XWIN II Weblog

不確定性原理の綻び＝小澤の不等式 実証の報に接して想ふこと

「ハイゼンベルクの不確定性原理を破った！ 小澤の不等式を実験実証」ということで、新聞各紙の一面にもとり上げられているように、物理学界をはじめとして多くの世界にその地位を確立していた「不確定性原理」に綻びがあることが実験で確認された。詳しくは、先に掲げた日経サイエンスのリンク先を参照いただきたいが、最初に私が「小澤の不等式」を知ったのは日経サイエンス誌2004年9月号に掲載された記事で、このときは正直どうなんだろう？という想いだった。ただ、眉唾モノであるかないかと言うよりも私の心に引っかかっていたのは、高校～大学在籍時に持っていた初学時の虚心坦懐な心で量子力学、特に不確定性原理のあたりを学習した際、アインシュタインとボーアの議論から「どうもボーアの言い分はまやかしではないか」と感じていたことからだった（端的に言えば、ミクロの世界における観測による逃れることのできない「擾乱」と同じくミクロの世界における「不確定性」は同じ土俵で測ることができないんじゃない？という疑問）。そういう引っかかるものがあったからこそ、7年半ほど前の日経サイエンス誌の記事が目にとまり、そして今回の実証実験の報にふれて「嗚呼、やっぱりそうだったのか」という流れである。

とはいえ、大人になるということは、物事に対して虚心坦懐な心は失われ、大方の学説は邪説にしか見えなくなり、鉄板とされる理論・原理等を受け容れて学習してきたのも事実。大人になる（卑近には試験をクリアする）とはそういうことなのかもしれないが、こういった疑問についてとことん追求した結果がこのような大成果につながった（ノーベル物理学賞級）わけで、素直に（それこそ虚心坦懐に）敬意を表しつつ、私にはこのような生き方はできないとも感じながら今回はここまで。

いよいよヒッグス粒子、見えてきたか

既に我が国を含め世界のニュースで報道されているように、いよいよ、いよいよHiggs Boson（ヒッグス粒子）が手の届くところまで近づいているようである。現地時間13日、CERNのプレスリリース「ATLAS and CMS experiments present Higgs search status」によれば、二つの研究チーム、ATLASとCMSそれぞれによって存在確率98.9パーセント、97.1パーセントで「兆候をつかむ」と言っていい状況であるという。もちろん、99.9999パーセント以上でなければ「発見」とは言えないのであるが、今後、精緻な解析・計算を行っていくことで確率を上げていくことになるはず（ここまでくれば…とは思うところだが）。時間はそれなりにかかるだろうが、多くの研究者にとっては期待大、であることは間違いない。

とはいえ、様々な理由（苦笑）によって年末や年度末にこういう発表を行わなければならない事情を加味すると、CERNの台所も苦しいのかな、と思ったり。約1年9か月前に、当blogでも「CERN, LHCで7TeV（テラ電子ボルト）到達！ いよいよHiggsボソン発見か!?」という記事を書いたように、時間もカネもかかる研究は結果を出さないとならないわけで、欧州金融危機の最中、こういうアナウンスも必要だとなるので一抹の不安も覚えつつ、期待が大きいのも確かだとしながら今回はここまで。

「京」世界1位おめでとうございます

昨日（20日）はうれしいニュースが飛び込んできて真っ先に取り上げたかったのだが、積み残しの記事を忘れてしまう怖れ（苦笑）があり、それを優先した結果が今日になってしまった。しかし、めでたさは何ら代わることはなく、素直に関係者の努力に敬服する。そう、2004年の地球シミュレータ以来となるスーパーコンピュータTOP 500の見事1位に「京」が輝いたのだ（理化学研究所のプレスリリース「京速コンピュータ「京」が世界1位に －世界最高性能8.162ペタフロップスを達成し、TOP500リストで首位獲得－」を参照）。この手のニュースはあまり一般ニュースでは取り上げないものだが、さすがに事業仕分けで流行語となった「2番じゃダメなんですか？」という蓮舫氏の大放言にかかわったものとあって、ほとんどのニュースで取り上げられたのはもちろん、関係者の喜びは一入だったろう。私も同じ業界に身を置くものとして思いっきり溜飲を下げさせてもらった。（あの蓮舫氏の大放言に対して、「だったらタカラヅカではトップも2位も似たようなものなんですね」と切り返したかったものだ。）

