南部陽一郎博士の業績

「予言者」とも言われた南部陽一郎博士の業績とは、一体どんなものだったのでしょうか。

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インタビュー

南部陽一郎博士 と親交のあった方、博士の教えを受けた方に聞いてみました。

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南部陽一郎博士の業績

「予言者」とも言われた南部陽一郎博士の業績とは、一体どんなものだったのでしょうか。

南部陽一郎のもっとも代表的な業績はもちろん「自発的対称性の破れ」。そのインパクトは広く、深い。なぜなら、現代の素粒子の理論は「対称性」を基本的な材料として組み立てられているからだ。素粒子の間にはたらく力、つまり電磁気力、弱い力、強い力、はいずれも素粒子のもつ内部空間の対称性を基盤として作られる。素粒子の中には空間回転に類似する内部対称性があり、素粒子が移動してもその対称性が保たれるとすることで力の性質(例えば電磁気力のクーロン力)が規定される。その対称性が、場合によっては壊れて内部空間のどこかに偏ってしまうことが起こりうる。すると力の性質が変わり、粒子自身の性質も変わってしまう。強い力で粒子に質量が生まれるのはそのためだし、弱い力を伝える Wボソン、Zボソンが質量をもつのも対称性の破れが原因だ。ヒッグス機構と電弱統一理論は南部の「対称性の破れ」のアイデアをあてはめて作られている

驚くべきなのは、このアイデアが「無」から生まれたように見えることだ。南部理論が生まれた当時、まだ対称性にもとづく素粒子の理論(ゲージ理論と呼ばれる)はできあがっていなかった。南部は陽子と中性子のしたがうある模型を仮定して理論を展開したが、同じアイデアが後年量子色力学(強い力の基礎理論)ができたときに適用され、クォーク、さらには陽子や中性子が質量をもつことの説明につながった。弱い力の基礎理論もゲージ理論だということが後年発見されたが、ここでも南部のアイデアは中心的な役割を果たすことになる。最終的にヒッグス粒子発見で確立した素粒子標準模型は、南部のアイデアを基軸として作られたと言ってもよい。そのアイデアは、南部が超伝導のBCS理論を深く理解しようとしたことから生まれたと言われる。

南部の素粒子物理への貢献はこれだけではない。量子色力学(強い力のゲージ理論)もその源流をたどると南部のアイデアに行き着く。当時見つかっていたさまざまな素粒子(陽子、中性子の親戚、バリオンと呼ばれる)の分類から、西島やゲルマンらはより基本的な粒子、クォーク、の存在を予想するに至った。ただし、それは分類のための仮想的な道具にすぎないかもしれなかった。南部は、対称性の議論からクォークの間にはたらく「非常に強い力」の存在を予想し、8つの媒介粒子を導入した。それはその後、グルーオンとして量子色力学の一部となっている。

南部の「ひも理論」は、さまざまなハドロン(中間子とバリオン)の質量や反応を説明するために導入された。それまでに得られていた反応のパターンが弦の振動と同じだということに気づいたのだという。現在の理解でも、ハドロンの励起状態はグルーオンでできたひも状の構造をもつことがわかっている。南部は、その理論をまったく別の視点から生み出したことになる。「ひも理論」はその後、万物の基礎理論候補としてまったく別の発展をとげ、「超弦理論」として知られているが、その教科書の1ページ目には南部の理論がのっている。

南部陽一郎が、素粒子理論の「予言者」と呼ばれた理由がわかっていただけただろうか。数々の不滅の業績を残した南部陽一郎博士は、2015年7月5日に永眠された。2021年は氏の生誕100年にあたる。


ヨビノリたくみ さんの授業で学ぶ 南部陽一郎博士の業績

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インタビュー

南部陽一郎博士 と親交のあった方、博士の教えを受けた方に聞いてみました。


「対称性の破れ発見の背景に日本の文化」

菅原寛孝(KEK元機構長)

1965年の夏だったと思いますが、コーネル大学に初めて着任するということになりました。(コーネル大学は)ニューヨーク州のイサカというところにあります。そこに日本から行く途中、ウィスコンシン州のマディソンというところで、夏の学校がありまして、そこに出席しました。そこに行く途中にシカゴに立ち寄って南部先生のご自宅にお邪魔したのが最初の出会いでありました。

もちろん私は先生の仕事を知っていましたし、先生も私の仕事のいくつかはご存知でした。そこでの会話のほとんどは奥様の智恵子さんと、私の妻との間の話でして、智恵子さんは、いつもその先生を「ようちゃん、ようちゃん」と呼んでおられましたけど、南部先生自身はいつもニコニコして、静かにしておられました。そんな、非常に控え目な人柄の方でした。日本でもそれほどそういう人が見たことないので、初めてお会いした時「とても日本人的な方だな」と。

1966年でしたか、コーネル大学からカリフォルニア大学のバークレー校に仕事(の場)を移したんですが、サンフランシスコ郊外のバークレーです。あるとき、南部先生から直接電話がかかってきました。「来年はシカゴの研究室に来てくれないか」というお話がございました。バークレーも非常に居心地のいいところでしたけど、せっかくの南部先生のお話ですので即座に提案を受けさせていただき、67年から1年間、南部先生のところで研究生活をすることになったわけです。

シカゴに移って間もないころでしたが、用事で南部先生のオフィスに伺い、用事が済んでから、先生がクォークの理論について、黒板でいろいろ説明を始めました。 その時、南部先生が「私はクォークに3つの色があるんだ」と。赤、青、緑というふうにおっしゃって図を描かれました。その当時はまだクォークに色があるなんて話はありませんでしたので、非常に興味を持って聞かせていただいたんです。

