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2007年6月10日日曜日

ドラマ「ユカワ・ポテンシャル符号事件の裁判」

 [以下は Wiki Yukawa に書いたものの転載。裁判・法律用語の使用に誤りなどがあれば、ご寛容のほど。誤りなどについてご教示いただければ幸甚である。]

 事件の内容:湯川秀樹はノーベル賞論文(中間子論第1論文)において、中性子・陽子間の相互作用ポテンシャルを正符号にとっているが、これは誤りである、と検察が告訴した。

   公判第一日

 裁判長「検察官は訴えを述べるように。」

 検察官(益川敏英)「被告のノーベル賞論文第1ページをちらっと見て驚きました。原子核を強く結合させる引力ではなく、どう見ても反発し合う斥力で、相対論的にも不整合であります。」

 裁判長「被告は検察官の陳述に間違いがないと認めますか。」

 被告(湯川秀樹)「ポテンシャルを正符号にしたという意味では、その通りです。ただし、第1論文では中間子はベクトルなんです。4次元的な意味でのベクトルなんです。ベクトルのスカラー成分だけ取るというつもりでやっている。だから力の符号が普通のスカラーと逆になるわけです。negative energy と positive energy の逆転です。第2論文ではスカラー中間子をとりあつかっています。」

 弁護人(湯川会所属・T)「発言を求めます。」

 裁判長「よろしい。」

 弁護人「論文 "On the Interaction of Elementary Particles. I." を証拠物件として提出することを認めて下さい。」

 裁判長「弁護人の申し出を認めます。」

 弁護人「検察官は『第1ページを見て驚いた』と述べましたが、いわゆる第1論文である証拠物件を見ていただけば分かる通り、第1ページには式は一切出て来ていません。したがって、検察は実にずさんな調査に基づいて告訴をしていると考えざるを得ません。」

 検察官「アブラハム・パイス氏を証人として申請します。」

 裁判長「申請を認めます。証人は証言台へ。」

 検察官「証人の仕事は何ですか。」

 証人アブラハム・パイス「素粒子論を長らく研究して来ました。その後、素粒子論の歴史を詳しく紹介する本を著しています。」

 検察官「証人の著書中では、本件の符号にかかわる問題をどのように解説していますか。」

 パイス「ユカワは、g^2 を -g^2 と置き換える自由がある、と誤って信じていた旨を書いています。」  裁判長「弁護人に意見はありますか。」

 弁護人「証人は被告の信じていたことが誤りである根拠に言及しておらず、その証言は検察陳述を証拠づけることにはなりません。これとは対照的に、被告は証拠物件の51ないし52ページにおいて『ハイゼンベルクは J(r) に対して正の符号をとったので、重陽子の最低エネルギー状態のスピンは0となった。これに対して、われわれの場合は、g^2 に負号をとるので、最低エネルギー状態は、実験で要請される通り、スピン1をもつことになる』と、確固とした裏付けを述べて、正符号を選んでいます。g^2 に負号をとるということが、ポテンシャルに正符号を選ぶことになります。」

 検察官「次いで、ローリー・ブラウン氏を証人とすることを申請します。」

 裁判長「申請を認めます。」

 検察官「証人はどういう仕事をしていますか。」

 証人ローリー・ブラウン「私もパイス氏と同じく、以前は素粒子論を研究していましたが、その後、素粒子論の物理学史的研究をしてきました。とくに被告を始めとする日本の素粒子論グループによる中間子論の発展を詳しく調べました。」

 検察官「その知見に基づいて、被告の符号の扱いをどう思いますか。」

 ブラウン「符号の選択は、のちに中間子論の原型と矛盾すると分かり、被告らは続いて別の型の中間子を考察するようになりました。」

 裁判長「弁護人に言い分はありますか。」

 弁護人「証人の陳述は、筋が通りません。符号の選択は、証人が『中間子論の原型』という第1論文の中で行われたもので、それ自体『中間子論の原型』の一部をなしています。仮に証人がその表現によって第1論文の自己矛盾を意味したとしても、『矛盾すると分かった』ということは、間違いを犯したということにはなりません。学問上の矛盾は、研究の発展段階において、しばしば自然に生じるものでありましょう。」

