研究歴(高部英明)
(2005年4月3日現在)
−本研究歴は02年10月1日に書いたものをベースに、上記日付に拡張した−
私のいままでの研究内容（分野）は４種類に大別できます。それは、
１． レーザー核融合の理論・シミュレーション研究
２． 高温・高密度プラズマの物理統合型シミュレーション・コードの開発
３． レーザー宇宙物理および宇宙物理・数値天文台の研究
４． 高エネルギー密度科学の研究
学生時代の研究から今日までの研究歴を、研究に対する動機の変遷などを織り交ぜながら説明します。立場の変化が研究だけでなく、研究を取り巻く研究体制や所属機関の将来構想などにも絡んでいくことがおわかりいただけると思います。
１．大学院生時代（75年-80年）
学部時代の1973年にオイル・ショックを経験しました。研究室は教授の魅力もあり、山中千代衛研究室を選択。高強度レーザーを用いた核融合の研究をするのが目的でした。ちょうど折り良く、三間国興氏(現阪大教授)が広島大学の西川恭治先生の元から助手で赴任してきました。山中研究室（その後、レーザー核融合研究センター：略称、レーザー研）の理論第1号の学生として三間先生の下で研究をスタート。テーマは「高エネルギー電子によるイオン波乱流の発生と、それによる電子の異常輸送」。”Plasma Turbulence” (by B. B. Kadomtsev) という大変難しい本を勉強し、繰り込みや、波と粒子や波と波の非線形相互作用など勉強しました。当時はただ難しいと思っていたが良い勉強になりました。
三間先生が米国で2年間研究活動をすることになり、修士１年の夏、博士課程に進学を決意して、プラズマ理論の国内留学。名大の谷内俊弥教授（故人）の下に。ここで、非線形物理学を学び、非線形熱伝導波とレーザーによるDeflagrationの理論計算を行いました。博士課程から阪大に戻り、名大の研究を自己相似解に拡張。三間先生が帰国してからは、異常輸送の研究に戻り、次に、爆縮の流体不安定性の理論計算を始めました。学位取得の後、海外に2年間滞在しました。
２．海外での研究（ドイツ、米国）（80年-82年）
学位を８０年の３月に取得。９月まで研究生。９月から、西ドイツ・マックスプランク・プラズマ物理研究所へ。ここでは、Dr. P. Mulserの下で、レーザーとプラズマの非線形相互作用に関する理論計算を行いました。ところが、1年後、Mulser氏はDarmstadt工科大学の教授に就任（０２年１月に退官しました。ドイツでは誕生日に退官する）。私は、別の研究機関に移ることに決心。ミュンヘンでの1年間は家の3階を貸してくれたFischer家（いまだに交流している。０３年夏に家族４人で会いに行きました）との温かい触れ合いもあって大変快適なものでしたが、当時の私は米国での「生き馬の目を抜く」ような研究環境を経験したく、米国に第二の地を求めました。
幸い、アリゾナ大学のR. L. Morse教授から「HTJ(Half Time Job)だが、来るか」と誘いを受け、渡米しました給料が半分のポストで、山中先生は反対しましたが、渡米を強行しました。Morseにも事前に連絡せず、アリゾナ大学のあるTucson（ツーソン）に着いて、電話帳で自宅の番号を調べ「着きましたよ」と連絡。とても驚いていました。要求された研究は磁場核融合装置トカマクのダイバータ周りプラズマの輻射不安定に関する計算でした。この計算は流体方程式の定常解を数値的に解き、それからの線形擾乱に対する線型方程式の時間発展をシミュレーションするというものでした。数値計算の宿命で、短波長の擾乱の場合、精度が悪く改善が必要でした。私は、問題を５階の固有値問題に置き換えて解くことにしました。数値計算の誤差を避けるべく、非線形熱伝導に起因するモードは近似的な解析解を用いる方法に４ヶ月ほどで到達し、前記の問題を解決しました。そこで、どうしてもこの方法をレーザー核融合の流体力学的不安定性（Rayleigh-Taylor不安定）に適応したく、その研究を独断で始めました。その結果、今日、レーザー核融合の分野で「Takabe formula」（高部の公式）と呼ばれている成果の第一歩を踏み出すことが出来たのです。
ボスのMorseも私の実力を評価してくれ、半年後からはFTJ(Full Time Job)に格上げしてくれました。給料アップの交渉をしようと、ベッドの中で「ボスがこう言ったら、こう答えよう。ああ言ったら、ああ答えようと」頭の中でボスとのやりとりの場を想定しながら、私は絶対に譲歩しない、やるべき事はやった、と考えている内に、英語でボスとのやりとりをしている自分を見いだしました。英語で考えたのは初めての経験で、この時の興奮は未だに覚えています。米国では、英会話の勉強をすることも目的でした。そこで、Morseに頼み、用意してくれた個室ではなく、学生の大部屋の真中に机を置いて頂きました。当時、一番親しかった学生のPat McKentyは現在、Rochester大学のLLE (Laboratory for Laser Energetics)の理論・シミュレーション・グループ(研究者１５人)のリーダーです。