下の図にありますように。3つの候補がブルー、レッド、グリーンでまとまった3つのクォークシステムで、 左の絵がプロトンとかニュートロンとか言ってる粒子で、右はレッドとアンチレッドという風に色分けしてありますが、これがパイ中間子とかその他の中間子、我々がボゾンと言っているもののモデルでした。これはのちに力学としての量子色力学、Quantum chromodynamicsにつながっていく、そういう議論につながっていく最初の非常に直感的な説明でありました。

1年で私は日本に戻りまして。東大の原子核研究所を経て、当時、高エネルギー物理学研究所といっていたKEKに所属することになりました。1973年には、ビジティングプロフェッサーとしてシカゴにお呼びいただき、その後何度もシカゴに先生をお伺いいたしました。南部先生も、私の勤務するKEKに何度かおいでいただきました。この写真は、1980年代後半であったと思いますが、高エネ研のトリスタンプロジェクトという、大きな加速器のプロジェクトの建設の初めの式典に南部先生においでいただいた(ときのものです)。

南部先生には最も有名な仕事、たくさん仕事がございますが、ここで3つだけ挙げされていただいております。図の一番上の仕事は南部先生とお弟子さんのヨナ・ラシニオさんで一緒にやったもの。後でちょっとこの仕事のお話させていただきますが、あとでノーベル賞の対象になったお仕事です。2番目のお仕事がクォークのカラーのダイナミクスに関するお仕事でございます。3番目は論文になっておりませんが、インターナショナル・コンファレンスでお話で、これが「南部のひも理論」、ストリングセオリーに関する仕事を述べた話です。

(私は)有名なファインマン先生とか、KDB、朝永先生といった人たちの論文を色々勉強させていただいたんですが、こういった方々の論文は、素粒子物理での考え方を物性物理に応用するというスタイルがメーンの方向でございました。けれども(南部先生と)ヨナ・ラシニオさんとの論文は非常にユニークで、逆に物性物理のアイデアを素粒子物理に応用するという論文でした。

ちょっと詳しく説明をさせていただきますが、この対称性の破れということに関連する仕事でございました。何か素粒子物理にある対称性――それは物性物理にあってもいいわけですが――、物性物理でいう基底状態、素粒子物理でいう真空状態って言っていますが、そういうところにある種の場が凝縮するという言い方をします。ちょっと数式になって大変申し訳ありませんが、電子の場がある時、電子場のペアが基底状態に期待値が有限の値を持つ。これをそういう場合、電磁場のゲージ対称性が破れてしまう。そういう考え方を素粒子に南部・ラシニオの論文で素粒子に導入しまして、何か素粒子の真空の状態で、そういうある種の場が期待値を持つと。今、その場のことをヒッグス場と言っておりますが、実際にヒッグス粒子という形で存在はもう証明されているわけですね。

そういう物性物理の考え方を素粒子に応用していったという新しい考え方でございます。こうした南部先生のお考えが、 一体どういうところから来ているのかと。まあ、これは私自身の考えでございますけど、 西洋の美的考えといいますか、美とはどういうものかというと、美というものと対称性というものと不可分に結びついているっていうのが、西洋文化の美の概念でございます。

この絵をご覧になっておわかりかと思いますが、非常に綺麗に左右対称にできております。そうした対称性というものと美的観念が結びついているわけですが、日本文化の美的観念というのは非常に西洋の考え方とは違っております。

ここに何らかの対称性を見るというのは非常に難しいわけです。特にその対称性が破れているということが美の根源にあるという、日本文化の独特の性格があるわけです。

南部先生はご自身でそういうことを強くおっしゃったことはありませんけど、南部先生の、なんて言いますか生まれつきの美的なセンスの中に非常に深く食い込まれている考え方ではないかという風に私は感じておるのです。

南部先生の対称性に関するお仕事は素粒子分野だけではなく物理学の非常に広い分野で大きな影響を与えております。そういう意味で、「20世紀で最も偉大な物理学者の一人」といえるかと思います。

「ほほ笑みの物理学」

菅本晶夫(お茶の水女子大学名誉教授)

1978年の夏だったと思いますが、ドクターを取って(東大)原子核研究所の研究員だったんです。東大・本郷でセミナーがあると聞きまして、みんな押しかけて自分は家でこもって計算しておもしろい方程式が出てきたんですが、その意味がわからなくて「なんだろうなぁ」と思っていたら、南部先生の話で出てきたモデルと全く同じだったんですよ。南部先生はそれを「流体力学だ」とおっしゃっていた。

「なるほどこれが流体力学なのか」というので、僕はうれしくて多分9月ごろに論文を書いて。その夏に原子核研究所に南部先生が来られたときに藤川和男さんが、益川さんと一緒に仕事をしていた中島日出雄さんと私と2人が、原子核研究所のサロンで黒板を使って自分の話をして。南部先生が横にいて質問してくださったんですよ。そのあとも藤川さんのお宅に行って一緒に食事まで食べさせてもらって親しく話をさせてもらって「南部先生ってこんな人なんだ」と非常にうれしかったんです。それが最初のきっかけで。

