長岡半太郎

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長岡 半太郎
(ながおか はんたろう)
長岡半太郎
人物情報
生誕 1865年8月19日慶応元年6月28日
日本の旗 日本 長崎県大村市
死没 1950年12月11日(満85歳没)
出身校 帝国大学
学問
研究分野 物理学
研究機関 東京帝国大学
理化学研究所
大阪帝国大学
主な業績 土星型原子モデルの提唱
主な受賞歴 文化勲章1937年
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国立科学博物館のレリーフ

長岡 半太郎(ながおか はんたろう、1865年8月19日慶応元年6月28日) - 1950年(昭和25年)12月11日)は、日本物理学者土星型原子モデル提唱などの学問的業績を残した。また、東京帝国大学教授として多くの弟子を指導し、初代大阪帝国大学総長や帝国学士院院長などの要職も歴任した。1937年(昭和12年)、初代文化勲章受章。正三位勲一等旭日大綬章追贈

生涯[編集]

幼少期と学生時代[編集]

現在の長崎県大村市大村藩藩士長岡治三郎の一人息子として生まれ、幼少期には大村藩藩校五教館長崎県立大村高等学校の前身)で学んだ。

長岡家は1874年(明治7年)に上京し、半太郎は本郷区湯島小学校に入学。小学校では成績が悪かったらしく、落第したこともあった[1]共立学校から東京英語学校(東京大学予備門)に進学。父治三郎の転勤などに伴い、大阪英語学校(大阪専門学校)に転校後、東京大学予備門に再入学している。

1882年(明治15年)9月に東京大学理学部(1886年から帝国大学理科大学)に進学。在学中、1年休学している。休学中は、東洋人(日本人)に欧米人に劣らない独創的見識があるのかについて悩み、漢学の道に進むことも考えていた。物理学科に進んでからは、教授山川健次郎や助教授田中舘愛橘、イギリス人教師ノットのもとで学んでいる。

東京帝国大学教授[編集]

1887年(明治20年)に大学院に進学後、そのまま大学に残り1890年(明治23年)に助教授就任。

1893年(明治26年)から1896年(明治29年)にかけドイツに留学し、ルートヴィッヒ・ボルツマンのもとで学ぶ。帰国後、教授に就任。以来、1926年(大正15年)に60歳で定年退職するまで東京帝国大学(1897年に帝国大学から改名)教授を勤めた。

要職の歴任[編集]

東京帝国大学教授を定年退職したあとも理化学研究所主任研究員として研究を続ける一方で、次の要職を歴任した。

その間、1937年に初代文化勲章を受章している。

長岡は1939年(昭和14年)、スウェーデンノーベル賞委員会に湯川秀樹への授賞を推薦している。この推薦は第二次世界大戦を挟んだ10年後の1949年(昭和24年)に実り、湯川は中間子理論が認められて日本人初のノーベル賞(物理学賞)を受賞した。

1950年12月11日、満85歳で死去。死の当日も地球物理学の本を広げて研究を続けていた。

家族[編集]

1892年(明治25年)に箕作麟祥の三女・操子と結婚し、3男1女をもうけた。長男治男理化学研究所理事長、次男正男日本光学工業社長を勤め、長女は半太郎の弟子岡谷辰治と結婚した。半太郎の孫の長岡延子はピアニストとして将来を嘱望されたが、東京大空襲で死亡している。また、延子の義妹の長岡純子(旧姓長松)もピアニスト。

妻・操子が1902年(明治35年)に亡くなるとまもなく、平川登代と再婚。登代との間には5男をもうけた。五男嵯峨根遼吉は、実験物理学者

業績[編集]

長岡は大学院時代から磁歪の実験研究に取り組み、並行して回折の数理物理学的な研究も行った。また、地震地球物理学の研究にも携わり、地磁気の測量、流星による電波の散乱の報告[1]などをしている。その後、研究の対象は原子構造論や分光学、水銀還金などに広がった。

