#101 基礎科学研究は社会に何をもたらすのか？【UCバークレー村山斉先生】 #科学系ポッドキャストの日

ポッドキャスト紹介と村山斉先生の紹介

アメリカからこんばんは、NAKAMURAです。この番組では、アメリカ研究留学4年目を迎えた私、NAKAMURAが、ゲストとお話しながら、アメリカ留学の魅力を再発見し、お聞きのあなたにおすわけすることを目指しています。

さて今回は、毎月恒例の科学系ポッドキャストの日の配信です。

科学系ポッドキャストの日とは、ユネスコ世界科学デーに合わせて、科学系ポッドキャストサイエントークさんが、2022年11月10日に始めた企画で、毎月10日にその月のお題に沿った内容を、ジャンルを問わず、多数のポッドキャストが発信するポッドキャスト配信イベントです。

今回のホスト番組さんは、宇宙がちょっとだけ身近になるポッドキャスト、佐々木龍夫の宇宙話さんです。

ホストありがとうございます。この番組は元NASA理研の研究員で、天文学博士の佐々木龍夫が配信する日本の宇宙系ポッドキャスト。

1話約10分で、最新の宇宙ニュースからブラックホール、宇宙開発、さらにはちょっと不思議な宇宙のトピックまで、専門的な内容を驚くほどわかりやすく、毎日配信で届け、いよいよ放送2000回を迎える番組です。

NAKAMURAさんはこの番組聞いたことありますか?

ごめんなさいないです。

元NASAで理研で研究やってたんだね。だからガチの人だね。

そうだよ。だからアメリカにも入れ張った人だよ。

へー。あ、そうか。NASAだからか。

うん。今は日本で会社。

会社ってんだ。

会社員として働かれてるの。

へー。すごいね。毎日やってるんだね。

他にもこの人は他の番組もやってて、隣のデータ分析屋さんって番組もやってて、その人はまた別の人とパートナー組んで、AIの話とかもされてる。

ブラックホールのやつは聞いてみたいな。

うん。いいんじゃないですか。

うん。なんかトピック選んでちょっと聞いてみようかなって思います。

こんだけあったらね、トピック選び放題だからな。

そうです。探すのがね。

大変だね。

今回そんな佐々木亮さんからいただいた今月の共通テーマが社会。まああれですね、共感の社会ですよね。

いや、そうではないと思うけど。

まあいいや。

社会とつながる基礎科学研究と捉えて、2月28日と3月1日にアメリカロサンゼルスで行われた公開収録でのゲストさんとのトークをお届けします。

宇宙話さんは宇宙をめちゃめちゃ身近にしてくれる番組なんですけども、今回はそこから一気にスケールを広げて、宇宙そのものに迫る研究者に来ていただくことができました。

本日のゲストは、理論物理学者の村山ひとし先生です。

宇宙はなぜ存在するのか、そして物質はどこから来たのか、そんな根本的な問いに素粒子という最も小さな世界から挑んでいる研究者で、

東京大学で博士号を取得後、アメリカのカリフォルニア大学バークレー校やローレンスバークレー国立研究所で長年研究されています。

特にダークマターの正体解明、宇宙の加速膨張、カイラルゲージ理論の非摂取的研究において大きな業績を残しノーベル賞候補とも言われています。

さらに一般向けの講演や取材などを通じて、科学の面白さを社会に伝える活動も積極的に取り組まれ、宇宙の謎に挑む伝道士などと呼ばれている点も大きな魅力です。

そんな村山先生との公開収録をお楽しみください。

この配信は海外日本人研究者ネットワークUJへの応援でお送りします。

アメリカンナイトGOLD

村山斉先生の自己紹介とアメリカ留学の背景

今回は村山先生に来ていただきました。

はい、どうもこんにちは。

自己紹介をお願いします。

はい、私は日本で生まれたんですが、子供の時4年間ドイツに住んでて、日本に帰った後、なんか馴染めないところがあった。

それから大学に入ってこういう勉強したいなと思ってた、そういう分野があまりやられてなくて、

なんだお前そんなことに興味持ってるのかってバカにさせるとかしてたので、みじめだったんですよね。

だから文化的に合わなかったのと、やりたい研究ができなかったっていうので、もう卒業したらこれはいずれ外国に行くしかないやと。

そう思ってアメリカに出てきちゃいました。

いつに来られたんですか?

