湯川秀樹

1.1. 出生と幼少期

湯川秀樹は1907年1月23日、東京府東京市麻布区市兵衛町(現：東京都港区六本木)に、地質学者である父の小川琢治(旧姓：浅井)と母の小雪(小川駒橘の娘)の三男として生まれました。1908年、1歳の時に父琢治の京都帝国大学教授就任に伴い、一家は京都府京都市に移住しました。このため、湯川は麻布の家には誕生後わずか1年2ヶ月しか住んでおらず、自伝には「私の記憶は京都に移った後から始まる。やはり京都が私の故郷ということになるのかもしれない」と記しています。母方の祖父である小川駒橘は元紀州藩の藩士であり、漢学の素養が豊富で、明治以後は洋学を学び、晩年まで『ロンドン・タイムズ』を購読し続けた人物でした。湯川は5、6歳の頃、祖父から漢籍の素読を習い、この経験が漢字に慣れ親しみ、その後の読書を容易にしたと述べています。

京都市立京極小学校卒業後、1919年に京都府立京都第一中学校に入学しました。中学時代の湯川はあまり目立たない存在で、あだ名は「権兵衛」や「イワンちゃん」でした。これは、物心ついてからほとんど口を利かず、面倒なことは全て「言わん」の一言で済ませていたことに由来します。この無口さから、父の琢治には「何考えているのやらわからん」と疎んじられ、他の兄弟に比べて能力を低く見られ、大学進学を諦めさせて専門学校へ進学させようと考えられていた時期もありました。京都一中の同期には学者の子供が多く、後に学者になった者も多かったとされ、同じくノーベル物理学賞を受賞した朝永振一郎は一中で1年上、三高・京都帝国大学では同期でした。高校時代には、教師が期待しない方法で定理を証明したために試験の回答を誤りとして採点された経験から、数学者になることを断念しました。また、大学では分光法の実験に必須であったガラス細工の不器用さから、実験物理学の道に進むことも諦めました。

1.2. 教育

1929年、京都帝国大学理学部物理学科を卒業し、同大学の玉城嘉十郎研究室の副手となりました。1932年には京都帝国大学講師に就任しました。1933年、東北帝国大学で開催された日本数学物理学会年会で八木秀次と知り合い、当時大阪帝国大学理学部物理学科の初代主任教授に就任した八木に頼み、大阪帝国大学講師を兼担することになりました。教え子の間では、声が小さく講義はかなり難解であったと伝えられています。八木は、大阪帝国大学に移籍後も成果が出ない湯川に対し、「本来なら朝永君(朝永振一郎)に来て貰うことにしていたのに、君の兄さんから依頼されたので、やむなく君を採用したのだから、朝永君に負けぬよう、しっかり勉強してくれなければ困る」と叱責したと伝えられています。内山龍雄によれば、八木は口の悪いことで有名でした。

1938年には、中間子の存在に関する予測と核力の性質に関する理論研究により、大阪帝国大学から理学博士の学位を取得しました。これらの研究業績が、後に彼がノーベル物理学賞を受賞する理由となりました。

1.3. 結婚と家族

1932年、大阪胃腸病院(1950年に湯川胃腸病院と改称)の院長である湯川玄洋の次女湯川スミ(本名は澄子)と結婚しました。湯川家には男子がいなかったため、日本の慣習に従い婿養子となり、姓を小川から湯川に改めました。夫妻の間には二人の息子、春洋と高秋がいます。春洋は1933年4月8日生まれで、後に平凡社勤務を経て近世演劇研究家となりました。高秋は1934年9月29日生まれで、講談社在職中の1971年に心臓発作で急逝しました。

湯川の家族・親族には、父方の祖父に紀伊田辺藩の儒学者である浅井篤、母方の祖父に官吏・実業家の小川駒橘がいます。父は地質学者の小川琢治、母は小雪です。兄弟には、姉の香代子と妙子、兄の芳樹(冶金学者・東京大学教授)と貝塚茂樹(東洋史学者・京都大学名誉教授、文化勲章受章)、弟の環樹(中国文学者・京都大学名誉教授)と滋樹(第二次世界大戦で戦病死)がいます。また、遠縁には実業家の武田國男、ヴァイオリニストのダイアナ湯川、政治家の柿澤弘治、元内閣総理大臣の森喜朗、俳優のみぶ真也などがいます。

