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2017年 06月 26日 (月)

仙台高等専門学校校長の福村裕史さんに聞く/科学って、そもそもなんだろう? 取材・写真・文/大草芳江

2017年05月02日公開

「科学が先にあって、技術が後に生まれる」
とは限らない

福村 裕史 Hiroshi FUKUMURA
(仙台高等専門学校校長、東北大学名誉教授)

昭和28年、東京生まれ八戸育ち。昭和51年3月、東北大学理学部化学第二学科卒。昭和58年3月、東北大学大学院理学研究科化学専攻博士後期課程修了、理学博士。通商産業省工業技術院大阪工業技術試験所研究員、京都工芸繊維大学繊維学部高分子学科助手、大阪大学工学部応用物理学科助手、同学科講師、同研究科応用物理学専攻助教授、日本原子力研究所先端基礎研究センター客員研究員(兼務)、東北大学大学院理学研究科化学専攻教授、同研究科長・理学部長などを経て、平成28年4月より現職。専門分野は物理化学(光化学、界面科学)。

東北大学の理学研究科長(化学専攻教授)を経て、2016年度から仙台高等専門学校校長に就任した福村裕史さん。理学と工学、その両方の立場を知る福村さんがリアルに感じる科学とはそもそも何かを聞いた。


科学とは、「知りたい」という人間の根源的な欲求を突き詰めること

―福村さんがリアルに感じる科学って、そもそもなんですか?

 科学とは、好奇心に突き動かされ、「知りたい」という人間の根源的な欲求を突き詰めることであろうと思います。

 例えば、私の専門ではないですが、「何億光年、何十億光年彼方に、生命があるかどうかを知りたい」という天文学は、究極のサイエンスだと思うのです。というのも、役に立つかどうかなんて関係なさそうでしょう?世界の資源問題の解決にも、今流行のイノベーションにも直接はつながらない。けれども宇宙に生命がいるかどうか知りたいじゃないですか。その「知りたい」という気持ちが、宇宙を観測させるわけです。

 昨年ノーベル賞を受賞された大隅良典先生も仰っていますが、究極の科学とは、役に立つかどうかではなく、「なぜ?どうして?」という不思議を追求することではないでしょうか。そのような意味では、科学は一種の文化活動ですから、芸術や文学と同等のものであろうと思います。

 一方で、科学を支える技術も成熟してきています。例えば、ある分子が存在するかどうか、どんな方法で測定するかご存知ですか?これは私の専門に近づきますが、ある物質が特定の電磁波を吸収・放出することを測定する「分子分光学」により、それが可能となりました。非常に高感度な検出器ができたことも、サイエンスの研究を後押ししていると思います。

 つまり、サイエンスの研究をしようと思えば、独自に新たな技術を開発する必要があり、それがイノベーションを引き起こしていると思うのです。よって、「イノベーションを誘導するような研究にシフトしてください」と言う人がいますが、役に立たないようなことを一生懸命追求することで、むしろ色々な技術が開発されている点を忘れてはいけないと思います。

― 社会では科学がそのように捉えられていない現状があるように感じます。

 もはや科学の影響を抜きにして現代社会を考えることはできない時代です。例えば、技術開発の過程でサイエンスは役立っていますし、特に現代の装置は科学抜きには考えられず、科学が現代社会に大きく貢献していることは確かです。

 科学の関与がブラックボックス化し、専門外の人にはよくわからない時代にまでなっています。そこで「科学を担う人々にきちんと説明してほしい」という世界的な動きが、20世紀後半、サイエンスカフェという形で英国や仏国等で始まりました。税金を使って研究する意味があるかが問われるわけです。つまり、科学が社会にどう関わるかという問題だと思います。


新しい技術が科学に基づいているか?と言えば、必ずしもそうではない

 そもそも「知りたい」という知的好奇心を原動力に解明された科学的な原理から始まり、現実に技術として役立てようと莫大なお金を投じてそれを実現することまでが、一直線上につながった、本当の意味での科学技術は何でしょう?そう聞かれれば、原子力発電や原子力爆弾の他に、私は見つけることが難しい気もするのです。

