科学・数理(サイエンス)」カテゴリーアーカイブ

非常に気になる研究者、高橋政代・理研プロジェクトリーダー。

現在、日本の研究レベルの低下が叫ばれ、それに対する有力な打開策を見出されずにいるが、それでも日本にも世界トップレベルの魅力的な研究者は少なからず存在する。その中でもiPS細胞関連の研究に関しては日本の山中伸弥教授のiPS細胞発見が起点になったこともあって、この分野は日本が世界トップレベルを維持しているのではないかと感じる。

理研の高橋政代プロジェクトリーダーもその一人だ。高橋氏はiPS細胞の臨床への応用研究では世界トップの研究者と言ってもよく、日本国内では非常に良く知られた存在だ。ちなみに、旦那さんの高橋淳氏は京大iPS細胞研究所で教授をしており、夫婦そろってのiPS細胞研究のトップ研究者だ。

普段から高橋政代氏の研究に関しては、僕が分かる範囲でチェックしているが、今日なぜここで記事にしたかというと、雑誌ゲーテ7月号で高橋政代さんのことが記事になっていたからだ。研究の一般的な事も書かれているが、高橋さんの人柄などに関しても書かれている。

雑誌上で高橋さんは、自分に関して面白い表現をしている。自分の事を「ブルドーザーに乗ったサッチャー」と評しているのだ。さすが、一流の研究者というのはこういうものなのかと感心してしまった。学生時代の高橋さんは非常におとなしい女性だったと言っているので、もしかしたら研究に向き合うと人格が変わるのかもしれない。

僕は生命科学に関しては門外漢で、専門的知識を持っているとは言えないが、iPS細胞研究のこれからに関しては非常に期待しており、研究の発展、そして山中伸弥教授や高橋夫妻をはじめとするトップ研究者による尽力を非常に願っている。これからどのような研究結果が出てくるか楽しみである。

クレイ数学研究所の一億円ミレニアム賞問題。

物理や数学の問題と言うと、学校で解く問題や入試問題を思い浮かべる人は多いかもしれないが、世の中には最先端の数学者や物理学者が血眼になってかかっても解けない未解決問題が存在する。その中でも有名なのが、アメリカのクレイ数学研究所が2000年に一問1億円の懸賞金を懸けたミレニアム賞問題であろう。

クレイ数学研究所のミレニアム賞問題は、以下の7問である。

・リーマン予想

・バーチ&スウィンナートン-ダイア予想

・P vs NP問題

・ホッジ予想

・ポアンカレ予想

・ヤン-ミルズ理論の存在と質量ギャップ

・ナビエ-ストークス方程式

この7問のうち、現在までに解かれたのは、ポアンカレ予想1問のみである。(ポアンカレ予想を解決したペレルマン博士は1億円の受け取りを拒否している。)

この7問の中には、純粋数学的問題だけでなく数理物理学的問題も含まれている。

クレイの問題のような大問題に取り組みながら、その周辺で研究結果を出していくという道も凄く面白いと思うが、この7問に限らず、大きな未解決問題を解決するのは多くの数学者・物理学者の夢である。

少年だけでなく、大人にも大志を抱くことは凄く大事だし、エキサイティングなことである。

物理学と生物学、二つの領域。

物理学と生物学は両方とも科学の基礎である。しかしその特性は大きく違う。物理学は自然の一般性の基礎であり、生物学は自然の特殊性の基礎と言える。

科学には還元主義という考えがある。還元主義とはその名の通り、現象をより根本的な要素に還元してく思想である。例えば、生命現象を還元していけば化学にたどり着き、その化学をさらに還元していけば物理学にたどり着く。その物理学の中で最も還元していった極限にあるのが素粒子論である。

すなわち、還元の矢の先端にあるのが生物学で、矢の根っこにあるのが物理学である。還元の矢の先端に近ければ特殊的性質の色が強く、矢の根っこに近ければ一般的性質の色が強くなる。(紛らわしいが、矢印の根の部分を最初の部分という意味で“先端”と呼び、矢印の先端を最後にたどり着く部分という意味で“根っこ”と言っている。)

生物学の面白さはその特殊性にあり、物理学の面白さはその一般性にある。とは言っても特殊科学である生物学の研究においても、その中にある普遍性を突き詰めることが最も重要になる。ワトソン・クリックの遺伝子の二重らせんはその最たるものであろう。