2.1. 中間子理論と核力

基本相互作用のうちの強い力をどのように定式化すればよいか、当時問題になっており、様々な試みがなされましたが成功しませんでした。湯川は1934年に中間子理論構想を、翌1935年に「素粒子の相互作用について」を発表し、原子核内の陽子や中性子を互いに結合させる核力を媒介する粒子として、中間子(現在のπ中間子)の存在を予言しました。彼は、電子の約200倍の質量を持つ中間子を力の媒介粒子(ボーズ粒子)と仮定することで、核力である強い力を導くことに成功しました。さらに、強い力からフェルミの弱い力を導き出しました。中間子論は、弱い力と強い力の両方を含む理論として、当時最も基本的な場の理論であるとみなされました。また、力を粒子が媒介することをも明瞭に示し、場を生み出す粒子という考えを定着させました。

しかし、未知の新粒子の存在を主張する学説に対し、欧米諸国の科学者の多くは否定的でした。量子論の開拓者であるニールス・ボーアは1937年の訪日の際、「君はそんなに新粒子がつくりたいのかね」と湯川を批判したといいます。日中戦争の激化に伴い欧米諸国から孤立しつつあった日本の科学者は海外からなかなか評価されませんでした。

それでも、1936年にカール・デイヴィッド・アンダーソンが宇宙から地球へと降り注ぐ「宇宙線」の中から、中間子によく似た重さの新粒子(「ミュー粒子」)が見つかったと発表したことで、湯川の中間子論は世界的に注目されるようになりました。当初、この粒子は湯川が提唱した中間子(π中間子)であると考えられ、「ミュー中間子」と称されましたが、実際には湯川の理論とは異なる粒子で、核力と弱くしか相互作用しませんでした。この謎は1947年にセシル・フランク・パウエルが実際にπ中間子を発見したことで解明され、π中間子は湯川が予言した性質を持つが、より寿命の長いミュー粒子にすぐに崩壊することが明らかになりました。

湯川以前にヴェルナー・ハイゼンベルクが電子が強い力を伝えるという考えを提示していましたが、電子の存在は以前から知られており、その理論は失敗に終わっていたため、場を担う粒子という考えは確立されていませんでした。ハイゼンベルクやボーアは、観察されていない素粒子で場を説明する湯川に否定的な見解を示していました。ボーアは湯川に、ハイゼンベルクは朝永振一郎にこのことを告げています。しかし、湯川の強い力を生み出す中間子論は素粒子論の扉を開いたと当時高く評価されました。

2.2. ノーベル物理学賞受賞

1949年11月3日、湯川は中間子理論の功績によりノーベル物理学賞を受賞しました。これは、1947年にセシル・フランク・パウエル、ジュゼッペ・オッキアリーニ、セザール・ラッテスらが湯川が予言したパイ中間子を実際に発見したことによるものでした。彼はアジア人としては作家のラビンドラナート・タゴールや物理学者のチャンドラセカール・ラマンに次ぐ3人目の受賞者であり、日本人としては初めてのノーベル賞受賞者となりました。このニュースは、第二次世界大戦の敗戦と占領下で自信を失っていた日本国民に大きな希望と力を与えました。物理学者の佐藤勝彦は、子ども時代を振り返り、欧米の科学者が恵まれた環境で研究する中、日本という貧しい国で紙と鉛筆と自身の頭脳のみで新粒子を言い当てた湯川をヒーローとして憧れていたと述べています。なお、2000年に湯川のノーベル賞選考関連文書を調査した岡本拓司は、推薦状の大半が外国の推薦者から出されていた点などを挙げ、「ノーベル賞の歴史の中でもまれなほど、研究成果との関係が明瞭であるように思われる」と述べています。

2.3. 晩年の研究と理論

ノーベル賞受賞後、湯川は自身のこれ以後の仕事を、場の量子論で自ら見出した問題の解決に力を注ぎました。彼は非局所場理論や素領域理論などを提唱しましたが、これらの理論的な探求は成功には繋がりませんでした。一方、マレー・ゲルマンのクォーク理論については、「電荷が1/3とか2/3とか、そんな中途半端なものが存在する訳がない」と否定的でした。