アメリカに来たのがもう32年前で、1993年のことです。

それからアメリカで基本的にバークレーで研究して、大学で教えて、学生を育ててやってきました。

じゃあもうずっとUCバークレーで30何年いられるんですか?

ほとんどずっとバークレーで、1年プリンストンにいたこともあるし、最初2年間はポスドクだったので、バークレーと言っても研究所の方だったんですけども、

バークレーの時間がすごく長いです。

ポスドクでこっちに来られたんですか?

アメリカにいた時はポスドクで来ました。

それは博士号は日本で取られたんですか?

博士号は日本で取りました。

じゃあその当時はアメリカに来るっていうのは一般的だったんですか?

当時はアメリカに来る人はあんまりいなくて、アメリカに来る人でもアメリカで雇われる人はすごく少なかったですね。

ポスドクでも例えば日本の学振のお金とかを使って海外学振とかいう人はそれなりにはいたんですが、

直接外国の仕事に応募して取ってもらって、ここにもある意味でコミットして働くっていうのはやっぱりちょっと感覚が違うので、

そこでは他の先輩たちと見てるとずいぶん意識が違ったような気がします。

その頃から宇宙とかそういうのをやってたんですか?

アメリカにおける研究の自由な環境と異分野融合

はい、その頃から宇宙とかソリューションの研究をずっとやったんですけれども、

アメリカに来て思ったのはすごくどんどん広がりを感じるんですね。

例えば近くの分野とかもちょっとどんどん踏み込んでいってやっても構わないみたいな雰囲気がすごくアメリカは強い。

特にバークレーはそういう雰囲気が強いんですけど、大々先輩、会ったこともないんですが、

ノーベル賞を取ったルイ・アルバレスという人は、いろんな素粒子の状態を見つけてノーベル賞を取った人なんですけど、

彼の一番有名な論文っていうのは、隕石のせいで恐竜が絶滅したっていう論文なんですよ。

全然一見関係ないじゃないですか。

でも彼の頭の中では繋がってて、素粒子の実験をする技術を持っていたので、

ごくわずかな放射能を検出することができて、

恐竜の死滅した時代の地層からイリジウムっていう隕石にはたくさん含まれている元素が見つかったと、

年代も同定できたと。

そういった繋がってたからそういう論文を書いたわけですよ。

だから自分のできるところっていうのをしっかりしてると、

それをどんどん広げちゃって面白いことやればいいんだっていう、そういう雰囲気がすごくあって、

そういう環境にいるだけで楽しいんですね。

あれって証明されてたんですね。

なんか恐竜が隕石で絶滅したら、

ただ隕石がたくさんその年代にあったからだと思ってたんですけど。

違います。

科学的なデータを見て、隕石の堆積物だと思われるイリジウムを多く含んだ地層があり、

それを放射性同位体を使ってちゃんと年代を測定し、

バッチリあったからその説として確立できたんですよね。

すごいな。

それだけじゃなくて、アルバレスさんは、

例えば宇宙から降ってくるミューオンっていう粒子があって、

エックス線みたいにいろんなものを通り抜ける性質があるんですけど、

それを使ってエジプトのピラミッドの中にある、

秘密の財宝が眠る部屋はないかみたいなのを探してみたいな。

この技術が最近日本の研究者によってもっと進められて、

実際にピラミッドの中に新しい部屋が見つかったりしてるんですよね。

これだからもう、突拍子もないことをやっちゃう .

だけど突然ボーンと違うことをやるんじゃなくて、

ちゃんと今までやってきた研究が繋がった形で広がっていく。

そういう人がいっぱいいるんですよ。

それはすごく面白いです。

宇宙の加速膨張とソウル・パールマッターの功績

その上にもうずっと、大学生の頃からもずっと興味があって、

環境的にはアメリカに行ってしまおうっていう感じだったんですか?

そうですね。私になりたい分野にとっては、

アメリカに来たのは大正解だったと思ってます。

UCバークレーはそういうのが強いんですか?