それから僕はKEKの助手になってたんですけど、(南部先生)は何度か来られていたんだけど、あれは81年から83年まで実はシカゴ大のポスドクでとってもらったんだけど、実は瀬尾幸市さんといって僕の共同研究者で僕の後輩なんですけど、彼がまずシカゴ大のポスドクに決まっていた。「よかったね」という話をしてた。そしたら南部先生から電話がかかってきて「もう一つポストが空いたから、お前も来ないか」と言われて。「どうしようか」と。僕は「あんまりあれだから」と思ってたんですけど。瀬尾さんがいるから、僕は一人では無理のようなタイプだったんで「多分、二人だったら大丈夫だろう」とみんな思われたんで、それでとってもらって行ったんです。それで2年間お世話になって。

それでまずシカゴに着いたら、南部先生はすぐ車でシカゴのダウンタウンを案内してくれて「シカゴってこんなとこだよ」と言ってくださって。要するに非常に家庭的なんですよ。そんなことで僕はそこで2年間お世話になって非常に楽しくやって、こんなとこで勉強しないといけないのに、お酒ばっかり飲んでてまったく勉強しなくて。非常にいい雰囲気で、南部先生から怒られましたけど。「お前、お酒やめろ」とか。それにも従わずに楽しくやったんです。だから「この楽しい雰囲気が物理をやるのに重要だな」とわかったんです。実は、それがきっかけです、ハイ。

南部先生の「ほほほ」という笑ってもらうという笑いですよね。あれはもう、「ほほ笑みの物理学」というものの創始者だとか。中宮寺と広隆寺に弥勒菩薩があるんだけど、広隆寺のほうはちょっとシャープだけど中宮寺の弥勒菩薩がゆったりとしたほほ笑みというのと、南部先生はなんか似てると思って。そういう雰囲気を与えた人。シカゴ大の先生方は全部、南部先生を尊敬してるんですよ。お昼のときに研究室の人たちとランチに行ってスナックを買って、芝生の上で食べて議論してるわけ。僕ら英語も何もわからないんだけど、でも南部先生はそんな鋭い物理の議論を戦わせているという雰囲気はなかったです。みな楽しそうに日常会話してるわけ。よくあるんだけど食事に行って、なんか鋭い物理の議論をすると消化に悪いですよね。いいんだけど、よっぽどちゃんとできる人はできる。できる人は、その場で相手の言ったことを理解して反論して、相手の言ったことがすぐ理解できて自分が答えを出して、ということができないといけないんで。それは頭の中のショートカットの回路があるだけですよね。もっとゆっくりとしたずーっと回ってくる回路を南部先生はお持ちで。

僕が南部先生のところに行って質問したら、窓をずっと眺めてらっしゃった。窓をずーっと眺めてて2、3分たってからこっちに振り向いて「あっそれはこうだよ」とか一言いうだけなの。こっちが言ったことが多分、瞬時にわかってらっしゃるけど、頭の中で長い回路で考えてから柔らかい答えが戻ってくるから。

南部先生の論文はわかりにくい。ワインバーグとかね、あのへんの論文はスキーっとしてて読むと誰だってわかるわけ。全然違うの。読んでも何をやりたいのかすらわからないような論文だから「10年かかる」と言っているだけ。だけど言っていることはすごいいいことをいっぱい言ってらっしゃるんですよ。それが10年後に生きて来るということはもちろんあるわけです。

僕はKEKの助手になったけど、仕事もほとんどなくて自分がそこにいること自体がうしろめたくて、自分はできるかどうかわかんないと思ってたんです、ずっと。それが40歳になるまで完全に消えなかったんだけど。南部先生に会ってわかったんですが、自分の中で理解するまで10年ぐらいかかるんだけど。南部先生に会わなかったら、僕は物理をやめてたんじゃないかな。

物理をやる人はカリスマ的な天才肌の人。ニュートンとかアインシュタインとかの伝記読んだらだめですよ。すごいことばかり書いてて、そうなんだけど。大抵、偉い人には2種類のタイプがある。南部タイプとニュートンタイプといっていいかもしれない。(ニュートンタイプは)鋭くって嫌な人。惑星の運動でハレーとやり合ったたりとか、微分積分で(ライプニッツと)「どっちが早いか」とかけんかばかりしている。要するにものすごく嫌な人ね。そんな人でない限り物理はできないんですよ。鋭くやって物理をやるためには、人に負けたらだめだから、人をけなさない限り絶対にできない。そういうタイプがほとんどなんですよ。どうも我々は、東大の悪影響かなぁ、そういうタイプが自然科学をやっていると思い込んでたわけ。ずっと思っていた。ところが南部タイプが一方にあって全然違うんですよ。楽天的で暖かくて家庭的で、しかしそういう人ほどアイデアがある。アイデアがわいてくるとか、思いつくとかにはそういう雰囲気でないとだめ。もう一つ南部タイプがあるなと知らなかったですよ。30になるまで。

僕は東大の山口嘉夫先生の研究室で、怖い先生で何やっても「お前こんなことではだめだ」とか言って。「物理やるには実験がわからない奴は理論をやってもだめだ」といわれて。そのころ「わかりません」と言ってたんだけど。ところが50、60になってきて山口先生がおっしゃっていたことが正しいことがようやくわかってきた。正しいことを正しくおっしゃっていた。正直におっしゃった。あまりにも正直に。理論やってたらだめで実験がわからない限り理論やっててもだめなんで、それを我々にちゃんと叩きこむようにしてたんだけど、言葉がキツいから理解できなかった。