物理の研究者にとっても生物学的知見は素養として重要であり、生物学者にとっても物理学的素養は重要である。それを行動において強く示したのが量子力学を打ち立てた物理学者・シュレーディンガーの著書「生命とは何か」であろう。

細部を極めるのも必要であるが、広く科学の一般的知見を身に付けることもそれに劣らず重要である。

小保方晴子氏を知りたい。

雑誌で小保方晴子氏が書かれたコラムを読みながら、ふと思った。「小保方晴子氏を知りたい!」

なぜ小保方氏を知るべきなのか?それはいくつか理由がある。その中でも一番の理由は、小保方氏を知ることによって、生物学の研究の世界のあり方、常識が理解できるからだ。

小保方氏の生物学での足跡は、言うまでもなく悪しき足跡だ。本人に悪意があったか無かったかは僕には知る由はないが、悪意の有無に関わらず小保方氏の責任は重い。STAP騒動以降、小保方氏には暗い影が落ちている。その中でも一番の闇は、笹井氏を亡くしたことであろう。

小保方氏の実験ノートが公開されていたが、素人の僕から見てもひどいものであった。小保方氏の行った実験の在り方を反面教師として、生物学の実験とはどうあるべきなのかということが見えてくる。

同じ科学でも、物理学や数学の世界と生命科学の世界では全くしきたりが異なる。小保方氏を通して生命科学の世界を少しでも覗いてみたいと強く感じる。

不幸にも、科学は人間の役に立ってしまった。

このタイトルは書き間違いではない。“不幸”にも科学は人間の役に立ってしまったのである。

ある物事が人間の役に立つことは悪いことではない。ほとんどの人は、いかに人間の役に立てるかということを考えて物事に取り組んでいるのであろう。

ではなぜ、人間の役に立つことが不幸なのか?

現代において、科学はあまりにも人間の役に立ってしまったので、科学は人間の役に立てるものと誤解している人が多い。いや、ほとんどの人はそう思っているであろう。しかし、ニュートンが物理学を打ち立てたのは役に立てるためではないし、アインシュタインだってそうである。20世紀初めに、相対性理論を人間の役に立てるなどと言ったら、ほとんどの人は鼻で笑っていたであろう。

科学は人類の知見であり、人間のレベルを指し示すものと言ってもいいだろう。人間が人間らしく生きる知恵であり。極端に言えば人間そのものと言える。そのような思想の絶頂期はギリシャ時代であった。アリストテレスもアルキメデスも、人類の知見と思想を高めるために数学や科学の研究に打ち込んでいた。また、それがギリシャ時代の知識人の常識であった。

この様な考えは現代人にはとうてい受け入れられるものではないかもしれない。しかしそれはギリシャ人より現代人が進化した結果だとは言えない。むしろ思想的には大きく退化している。

確かに現代では科学的知識は大きく進歩した。しかし人間の本質的部分では、現代人がギリシャ人から学ぶところは決して少なくない。

先入観を排除せよ!

先入観とは、良く言えば“経験”であるが、悪く言えば“思い込み”である。経験をもとに先入観を構築していくことによって知識は体系化されていくが、壁にぶつかり飛躍が必要になった時には先入観を排除する必要がある。

物理学の歴史で言えば、一番大きな先入観の排除につながったのは、アインシュタインが特殊相対性理論を打ち立てた時であろう。アインシュタインは、それまでの経験的常識であった“ガリレイの相対性原理”を否定することによって、既存の理論を大きく変えることになった。

20世紀の科学における二大発見は、“相対性理論”と“量子力学”である。しかしその成り立ちは大きく違う。量子力学が時間をかけて多くの研究者が構築していったのに対し、相対性理論はアインシュタインが突然世に出した。量子力学の成り立ちが“連続的”ならば、相対性理論は“断層”である。しかし双方に共通するのは、先入観の排除だと言えよう。

科学を例に取り上げたが、これらの教訓はあらゆることに対して言える。既存の事柄の継続を行うのなら先入観によって進めるのが手っ取り早いが、飛躍を望むのならば先入観を排除しなければならない。