 検察官「裁判長、証人にもう一度質問したいと思います。」

 裁判長「よろしい。」

 検察官「証人の先の証言は簡潔過ぎました。もう少し詳しく説明出来ませんか。」

 ブラウン「はい。中間子の交換によって相互作用する一対の核子に対するユカワのエネルギー関数は、ハイゼンベルクのものと似ていましたが、次のような相違がありました。すなわち、ハイゼンベルクは彼が『交換積分』と呼んだ距離に関する未定の関数を使い、実際には経験的に決められるべきものとしました。これに対して、ユカワは-(g^2/r) exp (-λr) という、いまやユカワ・ポテンシャルとして有名な関数を使用しました。ハイゼンベルクは最初、交換積分の符号を彼が用いた分子のアナロジーのものにしましたが、これでは重陽子に対して違うスピンを生じると分かりました。そこで、ユカワは彼のポテンシャルに『逆の』符号を与えました。しかし、ここで彼は間違いをしたのです。基本的な場の理論は符号を自由に選ぶことを許しません。――理論は符号を予想します。ユカワの重陽子もまた間違ったスピンをもつことになります。そして、のちに他のバージョンの中間子論、たとえば、別のスピンをもつもの、を研究する必要が生じるのです。」

 裁判長「弁護人に意見はありますか。」

 弁護人「ハイゼンベルクと被告が互いに異なる符号を採用しながら、どちらも重陽子のスピンを正しく記述できないというのは、納得がいきません。」

 検察官「裁判長、3人目の証人としてリチャード・ファインマン氏を申請します。」

 裁判長「申請を認めます。」

 検察官「証人の職業は?」

 証人リチャード・ファインマン「カリフォルニア工科大学において、物理学を広く研究指導してきました。学部学生向けの物理学講義で、被告の中間子論を分かりやすく取り上げました。」

 検察官「その講義では、第1論文の符号に関わるところをどのように説明していますか。」

 ファインマン「φ= K exp(-μr)/r という関数はユカワ・ポテンシャルと呼ばれています。引力に対しては、K は、その大きさを実験で観測された力の強さに合わせるべき負の数であります――というものです。」

 弁護人「発言を求めます。」

 裁判長「よろしい。」

 弁護人「証人が『Kは負の数である』というのは、被告陳述に照らせば、被告が第1論文で、ベクトル中間子のスカラー成分でなく、スカラー中間子をあつかったと、同証人が誤認しているためと考えられます。」

 裁判長「検察官に意見はありますか。」

 検察官「後日、さらなる証人を用意し、証拠固めをします。」

 裁判長「本日はこれで閉廷とします。」

 ここで第一回公判は終了となった。第二回公判ではどういう議論が展開されるだろうか、そして、裁判長は名判決を下すことが出来るだろうか?

 【検察官の冒頭陳述、被告の陳述、弁護人の証拠物件からの引用、パイスの証言、ブラウンの第一、第二証言、ファインマンの証言はそれぞれ文献 [1] ~ [7] を参考にした。】

 [1] 2006年6月30日付け朝日新聞夕刊.
 [2] 湯川秀樹, ベータ崩壊の古代史 (1974年の講演);『湯川秀樹著作集2』所収; 初出『自然』1975年7月号;『自然』1981年11月増刊「追悼特集:湯川秀樹博士 [人と学問]」に再録.
 [3] 湯川秀樹を研究する市民の会, 湯川秀樹ノーベル賞物理学賞受賞論文和訳, 市民による湯川秀樹生誕100年シンポジウム配付資料 (2007年3月4日).
 [4] A. Pais, "Inward Bound" (Oxford Univ. Press, 1986) p. 431の脚注.
 [5] Brown, L. M. and . Rechenberg, H., "The Origin of the Concept of Nuclear Forces" (IOP, 1996) p. 108.
 [6] Brown, L., "Introduction: Hideki Yukawa and the Meson", [8] 所収, pp. 23-24.
 [7] Feynman, R. P., Leighton, R. B. and Sands, M., "The Feynman Lectures on Physics" Vol. II (Addison-Wesley, 1964) p. 28-13.
 [8] H. Yukawa, "TABIBITO (The Traveler)" transl. L. Brown and R. Yoshida (World Scientific, 1982).