 これは私の個人的な意見ですが、歴史的に見れば、これまで科学が技術の基になった事例は案外少なく、反対に技術の方が先行した事例は多いと思うのです。それは「現代とは違う」という意見はわかりますし、こんなことを言うと「科学にお金がもらえなくなる」と考える人もいるかもしれません。

 しかし例えば、ノーベルは、危険なニトログレセリンを珪藻土に染み込ませることにより、ショックで爆発しなくなることを科学的に解明した上でダイナマイトを発明したわけではありませんね。この原理が科学的に解明されたのは(ダイナマイトが発明されて約100年後の)1980~1990年頃になってからのことで、振動が化学反応を引き起こす原理が調べられるようになったのは、ごく最近のことです。

 また、蒸気機関についても、ワットが18世紀に特許を取得して蒸気機関を大量に製造し、英国から米国へ輸出しましたね。しかし、蒸気機関を原理的に説明できたのは、カルノーが熱力学の基本を打ち立て、クラウジウスらがエントロピーの概念を導入し、熱力学が非常に進歩した19世紀のことです。

 つまり、そもそも新しく出てきた技術が科学に基づいているかと言えば、必ずしもそうではなく、むしろ「こんなことができたらいいな」という人間の夢や「こうしたらどうだろう」という技術的な改善が、最終的には製品に結びついていると思うのです。

 また、最初に天文の話をしましたが、科学を推進するには技術も開発する必要があるので、「科学が先で技術が後」だけでなく、「技術が先にあって科学が生まれる」ことも実際にはかなりの部分で起こっていると思います。


情報収集力やコミュニケーション力があれば、夢が実現可能な時代に

 「こんなものがあるといいな」「今ある技術をこう組合せたら、すごいものができる」という夢はたくさんありますね。むしろ技術を担う若い人たちにはもっと自信を持ってもらい、「科学がわからないから」「数学ができないから」という理由で「新しい技術は開発できない」と諦めなくてもよい、というメッセージを送りたいのです。

 つまり、想像して夢を持つことさえできれば、その実現のために、たとえ自分がわからなくとも、自分一人で全部やろうと思わずに、わかる人に頼めば良いわけです。これからは、むしろそんな時代になる予感がします。

 というのも、今や数学や物理等の体系は細分化が進み、知識量も莫大になっているので、そのすべてを学んだ上でないと何もできないと言われたら、もはや何もできない時代です。19世紀までは知識を詰め込む教育だったのが、現代では大学4年間では足りず、さらに大学院に進学しても足りず、どんどん教育期間も長くなってきて、必要な知識量にはもはや追い付けません。

 研究においてもまた、色々なことが一人では達成できない時代になっています。例えば、脳を研究する医学者が脳の中を見る時に電磁気学や検出分子の知識が必要というように、今はそれを一人でやることが無理なほど、幅広い分野の技術や知識が必要です。そのため、関連する分野の専門家の力を借りて共同研究をしなければ新たな分野を開拓していけない時代です。

 一方で、インターネットを使って検索すれば、その半分は間違った情報かもしれませんが、ある程度の情報は得られるわけです。その中で何が正しいかを自分で判断できる力や、その他の情報収集力、他人を動かせるコミュニケーション能力といった基礎力があれば、夢が実現可能な時代です。これからの時代、むしろエンジニアこそそのようなスキルが必要になるでしょう。


科学と税金と評価の問題

 サイエンスはサイエンスで、やはり自分が「おもしろい」と思うことを追求していくしか無いと思うのです。ただ、それが社会に受け入れられ、どれだけの税金を使ってよいかは、科学者がサイエンスカフェのような場で社会にアピールしたり、啓蒙書等を書いて皆に「おもしろい」と思ってもらう必要があるでしょう。社会の同意が得られなければ、サイエンスに投資してもらえないですよね。