今、民主党政権は末世独裁者の菅氏をどうすることもできず、ますます行き詰まり（息詰まり）感が漂っているが、こういう地道な努力（下積みというかベース）があってこそ世界1位という成果が達成できると証明して見せたことを、国民の代表とされる人たちに身をもって教えた（伝えた）と思いたい。要するに「付け焼き刃」や「鵜呑み」ではダメであり、政治主導などというマヤカシは捨て去り、しっかりと裏付けのある専門家に任せる時が再び（何度目？）やってきたと解すべきだ。

ま、そんなことはともかく、久々に明るいニュースが飛び込んできたことで、アホな条件闘争を持ち出す菅氏の生き様（死に様）を不快の念を持った気分が若干でもよくなったことはありがたい。そんなところで今回はここまで。

放射線量基準についての確認

自分自身の備忘録的な意味も含め、以下に米国の原発敷地境界の線量率基準と我が国の原子力災害対策特別措置法が示す（具体的数値は政令＝原子力災害対策特別措置法施行令で定められている）放射線量の基準と数値を記す。＜出典：「原子力施設等の防災対策について」（昭和55年6月、平成22年8月 最終 一部改訂。原子力安全委員会）＞

敷地境界で 0.05～0.1μSv/h（平常時）

敷地境界で 1μSv/h が 60分（異常事態の通告）
今後の操作員のミス、設備の故障によってはもっと深刻な事態となりうるか、あるいは現時点では明らかではないが、もっと深刻な事態となりうる兆候を示す小さな事象（プラントの安全水準の低下の可能性がある場合）。事業者は、NRC、州等へ連絡。

敷地境界で 5μSv/h が 10分（原子力災害対策特別措置法第10条→通報義務）

敷地境界で 100μSv/h が 15分（アラート）
今後の操作員のミス、設備の故障によってはもっと深刻な事態となりうるか、あるいは現時点では明らかではないが、もっと深刻な事態となりうる兆候を示す小さな事象（プラントの安全水準を大幅に低下）。事業者は所内体制を敷き、所内モニタリング準備。NRC、州等は緊急時待機状態に入る。

敷地境界で 500μSv/h が 10分（原子力災害対策特別措置法第15条→緊急事態宣言）

敷地境界で 1000μSv/h＝1mSv/h が 15分（サイト緊急事態）
有意な放射性物質の放出が発生しつつあるか予測される。緊急時活動が本格化し、所外モニタリングやNRC、州も加わった対応策の協議が開始。

敷地境界で 10000μSv/h＝10mSv/h が 15分（一般緊急事態）
炉心の損傷や溶融が現実に生じているかあるいは差し迫っている場合。避難等の活動展開。

以上。
というわけで、福島第一原発西口では今なお常時250～300μSv/hで、10日あまりこの状態が続いているのだから、いかに緊急事態なのかがわかる。今は再臨界・爆発（最悪の事態）を食い止めるのに精一杯だが、放射線や放射性物質の拡散を防ぐという対応も急がれる。

「現代物理学の世界 トップ研究者からのメッセージ」、良書だ

この本を高校あるいは大学時代に出会っていたら、今の私ではなかったろう。そんなことを思わせる本が出た。それが講談社基礎物理学シリーズの別冊扱いとなる「現代物理学の世界 トップ研究者からのメッセージ」（編者 二宮正夫、発行 講談社）である。帯に、

• 物理学のあらゆる分野の、最新の知見と課題がわかる
• 一線級の物理学者19名によるエキサイティングな構成
• 最先端の現場から、研究のおもしろさを伝える一冊
• 物理の将来をになう若者のために最適のガイダンス

とあるように、正味180ページほどの中に19項目、つまり一つにつき10ページ程度と適当な長さでよくまとめられており、まさに最先端の物理学界の現状が伝わってくる貴重な書籍と言えるだろう。もちろん物理の本なので、専門用語は多数あるが、数式の類はほとんど出てこない。これにより、一般読者の手にはもちろん、いわゆる文系と称される方々にも興味深い内容ではないかと思われる。

私自身、学生時代は物理学科に属していたので、高校時代には物理を専攻しようという気持ちはあったわけだが、もし、当時この本と出会うことが叶っていたとしたら、間違いなく将来の進路に大きな影響を与えたことだろう。それほどまでに面白い本、いや素晴らしい本だと感じた。