2007年6月7日木曜日

湯川博士関連の随筆を読む

 『日本物理学会誌』2007年5月号「談話室」欄に、法橋登氏の「世界でもっとも美しい科学実験とメソトロン実験」という投稿があった。私は著者宛に、「湯川秀樹を研究する市民の会」で湯川博士についていろいろ勉強したり調べたりしている関係で、特に興味深く思った旨の感想をメールで送った(ついでに、文中のちょっとした間違いを指摘して)。氏からは返信メールに添えて、『大学の物理教育』誌に最近書かれた湯川博士関連の随筆2編のPDFが届いた。法橋氏は私の出身大学物理学科の5年先輩にあたり、湯川博士に関する記憶をできるだけ書き残して置こうとしておられるそうだ。以下に法橋氏の3編の随筆を簡単に紹介する。

「世界でもっとも美しい科学実験とメソトロン実験」
 法橋登, 日本物理学会誌 Vol. 62, p. 371 (2007)

 "Physics World" 誌の読者投票で、世界でもっとも美しい科学実験の1位に外村(とのむら)彰さんの一電子干渉実験が選ばれ、また、1943年にローマ大学で行われたメソトロンの寿命測定実験が次点の一つになったことを、ロバート・P・クリース著、青木薫訳『世界でもっとも美しい10の科学実験』(日経BP、2006)で知った、と記している。そして、外村実験の25年も前の1964年に、湯川博士がギリシャ王立協会アテネ会議での招待講演において、一電子量子干渉実験の科学史的意義を説明したことを述べている。また、1938年4月12日付けの朝永博士の滞欧(ライプチッヒ)日記が、ハイゼンベルクによる湯川理論の講義にふれていることも紹介している。

 紹介されている朝永博士の日記文には多少省略がある。私は省略された文、「ハイゼンベルクはおそろしく湯川の理論に興味を持っている」(『朝永振一郎著作集』別巻2、p. 8)にむしろ興味をひかれる。(次に紹介する随筆を読んで分かったのだが、省略は法橋氏によるものでなく、朝永博士自身のもののようだ。)

「ハイゼンベルグゼミでの朝永と湯川中間子論」
 法橋登, 大学の物理教育 Vol. 12, p. 148 (2006)

 題名に「湯川中間子論」の言葉があるが、この随筆は朝永博士の仕事と彼の滞欧日記を紹介したものである。上記「世界でもっとも…」に引用されているのと同じ1938年4月12日の日記が(同じ省略をされて)含まれている。そのため、題名に「湯川中間子論」が入ったまでのことで、法橋氏が湯川博士についても書いているのではない。法橋氏が滞欧日記を引いた元は、朝永博士の著書『量子力学I、II 』(学芸社、1951)の差し込み付録だとある。

 日記文の前には
「まつい(松井巻之助)くんがなにか軽いものを書いてくれと言うが、一向うまくいかないので、古い日記帳から、いいかげんに引っぱり出してお茶をにごす。」 という朝永博士の文がついている(私はこの文をどこかで読んだような気がする)。この随筆と、引かれた朝永博士の文から判断すると、日記文の省略をしたのは、法橋氏でなく、朝永博士自身ということになる。

 (題名中の「ハイゼンベルグ」は、普通ドイツ語読みで「ハイゼンベルク」と記すが、ここでは原著のまま記した。)

「湯川先生のラジオ放送と宗教対談」
 法橋登, 大学の物理教育 Vol. 13, p. 63 (2007)

 法橋氏は、小学生だった1940年代に、たまたま京都放送のラジオから聞こえた連続講話「目に見えないもの」で、湯川博士を初めて知ったそうだ。それから10年後、月の裏側の写真がテレビに映った年の翌年の正月番組で、湯川博士とSF作家・小松左京の対談があり、「宇宙旅行が自由にできるようになったら、ブラックホールを覗けるのではないか」という小松の質問に対して、湯川博士は「そこまで行かんでも、ここにいても分かるのが学問だ」と答えたという。宗教学者・久松真一との対談においては、悟りについての久松の説明をきいたあとの湯川博士の答えが、「私は悟らんでもよろしい」というものだったことも述べられている。湯川博士の鋭くまた達観した言葉が面白い。