また、大学院の「English Composition」（英作文）の講義も半年受けさせて頂きました。週に３回講義があり、半年で400ページの「American English Rhetoric」という教科書をあげてしまいました。毎週英作文の宿題が出て、最初の頃は、研究など放り出して、この宿題をこなすのに一生懸命で（実際、書くのは苦手でしたから）、妻から「貴方、米国に研究しに来たんじゃないの。何、やってんの」とからかわれました。しかし、その時の訓練が後に生きたと考えています。この授業でアウトラインの書き方なども初めて勉強しました。
滞在の後半は大変すがすがしく。学生達ともうち解けて親しくなり、馬鹿話に花が咲きました。友人の英語で気に入った表現は、次の日に私が自分の会話の中で使い、英語の喋る能力を高めていきました。９月にあり、契約再更新の時期がきてMorseも「金はあるからもう半年居ないか」と言ってくれました。私も望むところだったのですが、日本に電話して延長の話をしたらボスから「だまだ、だめだ。皆『高部だけ何故、そんなに長期に』と言っているぞ。帰国せよ」との厳しい返事が返ってきました。あの時、それを振り切っていたら、今頃は米国に住み着いていた可能性も十分ありました。
３．阪大での助手時代（82年-89年）
帰国後は阪大レーザー研の助手として、理論･シミュレーション研究に携わりました。まず、米国での研究を発展させ、非線形熱伝導波で表面がはがれながら加速している系のRayleigh-Taylor不安定に関する成長率の一般形を導出しました。これは、その後、まず米国で「Takabe formula」と命名され、世界中で広く知られるようになりました。誠に名誉なことです。
学生の指導も始め、慣性力で収縮して行く系の自己相似解を求め､その座標系での線形安定性解析を行いました。この厳密解は収縮する星の数値計算コードなどの良いベンチマークに使えることから、国立天文台の観山さんが各種流体コードのテストの標準問題として取りあげてくれました。
上司の三間先生の研究は解析や数値積分が中心で、最初、私もそれに従いました。ところが、やはり、物理複合型のレーザー核融合という現象を解明するには、その範囲を超える決断をする必要がありました。86年頃を境に、私の研究の重点はシミュレーションに移行しました。シミュレーションを始めようと勇気を出した背景には、当時読んだ、エミリオ・セグレ著「エンリコ・フェルミ」（みすず書房）の影響があります。フェルミは偉大な理論屋にして実験屋でした。本には理論家のフェルミが実験を始めたいきさつが書いていました。詳しくは本を読んで頂くとして「フェルミが理論を確認したくて実験をした。自分は実験とまでいかなくとも理論を確認するシミュレーションなら手が出せるはずだ。やらない手はない」と、決心したのです。
もちろん、物理モデルの開発を忘れたわけではありません。幸い、米国でシミュレーションを経験したことで、意外と早い段階に独学で爆縮のシミュレーション・コードを書き上げることが出来ました。まずは、球対称1次元のLagrangeコード。超新星爆発のシミュレーションに使われている数値計算法と同じです。
レーザー研は「激光XII号」という１２本の高強度大型レーザーを用いた実験が中心をなす研究センターです。その中で、我々理論家には、実験の設計(予言)、実験結果の解析などが求められます。私の助手の時代は実験家たちとの交流の日々でもありました。レーザー爆縮核融合では星の内部に近いプラズマが実現します。従って、諸々の物理が複雑に絡んだ複合現象を解析することが求められます。単純な理想流体のシミュレーションから出発した私は、非理想的状態方程式の物理モデル、高密度強結合イオンの密度汎関数理論を用いた計算、非平衡原子の電離度やオパシティーを計算する物理モデル、X線輻射輸送のモデル、乱流混合の理論とモデリング、核反応粒子の多次元輸送モデルなど、次々と宇宙物理や関連分野の教科書・論文を読んでは自分なりの物理モデルを考え、コードに搭載していきました。その結果､コードは高温・高密度プラズマの物理を解明するユニークなものへと成長していきました。88年頃にはコードの2次元化も開始しました。