そういう雰囲気の中でみんな育っていて南部先生に会って、びっくりした。「なるほどな」ということがわかった。若い人もそう思う。そこの雰囲気づくりができれば一人で育つんです。勉強たくさんやっているじゃないですが、勉強もしすぎはよくない。南部先生がどれだけ勉強していたのかよくわからないですけど、よくみんなと話に行ったときにこういう話について新しい話題が出たりするじゃないですか。南部先生はと「あっ、それ重要なんだけど勉強する余裕がありませんでした」で終わりね。昔の大議論ね。だから「余裕がなく勉強していない」とさらっとおっしゃる。全部勉強することがいいかどうかわからないけど、正しい勉強の仕方があって南部先生が対称性の自発的破れを見つけたときのやり方なんだけど、まず(超伝導の)BCS(バーディーン、クーパー、シュリーファー)が仕事をした。一番、若いシュリーファーがシカゴ大にやって来たんだったかな。南部さんが直接、その仕事を聴いて「これは変だ」と思ったというわけね。電荷の保存則という最も重要なものが、電子2個が凝縮するから、電荷がマイナス2のものが世の中に満ちているから、世の中の電荷は保存せず、「それは変だ」と思って「そのことを2年間考え続けた」とおっしゃった。その間にボゴリューゴフとか世の中の人はいっぱい論文を書いていたけど、一切それを勉強せずに「自分流に2年間考えたらわかった」というのが(南部さんの)対称性の自発的破れです。

普通の人ならそこで他人の影響を受けるから、すぐ「アメリカの人のこんな論文あるよ」とか「知らないと恥ずかしい」みたいな言い方をされるのね。「こんなことなんで知らないのか」とか。そんなことを知らなくてもいいわけで、南部先生の研究のスタイルはそれなんですよ。「何かを思いついた」「変だ」と思った人は(南部先生以外にも)いっぱいいたと思います。

BCS理論は実験と合うし、納得している。でもそこをずーっと一人で2年間考えてわかったというのが(南部さんの)やり方ですよね。一つ情報を得るより自分で考えたほうがよっぽどいいんですよ。結果はなかなか出ないですよ、もちろん。自分で一つ二つ考えてやっていってやっていくと必ず、20年前や10年前に誰かがやっていることをやっちゃうわけ。それが10年前、5年前、3年前となってくると「もしかして僕がやっていることは正しいんじゃないか」と思うわけね。10年前、5年前、3年前の論文を勉強してたんじゃだめだと思う。勉強しないで自分でやっていると必ず何かにぶち当たってちょっとした発見が。誰でもあると思う。そのときはその発見を人に話して「こんなのあるか?」と聞くと「大昔にあります」とみんなに言われて「やっぱりあるか」というやり方ですよね。

アトリエとサロンを意識する。アトリエは画家がこもって絵を描いている段階。そしてサロンに出てみんなと楽しく話をする機会。交互でもいいし、うまく持たないといけない。サロンだけやってたんじゃだめ。このことの重要性を言っている。アトリエにこもる。(南部さんは)なにせ2年間こもりっぱなしだった。これはなかなかできない。でも、それをやらないと新しいことはできない。人間の考える力はすごいんですよ。大昔のギリシャ哲学から、人間はものすごく考えてきたじゃないですか。あのすごさは我々にはある。それをどうやって引き出すか。引き出したものをつぶさないような家庭的で温かい雰囲気のが一番じゃないかなと考えています。

「彼は軍服でやってきた」

木下東一郎(コーネル大学名誉教授)

(東大では終戦直後の)1945年の9月から講義が始まるかというとそうはいかなくて、開店休業になりました。46年の初めに、初めて後期の授業が始まりました。その段階では「生き延びるのが精いっぱい」という状況。南部さん軍の研究所の所長かなんかをしていて、戦争の後始末をしないといけなくて、東大にやってきたのは46年の春だと思います。そのとき彼が軍服のままでやってきたことが印象に残っています。おまけに東京に宿がまだない状況で、彼は研究室に泊まったんじゃないかと思います。

外国からのペーパーもいくつか入るようにはなってきました。ペーパーだけじゃなく噂もいくつか入るようになってきた。とっついて勉強していた段階で、南部さんも結局、そのように物理の勉強を始めたのは軍隊から戻ってきてからだと思います。

彼は我々より3、4年先輩ですが、軍隊にいる間に物理の勉強をしたかどうかはしらないが、46年にやってきたあたりではアドバンストは感じなかったが、我々と同じレベルでやっているように見えました。その一つの段階が、朝永・シュウィンガー・ファインマン(の繰り込み理論)が出てきたところだったので、彼は我々と同じ段階で勉強し始めた。「スカラーの荷電粒子の繰り込みもどうなるかな」ということを僕も考えていて、南部さんもちょうど考えていて「一緒にペーパーを書きましょう」ということになって、それが南部さんと最初の共著です。

その後、南部さんは大阪市立大学の先生になったので東京からはいなくなった。南部さんと一緒に書いたパブリッシュ前のペーパーを朝永先生に送ったら、朝永先生がパウリに見せた。パウリはすごく感激して、それをオッペンハイマーに言ったらしい。南部さんと私はオッペンハイマーからプリンストンに招待されました。

パウリは怖い人で、彼が話をするとやっつけられて立ち往生するので有名でした。私たちがプリンストンに行ってからもたびたび起きたのですが、パウリは我々のペーパーをとても気に入っていたらしいです。なんで気に入ったのがよくわからなかったのですが、あとでわかったのは、彼の学生がちょうど同じテーマに基づいた仕事を書いていたが、あまりうまくいっていないということが不満だったところが、我々がきれいにやってのけて感心したようです。