 例えば、モーツアルトの音楽が何の役に立つでしょう?芸術に何の価値があるでしょう?今では音楽も音楽産業になり売り買いできるから価値があるとか、ゴッホの絵もプリントしてカレンダーにして売り買いできるから価値があるとかもありますが、一番重要なことは、なぜそれを人が欲しがるか?ですよね。冒頭にお話しましたように、知らないことを知るのは人間の喜びのひとつではないでしょうか。

 サイエンスとはそういうものだと、社会に説明する方がよいのではないかと個人的には思っています。芸術だって、最初はお金を払われなかった人たちも多かったわけですから、その意味ではサイエンスもある程度は仕方がない気もします。

 「イノベーションによって、どんどん新しい商品をつくって経済を動かしてもらいたい」とサイエンスに対する期待が大きいのはわかりますけどね。ただ、サイエンスを担っている人にとってはむしろ苦痛でしょうね。だって、知的好奇心で知りたいことを追求しているだけなのに、それを「ちょっと役立つように書いてくれ」と言われてもねぇ...。

 それだけ日本の経済は行き詰まっているのです。国民1人当たりの所得(Gross National Income per capita)を見ても、日本は1986年以降ずっとアジア・オセアニア地域でトップでした。しかし2008年にオーストラリアに抜かれ、2010年にはシンガポールに抜かれ、日本は今アジア・オセアニアで経済的には第3位です。少子化の影響ももちろんありますが、アジア地域の急速な経済発展、世界経済のグローバル化の影響は本当に大きいですよね。日本の産業の競争力が急速に失われているように見えます。


エンジニアリングの仕事をサイエンスにまで要求する必要はない

 最近発表された「サイエンスマップ2014」(文教ニュース)によると、「世界の研究領域数が拡大する中、日本の参画領域数は停滞していることがわかりました。日本の特徴を見ると、過去のマップとの継続性がなく、他の研究領域との関係性の弱い領域への参画が少ないことが示されました」とあります。つまり、日本と諸外国の科学分野雑誌等の論文の統計をとると、日本は既にある大きな分野に集中して研究をする人が多く、全く新しい研究分野でポツンポツンと新しいことを始める人は、世界的に見ると、ヨーロッパや米国に多いのです。要するに、誰もやらないことをやる人が日本では今どんどん減っているのです。

 既にある分野で大きく伸びそうなところに投資すれば、論文の数も増えるし、ある程度の成果が期待できるので安心ですよね。ですから集中する傾向にあるのです。反対に、成果が出るかわからないことをやる人は、日本で減っています。全く何もないところから新しいことを始めるのはリスクが大きいですからね。ですから今、日本人からノーベル賞の受賞者が出るたびに「将来は日本からノーベル賞が出るかわからない」と皆コメントしていますね。

 つまり選択と集中の結果、全く何も無いところから研究することは難しく見えてしまうのです。「今ある技術や科学を使っておもしろいものをつくろう」「人が欲しいと思うこんなものがあったらいいな」を実現するのはエンジニアの仕事ですから、それをサイエンスにまで要求する必要はなく、技術者が担えばよいと思います。

 要するに、科学と技術は全く別のものです。ただ、そう言うと科学にお金を投資する人がいなくなるので、サイエンティストはサイエンティストで社会に説明する必要があります。「科学は役に立ってなくはないけど、もう少し長い目で見てもらえますか」「科学も芸術や文学と同じように見てください」と。すると投資額は随分減るでしょうね...。ただ、エンジニアリングには投資したら良いと思うのです。エンジニアリングとは、役に立つことを形にする仕事ですから。

 ただ今は、サイエンスとエンジニアリングの区別がなくなりつつあります。しかし技術者にはサイエンスをするよりも、むしろ技術者には夢を見てもらいたいのです。科学者にも、(エンジニアリングとは)別方向の夢を見て欲しい。今は、両者とも夢が見られなくなっています。そこは何とかしたいところですね。

 私はサイエンスも教育しますが、今はエンジニアリングを教育する機関にいるので、夢を持つエンジニアを育てなければいけないわけです。「こんなものができたらいいな」を実現していく技術者を生み出さなければいけません。そこにもっと投資してもらいたいですね。