実験家達との共同研究の論文は枚挙の暇がありません。現実の実験の物理に限りなく近づいて、実験家に「このコードにはこれこれの物理が入ってないから比較しても仕方が無い」と言わせないために努力したのが助手時代でした。そして、爆縮実験の計画をリードするまでにコードの信頼性を勝ち取ることができました。このコードは「ILESTA」と命名され、今では､レーザー研のほとんどの実験研究者や学生が自分のアイデアの確認、実験パラメータの決定や結果の解析に利用しています。また、ILESTAコードは米国ロスアラモス研究所のDouglous Post達の「世界中のコードのサーべー」では、「世界的に最もよく利用されている標準的なレーザー核融合用のコードの代表」と評価を頂いています。
４．超新星1987Aとの出会い（87年）
東大の杉本大一郎先生のグループでは超新星の理論･シミュレーション研究を行っていました。当時、大学院の学生だった戎崎君（現在、理研）と研究会で知り合い、杉本研でレーザー爆縮の流体不安定の理論をコロキウムで紹介することになりました。講演の後、当時助手だった野本憲一氏が残り、私の研究を超新星爆発の不安定解析に適用できないか、２時間ほど丁寧に議論の相手をしてくれました。それから、１年もしない87年の６月ごろ、野本さんから電話があり「高部さん。本当に超新星が爆発しましたよ。流体不安定が起こっているようです。一緒に研究をしましょう」という誘いを受けました。超新星1987Aの出現です。これが、私が宇宙物理に本格的にのめり込むきっかけとなりました。
私は流体不安定の一般論や数値計算法などで、野本さんの超新星1987Aに関する重点領域の分担者を努めました。また、蜂巣さん（東大）など超新星理論の方たちとの議論を通して、レーザー核融合がいかに宇宙物理に近い研究分野であるか、知識が増えるほどに驚かされました。このような関係が5年ほど続いた頃から、新たな展開が始まりました。それは、宇宙物理のコードを高強度レーザーを用いた模擬実験で検証しようではないか、というアイデアです。佐藤文隆先生著の本のまえがきにあった「宇宙物理とは地上で検証された物理で宇宙の現象を理解する学問である」という言葉にも勇気づけられました。宇宙物理のシミュレーション研究者達との会話で「コードのチェックをする実例がない」ということを何度も聞かされ、このアイデアに行き着いたのです。
５．講師･助教授時代（89年-97年）
この時代の８年間の前半は、ILESTAコードの物理モデルの拡充と統合化、及び、高利得ターゲットという将来予測のシミュレーションに重点を置きました。また、X線レーザーのようなレーザー生成プラズマの原子過程を制御してX線領域のレーザーを可能にする実験などにも携わり、そのための原子物理・原子過程のコードの開発を行いました。このために、原子物理学をかなりの深部まで勉強しました。高柳和夫先生(元宇宙科学研)などに教えて頂いたのもこの頃です。オパシティー・コードを開発し、国際オパシティー・ワークショップにも参加しました。このコードをILESTAに搭載して、輻射閉じ込め・輸送などの実験の設計・解析を行いました。
後半は流体不安定を広く解説する論文を書いたり、新たなコードの作成に取りかかりました。Euler型の標準的なコードですが、ここに、ILESTAの物理を移植し、爆縮最終段階での不安定の系統的な研究を行いました。この頃から、研究は学生が主体で、私はレーザー核融合に関しては指導がもっぱらとなっていきました。
95年頃からは実験室宇宙物理と銘うって、高強度レーザーを用いた宇宙物理の提案を始めました。宇宙物理に新しい分野を創生するはずだと確信し、野本氏（東大教授）や米国の実験家B. Remington（リバモア研）や超新星理論家D. Arnett（アリゾナ大）達と新分野開拓を始めました。日本の宇宙物理の方々にもその魅力を理解していただき､支援していただこうと物理学会誌や天文学会誌などに解説論文（提案論文）を書きました。この時期は、学生がレーザー核融合のシィミュレーションを行い、私は、レーザー宇宙物理とは何かを明らかにしていくため、宇宙物理の数々の重点問題を勉強し考えるという時代でした。
６．教授時代（97-現在）
6.1 宇宙物理
教授に昇任し、理学研究科物理の協力講座を担当する事になりました。物理研究科学生の研究指導の観点が私の宇宙物理への研究移行を加速させました。レーザー宇宙物理に限らず、宇宙物理の重点課題も私のグループで研究を始めました。しかし、その際、レーザーによる高エネルギー密度科学の経験をうまく生かし、「学際」にして初めて可能であるような発想の宇宙物理を目指してきました。