また、湯川はミンコフスキー空間上での閉曲面における確率振幅を定義すると、因果律が破れるという問題を提起し、この問題に生涯をかけました(この問題を「湯川の丸(○)」と呼びます)。湯川がこの問題を提起した後、ポール・ディラックも同じ問題を提起しています。湯川の因果律の問題を空間的なものに制限し因果律を回避し、湯川の考えを生かしたのが朝永振一郎の超多時間論である。これにより場の量子論は、相対論的に共変な形に書き換えられた。湯川は、この問題を非局所場として扱ったが、成功したとはいいがたい。しかし、超対称性を世界で最初に提起した宮沢弘成は、この因果律の問題は未だに解決されていないと主張し、現在の物理学は湯川の基本問題を回避して現象論に走ったと述べています。湯川以前は、一定時間で確率振幅が定義されていました。

3.1. 大学教授および研究活動

湯川は1932年に京都帝国大学講師、1933年には大阪帝国大学講師を兼担しました。1936年には大阪帝国大学理学部助教授に昇進し、1939年には京都帝国大学教授に就任しました。その後、1942年には東京帝国大学理学部教授も務めました。

1948年にはプリンストン高等研究所客員教授として渡米し、翌1949年7月にはコロンビア大学客員教授に就任、1950年には同大学の教授となりました。1953年には、京都大学基礎物理学研究所の初代所長に就任し、国際理論物理学会の東京・京都議長も務めました。

彼は1946年に創刊された理論物理学の学術誌『Progress of Theoretical Physics』の編集者であり、この雑誌は湯川秀樹の呼びかけで発刊されました。また、1955年には日本物理学会会長も務めました。

1970年に京都大学を退官し、京都大学名誉教授の称号を得ました。彼の邸宅は没後40年を経た2021年9月に京都大学に寄付され、大学はこれを整備し、研究者や来客者向けの施設として活用することを公表しています。

4.1. 科学哲学と世界観

湯川は自身の自伝の序文で、「物理学は20世紀に急速な進歩を遂げた科学である...私は過去そうであったように、異郷の旅人であり、新しい国の開拓者でありたい」と述べています。また、自伝の結びでは、「(粒子相互作用に関する1934年の画期的な論文を発表した後)私はまるで山腹の小さな茶屋で休む旅人のようだった。その時、この先にまだ山があるかどうかは考えていなかった」と記しています。

晩年には生物学にも関心を抱き、特に生命現象における情報の役割に関心を深めました。また、江戸時代後期の思想家である三浦梅園への傾倒を深めました。揮毫を頼まれると、しばしば『荘子』の「秋水」の最後の一句から「知魚樂」(魚ノ楽シミヲ知ル)と書しました。

5.1. 反核運動と平和主義

湯川は第二次世界大戦末期の1945年6月、日本海軍を中心とする原爆開発プロジェクト(F研究)の打ち合わせに招請されましたが、開発が本格化する前に日本は敗戦を迎えました。広島市への原子爆弾投下について解説を求める新聞社の依頼を湯川は断りましたが、戦後は日本を占領したアメリカ軍から事情を聴かれています。こうした経緯を記した日記が2017年12月、京都大学の湯川記念館史料室により公開されています。

戦後、湯川は反核運動に積極的に携わり、1955年には核兵器廃絶を呼びかけるラッセル＝アインシュタイン宣言に、マックス・ボルンを含む10人の主要な科学者や知識人と共に共同宣言者として名を連ねました。

1956年、原子力委員会委員長の正力松太郎の要請で原子力委員になりました。正力の「原子炉を外国から購入してでも5年目までには実用的な原子力発電所を建設する」という持論に対し、湯川は「基礎研究を省略して原発建設に急ぐことは将来に禍根を残すことになる」と反発しました。彼は一日で委員を辞めようとしましたが、森一久らになだめられ踏みとどまりました。その後も正力との対立は深まり、結局体調不良を理由に翌1957年3月29日、在任1年3ヶ月で辞任しました。

1962年5月7日には、京都市天竜寺にて第一回科学者京都会議を主宰し、パグウォッシュ精神に立ち核兵器禁止条約締結の必要性をアピールしました。1966年にはノーベル平和賞の候補者に推薦されていたことが、ノーベル財団の公表した候補者リストにより判明しています。

京都大学退官後の1975年に前立腺癌を発症し、手術を受けました。手術により癌の進行は抑えられましたが、その後は自宅で療養を続けながら学術活動を行いました。米ソ両国の緊張激化を受け、第4回科学者京都会議の発起人の一人となって1981年6月、15年ぶりに会議開催を実現しました。このときすでに健康状態が悪化しており、会議には車椅子姿で出席して核廃絶を訴えました。