UCバークレーはずっとその分野は強くて、

特に宇宙を研究するのに、

元々は総理優秀をやってたとか原子核をやってた人が、

宇宙に行ってノーベル賞になってるっていう人が何人もいて、

すごくそうやって、

どんどんとにかく面白いことに広げていくっていう雰囲気がすごく強いです。

日本だとなかなか、

お前はこの分野の人だろうみたいに、

周りから枠をはめられたようなことがあって、

そういう感じにならないんですよね。

私は素粒子物理をやってますけども、

つい最近賞をいただいた論文っていうのは、

物性物理って言って、

これまた違う分野の研究で、

それもたまたま私の授業をバークレーで取っていた学生の渡辺悠樹さんっていう日本人の人がいたんですけど、

彼の質問からそれが発展して一緒に仕事して、

そのそっちの分野の方で認められちゃったりしたので、

そういうことができるっていうのがすごく面白いです。

それはやっぱポスドクの、

本当30年前くらいからそういう文化はあったんですか?

その文化はずっと感じてました。

僕もそういう自由な環境だなっていうのが

生物学でも感じているので、

物理とか宇宙学でもそういうのがありますね。

例えば、

同じ分野でソール・パールマターっていうのは、

バークレーでノーベル賞を取った人なんですけど、

もともと何をやってたかっていうと、

これも恐竜の絶滅みたいな話で、

恐竜の絶滅はおそらく隕石の現象だとみんな知っているわけですけども、

それ以外にもわりと周期的に生物が大絶滅する時期があると。

周期的だっていうことは、これは天文現象じゃないかと考えた人がいて、

その人の弟子なんですね。

その弟子として先生の言ったことを検証しようと思って、

そういうたまにやってくる隕石とか彗星とか、

そんなものがあるのかどうかっていうのを探すっていう研究を

博士の時にやってたんですね。

で、見つからなかったんで、

しかもその周期ってのはあんまり正確な周期じゃないから、

たぶんそれは間違ってたんですよ。

だけどその時にやってた研究が思いもかけないところで役に立った。

で、何をやろうとしたかっていうと、

宇宙はビッグバンでバーンと弾けて爆発したわけですけども、

弾け飛んでるもの同士が引っ張り合うので、

重力ってのは引っ張るだけですから、それでブレーキがかかってゆっくりなるだろうと。

だから宇宙が始まった後、ゆっくりなってきた様子っていうのをきちんと測ってやると、

それがまたどっかで止まって落ち込んでって、

宇宙がグシャッと潰れて終わるのか、

それとも重力を振り切ってスーッと永遠に続けていくのか、

判定できるんじゃないかっていうので、

ソール・パールマターを観測を始めたんですね。

で、昔たまーにやってくるっていう天体を探すっていう研究をやっていた時の能力を使って、

今度はある種の超新星っていうのは、

遠い銀河で爆発しても見えるぐらい明るいんですけど、

明るさが決まってると。

明るさが分かってるので、見た瞬間に、

この超新星はこのぐらいの距離にある。

距離っていうのは宇宙ではタイミングですから、時間の情報がある。

そこの超新星からやってくる光をまたよく調べると、

みんな赤い方にずれていて、

それは爆発以来宇宙がどのぐらい大きくなったかっていうことを表しているので、

膨張の情報がある。

タイミングの情報と膨張の情報があれば、膨張の歴史の情報になるじゃないですか。

だからそれで宇宙は止まっちゃって終わるのか、

それからどんどん行くのかっていうのを調べようと。

その時に超新星っていうのは滅多に起きなくて、

銀河あたり100年に1回起きるかどうかみたいなもんなんで、

周りの天文学者はそんなこと言ってもな、

超新星探すったって見つからないんだぞって怒られるわけですよね。

でも彼はその彗星みたいなの探す時の経験を使って、

いやいや、自分は新月の時にまず写真を撮り、

次の新月まで待ってまた写真を撮って、

比較することで必ず毎月何個か超新星を見つけられる約束ができるって言い出したんです。

だけど周りの天文学者はお前天文学者じゃないじゃないかと。

こんなこと本当にできるわけないだろうって言って、

望遠球の時間もらえないって時代が続いたらしいんですよね。

そこででも彼は頑張って、望遠球の時間を取るのは大変なんですけど、

望遠球の時間を持ってる人に電話かけて泣きついて、

少し時間を分けてくれないかと。絶対できるからと。

すごくすごく粘り倒した結果、本当に超新星を量産できるようになって、

量産した超新星を使って歴史を測ると、

どのくらい遅くなってるか分かるかなと思ったら、

いや、逆に加速してるよってのが見つかっちゃったんです。

宇宙の膨張を押す変な力があると。

まだ分かってないんですけど、ダークエネルギーって名前をとりあえず名前つけてるんですが、

それを見つけちゃってノーベル賞になったんですよね。

だから元々やった研究と全然違うところに行っちゃったんだけど、

そっちで逆に大成功しちゃったっていう、そういう例ですよね。

アメリカ研究における競争と論文執筆の舞台裏

そういう自信はどこから来るんですかね?

やっぱもう自分の中であるんですか、理論が。

多分ね、それは自信じゃないんですよ。

単に面白いと思って取り憑かれちゃってやっちゃうっていう意識だと思いますね。

私自身のことを思ってもやっぱそういう感じなので。

それができる環境っていう。

それができる環境だし、それが許される環境。

そっちが大きいと思います。

実際、ポスドクからその後、アシスタントプロフェッサーになる。

はいはい。バークレーにポスドクできた時には、

ローレンスバークレー研究所っていう国立研究所のポジションだったんですけども、

そこにいる間に、今度大学の方で公募があるっていうので、

応募して、ありがたく採ってもらえたので、

居付いちゃったっていう感じです。

そこでずっと研究をされてるんですか?

