頃）による2つの詳細な同時代の記録がある。ウィリスは、1174年の火災とその後の再建について記述したガーヴァースの記録の完全翻訳を含む、情報源から広範囲に引用している。火災によりノルマン様式の聖歌隊席は破壊されたが、今日まで残っている納骨堂は破壊されなかった。そのため、12世紀後半の新作のレイアウトの違いをたどることができた。ウィリスは、目に見える形でのカンタベリーの聖歌隊席の破壊を指摘した。その結果、特に上部構造の柱を支えるために地下室に挿入された柱が、もはや古いレイアウトと一致しなくなってしまった。^[27]

ウィリスが1860年と1861年に考古学研究所で行ったグロスターとピーターバラ大聖堂に関する講義は出版されなかった。グロスターについては、フリーマン（1883）がウィリスの講義に基づいて大聖堂の歴史的説明をしており、^[28]ブキャナンはウィリスのこのテーマに関する手稿ノートを要約している。^{[2] : 211–214}グロスターに関する研究で、ウィリスは初めて発掘調査を開始し、地下室にサクソン人の手による作業があったかどうか調査した。14世紀後半の作業、特に南翼廊の調査により、グロスターは垂直様式が最も早く使用された場所（1337年以前）であることが判明した。^{[2] : 212}ウィリスは以前、グロスター回廊のヴォールトがイングランドで扇形ヴォールトの最も古い例であると特定していた。^[29]ピーターバラの場合、ウィリスは『中世のヴォールトの建設について』の中で、いくつかのヴォールトの説明と扇形ヴォールトの図解を行っている。ブキャナン（2019）は1861年のピーターバラ会議について説明し、地元の古物研究家とウィリスのような全国的な専門家の役割を対比させている。^[30]

ウィリスの生涯で最後に発表された歴史研究は、カンタベリーの修道院建築に関する著作である。これは 1868 年に出版されたが、その 20 年前の建築の調査に基づいている。カンタベリーのクライスト チャーチは、約 150 人の修道士を擁するイングランド最大の修道院であった。^{[26] : 214}修道院建築は、教会とはかなり異なる一連の問題を引き起こした。教会が何世紀にもわたって使用される方法は変化してきたが、主要な機能は継続しており、教会のさまざまな部分は簡単に特定できる。修道院は 16 世紀に廃止され、かなりの破壊が行われた。残った部分は、多くの場合、大幅な構造変更を伴って、新しい機能に適応された。したがって、修道院のさまざまな部分を特定することは重要な作業であった。^{[2] : 322–333}カンタベリーの場合も、文書は異常に充実していた。特に、有名な「水道計画」には、12 世紀に設置されたパイプと貯水槽のシステムが示されている。しかし、歴史家にとって同様に重要なのは、当時存在していた建物も示されていることである。^{[26] : 214}ウィリスは、17世紀の設計図の版画と、既存の既知の構造物の位置に合わせた独自のバージョンを再現している。^[31]彼は、調査した建物のさまざまな段階を説明するという彼の通常のスキルを示しているが、日常生活の側面にもより注意を払っている。たとえば、ネセサリウム、つまり便所として知られる建物について議論する際に、彼はランフランス大司教が夜中に修道士の誰かが寝てしまった場合に備えてすべてのセディリアを調べるように監視人に与えた指示を引用している。ウィリスは、これがこの施設の別名「第三の寮」の由来かもしれないと示唆している。^{[32] [2] : 336–339}

彼は記述作業の補助として、建築モールディングの形状をコピーするためのサイマグラフを発明した（1842年）。 ^[3]

1839年、ケンブリッジ大学の学部生らが「ゴシック建築と教会の古代遺物の研究」を推進するためにケンブリッジ・カムデン協会を結成し、ウィリスは副会長となった。ウィリスは中世ゴシックが新しい教会にふさわしい形式であることには喜んで同意したが、協会が宗教改革以前の儀式にますます夢中になっていることや、信徒が入れない長い内陣や石の祭壇などの高級教会形式に固執していることには反対した。1841年、彼と他の人々は「協会を論争的な神学の機関に変えようとする」願望に反対する抗議書に署名し、辞職した。^{[33] : 25  [34] : 16  [35]また1841年、ウィリスは}ウィズビーチの墓地礼拝堂という唯一の完成した建物を設計した。これはイングランドにおける歴史的に正確なゴシック様式の初期の例であり、この点でウィリスは協会の指示に同意していた。^{[34] : 16–17}しかし、協会はイーリー大聖堂の修復を承認しなかった。ウィリスは、聖餐台用の石造りのアーケードの設計を含むアドバイスと図面を提供した。イーリーの司祭であったジョージ・ピーコックは改革者であり、大聖堂の東側を会衆のために開放することを望んでいた。協会の機関誌は、この変更を「冒涜」と評した。^{[2] : 301–306}

ウィリスは英国考古学協会の初期メンバーで、1844年の第1回会合でカンタベリー大聖堂に関する論文を発表した。 ^[36]その後まもなく協会は分裂し、考古学研究所（後の王立研究所）が設立された。ウィリスは新しい研究所に移り、翌年の第1回会合でウィンチェスター大聖堂に関する論文を発表した。^{[37] [3]} 1849年、鉄道構造物への鉄の使用を調査するために王立委員会が設立された。ウィリスは委員の1人で、鉄構造物への移動荷重の影響を調べる実験を行った。^{[4] [38]彼は1851年の}大博覧会の審査員の1人で、翌年、金属、木材、その他の材料を加工するための機械と工具に関する講演を出版した。1855年、彼はパリ万博の副会長を務め、1862年には建築分野で王立金メダルを受賞した。^[3]