研究テーマに関して学生の意思を尊重しつつ、指導を始めたら嬉しいことに皆、レーザー宇宙物理の研究がしたいと言いました。そこで、超高強度レーザーによる相対論的プラズマの研究や宇宙におけるX線レーザーの可能性の研究などから始めました。97年から02年の5年間の学生指導を通した私の研究歴を以下に少し詳細説明します。
（１）星の進化の流体・輻射現象（学生：依田）
超高マッハ数の衝撃波が物質と衝突した時に起きる流体現象や非平衡輻射過程は宇宙では超新星爆発とそれによる爆風波が分子雲などと衝突したときに重要となります。超新星1987Aを例にとり、その放出物質がリング状の星周物質と衝突した際の模擬実験のシミュレーションを行いました。また、予備的な模擬実験を実施し、衝撃波による渦発生などを観測、解析しました。衝撃波の加熱に伴う非平衡原子過程もレート方程式を解いて解析し、Ｘ線の光度曲線を示しました。
（２）光電離プラズマの研究とＸ線レーザー天体の可能性（学生：森田）
ブラック・ホールや中性子星から輻射温度が1keVにも達する強いＸ線が発生していることが観測されています。このような天体をＸ線天体と呼ばれています。白鳥座X3天体の場合、強力なＸ線が伴星に照射され、光（Ｘ線）により電離している非平衡プラズマが観測されています。このような光電離プラズマの理論解析を行いました。さらに、その際に反転分布が形成され、宇宙でＸ線領域のレーザー現象が起こる可能性があるか考察しています。まだ結論には至っていません。
（３）超高強度レーザーによる陽電子生成の物理機構（学生：中島、共同研究者：Cowan）
Tom Cowanらにより陽電子の生成が96年、リバモア研の超高強度レーザーを用いた実験で確認されました。超高強度レーザーを対生成に効率よく利用できれば、小さいが、極めて高密度の相対論的な電子・陽電子プラズマを実験室に生成でき、高エネルギー天文学に関連した物理の模擬実験を行うことができます。中島君は相対論的Fokker-Planck方程式を数値的に解き、同時に量子電気力学(QED)の効果を取り込みシミュレーションを行いました。その成果を踏まえ、私がTomとその上司と交渉し、中島君を米国に派遣して共同研究を行っています（期間は01年6月-02年10月）。中島君は04年3月に学位を取得し、今は、電中研で原子炉などの劣化のシミュレーションに取り組んでいます。これは、中性子で格子欠陥ができるナノ秒の世界から腐食が起こる何十年のスケールをつないだシミュレーションで、魅力的なグランド・チャレンジです。大学での研究で培ったシミュレーション技術や研究スタイルが違う分野の挑戦的課題で生きることは、極めてすばらしいことだと考えています。
（４）非相対論・相対論的プラズマ・ジェットの研究（学生：水田）
上記のように電子・陽電子プラズマが生成できると、活動銀河核ジェットなどの相対論的ジェットの模擬実験が可能となるはずです。また、近年騒がれているガンマ線バーストのファイヤー・ボール・モデルの模擬実験が考えられます。水田君は二次元の相対論的流体コードを開発し、まず、宇宙ジェットの物理を研究しました。また、コードを非相対論の場合にも適用し、恒星ジェットの模擬実験の考察を行いました。輻射冷却によるジェットの形成をAstrophys. J. 誌に掲載しました。水田君は、数値計算と物理の能力が評価されて、現在、米国リバモア研にてB. Remington博士のグループで研究を行いました。（02年7月より03年11月まで）。また、東大・佐藤研の長滝助手（現・京大基研助教授）とハイパー超新星のジェット・モデルに関する論文も共同研究で執筆中しました。04年3月に学位を取得し、京大基研のPDFとなり、05年9月からは念願であったミュンヘンのMax-Planck Institute for Astrophysicsに採用が決まりました。世界で活躍してくれることを喜んでいます。
（５）レーザー核物理の研究（学生：塩屋）
超高強度レーザーの先端科学への応用の第二段として、超高強度レーザーによる核物理の可能性を調べています。核に束縛された電子がレーザー電場で10MeV以上の運動エネルギーをもらって核と衝突する際に起こる巨大共鳴について研究しています。現在はデラック方程式の時間発展を空間三次元でシミュレーションし遷移確率を求めました。結果は実用には難しいと、出ました。その後、研究室の雰囲気もあり、コンパクト星の合体のシミュレーションを行っています。
（６）その後の学生
塩屋君の後、杉山、小林（現D3）、疋田（D2）、永田、政田(D1)、矢倉(M2)、新人２名(M1)と続きます。