広島平和記念公園にある若葉の像の台座には、湯川による短歌「まがつびよ ふたたびここにくるなかれ 平和をいのる人のみぞここは」が刻まれています。この「まがつび」(禍つ火、すなわち原子爆弾のこと)とは、原子爆弾を指します。

5.2. 世界憲法制定運動への参加

湯川は、世界憲法制定のための会議開催を求める合意に署名した一人でした。その後、世界連邦憲法を起草し採択するために世界憲法制定会議が招集されました。

8.1. 物理学関連の著書

• 『β線放射能の理論』岩波書店、1936年
• 『量子力学序説』弘文堂書房、1947年
• 『素粒子論序説 上巻』岩波書店、1948年
• 『物理講義』原治編、講談社、1975年(講談社学術文庫、1977年10月)
• 『理論物理学を語る』江沢洋編、日本評論社、1997年9月
• 『「湯川秀樹 物理講義」を読む』小沼通二監修、講談社、2007年1月
• 『非局所場の理論』井上健訳・解説、毎日新聞社、1952年

8.2. 思想、エッセイ、自伝

• 『最近の物質観』弘文堂、1939年(講談社学術文庫、1977年2月)
• 『存在の理法』岩波書店、1943年
• 『目に見えないもの』甲文社、1946年(講談社学術文庫、1976年)
• 『理論物理学講話』朝日新聞大阪本社、1946年
• 『自然と理性』秋田屋、1947年
• 『思考と観測』アカデメイア・プレス、1948年(リスナー社、1949年)
• 『物質観と世界観』弘文堂、1948年
• 『極微の世界』岩波書店、1950年
• 『創造的人間』筑摩書房、1966年(KADOKAWA 角川ソフィア文庫、2017年2月)
• 『創造への飛躍』講談社、1968年(定本、1969年；講談社文庫、1971年；講談社学術文庫、2010年2月)
• 『私の創造論 同定と結合』小学館、1981年12月
• 『物理学に志して』養徳社、1944年
• 『旅人 ある物理学者の回想』朝日新聞社、1958年(角川書店 角川文庫、1960年；KADOKAWA 角川ソフィア文庫、2011年1月；講談社、1966年；埼玉福祉会 大活字本シリーズ、1989年4月；日本図書センター 人間の記録、1997年6月)
• 『湯川秀樹日記 昭和九年：中間子論への道』小沼通二編、朝日新聞出版、2007年12月
• 『湯川秀樹日記1945 京都で記した戦中戦後』小沼通二編、京都新聞出版センター、2020年9月
• 『自己発見』毎日新聞社、1972年(講談社文庫、1979年8月)
• 『天才の世界』湯川秀樹(述)、市川亀久弥(聞き役)、小学館、1973年(小学館、1982年10月；三笠書房 知的生きかた文庫、1985年9月；光文社 光文社知恵の森文庫、2008年12月)
• 『天才の世界 続』湯川秀樹(述)、市川亀久弥(聞き役)、小学館、1975年(三笠書房 知的生きかた文庫、1985年12月)
• 『天才の世界 続々』湯川秀樹(述)、市川亀久弥(聞き役)、小学館、1979年8月(三笠書房 知的生きかた文庫、1986年6月)
• 『科学者のこころ』朝日新聞社、1977年6月(オンデマンド版、2003年6月)
• 『外的世界と内的世界』岩波書店、1976年12月
• 『原子と人間』甲文社、1948年
• 『科学と人間性』国立書院、1948年
• 『しばしの幸』読売新聞社、1954年
• 『現代科学と人間』岩波書店、1961年
• 『本の中の世界』岩波書店、1963年(みすず書房 大人の本棚、2005年9月)
• 『心ゆたかに 随想集』筑摩書房、1969年(筑摩叢書、1976年)
• 『学問と人生』富山県教育委員会、1971年
• 『宇宙と人間 七つのなぞ』湯川秀樹監修、前田常作画、筑摩書房、1974年(河出書房新社 河出文庫、2014年)
• 『この地球に生れあわせて』講談社、1975年
• 『科学を生きる 湯川秀樹エッセイ集』池内了編、河出書房新社 河出文庫、2015年
• 『湯川秀樹歌文集』細川光洋選、講談社文芸文庫、2016年10月
• 『湯川秀樹 詩と科学』平凡社、2017年2月
• 『科学者の創造性－雑誌『自然』より』中公文庫、2021年10月