それぞれ、現在の最先端のトピックが簡潔にまとめられているので事柄（事象）がつかみやすく、また何が問題となっているのかという論点もわかりやすい（これは自身が専攻していたからかもしれないが）。それ以上に面白いのが、各先生方の考え方やいかにしてこの道に進まれたか、あるいはどんな困難があったかなどの等身大の話題だろう。これが実に面白く、また将来を切り開くことのできる若者であるならば、大変勇気づけられることだろう。

「その時々の課題に対して、これは将来役に立つとか立たないとかを考えずに、また課題の大小にかかわらずに、常に徹底的に追求することが重要である。」（21ページ。鈴木厚人先生）

「常日頃から、流行に流されずに、自らが面白いと思う事象について、自らの頭で考える。」（110ページ。吉川研一先生）

「それに関する限り自分は誰にも負けないという「余人をもって代えがたい度合い」を高めれば、おのずから優れた研究者として迎えられるはずだ」（152ページ。須藤靖先生）

特にこの3つの言葉は、小手先ばかりで安易なノウハウ（5分でわかる！とか、これだけで大丈夫！とか）を求める新入社員（及びベテラン社員）に向けたい（笑）。

なかなか物理学の、しかも基本大学生初学年向けに書かれた本を一般に薦めることは難しいが、知的好奇心を持つ方々には一読することをお勧めしたい。といったところで、今回はここまで。

CERN, LHCで7TeV（テラ電子ボルト）到達！ いよいよHiggsボソン発見か!?

CERNは、現地時間30日、プレスリリース「LHC research programme gets underway」を発し、LHCにおいて陽子同士を衝突させたことで、7TeV（テヴ。テラ電子ボルト）に達したと発表した。このエネルギー領域に到達することで、いよいよ素粒子物理学における標準模型に欠かすことのできないHiggsボソン（ヒッグス粒子）の探索に現実感が出てきたことになる。

私は学生時代、いわゆる高エネルギー物理学を専攻し、Z⁰（ゼットゼロ）粒子の発見を頂点とする輝かしい時代で学習することができたが、その後の20年はハイパーストリングス等、思索の時代に突入したようで、正直専門家の門下生だった私ですら面白い時代でなくなったと思っていた（理論物理学よりも実験や装置を作る方に興味があったからだが）。

だが、私が学生時代から既にLHC計画の話はあり、それがついに現実のものとなって稼働し、その成果の一つが今回の未知のエネルギー領域への到達である。しかも陽子・反陽子の対消滅反応でなく、陽子同士の衝突という、多数の素粒子がばらまかれる反応という点も大変興味深い。コンピュータの演算性能の向上が、これら膨大なデータの解析に大いに役立つだろう。しかし、その計算能力も、人の知恵によって使わなければ意味がない。まさに研究者冥利に尽きる至福の時間が待っているに違いない。

年度末であるが、久々に面白いニュースによって気合いが入ってきた。まだまだこれから結果が出るまでに時間がかかることだろう、が、かつての門下生としてはその結果に大いに期待している。聞くところによれば、私の後輩も加わっているようなので頑張ってほしい、とエールを送っておく。

南部先生、小林先生、益川先生、ノーベル物理学賞受賞おめでとうございます

多忙の中、うれしいニュースが届いた。スウェーデン王立科学アカデミーは本日（7日）、ノーベル物理学賞を米シカゴ大名誉教授及び大阪市立大名誉教授の南部陽一郎氏、高エネルギー加速器研究機構素粒子原子核研究所の元所長 小林誠氏、京都大名誉教授で京都産業大理学部教授の益川敏英氏に贈ると発表した、とのこと。

高エネルギー物理を専攻した者としては、この受賞は感慨深いものがある。私が偉そうに言えるものではないが、南部先生といえば、やはり「対称性の自発的破れ」だろう。一般読者向けの講談社ブルーバックスシリーズの一冊である「クォーク」を著されているが、この部分の説明は圧巻である。何を隠そう、この本の影響を受けて素粒子物理（高エネルギー物理）の世界に進むきっかけを得た私にとっては、感謝してもしきれないほど、なのである。