今言ったような関係で、南部さんと私はアメリカに行くことになった。当時は交通の便がまだよくなかったので飛行機は飛ばない。船もちゃんと客船はとても高くて使えない。そのころ、4人から10人ぐらいお客を乗っけてくれる貨物船が普通にあったので、南部さんも我々も貨物船でアメリカに来たわけです。僕の乗った貨物船は横浜を出て多分17日ほどでシアトルに着いて、シアトルからカリフォルニアのバークレーまでグレイハウンド(バス)で行きました。南部さんはシアトルではなくサンフランシスコに1週間後に別の貨物船で着くことがわかっていたので。

プリンストンに行ったときに南部さんと一緒に仕事をしました。多体問題を素粒子的な手法でやることを考えて論文を書きました。使う相手は原子核のつもりで書いたが、モデルとしてはよくなくて「物性の理論には使えるが、原子核の理論には使えない」ということで南部さんは不満だったようです。南部さんはシカゴに行って超伝導の解析につかってそれはうまくいったようです。

南部さんも私も最初は2人とも家族なしでした。素寒貧ですから、家族を引き連れて行くほどの金がなかった。プリンストンの月給をもらうと可能になり、2年目から家族を呼び寄せた。私も妻は1年後にやって来た。南部さんも妻と子どもを1年後に連れてきて、2年目は家族がいて楽しくやっていたと思います。

私と南部さんとは目標がちょっと違うわけです。南部さんはプリンシプルが確立していれば一応それでよくなるわけですが、私のほうは「どんな物理学でも破綻が起こるのではないか」ということに興味があって。何ができても「それでおしまい」というわけにはいかない。つまり実験で違いが見つかるのは当然であって、それがどこまで押せば実験との食い違いが出てくるかに興味がある。ですから、南部さんはプリンシプルを見つけるということで非常にいい仕事をしている。私自身は「それはそれ」として、プリンシプルはどこまでやって確かめられるかということに興味がある。幸い、興味を持ってやってくれる人が何人もいてここまで来たわけです。

「物理学を通して夢を語る人」

吉村太彦(岡山大学元教授)

南部先生は私より約20年、ご年配の先生です。私は東京大学の物理学科を出て修士に入ったのですが、「シカゴ大学の年南部先生のところに行ってみたい」と思うようになってですね。指導教官は宮沢弘成先生という方だったのですが、彼がどういうわけかシカゴ大学と縁の深い方で、私が修士論文を書くころに1年間サバティカルでおられなかったんです。そのとき、宮沢先生のほうに(シカゴ大学の)学科の主任クラスの方、実際には物理学者ではない方なんですが、その方から「日本から誰か学生として来る人はいないか」という照会があり、「奨学金もある」という話をされて。それを宮沢先生を通じて知って「それじゃ」ということで、「南部先生のところに行けるチャンスもあるのかな」と思ってシカゴ大学に行くことにしたんですね。通ったんですよ。それで南部先生のところに行って「指導教員になってほしい」ということを申し出たということです。

それまでは南部先生は雲の上の方で、日本に帰って来られたときは非常に颯爽とした姿をテレビかどこかでお見掛けしました。有名な「南部の超伝導理論」。内容的には言い方はふさわしいかどうかは別にして、非常にご活躍されていた方でちょっと日本人離れした偉い先生だった。憧れてたんです。

ある年齢以上の方なので、非常に日本人的なスタイルをずっとやっておられたと思っています。基本的に、学生を指導するといっても、学生にテーマを与えてそれをやらせるというスタイルじゃなくて、学生の自主性というか、好きなようにやらせながら学生から相談を受けたらアドバイスをする。それが彼の基本的なスタンスだったと思いますね。非常にきさくな方で、一人ずつ違いますけれど、大抵みな、定期的に2、3週間に一度とかひと月に一度ぐらい指導教員の部屋を叩いて、自分の興味を持っていることとかいろいろ話に行ったりするものなのですけれども、その際に南部先生は、自分が現に、そのときやっている仕事、それも完全には完成していないものも含めて、アイデアをはっきりと黒板に式を書きながらご説明されるんですね。それを聞いていると、「こういう恰好で彼がやっている仕事が展開していって、できあがっていくのか」ということを実地で見ることができるということでした。それは非常によかったと思います。

先生の手助けをして仕事をするとかということでは必ずしもなくて。南部先生にも、もちろん非常にいい仕事もあればそうでもない仕事もいろいろあるんですけれども、いろんなことを非常にはっきりと説明してくださった。それは非常によかったと思います。

南部先生は、物理学を通して自分の夢を語りたいというか、実現したいと思っておられた方で、少しその夢がとてつもなく膨れあがって。私は割とプラクティカルなほうなので、神秘的なことを感じることがあるんですね。私が直接、南部先生からお話を伺った仕事とは違って、あとで出た仕事には非常に理解が難しい仕事がありますね。(理解が難しい理由の)その一つは、「彼が作り上げてくるときの展開を聞かなかった、ということもあるのかな」と思いますね。やはりよく理解できないことがある。それに比べて「どうしてそんなことを考えるのか」も含めて話してもらうと「あぁそうなのかな」と思うことがありますね。