1870年、妻のメアリー・アンが死去。その年、Principles of Mechanismの第2版の執筆を終えた後、ウィリスはそれ以上の執筆をしなかった。 ^[39] 1872年、1458点から成る蔵書を売却。ペヴスナー（1970）は、ウィトルウィウスの26版、パルミラと中国の建築物に関する著作、ドイツ、フランス、イタリア、イギリスの建築に関する著作を含む書籍の一部を列挙している^{[34] : 24–26} 。 1875年、ケンブリッジで気管支炎のため死去。彼の論文はケンブリッジ大学図書館に保管されている。^{[40]遺言により}、ケンブリッジ大学の建築史に関する原稿を甥のジョン・ウィリス・クラークに遺贈し、クラークがそれを完成させた（1886年に出版）。^{[3] [41]}遺族には4人の息子と1人の娘がいた。^{[2] : 432}

『ケンブリッジ史』は、甥に大きく負っているとはいえ、ウィリスの最高傑作である。 ^{[2] : 342}この本は4巻から成り、最初の3巻はそれぞれ、彼が出版した他のどの作品よりも長い。この本には、各カレッジと大学の主要な建物の詳細な説明、およびカレッジの主な構成要素のそれぞれの章が含まれている。大聖堂の研究と同様に、彼は大学とカレッジの法令や会計帳簿などの文書資料を広範に利用した。そのような資料から、初期のカレッジには当初礼拝堂がなく、学生は地元の教区教会を使用していたことを示すことができた。これは、カレッジ生活において礼拝堂が中心的であるというヴィクトリア朝時代の考えと矛盾していた。^{[2] : 346–349}建築用語では、彼は一方ではオックスフォードとケンブリッジのカレッジと修道院の基礎との関係、また他方では個人宅の間取りの類似性を強調した。ウィリスはダービーシャーのハドン・ホールを例に挙げた。^[42]ケンブリッジの歴史は、1988年に大学出版局から再出版され、現在も残っている。^[43]

ウィリスの母音生成理論は、母音生成とオルガンによる音符生成が密接に対応していると仮定した。肺はふいごとして、声帯はリードとして、口腔はオルガンパイプとして機能した。異なる母音は異なる長さの口腔（/オルガンパイプ）に対応し、これは声帯（/リード）の特性や振動とは無関係であった。ウィリスの1830年の論文「母音とリードオルガンパイプについて」は、通常この理論の参考文献として挙げられ、ホイートストンの母音生成の「調和的」理論と対比されることが多い。^{[44] [45]} ラッセルは1928年の著書『母音』でこれら2つの理論の議論に2章を割いている。^[46]また、ウィリスとホイートストンは、千葉勉と梶山正人による母音理論の議論で重要な役割を果たしている。^[47]

ウィリスは現在、建築の仕事で最もよく知られています。ペブスナーは、1959 年にウィンチェスター大聖堂に関するウィリスの記述の省略を訂正した論文で、「彼の仕事は 100 年以上前に行われたものですが、彼がどの建物や建物群に取り組もうと決めたとしても、彼の研究結果は今日まで有効です。現在の学者が彼の著作を無視できるほど、彼の研究に取って代わられたところはありません」と書いています。^[48] ボニー(1983) は、ウィリスの 1845 年のカンタベリー大聖堂に関する出版物は「基本的なモノグラフのままです」と書いています。^[49]さらに最近では、フエルタは、ウィリスのヴォールトに関する研究を「今日でもこのテーマに関する最高の解説であり、中世のクロスヴォールトがどのように追跡され、建設されたかを深く知りたいと思う人なら誰でも注意深く研究すべき研究」と説明しています。^[50]デ・アンドレスとアルバレス（2015）は、ほとんどの歴史家がゴシック様式の起源かシャルトルとブールジュの中心期に焦点を当てていた時代に、フランボワイヤン様式の解明に対するウィリスの貢献を強調した。^[51]ウィリスの生涯と建築史に関する研究の包括的な評価は、ブキャナン（1994）^[19]と（2013）^[2]で見ることができ、後者はウィリスに関する唯一の長編モノグラフである。

ウィリスの音響学に関する研究は、しばしばロバート・ウィリス(1799-1878) の業績であると誤って考えられています。たとえば、ベイヤーの『Sounds of Our Times』 (1998) がこれにあたります。逆の場合もあり、ティエリー・マンドゥールの『Entre raison et utopie: l'Histoire de l'architecture d'Auguste Choisy』(2008) では、建築分野で活動したウィリスの業績の年代 (1799-1878) が示されています。

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• 「ロバート・ウィリス：論文」。アーカイブハブ。 2021年3月3日閲覧。
• 「ロバート・ウィリス：デジタルライブラリ」。ロバート・ウィリス：19世紀の科学技術と建築。2016年シンポジウム、ケンブリッジ、ケイアス・カレッジ。2021年2月28日閲覧。ウィリスの出版物の多くへの全文リンクが含まれています。
• ウィキソースのロバート・ウィリスの著作またはロバート・ウィリスに関する著作