杉山君は米国テキサス州のライズ大学のEdison Liang教授の下でガンマ線バーストの新モデルの数値計算をしています（04.7-05.10予定）。小林君はIa型超新星の乱流燃焼のシミュレーション。
疋田君は本人の「宇宙論を研究したい」という強い希望があり、現在、東京三鷹の国立天文台の杉山直教授の下で研究を行っています（04.4-06.3予定）。
永田君はパルサー風の中での超相対論的電子陽電子プラズマ中の無衝突衝撃波の形成過程と粒子加速の研究を粒子コードを開発し趣旨論文で成果を上げました。これも本人の希望があり、この課題では日本の権威である東大理の星野真弘教授の下に５月から国内留学します。
政田君は、佐野君の指導よろしく、原始中性子星内部の非軸対称磁気流体不安定性の線形解析を行い、新しい発見をしました。これは、超新星1987Aのような重力崩壊型超新星爆発の物理機構に新しい対流の原因を示唆するもので、この不安定による異常輸送で漸く超新星は理論的に爆発できるかも知れません。彼は今度は３次元の磁気流体シミュレーションに進む予定で、この分野の日本の権威、京大理の柴田一成教授の研究室に移籍します。
（７）国費留学生、Sebastein Lasserre
ユニークなフランスからの留学生です。友人のSerge Bouquetの教え子で、仏CEA研究所での研究に嫌気がさし、Sergeに相談したところ、私の研究室に留学することを薦められたそうです。04.4に日本の国費留学生として２年の予定で来ました。日本通の面白い仏人です。大学は数学科だったのですが、「仏の数学者はいかれた人間ばかり」と、社会との関わりがありそうな物理に博士課程から変更しました。しかし、物理を勉強し社会との関わりを意識したいと思い移ったCEAは核兵器の研究所ですから研究者が「暗かった」そうです。ここで一仕事しましたが、日本に来た。英語は上手で、とても良くできる学生です。夜中に私の所に来ては歴史や政治や文化等について話しだし、２時間は話して（当然私も会話を楽しみましが）引き上げていきます。
6.2 高温・高密度プラズマ研究の物理統合型コードの開発
教授になって、センターのプロジェクトへの貢献を求められ、それまで、個人活動で行ってきたコード開発をプロジェクトとして指導することになりました。米国リバモア研のレーザー核融合の統合コードなどと比較して劣る点が2点ありました。1つは、２次元のLagrangianコードのRezoningを自動的に行うALE (Arbitrary Eulerian Lagrangian)の計算スキーム。２番目は宇宙物理で世界標準になっているリバモア研で開発されたオパシティー・コード「OPAL」に相当するコードを独自で開発することです。また、OPALが局所熱平衡の原子データしか供給しないのに対し、こちらは、非局所熱平衡も扱うコードを開発したい。これは、レーザー核融合のみならず、宇宙物理にとっても喉から手が出るほど欲しいデータです。
この2件に関し、1は長友助手が中心となり、2は山田助教授が中心となりコード開発を行いました。その内容を簡単に述べます。
（１）二次元爆縮コードの流体計算スキーム（共同研究：長友、東北大・澤田）
レーザー爆縮統合コードの開発をプロジェクト研究として推進してきました。プロジェクトではALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)法に基づき、変形する流体を計算メッシュが追跡しながら、それでいて、メッシュが大きく変形し過ぎないようにメッシュを張り替えながら物理量の時間変化を追跡するアルゴリズムを開発しました。当初、古典的なアルゴリズムからスタートしましたが、長友助手の主体的な活躍と客員教授の澤田氏（東北大・工）の協力により、CIP法をベースにした物理量の移流計算に成功し、流体不安定の成長や爆縮の様子が無理なく計算できるようになりました。
（２）オパシティー・コードの開発（共同研究者：山田、山崎、ザルツマン）
私が開発し、実験解析やターゲット設計に使われてきたILESTAコードの原子状態に関連した物理モデルは、統計平均した平均イオンを仮想的に考え、Ｘ線の放出・吸収係数（略して「オパシティー」とよんでいる）を計算するというものでした。米国リバモア研で開発されたOPALと呼ばれるオパシティーのコードはプラズマ中のイオンの分布や原子構造の詳細な計算を基にしたもので、レーザー核融合だけでなく宇宙物理などでも観測データをよく説明することから世界的に評価の高いコードです。
山田君が在籍した２年間、山田助教授の卓越した能力と私の経験との融合によりOPALより優れた（非平衡プラズマも含む）詳細なオパシティー・コードがほぼ完成しました。これは、タイミング良く私のグループに加わってくれたザルツマン教授（外国人客員：５ヶ月間滞在）のイオン分布を計算するコードを利用できたことと、PDFの山崎君がデータの検証などに加わってくれたことにもよります。