その後もそこでずっと研究をやってます。

ただ、アメリカはやっぱり日本と違うのは、

競争はむちゃくちゃ激しいですね。

私がバークレーで採ってもらった時っていうのは、

応募者の数が1000人いて、その中から2人採ったっていう感じだったし、

教員になってからも、テニュアを取るまでは

もっと深くずっと競争してないと、

研究費も取ってこれないし、

名前としてもみんなに知ってもらえるようにならないし、

競争っていうのはすごく思いました。

ある時、夏の間、ヨーロッパの研究所にしばらく滞在してて、

そこの一緒の仲間と書き始めた論文があったんですね。

結構仕事はもう終わってて、

あとは書いてまとめればいいだけだったんですけども、

それぞれ自分の場所に帰っちゃうと、

授業が始まったり雑用があったりとかして、

ちょっとうっちゃってて

しばらくほったらかしになったんですよ。

ある晩、アーカイブを見てたら、

全く同じような論文が出てて、

日本でも知ってる人いると思いますけど、

リサ・ランドルっていう人が書いた論文なんですが、

これはまずいよと。

慌てて私はそれを気づいた後、

夜だったんですけど、仲間にEメールしました。

そしたらヨーロッパの人たちは、

ちょうど時差の関係で仕事出てくる時間だったので、

おいひとし、お前寝る時間だろうと。

寝ていいよと。

その代わり書きかけの論文があるから、

なんとか仕上げようと思ったら、

俺たちが頑張るから、お前ともかく寝ろと。

言ってヨーロッパの人が書き続ける。

それでも終わらなかったので、

その時の共同研究者の１人が東海岸にいたので、

今度そこに論文が回っていって、

お前書き続けろと一緒に書き続けて、

最後に私のところに戻ってきて、

お前仕上げろと仕上げて、

一日違いで投稿したので、

世界中みんながこれは独立な仕事だとして、

見せてくれたんですけど。

普通時差って大嫌いなんですよね。

時差ボケって大変だから。

この日だけは時差に感謝しました。

24時間稼働が。

そういう競争やっぱり厳しいなと思います。

やっぱどこの世界でも一緒なんですね。

研究資金と大規模装置開発、ネットワークの重要性

資金とかって、

生物だとNIHとかが出してくれるんですけど。

私の場合にはエネルギー省か、

ナショナルサイエンスファウンデーション（NSF) かどっちかです。

私はNSFの方の金もらってますけど。

そういう資金とかもやっぱめちゃめちゃ競争激しいんですか。

そうですね。しかもアメリカの大学っていうのは

給料を9ヶ月しかくれないんですよ。

夏は授業がないから給料やらんと。

その間の給料を稼ぐためには

自分で自分を雇う。

そのための研究資金が必要だっていう

仕組みになってるので。

だからその研究費が取れないと

自分は雇えないから、2ヶ月分

ボーナスがなくなるような感じで、

ローンが払えなくなるっていう、そういう仕組みになってるわけですね。

そういう点でもやっぱ研究費ってどの分野でも。

けど物理学って

どこにお金を使われるんですか。

物理学は

一番大きなのはやっぱり人なんですけど

人を雇って一緒に研究をやる

というのが大きな部分ですが

もう一つはやっぱりいろんな装置を作らないと

実験観測できないので

そっちもやっぱりかなりのお金が

かかってきますね。

顕微鏡とかの使用費とかもめちゃ高いみたいな。

そうですね。

顕微鏡とか使用費じゃなくて

物理学者っていうのは

装置を作るんですよ。

私は理論の研究が多いので

そんなにはそういうことはやらないんですけど

それでもやっぱり観測のための装置を

作るようなグループに入ったりすると