夢想できれば、エンジニアがやれることはいっぱいある

―最近は、科学者も技術者も夢を描けないくらい、疲れているように見えます。

 誰かが「昔の大学はお金が無くて、全く何もできなかっただろう」と言っていましたけど、昔は山のように自由な時間がありましたからね。今では自由な時間がないですよね。ただ、現状に不満を言っても仕方がないので、夢を語らなければいけないと思います。

 例えば、東日本大震災後、現代の科学技術が信頼を大きく失った部分がありました。十分計算しつくしたはずの防波堤はあっけなく崩れ、津波に乗り越えられました。千年に一度の津波だから仕方ないとは決して言えないですよね。県内でも約1万人もの人が亡くなっており、一人ひとりの命を失った人から見れば、防波堤が津波を防いでくれると信頼していたわけですから。現代技術の粋だったわけでしょう。
 
 一方で、静岡から私の友人がハイブリッド車で支援に来てくれたのですが、約1,000kmを無給油で来たそうです。無給油で1,000kmは、ディーゼル車なら可能らしいのですが、ガソリン車でできるなんてすごいことだと思います。それができたのも現代技術の粋です。他にも省電力電灯やワイヤレス通信機器、ここ仙台高専でも砂浜に埋もれた物体を電磁波で調査する手法等、震災復興に現代の技術がたくさん役立ちました。災害対策に役立つ技術は、例えば、アフリカのように水道がない地域で水をどう浄化するかにも役立ちそうですね。

 Google等ではインターネットにアクセスできないアフリカ等の地域にネットサービスを提供するため、太陽光発電式の無人飛行機に通信中継器を搭載する研究を進めているそうです。それらは、新しい科学というより、「こんなことができたらいいな」ということを、既存技術を組み合わせることで解決していけるわけですよね。それが世界の産業をリードしている、今はそんな時代になっていると思います。

 ですから、例えば「三次元のディスプレイが欲しい」と真面目に考えたら、きっと実現できる方法があると思いますよ。「こんなものができたらいいな」というものを、既成概念に縛られず夢想できれば、エンジニアがやれることは、もっと山のようにあると思うのです。

 サイエンティストには、少々申し訳ないですが、イノベーションは負担が大きいのではないでしょうか。(科学にもイノベーションが)できる分野とできる人はいるとは思いますし、それはそれでやってもらえばよいのですが、すべてのサイエンティストがイノベーションしかできなくなれば、それは気の毒ですよね。


時代に即したエンジニアを養成する

 ただ、これは色々な技術者の方が言っていますが、「技術に100%完璧なものはない」のです。人間が予想できない部分はたくさんあるので、トライ・アンド・エラーを繰り返しながら、少しずつよいところを探していく必要があります。

 ですから、エンジニアリングとサイエンスは本質的に違うとは言いながら、サイエンスを工夫して実際にエンジニアリングに応用しようとすると、色々な不具合が見つかって、それを乗り越えるには、大変なお金とマンパワーが必要です。それはサイエンティストではなくエンジニアリングがやればよい仕事かもしれないですね。

 従来の高専は、現場で実践的に働ける、狭い分野の職人的な技術者養成を求められてきました。約50年前、日本の産業界が急速に成長した時、「技術者がいないから養成してくれ」とできたのが高専ですからね。しかし、震災を経験した今、職人的な技術者だけでは不十分で、時代に即したエンジニアを養成する必要があります。
 
 そのためには、先程もお話した、コミュニケーション能力や情報収集力といった基礎力に加えて、「新しい何かをつくりたい」という夢や想像力をもつ人間を育てる必要があります。その時、ひとつの部分だけを見るのではなく、社会全体から俯瞰して技術を判断できる技術者が求められています。例えば、効率を上げることだけを考えた結果、公害等が起これば、社会全体にとってはマイナスですよね。要するに、課題を与えられた時、それが与えられた理由まで遡って考え、問題を解決できる人を生み出さなければ、日本の技術力は落ちていくと思います。それをリードできる国に日本がなぜなれないかは、考えなければいけない問題でしょう。