6.3 ITER騒動と核融合エネルギーへの回帰の中での「数値天文台」
２１世紀の幕開けは、文部省と科学技術庁の統合による文科省の発足。偶然のタイミングで発生した、５千億円の国際熱核融合実験炉「ITER（イータ）」の日本への誘致の是非を巡る研究者の激論で始りました。私は山田君のオパシティー・コード開発が終了した段階で、統合コードの開発終結宣言をし、実験室宇宙物理に２人で本格的に乗り出す予定でした。
ところが、ITER騒動に於ける核融合研究者のあまりにも視野が狭いこと、つまり、「ITERが日本誘致になれば核融合のパイは大きくなる。大いに賛成」という老研究者達の無責任さに嫌気がさし、核融合との決別宣言をしました。時を同じくして、文科省の学術審議会の中に「ITER後の核融合コミュニティーの新路線」を話し合う「核融合ワーキング」が設置されました。その中で、レーザー研は私の強い反対にもかかわらず、「核融合エネルギー開発」研究を主体的に行うという決断をワーキングで表明したのです。
そんな論争の中、山田君は「私は核融合エネルギーに貢献できるとは思えません」と早稲田大学からの誘いを受けて移籍。私も居る場所がないことに気が付きませんでした。それでも、学生の指導も必要であり、核融合から離れたが実験室宇宙物理も推進できる状況にないのは明らかでした。当分の間は学生には彼らが希望する宇宙物理の研究を指導することになりました。しかし、この混乱の中ではっきりした方針が定まらず、学生にも多大な精神的負担を与えたことが心残りです。
幸い、この様な逆境の時期に宇宙物理のシミュレーションを専門とするグループが１５ほども集まって「数値天文台」という仮想研究所を作ろう、それを高部がリーダーで文科省の「特定領域研究」（５年で６億程度）に申請しようとなりました。苦しい中での外部の宇宙物理研究者達の声援には本当に救われる思いでした。この数値天文台は当初の約束で３年間、高部が代表で申請することになり、03,04,05年度と３年間申請を行いました。結果として採択にはなりませんでしたが、この間に東大などの友人達の暖かい支援を受けて申請書を作成できたことは、大変な財産となりました。
７．教授時代２(03-05)
７.1 量子科学研究所構想
この様な中、国立大学の独立行政法人化が新たな課題として浮上してきました。法人化には数々の背景がありますが、法案は０３年３月、閣議決定され、０３年度に成立。０４年４月から全国９９の国立大学は統合も含め独立行政法人となりました。
０３年の１月８日、大阪大学は「特段の要望」を文部科学省に行いました。その内容は「経済研究所の廃止と新たな基礎科学研究所の設立」でした。阪大の中のレーザー研、核物理センターを含む６つの研究センターを一つにして基礎科学のための全国共同利用の「量子科学研究所」を設立しようというものです。レーザー研もこの動きに積極的に連動しました。主な理由の一つは大学附置のレーザー研のままでは独法化後の存続に不安があるからでした。
「量子科学研究所」については６センターの教授の全体会議で合意が得られ、ワーキングを各センターから2人の教授により構成し、週末も含めた議論により６センターが合意できる新研究所の理念の議論が行われました。逆境にあった私には大変嬉しい話しでした。本構想は核物理研究センターの土岐センター長の主導で議論が進められ、その中で、レーザー・加速器も組み合せた「実験室宇宙物理」を新研究所の柱にしようということになったのです。
土岐さんとは理学研究科の協力講座ということで知り合いました。その後、０２年の４月に高部が日本物理学会の理事に内定し、国際交流、特にアジア太平洋物理学会連合(AAPPS: http://www.aapps.org/)の活性化を次期会長の北原氏から依頼されたことから、当時の理事であった土岐氏との交流が盛んになりました。議論の中で当然、研究に関する考え方など話す機会も何度もあり、土岐さんと私の研究に関する考え方、とらえ方が極めて近いことを発見して喜びました。吹田キャンパスの中に私からいえば「極めて健全な研究精神を持って大きなセンターを運営している人」が居たことに勇気づけられのです。
新研究所の理念や組織に関するワーキングの議論は大変有益でした。阪大の中にこんなに価値観を共有できる研究者がいたことを知り、嬉しくなった。土岐さんを支える形で新研究所構想を作り上げていました。そんな１月に、センターの新しい動きを確認したので、山田君の後任人事を始めました。１５名の応募があり、当時、ケンブリッジ大学にいた佐野君を助手として採用しました。彼の専門は宇宙に於ける磁気流体乱流の数値計算で、彼は私にないものを持っていたこともあり採用したのです。おかげで、私はそれまで磁場が苦手であったが、磁気流体を身近に感じることが出来るようになりました。