南部先生は、実に感心したことがあります。仕事の質とか業績とかと別にして、ものすごく長い間、自分のアイデアを温めて最後にそれを完成させて、完成させた形が非常にエレガントな形で出てくるというのがあるんですね。例えば、びっくりするのは、日本にいて学生時代に持っていたアイデアを温めて、20年か30年目にパッと出されたという仕事があるんですよ。私がいたころにも二つほどあって。メインストリーム(の研究)ではなかったのですが、「あぁなるほど」ということが書かれてあるんですね。そういうところはものすごく感心しましたね。だからご自分でやっぱりやりたいこと、自分が興味を持てることしかやられない方なんですけれども。

だけど世の中、特に素粒子物理学の世界でどういうことが起こっているか、どういう新しい実験が出てそれが巡ってどういう解釈、理論が展開しているかということには非常に注意を払っておられた方で。よく会議から帰って来られたときに、会議の様子を非常に手短に、非常に要を得た説明を受けたんです。必ずしも自分が追求していることとは違うけれども、「これは将来的に重要なことになる」とちゃんと把握しておられましたね。

こういう話があります。私が南部先生のご紹介で学位を取ってからカリフォルニア大学のバークレーにポスドクで行って1年ぐらいたったころだったですけれども、1年ぐらいたったころ南部先生がセミナーで来られたんです。そのときに鈴木真彦という先生がおられて、私もそこでご一緒したんです。それが今の立場でいうと決定的に重要な仕事がヨーロッパで起こりつつあったんですね。実際に繰り込み可能で「これは本物らしい」ということが認識され始めたんですけれど、そのとき南部さんがおっしゃったことが非常におもしろくて。ちょっと興奮した面持ちで鈴木真彦さんに「あっあれが本物なんだよ」と言い出したんですね。私、最初は何のことなのかわからなかったんですけども、ワインバーグさんの論文は非常にすばらしい簡潔な2ページ弱の論文なんですけれど、「これ、ひょっとすると本物かもしれない」という意味で繰り込み可能性という非常にテクニカル問題ですけれど、誰もその当時、そんな大きなことになると思っていなくて、ほとんどその論文は注目を浴びてなかったんですよ。多分あのトフーフトの仕事は3、4年後なんですかね。それまではほとんど引用もなかったんですが、突如、若いヨーロッパの天才的な人が、その理論が本物の道を歩めるということを示した。私がびっくりしたのは、ワインバーグさんの論文というのは、シカゴにいるころに南部さんからそんな話は聞いていなかったんですね。でもちゃんと注目されていたということなんですね。ものすごく先見の明があったということなんですけれども。それはもうびっくりしましたね。

南部さんはずっとBCS理論に疑念を持たれていたようで、その疑念というのは、対称性の自発的破れに関係するんですけれども、ちょっと物性的な発想と素粒子的な発想と…そのときはだから、南部先生はあまり物性的な発想をされなかった。要するに粒子数なんですが、電子の数がですね、物性理論ではケミカルポテンシャルという量を入れて適当に変化するようなフォーマリズムでやってるんですね。だから粒子数にはあまりこだわってないんですけれども、素粒子理論の立場からいうと、クーパーペアという電子二つが凝縮してるっていうのは、要するに「電荷の保存」と矛盾するような側面があってですね、それが理解できないのでそれをきっちり理解されようとして1年ぐらいかなり悩んでおられたらしいんです。そこで最終的に対称性の自発的破れに至る考えを思いつかれたんだと思いますけどね。

本当はさらに(素粒子に質量を与える)ヒッグス機構も彼にはわかっていたと思うんですけれども、それは論文にしなかったんですね。私がちらっと聞いた話では、もっといろいろ対称性の破れの実現の仕方を多様に調べ尽くして、論文を書くつもりだったと。さっと(論文を)書けばよかった仕事で。ヒッグスさんの前にゴールドストーンさんの論文というのがあって、それも南部さんは「『してやられた』と思った」と思うんですけれど、そう思う必要は必ずしもないんです。ものすごく単純な理論で、南部先生が提案していたことの本質をえぐりだすようなものだったので。ちょっと一つ仕事をして次のフェーズのときに、少しゆっくりされたのかと。

(南部先生の特徴は)関心があり、好奇心を向けられるところをとことんやられる方だということですかね。あまり簡単な形で実る、実らないにかかわらず突き詰めていくということが偉いんかなぁ。失敗された仕事もあって。「無限成分波動方程式」というものを考えたことがある。有名なゲルマンらが推進していた。要するに素粒子にはいろんな質量のものがあって、そのスペクトルを一網打尽に一つの方程式で原子の(吸収)スペクトルのように出してくるというようなアイデア。例えばディラック方程式だと質量は一つだし、たくさんの質量を包括するような形で成分が無限個になるんですね。そういうのをやられてたとき、ストリーターとグロツキーの2人が、「無限成分方程式には理論的には問題がある。これ以上やってもしょうがない」ということをはっきり証明したんですよ。そのとき南部さんが呼びかけたんだと思いますが、若い人をセミナーに呼んで話を聴かれた。私もちんぷんかんぷんでしたが、30分ぐらいでぱっと終わっちゃったわけ。でも南部先生は、(2人の指摘は)正しいということをちゃんと認められて、ただちに自分がやっていた話は方針転換されましたよ、見事に。こだわらない。

「ほがらかに物理をやりましょう」と。「楽しくなきゃいけません」というのが根底にあって。あまり強調はされなかったんですけれど、ご本人がやっている物理のスタイルがそうだったので、それを見ていると「そうなのかな」と(思った)。「苦しんで物理をやるもんじゃない」と。