―最後に、今までのお話を踏まえ、中高生も含めた読者へメッセージをお願いします。

どんな時代でも基本が大切

 2050年まであと33年、今の小中高生たちが、2050年の世界をつくっています。2050年には世界人口が90億人を突破すると予測されており、世界中で使うエネルギー量は今の効率で考えると莫大になります。よって、非常に高効率なシステムを作る必要があります。

 私もこの高専に赴任してから初めて知ったのですが、例えば、最先端の電気モーターは、入力した電力の90%が機械的なエネルギーに変わり、10%しか熱にならないそうです。昔のモーターは電気ダダ漏れで、いつも熱くなっていたのですが、熱くならないモーターが現代技術では実現されているわけですね。ですから技術をどんどん発展させることで、多くの問題は解決できるかもしれません。そのような意味で、私は意外と楽観的です。

 ただ、世界の人口が90億人を突破し、日本では人口が減少して9千万人を切る時代に、日本が生きていけるかは大変な問題だと思います。その中でも確かに言えることは、基本が大切ということ。基礎的な数学や物理学は大切で、例えば物理学の中でも力学や電磁気学といった基本は大切だと思います。それができないと、そこから先には行けないですからね。

 ただし、さらに高度な数学や物理学を全て理解しなければいけないかといえば、先ほどもお話した通り、知識そのものの量はどの分野も莫大になっているので、それを全て頭に入れなければ何もできないと思わず、むしろ他人と協力して実現する手法を選ばなければなりません。

 そのためには相手のことを理解するコミュニケーション力が必要ですし、その相手とは、日本人だけでなく外国人かもしれません。色々な国の人達と協働して進める時代には、語学という意味ではなく、相手の考えを理解し、かつ相手を説得して自分のやりたいことを実現できるコミュニケーション能力が大切です。

 あとは、夢をもつことでしょう。「こんなものがあったらいいな」というイメージを持ち、それを創造しようとする力を持つことでしょう。

 その時には、知識のたくさんある人の話は、あまり信用しない方が良いかもしれません。あまり賢い人に「これどうでしょうね」と聞いても、大体「そんなもの原理的に無理だよ」「できるはずがない」と言われます。これまで私も無理だと固定観念で諦めてしまったことが何度かありました。しかし、そういうものにこそ執着して実現することを考えれば、直接的な手段では無理でも何か別の手段はあると思うのです。そんな時こそ全く違う分野の人の話が役に立ったりするので、豊かな創造力と、それを実現しようとする熱意を持ち続けるしかないでしょう。

 若い人にはとにかく、夢を持ってもらいたい。暗い未来ばかり言う人がいますが、何とか人間は生きていけるものだと思います。それを実現する何らかの方法があるはずです。


自分がおもしろいと思うことを追求して

 実はね、私自身も小中学生の頃は工作が好きで、本当はモノづくりが大好きだったのです。ですから大学進学時、理学部か工学部か迷い、結局、理学部化学科に入学したのですが、まさか化学に、電子回路を自作する必要がある分野があるなんて思ってもいませんでした。当時、レーザー等はすべて手作りですから、全部自分でつくらないといけなかったのです。考えてみれば新しい分析機器は全部そうです。新しい方法ですから装置は売っていないので、自分でつくる必要があるのです。楽しいなぁと思いました。

 中学校や高校では、化学や物理、生物で教科書が違っていて、理科は分かれている感じが何となくしていましたからね。でも今は例えば、植物の光合成の仕組みを調べようとしたら、生物か化学か物理かわからないくらい、色々な分野が融合しています。ですからどんな分野でも、自分が活かせると思います。

 中高生の皆さんは、自分がおもしろいと思うことを、何でもよいから追及してください。自分がおもしろいと思うことなら続けられますよ。それがエンジニアリングに向かうこともあれば、サイエンスに向かうこともある、どちらでもいいじゃないですか。自分がおもしろいと思うことをやることで、どこに行っても、必ず自分に合った方向があると思いますよ。

―福村さん、どうもありがとうございました。

取材先: 仙台高専     

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