1900年(明治33年)にフランスパリで開催された万国物理学会には、アンリ・ポアンカレやキュリー夫妻(ピエール・キュリーマリ・キュリー)、アンリ・ベクレルなどといった当時の有名物理学者とともに参加。磁歪の研究成果を報告している。

また、世界の物理学の最新情勢を日本に紹介する仕事も積極的に行なっている。1888年(明治21年)には、ハインリヒ・ヘルツの実験について特別講演を行い、紹介記事を執筆した。留学中の1895年には、ヴィルヘルム・レントゲンによるX線発見の報告を日本に送った。また、1922年(大正11年)にアルベルト・アインシュタインが来日し、日本中でアインシュタインブームが起こった際は、宮中にて相対性理論の講義を行なった。

土星型原子モデルの提唱[編集]

土星の画像。土星の輪は微小な天体の集合体が土星を公転しているものである事は当時すでに知られており、長岡は、土星本体に相当する原子核の周囲を数百個〜数千個の電子が輪のように回っていると考えた。

1900年代初頭、原子が単一の粒子ではなく、正電荷に帯電する粒子と負電荷に帯電する粒子の集まりであるらしいことが判明していた。当時著名な物理学者であった英国のJ・J・トムソンは、1903年に、正と負に帯電する粒子が均一に混ざって原子を構成しているという、ブドウパンのような原子モデルを提唱した。それに対して長岡は、同じく1903年(明治36年)に、中央に正電荷を帯びた原子核があり、その周りを負電荷を帯びた電子がリング状に回っている土星型の原子モデルを発表した。原子核の周りを電子が回っている原子模型は、長岡より2年前にジャン・ペランが提唱している。

長岡のモデルにおいては、電子が加速度運動(公転運動とは、常にその中心方向へ加速する運動である)をしているにもかかわらず、電磁波を放射してエネルギーを失うことなく原子核の周りを回っていられる点に関しての説明がつかないことから、当初はあまり注目されず、日本国内の保守的な学者からは批判された。しかし1911年アーネスト・ラザフォードがα線の散乱実験を行い、原子核を発見(→ラザフォード散乱)。この実験結果に基づいてラザフォードの原子模型を発表した。これは原子核があり、その周りを電子が回っているという点は、長岡の土星模型と似たものであった。原子核の周りを回る電子の問題については、ニールス・ボーアによる1913年ボーアの原子模型で、ある規則にもとづく場合に安定して電子が存在していることが示された。「どうして加速度運動をしているのに、電磁波を放射してエネルギーを失わないのか」については、前期量子論(ボーアの原子模型もこれに含まれる)を経て、量子論に至って電子は「点のようなもの」ではない、とする事で最終的に結論された。

長岡係数の提唱[編集]

1909年5月6日電気工学において、有限長ソレノイドコイル)のインダクタンスを求めるための係数、長岡係数を発表した[2]

水銀還金[編集]

1924年9月に発表された水銀に変えることを可能にする夢の研究である。水銀は原子番号80、金は原子番号79であるから、「水素元子」(陽子)1個を除去すると金が得られるとし、水銀の「核を攪乱」したところ金が見つかったとされる。長岡の目的は原子を改変して原子の理解を深めることで水銀から金を作る研究は部分的な応用例であったが、理化学研究所の広報が報道をあつめて発表し、この研究は資源の少ない日本に多大な恩恵をもたらす「錬金術」であるとセンセーショナルに報じられた。しかしその後10年研究が続けられたが成果なく、誤りであったのだが、長岡半太郎は認めることはなかった。また他の学者も物理学の重鎮に対して批判をすることはなかった。[3][4][5][6]

主な弟子[編集]

長岡の東京帝国大学教授時代の主な弟子は、次のとおり。

  • 本多光太郎:物理学者、冶金工学者。KS鋼の開発者。
  • 日下部四郎太:地球物理学者。岩石や地震波の研究者。
  • 愛知敬一:物理学者。若くして死去。
  • 寺田寅彦:物理学者、エッセイストとしても知られる。
  • 石原純:物理学者。歌人としても知られる。
  • 岡谷辰治:物理学者、数学者。
  • 仁科芳雄:物理学者。量子力学の研究、粒子加速器(サイクロトロン)製作等の業績を上げた。