(日本の素粒子物理学への貢献は)ものすごくあったんじゃないですか。まずは優秀なポスドクの人を何人も。学生としては私一人なんですが。それ以外にも南部さんを日本に来ていただくことがあった。私も東北大学やKEKのときにやりましたけれども、その影響は大きかったと思います。独特のスタイルで話される方。含蓄のあることをぼそっ、ぼそっと話される。どちらかというと日本人的な(スタイルでした)。

「素粒子研究に新しいパラダイムを切り開いた」

大栗博司(カリフォルニア工科大教授、カブリIPMU機構長)

修士終わって東大で助手をさせていただいて2年半ぐらいしてから、プリンストンの高等研究所っていうところにポスドクで呼んでいただいたんですね。9月にセミナーに呼んでいただいた時も、何人か若い人を呼んである意味で「ジョブトーク」っていうことだったんだろうと(結果的には)思うんですけど、私は全然そういうつもりで行ったんではなかった。

フリーダンさんやシェンカーさんと楽しく議論しただけだったんですけれども、その頃のシカゴ大学というのは、ストリング理論の数学的な研究の世界でも中心的なグループで、12月の半ばぐらいに突然、南部先生から電話かかってきて「シカゴ大学の助教授になるつもりはないか」と突然おっしゃって。全く予期していなかったので非常に驚いて、しかも南部先生からご連絡いただけるということで光栄に思ったわけです。

本当に南部先生にはよくしていただいきました。僕も日本から来たばっかりで、アメリカのことよくわかってないんですけれども、いろいろご案内いただいたりとかですね。アメリカ生活の始め方にいろいろ親切にアドバイスをいただいたりとか。

(南部先生は)素粒子の研究の仕方というのを革新するような、新しいパラダイムを切り開いていった先生だったんです。例えば「学界にどう認められるか」とか「他の人にどう認められるか」っていうことよりも、「とにかく自分で納得したい」というスタイルだったようにお見受けしました。

南部先生はなんていうかな、特にご自分でいろんなことをなさることがお好きでですね。もちろん彼は理論物理学者なんですけれども、割と手先が器用で、ご自宅に小さい実験室のようなものを持っていろんなものを作ったりとか。天体望遠鏡を持ってて観測に行かれたりとかですね。それからコンピューターもいろいろちょっと自分で工夫して、ソフトウェアというほどではないですけれども、自分でプログラムを書いて例えば、いろんなカオスの絵を描いたりとかして、見せてくださったこともあるんです。何でもご自身で自分流にやってみるっていうことが好きって感じでしたね。

先ほど申しましたように南部先生っていうのは、1950年代後半から70年代の前半にかけて素粒子物理学の理論の研究の方向を変えるような大きなビジョンを出されて進められたんですけれども、それはどういうことだったかっていうのをちょっと話した方がいいかなと思うんですね。

当時の素粒子の考え方というのは、「素粒子」と理論に名前がついてるように、粒子があってそれがどういうふうに相互作用してるかっていうのを理解して、それから物質の成り立ちを理解しようという風に考える。だから素粒子の研究としては、一つは新しい素粒子を見つける、そして素粒子の性質(を調べる)。

ところが南部先生はそれに対して全く違うあの考え方を導入された。それは一つは場の量子論の深い理解に立った素粒子の理解ということなんです。そもそも場の量子論というのは、その当時必ずしも素粒子論の基本的な枠組みとしては認められてなかったところがあるんですね。「本当に場の理論は使えるんだろうか」っていう風潮だった。

そういう時代に南部さんは、場の量子論というものをシリアスに捉えて、その非常に深い性質を明らかにしてきた。その深い性質で特に重要な観点というのは、「真空の研究」っていうことがあると思うんですね。彼は久保(亮五)先生のグループと非常に親しく付き合って、それで物性理論について非常に深い理解を得られたんだと思うんですね。

物性とか統計力学への深い理解っていうのは、南部先生のバックボーンにあったんだと思います。ですからもちろん南部先生のノーベル賞の対象となった自発的対称性の破れというのは、場の量子論には対称性があるけれども、一番エネルギーの低い真空の状態では破れているということを示されたわけですね。

それから素粒子の研究っていうことで少し補足しますと、素粒子の研究者ってのは広く言って2種類のタイプがあるんですね。一つは「現象論」というタイプの研究者で、もう一つはもっと数学的なタイプの、理論の形式を研究するタイプの研究者なんですね。南部先生の頃にはあまり深く分かれてなかったんですけれども、南部先生は割と後者タイプの走りみたいなところがあって。

現象論っていうのはすでにある理論を使って、それで素粒子などの現象を記述するための一つの理論模型を作ってみせるっていうタイプの研究者ですね。もう一つの研究タイプっていうのは、素粒子の世界というのはミクロの最先端でこれまで人類が見たことのないような物理現象を記述しなければいけないので、これまでなかったような理論の枠組みを作らなければいけない、 そういうものを作っていくっていうのが、一つの研究のスタイル。

大まかに言って2種類の研究者がいるんですね。南部先生の考えられた自発的な対称性の破れというのは、それ自身は何か特定の物理現象を理解するために作られたのではなくて、場の量子論の理論の中で起きる数学的な現象として広く理論に当てはまる現象なわけですね。実際それが、例えば素粒子の標準模型のヒッグスメカニズムに使われたりとかします。他にもさまざまな状況で自発的な対称性の破れは起きるわけで、特定の現象の理解のために作られたわけでは必ずしもないわけですよね。