そして、小林先生と益川先生といえば、お二人のお名前を冠した「小林・益川理論」だ。最低でもクォークは6種類以上あること、「CP対称性の破れ」（CはChargeの頭文字で「荷電共益変換」の略、PはParityの頭文字で「パリティ変換」の略）を説明するもので、自然界における物理法則で不変とされた対称性（保存則）のうち、弱い相互作用（4つの基本的な力＝相互作用の一つ）ではこの対称性が破れていることを理論づけたものとして重要なものである。

と、それはともかく、この受賞によって、湯川先生以来の伝統である素粒子物理学にまた一つ、大きな名誉が追加されたわけで、既にこの世界から抜けてしまった私であるが、まさに心から万歳と叫びたい思いでいっぱいである。

南部先生、小林先生、益川先生、ノーベル物理学賞受賞おめでとうございます。そして、ありがとうございます。

続 科学朝日 2604年12月1日号を読む

前回の続きです。

では、面白いと思った記事を紹介しよう。と、その前にこの号に記載されている「海外情報」とあるページの主な項目（見出し）を抜き書きしておくと、当時の様子が多少なりとも伺えるだろう。
（断わっておくのを忘れていたが、基本的に旧かなづかいや漢字の旧字体は、すべて現在のものに置き換えてある。）

「無人兵器の続出　使用方法に三種類」
「"V2号" ついに飛ぶ　速度は音速の九割か」
「威力は野戦重砲級　ロケット砲弾の将来」
「圧縮空気の効用　英で被雷油槽船の沈没を防ぐ」
「"黒衣の寡婦"の正体　敵米の新鋭夜間戦闘機P61」
「「レーダー」電波探知機　米、性能の一部を発表す」

いくら戦争中とはいえ、鎖国状態ではないため、海外の情報は比較的入りやすかったのかもしれないが、これとておそらく当局の検閲を受けたものと思われる。ただ、意図的に歪曲させられてと思われるところは少ない。科学技術を啓蒙しようという科学雑誌の宿命からか、日本の有利不利の情報とは関係なく、淡々とこの兵器はこう、あの技術はこう、といった具合に記されている。

では、続いて「国内情報」とあるページの主な項目（見出し）を抜き書きしてみよう。面白いと思った記事は、ここにある。

「空中窒素を食糧化　技術有功章に輝く戦果」
「輸血代用品の研究」
「手作業を機械作業化　日立製作所の創意工夫総動員」
「輝く陸軍技術有功章」

海外情報と異なり、国内情報はとても同じ編集方針とは思えない内容である。が、1944年（昭和19年）末の日本の置かれている状況を慮れば、何とも切実な内容だと思えるものばかりである。

まず、空中窒素を食糧化という記事。あとで面白い記事として取り上げるが、これが実現すれば食糧自給が実現されるどころか、下手をすれば光合成よりも優れたものといえる。しかし裏返せば、当時の日本の食糧事情がいかに厳しかったかということが読み取れるだろう。

輸血代用品の研究も痛々しい。多くの負傷者が必要とする輸血もままならない事情だったのだろう。食糧事情を考えれば、献血どころではなかったかもしれないが、人造血液ができればそういった心配はなくなる。だが、窒素を食糧化とか、人造血液の研究とか、まるで秦の始皇帝が不老長寿の仙薬を求めるような話で、いかに無謀であてのない研究に資金が投入されていたのか、と思うと空しくなる（無論、当時は無謀だと思っていなかった可能性はあるが…）。

では、「空中窒素を食糧化　技術有功章に輝く戦果」の記事の概要を紹介しよう。リード部分を引用すると次のように書かれている。

陸軍では別項の如く十月二十八日技術有功章を授与される発明考案を発表したが、その中で兵食はいうまでもなく一般食糧政策から見ても輝かしい光明をもたらすものに陸軍糧秣廠の小山榮二技師等の研究になる「空中窒素の食糧化」がある。無尽蔵の空気と若干の電力によっていくらでも蛋白質食糧が作り出されるという世界的発明であるが、これについて小山技師の解説を聴くことにした。