ところが、文部科学省は独立行政法人の法案をとりまとめ関係省庁の次官級会議でも認められたのに、閣議決定前の慣例である自民党文教族への説明会で「全国共同利用研究所の省令化については独立行政法人化の精神に反する」と反発が出て、省令化は法案からはずされた形で成立したのです。また、経済研究所も東大、京大の仲間から弱腰を叱咤され、研究所存続で動きました。その結果、量子科学研究所構想は求心力を失い、６月には構想断念に至ったのです。
７.2 レーザー研の全国共同利用研構想
絶望の中で、先の見えない日々を送っていました。そんな中で核融合関係の予算の核融合科学研究所への一本化が所轄の学術機関化から示され、レーザー研は現予算から幾らを核融合研との新しい形である双方向型共同研究として核融合研究を続けるかの議論がされました。諸々の経緯もあり、結果として１億円弱を双方向型でまかなうことになりました。そして、０４年４月１日、大阪大学は独立行政法人となったのです。
新しい制度の中でレーザー研がどのように発展を期すか議論がされました。その中で、「大規模レーザーによる高エネルギー密度状態の科学」という学術を研究するための全国共同利用の構想に皆が共感するようになってきました。そのために、学術会議の物理研究連絡委員会（物研連）で構想を議論して頂くことになりました。ところが、執行部は議論もなく「光科学」にその審議を依頼したのです。私はおかしいと思いました。４月より共同研究の責任者に指名されたので、６月のシンポジウムで全国共同利用に関するパネル討論会を開催し、この点についても「問題の矮小化である」と言わせて頂きました。
不思議なもので、全共化構想で５月には「実験室宇宙物理」と「レーザー核融合」を２本の柱にした構想に教授が合意したのです。ところが、この全共化の議論がまた一時混迷しました。外部の研究者にレーザー研の意図が伝わらない。その状態で、混迷の理由を私なりに分析し、新しい方針を述べたところ、高部が委員長で「全国共同利用研化構想委員会」を所内に発足することになりました。そこで、私は理念から研究テーマ、推進計画、組織のあり方など６人の委員と話し合いながら構想を作り上げたのです。
その過程で、物研連の委員長である北原氏に相談に乗って頂いたところ、内容について大変興味を持って頂き、同時に、既存のソサエティーの共同利用ではなく２１世紀型の「学術融合型」の共同利用研という構想を大変高く評価して頂きました。また、物研連は京大の基研にはじまり、全国共同利用研究所を学術会議の答申として多数設立してきた歴史があり、独立行政法人化を受けた新しい全国共同利用のあり方を集中的に物研連で議論している時でした。そこで、この新しい全国共同利用研の構想を物研連の全体会議で話題提供せよ、となり０４年１２月１５日に東京の学術会議にて井澤センター長と高部で説明し、審議して頂いきました。結果として委員の皆さんが内容に積極的な興味を示し、新学術としての展開を図るべしとなり、報告書作成の小委員会が設けられたのです。
センターは「高エネルギー密度状態の科学」という学術研究の日本における、いや、世界の学術拠点構築を目指し歩み始めました。まだまだ、課題山積であるが、私は「外部に開かれた、学術を融合する、民主的で透明な」全国共同利用センターの設立に向けて努力したいと考えています。
７.3 教科書の執筆など
落ち込んだ時に救いの手が差し伸ばされる。嬉しいものである。岩波書店から「物理の世界」シリーズに「さまざまなプラズマ」という表題で本を書いて下さいと依頼が来ました。結局、０４年３月に出版。書き出すまでに時間がかかりましたが、その間の、物理学会領域２（プラズマ物理）のアドバイザリー・ボードなどでの領域の再構築などの議論が大変役に立ちました。つまり、物理学会としてはプラズマ物理学を「学問」として再構築しよう、そのためには物理の共通語でプラズマ物理を議論できる場を提供しようというものです。
教科書は結局、０４年の正月休みで一気に書き上げました。それなりに満足したものになりました。しかし、ページ制限のため学生にはコンパクトな割には難しいようです。しっかりした分かりやすい教科書を近いうちに書こうと思っています。
少し遅れて、朝倉書店から「物理学大事典」という千ページにもなる事典の第１６章「流体・プラズマ」を書いて下さいと依頼がありました。これは、岩波の本を補う形で、少し難しいが厳密な取り扱いを含む形で０４年の夏休み前に書き上げました。０５年の秋には出版される予定です。