一度染みついた先入観を排除するのは容易いことではないが、それを乗り越えた時、その先にはエキサイティングな世界が広がっている。

違う道を通らなければならない。

過去に多くの人を退けた難問に取り組むならば、過去に取り組んだ人間と同じ道を歩んではならない。同じ道を歩めば、同じ壁にぶつかることは分かっている。同じく壁にぶつかるならば、違う壁にぶつからなければならない。

一億円の懸賞金が懸けられた数学のミレニアム問題であったポアンカレ予想の解決への道筋は、まさしく良い例だ。ポアンカレ予想は長くトポロジー(位相幾何学)の問題だと考えられ、ほとんどの数学者はトポロジー的手法によってポアンカレ予想に取り組んでいた。しかしペレルマンは分野違いの微分幾何学的手法によって解決した。

学問でもビジネスでも、大きな問題に取り組むのは良いことだが、それよりも理想的なのは自分で問題を大きくすることだ。さらに言えば、自分で問題を発見するのが最高である。世間では問題を解くことだけがクローズアップされがちであるが、問題を見つけることはそれ以上に重要である。

自然は驚くほど、整合性が取れている。

なぜ科学というものが存在するのか?それは自然が驚くほど整合性が取れているからである。もし自然が非常に無秩序で何の法則性もなければ、科学というものは存在しえない。

特に興味深いのが、数学と物理学の密接性である。物理理論は必ず数学的な形を取っており、数学的探究によって前に進んで行く。物理とは自然の一番根本に存在する理論であり、それは自然を追及すると必ず数学的な姿をまとっていると言える。

物理を追及することによって自然の理解を深めることができるが、それは自然が数学的整合性を保っているからである。アインシュタインが「なぜ人間は宇宙(自然)を理解できるかがわからない」と言ったそうだが、それは「自然はなぜ整合性が取れているのか?」という問いに言い換えられる。

物理学を創始したニュートンの一番偉大な発見は、「自然は整合性が取れている」と言うことができるかもしれない。ニュートン以来、科学者が行ってきたことは、自然の整合的法則の発見、整合的理論の構築だと言える。

それは原因か?結果か?

こちらは原因を聞いているのに、その答えとして結果を言う人が非常に多い。そうなったのはなぜか?と聞いているのに、それが全然答えになっていないのだ。

これは日常の人付き合いにおいてもよく起こりえることだが、驚くべきことに科学者であっても原因と結果の区別がつかない人がいる。それは特に、生物学・生命分野関係の専門家に多い。

例えば、ダーウィンの進化論などはその最たる例だ。ダーウィンの進化論を履き違えている人は非常に多い。ダーウィンは、何かを(自然が)欲求すればそのようになってくると言いたいのではない。ダーウィンの本質は自然淘汰である。しかし多くの人はそれを理解できていない。ダーウィンの進化論において、自然淘汰を遺伝子レベルで厳密に解明することは大きな課題であろう。

原因と結果の違いを理解できないということは、非常に危機的状況である。そのような点をしっかりと見抜かなければ、疑似科学・エセ科学に騙されることになる。そういう意味では小さいころから科学的素養を身に付けることは非常に重要である。

理論物理学者・ホーキング博士が亡くなられた。

イギリスの物理学者・ホーキング博士が亡くなられた。ホーキング博士は車いすの物理学者として有名で、宇宙物理学が専門と言われているが、一般相対性理論を深く追究されており、相対論と量子論の学際分野で活躍されていたという印象がある。

僕がまだ中学生くらいの頃、「ホーキングの最新宇宙論」という一般向け書物を書かれて僕も興味深く読んだが、一般相対論の専門書「The large scale structure of space-time」は専門家の間では座右の書として有名だ(僕もこの本には少しお世話になっている)。

僕個人的には、ブラックホール・エントロピー(ベッケンシュタイン・ホーキング・エントロピーとも言う)に関する論文を読んだことを思い出す。

これらの分野では、ホーキング博士と並び、同じくイギリスの物理学者・ペンローズ博士が双璧だが、今回のホーキング博士の死去はその片翼を失ったという印象を受ける。

ホーキング博士も取り組んでいた、一般相対論と量子論の融合(量子重力理論)はまだ未完成だが、ホーキング博士の遺志をついでこの理論を完成させる人物は出てくるのか?それとも全く違う形で解決されるのか?これからの理論の発展に注目だ。