長岡は土星型原子模型(長岡模型)を提唱したとき、保守的な先輩世代から、実証的でない長岡模型の研究をやめるように言われた。長岡は後に、やめたことを悔やむ。この影響もあってか、仁科芳雄はコペンハーゲン学派(ニールス・ボーアらが中心)の自由な学風を日本に持ち帰り、仁科と交流のあった朝永振一郎や、坂田昌一はその学風を受け継ぐ。

なお、朝永の父朝永三十郎は同じ大村市出身ということで、長岡とは旧知の仲であった(幼少期の実家は、隣家)。その他、長岡の助手をつとめた清水荘平東京理科大学出身)は、後に北辰電機製作所(後に横河電機製作所と合併し、横河北辰電機となり、現在は横河電機として存続)を創業している。ほか、のちに長岡の後任となった大阪帝国大学二代総長楠本長三郎は、旧制大村中学校(長崎県立大村高等学校の前身)で朝永三十郎と同期であった。

東北帝国大学創立[編集]

1906年(明治39年)、東北帝国大学の設立が閣議決定されると、長岡はその教授人選を依頼された。その結果、長岡の弟子にあたる本多光太郎や日下部四郎太・愛知敬一・石原純が東北帝国大学教授となった。長岡自身も初代理科大学長として推薦されて本人も受諾する気であったものの、最終的には引き留められて東京帝国大学に残った。

大阪帝国大学創立[編集]

1931年に創立されて長岡が初代総長となった大阪帝国大学では、理学部長に真島利行 、物理主任教授に八木秀次、教授に娘婿の岡谷辰治や長岡と同じく箕作一族から輩出した菊池正士(長岡の先妻・操子は菊池の又従姉にあたる)らを任命した。また、湯川秀樹は講師として一時岡谷研究室に所属した。

著作[編集]

著書[編集]

  • 『原子力時代の曙』(朝日新聞社、 1951年

校閲[編集]

  • ジョン・フレミング 『ヘルツ波無線電信』 長岡半太郎 校閲、佐藤政資 譯述、佐藤政資訳、書肆 裳華房、東京市日本橋区通 2-18、1906年10月20日(日本語)。ISBN なし。

参考文献[編集]

外部リンク[編集]

注釈[編集]

  1. ^ 本人が後に思い出話として語っている。板倉聖宣『長岡半太郎』20頁
  2. ^ Nagaoka, Hantaro (1909). “The Inductance Coefficients of Solenoids”. Journal of the College of Science (Tokyo, Japan: Imperial University) Vol XXVII: Article 6, p1-33. http://www.g3ynh.info/zdocs/refs/Nagaoka1909/index.html 2009年8月2日閲覧。.  (英語)
  3. ^ “余録:1924年9月20日の新聞にこんな見出しが…”. 毎日新聞. (2014年3月15日). http://mainichi.jp/opinion/news/20140315k0000m070142000c.html 2014年8月17日閲覧。 
  4. ^ “顕微鏡下の水銀に燦爛たる純金の粒・歓喜に慄えて居る長岡博士昨日理研で結果を発表した”. 時事新報. (1924年9月21日). http://www.lib.kobe-u.ac.jp/das/jsp/ja/ContentViewM.jsp?METAID=00075045&TYPE=IMAGE_FILE&POS=1 2014年8月17日閲覧。 
  5. ^ “還金術は産業界に何う影響するか (一〜3)”. 大阪毎日新聞. (1924年12月3日). http://www.lib.kobe-u.ac.jp/das/jsp/ja/ContentViewM.jsp?METAID=00075073&TYPE=IMAGE_FILE&POS=1 2014年8月17日閲覧。 
  6. ^ 中尾麻伊香「「科学者の自由な楽園」が国民に開かれる時―STAP/千里眼/錬金術をめぐる科学と魔術のシンフォニー」