０４年の夏、中国の物理研究所のJie Zhangに依頼されて、実験室宇宙物理の講義を１２時間しました。この資料を作成する過程で、実験室プラズマから宇宙プラズマ、それをつなぐ実験室宇宙物理の全貌を明らかにする教科書が必要だ、と強く感じるようになりました。０５年の目標はこの教科書を書くことです。研究者は年齢により役割が変わってきます。私に今、求められているのは、自分の頭の中にある物理を分かり易く次の世代に伝える教科書の執筆だと考えています。学問とは、そのような積み重ねで発展するからです。
同時に、中央公論の０５年５月号に「科学審査制度の改善こそ国家の急務だ」という論文を書きました（４月１０日発売）。学生時代、「中央公論」といえば、憧れの雑誌でした。学生時代は「文藝春秋」を愛読していましたが、中央公論は憧れていても難しくてなかなか手が出なかったのです。この創刊以来１３０年近い歴史のある月刊誌に自分が記事を書くとはまさか思いもしていませんでした。しかし、人の紹介を受け、編集長の間宮さんとの２時間におよぶ「昼食を食べながら話しましょう」という面接にも合格し、タイミングを考えて、３月に週末２日間で一気に書き上げました。この論文の中に書いた提案も私に課された新しい課題であり、要請があれば日本の科学審査向上のため努力したいと考えています。
８．まとめ
元来物理は好きであり、得意でした。学部時代にオイル・ショックに遭遇し、核融合によるエネルギー開発を行うべく、研究者の道に進みました。はじめは、異常輸送や流体不安定など個々の物理を解析的ないし数値積分により研究しました。その後、レーザー爆縮という諸々の物理が複雑に絡んだ高温・高密度プラズマの全体像を掴みたく、シミュレーション・コードの開発を行いました。その過程で、主に宇宙物理のテキストや論文を参考にしながら、輻射輸送、非平衡原子過程、状態方程式、強結合プラズマなどのモデリングを行い、コードに搭載していきました。実験家から突きつけられるレーザー爆縮実験の結果を解析しなければいけない、というミッション・オリエンティドな動機が私に広い分野の物理を勉強しモデリングする機会を与えてくれたのです。
そんな時、超新星1987Aに出会い、野本氏の支援もあり宇宙物理の人達との交流が始まりました。超新星の流体不安定がスタートでしたが、宇宙物理とレーザー核融合がまさに同じ学問に基礎を置いていることがだんだん分かって来るに従い、高強度レーザーを用いた宇宙物理の研究という、新しい学際領域の開拓に取り組むようになりました。同時に、核融合の研究者が成功シナリオ（丸い玉を球対称に爆縮する）にしか興味がなく、乱流混合など複雑だが私にとって興味深い物理をさらに深めていくことに興味を示さないことにだんだん失望していきました。
そして、国際熱核融合装置「ITER」の推進が決まり、国内の核融合分野の再編の議論が始まった０１年頃から「核融合は工学であり理学ではない。我々はエネルギー開発がしたいのであり物理がやりたいのではない」という声がセンターで大きくなってきました。しかし、私から見ればレーザー核融合は未だ理学なのです。
そんな状況の中、核融合研究を開発段階と捉えて研究を進めて行く気持ちにはどうしてもなれませんでした。私のグループでは、レーザー宇宙物理に基盤を置きながらも、宇宙物理自体の研究を推進してきました。ただし、レーザー核融合で培った理論・シミュレーションの知識や技術を大いに利用し、学生には大型シミュレーションができる理論研究者になってもらうよう指導しています。レーザー核融合研究を通して育んだ高温・高密度プラズマ物理の知識を生かしたユニークで学際的な宇宙物理の研究に挑戦しているのです。
地獄に突き落とされていた思いであったのが、幸い、世の中の急激な変化の中で、皆の意識が変わり、現在は「高エネルギー密度状態の科学」という学術の最先端を切り開く学術融合型の全国共同利用研究センターへ変貌しようとしています。色々な人に助けられ、私が思い描いてきた学術への挑戦が透明な窓口を通して全国的に展開できそうです。まだまだ、先に何が起こるか分りませんが、大切なことは、大学の研究センターにいて「優秀な学生が是非チャレンジしてみたいと思うような研究課題を提示できるか」です。幸い、実験室宇宙物理は「宇宙」というロマンと「物理」という研ぎ澄まされた学問をつなごうという新しい学術です。
０５年の１月から３年任期で就任したアジア太平洋物理学会連合の理事として、連合の活性化をこの新しい学術の進展と絡めて推進していきたいと考えています。皆さんの支援をお願いしつつ、筆を置きたい。
