大学・大学院での研究とは

山崎雅人（東京大学）

2010年6月6日 ＠SEA

内容（予定）90分（質問歓迎！）

大学・大学院とはどのようなところか？

研究するとはどういうことか？勉強とはどこが違うのか？

皆さんへのメッセージ/中学生・高校生のうちにやっておいた方がよいことはあるか？

研究の例：物理学（素粒子理論・超弦理論）

これからお話しすることは私の個人的な経験に基づくものです

大学・大学院で学んで研究者を目指すことを主に念頭におきます

大学・大学院とは？

大学・大学院（から研究者へ）

現在日本でのもっとも「スタンダード」なコース

高校卒業 （≧18歳）

大学入試

大学（≧4年間） （≧22歳）

大学院修士課程（≧2年間） （≧24歳）

大学院博士課程（≧3年間） （≧27歳）

Ph.D.を取得

(ポスドク研究員： postdoctoral fellow）

大学・研究所での助教など

大学入学は、まさに出発点

東大の場合

大学1、2年： 駒場キャンパス（教養学部） 幅広く 理科I-III類

2年の中頃 進学振り分け

大学3、4年 主に本郷キャンパス より専門的な講義、

学生実験、輪講など

物理学科学部学生の一日

4年の中頃 大学院入試

大学院の5年間 講義は最初の1年くらいだけ、もっぱらセミナーや議論、研究に専念

大学は高校とどう違うか？

基本的に「大人」として取り扱われる

自由度・自己責任が圧倒的に大きい

（例：授業の何割かは選択科目

授業も必ずしも出席する必要はない

アルバイトも自由

下宿生も多い）

自主性が重んじられる

（待っていても、先生は教えてくれない！人それぞれ

違った目標を持つことが大事）

専門性が高まる （勉強から研究へ）

研究とは？

研究とは？

研究＝「知のフロンティア」の開拓：今まで誰も考えつかなかった/見つけたことがなかった新しいことを発見・発明する

勉強とはどこが違うのか？

勉強＝先人の知恵を学ぶ：既に知られていることを学ぶ

教科書、先生から「教えてもらう」

研究＝今まで誰も知らなかったことを

見つける

先生に聞いても教えてくれない、

自分で考えること、疑問に思うことが

とても重要

このバランスが重要

どうやって研究を始めるか？

最近の研究を勉強する

論文を読む、いろんな人と議論する；自分で確認していないことを鵜呑みにしないことが重要

疑問点が生じる、問題を作る

実験Ｘの結果をどう説明するか？理論Ａと理論Ｂの関係はどうなっているのか？理論Ｃを拡張できないか？

問題を解く

既存のテクニックで解決できるか？

論文が完成、雑誌に投稿！

最近の研究の傾向

情報伝達が早い（例：プレプリントサーバー、e-mail)

研究者同士のネットワークも重要

国際会議、国境を超えた共同研究が盛ん

大学院生として海外で

研究することも可能

時に、競争が熾烈

時には毎日のように関連論文がでる、数日単位での遅れが特に命取りになる： 研究者間で、ポストをめぐる競争も激しい

J. Watson 「二重らせん」

では、中学・高校生のうちにできることは？

英語の勉強： 英語ができないと苦労します

大学に入ってから何をやりたいのか、目的を持つ

主体的、積極的に勉強する： 先生のいうことを鵜呑みにせず、自分で考える

日本についてよく知る（歴史、文化、政治、経済…)

社会の情勢に興味を持とう

研究の例：素粒子理論

研究の例：素粒子理論

全ての物質の究極の構成要素は何か？

宇宙はどう生まれ、その将来は？なぜ空間は3次元なのか？

（僕の場合）「紙と鉛筆（とコンピューター）」で研究する

1949 1965 2002 2008

理論物理の指針

実験結果今までの理論で説明のつかない実験結果がでてき

たときに、それをどう説明するか？

理論的な整合性理論体系は自己矛盾でなければいけない（つまり、

矛盾する二つの結論が導かれてはならない）。

理論の簡潔さ、美しさ様々な事実を、できるだけ自然かつ簡潔に説明でき

るか？

実験からの示唆

ニュートリノ

ニュートリノには質量がある（ニュートリノ振動：スーパーカミオカンデ）

Large Hadron Collider (LHC) スイスジュネーブにある「加速器」：粒子を高エネルギーで衝突させる

理論的に考えられているヒッグズ粒子の発見が期待される

宇宙は、わからないことだらけ

宇宙はなにから

できているのか？

我々が知っているのは、ごく

5パーセント

理論的な整合性

超弦理論

全ての物質は、微小な「ひも/弦」から構成されていると主張する

ひもの異なる振動モードが、異なる粒子に見える

超弦理論は、量子重力の理論である

20世紀物理学の偉大な成果：

１．量子力学

2．一般相対性理論（自己矛盾な理論である：ホーキングとペンローズ

の特異点定理）

超弦理論は、仲の悪いこの二つの理論を矛盾なく含む理論

お互いに矛盾

予言のひとつ：余剰次元

超弦理論は10次元の時空（時間1次元＋空間9次元）を要請する

余分な次元は、小さいので見えない！

ブラックホールの謎を超弦理論で解く

ブラックホールは、実際に宇宙で

みつかっている

光を含むあらゆるものが、一度入ったら出てくれない「真黒な穴」

ブラックホールの微視的状態を超弦理論から理解する

エレガントな宇宙 ワープする宇宙B. グリーン著 L. ランドール著

最後に

まとめ？

大学・大学院で研究するということ＝未知の事実を発見することで人類の進歩に貢献する、興奮に満ちたドラマ

主体性を持って物事をとらえなおすという視点は、研究者にならずとも社会でかならず役に立つ

将来自分が何をやりたいのかも少し考えてみよう

中学・高校生のうちにしかできないこともある。

中学・高校での学校生活を楽しんでください！