むしろ南部先生は「超伝導のBCS理論をちゃんと数学的に正しく理解したい」というのが、そもそも対称性の自発的な破れの発見の動機だったわけで、当時はそれをつくったときは、素粒子の何かに使おうという風には、最初は思ってらっしゃらなかったと思うんですよね。

実は強い力のカラー自由度という仕事、強い力のゲージ理論というものを多分最初に表現したのも南部先生なんですよね。南部先生にしては珍しい現象論的な仕事だったと。でもそういうところでも実は後世に残るような仕事をされているのが「すごいな」と思いますね。

南部先生はもう一つ、弦理論を提案されたというのもありまして、弦理論を使った素粒子の研究っていうのが、(今は)もう主流になっていますが、長いこと弦理論の研究っていうのは割とマイナーな分野にとどまってたんですね。その間にも南部先生は非常にストリング理論、弦理論に対してサポーティブでした。

実際その頃、 南部先生がそういう発表された後、続いて弦理論の研究をしていた当時若手だった人、例えばラース・ブリンクであるとかピエール・ラモーンというような人たちは南部先生のサポートを本当に恩に思っているようですね。ラモーンさんなんかほんとに心から南部先生のことを恩に着ていて、会うたびにその話をなさるんです。

ラース・ブリンクさんはスウェーデン人で、その後、ノーベル物理学賞の選考委員長もなさって、ノーベル賞委員会でもいろいろ活躍されたんですけれども、南部先生がノーベル賞を受賞されるときにもブリンクさんがなり尽力されたという風に聞いております。南部先生が当時若手だったブリンクとか、ラモーンとかそういう人たちに対して非常にサポーティブだったということがあったんだろうなと思います。

(南部先生は)アメリカ流のライフスタイルを楽しむ、異文化として楽しむというところがあってなんていうか、アメリカ流のものを試してみるっていう感じのことだと思うんですけども、例えばお家に呼んでいただくと時々秘蔵のビデオとか見せていただいて。

南部先生のところで見たテレビには2種類あって。一つはアメリカンフットボール。これは私はとっても苦手で、そもそもルールがよくわかってなかったんですけども、南部先生はとっても好きで、それで江口(徹)さんも南部先生がお好きだったからお好きだったみたいで、江口さんが来るとですね。食事を出していただいた後にアメリカンフットボールを見たりするんですけれども、2人で盛り上がって私はちょっとよくわからないというようなことも(ありました)。

「フーテンの寅さん」の映画があるんですけども、あれがえらくお好きでビデオをたくさん持ってらしたですね。一緒に見せてくださるのです。なかなか面白い映画なんですけれども(南部先生は)かなり真剣にご覧になってですね。フーテンの寅さんというのは、ご存じのようになかなか無責任な人で人にいろいろ迷惑かけるんですけれども、それを見て(南部先生は)だんだん「けしからん」という感じで機嫌が悪くなったりすることがあってですね、なんか「真剣にご覧になってるんだな」という感じでしたね。

他のライフスタイルっていう意味では、かなりアメリカンなライフスタイルですね。レストランなんかに行っても非常に大きなレアのハンバーガーなんかを召し上がってましたね。

人柄は非常にあの日本的で、周りの人たちも「南部さんは本当に日本の紳士だ」っていう感じに捉えてらっしゃるんですけれども、ご本人はアメリカンなところがとっても好きな感じで、それを楽しんでらっしゃるという印象でしたね。

彼はいつも紳士でジェントルマンでですね。相手が間違ったことを言っても「それは違うよ」っていうことを、あまりあからさまにおっしゃらないんですね。一度、南部先生が物理学科長になった時があってですね。南部先生は研究一筋なので、物理学科長のような行政的なお仕事はあまりお好きじゃないんですけれども、順番が回ってきたので仕方がなくなさったらしいんです。1年目はなんかものすごく皆に評判が良かったらしいんですね。なぜかって言うと、物理学科長のところにはみんないろいろお願いに行くわけですが、南部先生は「みんな『イエス』と言ってしまうんだ」っていうんですね。

ただ2年目になるとそれが実現しないので、みんなカンカンになってしまったということを言ってたんです。フロウンドさんが言うには「南部先生と話していてよくよく聞いていると、『イエス』という時になんか陰影がある」っていうんですね。南部先生が「イエス」と言っても言い方によって「これは実はノーなんだ」ということをちゃんとわからないといけない、っていうそことも含めてですね。

もちろん一番は学問的な業績です。非常に尊敬されていたという風に思います。南部先生はやはり非常に、あの アメリカの素粒子を研究してる人たちの中では別格の偉人であったという風に皆さん思ってらっしゃると思いますね。先ほど申しましたように、場の量子論の深い性質を明らかにしていったっていうのは、彼がある意味で開拓者だったわけで。

ただ彼のその研究っていうのは「非常に難解である」っていう評判もあるんですね。もちろん難解だから意味がないってわけじゃなくて、理解するのがとても大変である。それはなぜかって言うと、それはやっぱり新しすぎるからっていうところがあるんだと思うんですよね。例えば先ほど言ったあの真空の研究とかですね、場の理論の研究でも、それは当時の素粒子の研究のスタイルとは全く違うものであったわけですね。

ただ南部先生の研究というのは、10年先を見た研究なので、彼の研究をよく勉強して理解したら10年、他の人たちより10年先に研究ができるんじゃないかと思って、一生懸命、論文を読んで勉強してようやくわかったと思ったら、10年経ってたっていうようなことをよく言ってましたけれども、そのくらい難しいでももちろんそれをあの勉強する価値はあるって評価だと思いますね。