すぐ1個は100億円必要とか

話になってくると。

あまり想像ついてないんですけど

具体的にどういう装置を作るんですか。

例えば最近できたばっかりの装置

っていうのは日本が作った

スバル望遠鏡って素晴らしい望遠鏡があって

世界の

8メートル級の望遠鏡の中で

視野が一番大きいから

本当に宇宙を国勢調査的に

調査できるっていう素晴らしい望遠鏡なんですね。

お隣の望遠鏡に比べて

視野が100倍くらいあるので

お隣の望遠鏡だと100年かかる観測を

1年でできるわけじゃないですか。

そこに

視野が大きいのをうまく活かそうと思ったら

一度に1個1個の

天体を丹念に調べるのは

もったいないですよね。

その大きな視野を活かして

視野に入っている天体を

いっぺんに2400個調べるんだっていう

そういう分光の装置を開発して

それがやっと

動き始めたところなんですけども

それがざっと80億くらい

かかりましたね。

それ全然額が違いますね生物と。

ですからもちろん一人で

研究費を持ってくるわけじゃなくて

たくさんの人と共同でそれぞれお金を

持ち寄っていろんな部分を担当して

やっと作るっていうスタイルになってるんですけど

それは多分生物とは

違いますよね。生物は一研究

単位でお金を取ってきた人を

物理は取ってやる。物理はもう

到底できないので大きなグループを

使ってみんなで頑張って

それを作るっていうスタイルになってる人はいるんですが

それでもやっぱ大変ですよね。

そういうグループとかって

多分コミュニティがあるわけじゃないですか

そういうコミュニティって多分

若い頃からそういうのに頑張って

入っていかないといけないもんなんですか。

ネットワーク作りっていうのはすごい大事で

自分の評価を良くするためにも

もちろん大事だし

共同研究をするためにも大事だし

新しい分野に広がっていくときには

もっと積極的にネットワークを作らないと

やっぱり入っていけないので

そういうすごくソーシャルスキルみたいなやつが

結構大事になりますね。

今僕ポスドクなんですけど

来年とか今年も学会行ったり

いろんな

ソーシャルな場があるんですけど

何かコツとかってありますか。

コツっていうのは

よく見せるっていうことを考えると

ブラフって英語で言いますけど

本当の仕事じゃない自分に

見せようと思って頑張って見透かされちゃう

って感じになるから

よく見せるって思わないほうがいいと思います。

単に知ってもらいたい

仲良くなりたいもしくはできたら

一緒に研究したい

そういうスタンスのほうがいいと思います。

だから会議とかに行ったときにも

ちょっとシニアの人を捕まえて

自分はこんな研究やってて

今日のあなたの話すごく面白かったから

接点があると思うんでもうちょっと話をしたいとかね

そういう研究を軸に

話をしていくっていうほうが良くて

単に自分をよく見せようって言うと

やっぱり見透かされちゃうと思うんですね。

やっぱり自分から

話し切りに行くっていうのがやっぱり肝ですね。

自分から積極的に話しかけないと

何事も実現しないです。

そうだね。

ダークマターの性質と検出の挑戦

先生に来ていただいてるっていうのを

今回の話で

ダークマターの話だったんですけど

ダークマターに興味を持たれたのは

いつぐらいからなんですか?

ダークマターに興味を持ったのは

大学院時代から若干興味は持っていたんですけど

本当に興味を持つようになったのは

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