確かにこれが事実なら聞いてみたいものである。しかし、内容を読んでみるとこれがさっぱり意味不明で、理屈が通っていないばかりか、どういう実験によって成されたかもわからない。さすがにこれは当時の科学朝日編集部もまずいと思ったのか、記事末尾に「附記、以上は特に許された範囲を口述したので解せない点の多いことは勘弁願いたい。」とある。軍事機密だから、という理屈からは筋が通っているが、筋が通っているのはそれだけである（苦笑）。その後、この発明と事業成果がどうなったのか知る由もないが、小山技師の信用は大きく失墜したのではないかと思われる。

この他にも興味深い記事は多いが、今回はこれまで。

科学朝日 2604年12月1日号を読む

先日、資料探しの最中、かなり古い雑誌を見つけた。2000年12月に休刊（廃刊）となった科学朝日（休刊時名称「サイアス」）のバックナンバである。2604年、という表記だけ見れば、今から600年ほど先の未来となるが、これは西暦表記でなく、いわゆる皇紀表記であり、皇紀2604年とはつまり昭和19年、西暦でいえば1944年にあたる。まさに、戦時中に発行されたものである。

科学雑誌は、今では「ニュートン」や「日経サイエンス」など、もはや数えるほどしか残っておらず、多くの科学雑誌は出版不況を迎える前に消滅した。理科教育の先行きが危ぶまれて久しいが、意外なことに戦前は、というか太平洋戦争前後には、科学朝日をはじめとして多数の科学雑誌が創刊されている。

• 「科学朝日」1941年（昭和16年）11月
• 「科学史研究」1941年（昭和16年）12月
• 「科学文化」1941年（昭和16年）12月
• 「図解科学」1941年（昭和16年）12月
• 「科学日本」1942年（昭和17年）4月

この創刊ラッシュに、何らかの意図が働いていたかどうかは定かでないが、同じようなジャンルの雑誌がほぼ同時期にいくつも創刊されることは珍しいことではない。なので、この時期に科学に対する興味が国民の間に広く求められていたのかもしれないが、やはりその時代に属した人でなければ、その時代の雰囲気はわからないので何とも言いようがない。何にしても、科学朝日はこの時期に創刊され、約3年ほど経過した時期の2604年12月1日号を手にしているというわけである。

さて、この表紙をご覧いただくとおわかりのように、時局柄、科学とはいってもほとんど兵器関係の内容一色である。戦闘機に火炎放射戦車に戦艦（駆逐艦かも）、陸海空の兵器揃い踏みである。そして、この表紙をめくると特集記事（グラビア）という、今も変わらぬ雑誌のスタイルだが、これがすごい。

「V2号の発射基地か」という記事である。どういう経路で入手したのかわからないが、連合軍（雑誌表記上では、反枢軸軍）が撮影したというドイツ軍の基地・工場らしきものの写真を中心に、その解説記事が書かれている。1944年6月6日より開始されたノルマンディー上陸作戦によって、ノルマンディー地方が連合軍の手に入ったのを皮切りに、フランス諸地方は次々と連合軍の手に入っていくが、その過程で発見されたものだろう。

記事を逐次引用しないが、面白いと思うのは、昭和19年（1944年）末という時期でありながら、鬼畜米英的なスタンスで記事が書かれておらず、あくまで「V2号の秘密基地か？」みたいなノリで書かれていることだ。そして、戦時中のイメージとして敵性語の使用を避けることもあったのだが、記事中の表現はコンクリートやロケット、ランプ、トンネル等と、意外に使われていた。
（本文中にはロケットのことを巨人流星弾と「らしく」表記もしているが…。）

その他の記事も興味深いものは多いが、広告も時局を映しだしているものが多数ある。中でも、これは時局に無理やり絡めてあるのが面白い。

疲労防止と作業力振起。後の方は、戦時中でなければ付くことがないセールストークだろう。ネーミングもすごい。男性の「エナルモン」はたぶんエネルギーにひっかけているのはいいが、女性の「オバホルモン」はやはり…。いや、あえて言うまい。「生理不順　頭痛・腰痛　下腹痛　逆上・不眠等」と何に効用があるかをうたっているが、「逆上」というのは何だろうか。個人的には十分思い当たる節はあるが（苦笑）、これもあえて言及しないでおこう。

というわけで、60年以上前の科学朝日を読んでみた。今、読めば面白いと思うことが当時では当たり前だったり、あるいは当時は画期的だったことが今では歯牙にもかからないものもあるだろう。過去を知って今を知る。懐かしむだけでなく、常にこういう態度で臨みたいものだ。