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遊記

京都的科學 - 科學的京都 || 在京都地景下誕生的新科學

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jurishung
#1
舊 2020-03-09, 00:16
京都是日本第一個諾貝爾奬得主的誕生地,這麼說也許大阪會不服氣,於是我們再改它一回,京都是一連串諾貝爾奬得主的的誕生地。那些一度在科學界享譽盛名的日本科學家們,都是源自於 - 京都學派,這個獨樹一格的系統。

所謂的京都學派,其實是指二戰以前,以京都大學教授西田幾多郎與田邊元教授為中心所發展出來的哲學系統。因為幾多郎教授時常沿著東山山麓散步邊思考著哲學問題,因此該處有個美麗的稱呼「哲學之道」,是京都旅行者一般不會錯過的景點。

京都學派其實具有很濃厚的反戰思想,這和京都大學一直標榜著「自由的學風」有很大的關係,隨著戰事進入白熱化,政府當局隱蔽海外侵略的意圖,將戰爭打造成為「為了天皇和國家而戰」,那些原本徜徉在自由學風的京大學生們也被推上戰場,數百人[1] 犧牲生命,也成為這派學者極力撻閥的一個時期。

而日本第一位諾貝爾獎得主,京都大學的理學部畢業生,湯川秀樹,則繼起了這個學派。
這是戰後「京都學派」所引領的新的科學時代。

西田幾多郎的次子是湯川在理學部的學長 、湯川受西田教授影響甚多,湯川曾經如此說道「哲學和理論物理,很久很久以前是同一個東西,但現在卻離得相當遙遠。我在和西田老師談話的瞬間,感受到了這兩者的距離正在逐漸靠近 [2]。」他說的很久很久以前,大概是亞里斯多德那個愛知識的希臘雅典時代。

於是,這回的科學地景,我想放在京都。
我們不談戰前的哲學,要談的是戰後由湯川秀樹所帶起的,京都的諾貝爾獎得主們的搖曳身影,其後的朝永振一郎 (湯川秀樹高中同學),福井謙一,一路帶起了這個古都嶄新的一面,也許是因為古都,所以我們可以把哲學融合在城市裡,然後從哲學綻放科學,譜出一個嶄新而絕美的時代。

用旅遊的腳步,來探索,那個遺留在古都分子裡的科學風采,京都的科學,科學的京都。


【京都大學,樂友會館,京都帝國大學徽章】

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本文的目次與大綱

『古都』
- 湯川秀樹 - 京都湯川秀樹舊宅

『物理學科』
- 湯川秀樹 / 朝永振一郎 - 京都大學舊理學部物理學教室 (現 留學生交流室きずな)

『第一個諾貝爾獎』
- 湯川秀樹 - 大阪市立科學館 / 京都大學理論物理研究所 / 京都大學校史館

『旅人』
- 湯川秀樹 - 京都湯川秀樹博士碑 / 湯川秀樹墓

『化學科』
- 利根川進 / 赤崎勇

『工業化學科』
- 福井謙一 / 野依良治 - 京都大學工學部工業化學科

『前緣分子軌域』
- 福井謙一 - 福井謙一研究所 / 福井謙一墓

『小林益川模型』
- 小林誠 / 益川敏英 - 京都大學理學研究科

『iPS』
- 山中伸彌 - 京都大學iPS細胞研究所

『PD-1/PD-L1』
- 本庶佑 - 京都大學醫學部

『鋰電池革命』
- 吉野彰 - 京都大學石油化學科

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『古都』

1908年,地質學者小川琢治帶著一家人,遠從東京府東京市麻布區,來到這個40年前仍稱之為皇都的京城:京都,京都雖然貴為京城,卻不過是一個捲曲在盆地裡的小聚落,當時的京都沒有太先進的味道,小川琢治即將進入甫創立不久的「京都帝國大學」任職教授一職,那時候的京都城鎮幾乎集中在鴨川以西,出町仍是一片荒蕪,往南雖有花街祇園,但與過去一家人生活在的東京相比,仍然不是個太有生氣的城市,那時候的京都,人口不過30萬上下。

「大家以為我的故鄉是京都,而且這樣認為的人真的不少。原來如此,至少我這五十餘年的歲月裡,大部份是在京都度過的。」
「而我的記憶,也是從移居京都才開始有的,果然,京都就是我的故鄉啊![3]」湯川秀樹如是說。



【京都,出町柳,高野川】

於是,科學的京都由湯川秀樹開始,也因為湯川的起頭,京都的科學開始奠定了腳步,漸漸成為思想匯流的重要城市。
湯川秀樹早期並不姓湯川,而是「小川」,因此在他來到京都時,更合理的名稱應該是「小川秀樹」。小川秀樹是家中的老三,上頭有一位哥哥和一位姊姊,在他一歲左右時,父親帶著全家來到京都帝國大學任教,也開啟了他與京都不可分離的命運。

湯川在京都成長,並且就讀第三高等學校 (俗稱三高),也就是當時的大學預備校,隨後考取了京都帝國大學理學部。
如今的第三高等學校已經廢校,校園的一處已經併入京都大學,在京都大學的校史館有不少關於三高的展示。
(參考:京都大學校史館,從三高到帝大)
原文載於: 背包客棧自助旅行論壇 https://www.backpackers.com.tw/forum/showthread.php?t=10418021


【京都。下鴨神社】

先把京都的地景帶到下鴨神社,下鴨神社在京都出町柳往北約兩公里左右的位置,臨近京都大學,湯川秀樹的舊宅也就在下鴨神社的周邊。
湯川秀樹在京都大學任職教授數十年,便是居住在下鴨神社附近的宅邸,直到1981年過世為止。

來訪出町柳北邊的下鴨神社,除了一探這名聲爆棚的世界文化遺產之外,鄰近的「舊三井下鴨別邸」也是日本的重要文化財。
三井是日本明治時期以來的大財閥,以三井物產和銀行最為著名,二戰以後三井財閥一度被解散,然後以三井集團的姿態再次站起。而這個三井家族先祖的宅邸就在此處。


【出町柳,前往湯川秀樹舊宅】

於是我們把科學的第一景帶向湯川秀樹的舊宅。湯川秀樹的舊宅在一個看起來不是很起眼的巷弄,舊宅的圍牆是由矮樹叢所圍成的,如果不特別注意還會以為是一處草叢。這點很符合京都的精神:安靜、低調、但是又不甘平凡。


【出町柳,湯川秀樹舊宅】

從矮樹叢的一處透露出了湯川秀樹的舊宅,看到大門深鎖時我還有點大吃一驚,以為自己走錯了地方,大門前方貼有「猛犬」的字樣,意思大概就是「內有惡犬」的概念,其實門裡並沒有傳出什麼兇狠的狗叫聲,我在想這會不會是湯川家自己的幽默感。

為了確定我沒走錯地方,趕緊在京都市役所的網站確認一下照片,湯川秀樹的看起來確實是這棟建築沒錯,我這才驚覺湯川秀樹的舊宅不是一間博物館,或是讓人參觀的故居,它仍然是湯川家正在使用的住宅。


【出町柳,湯川秀樹舊宅】

於是我沿著整個舊宅繞了一圈,宅邸的前門處停了汽車以及腳踏車,而門牌上扎扎實實地寫著「湯川」。這裏確實是湯川秀樹的舊宅,而湯川這個姓氏的家族成員仍繼續使用著這座房子。

這裏是湯川秀樹的故居,也是他病逝的地方,一個時代的巨人殞落的空間。

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『物理學科』


【京都大學,舊物理學科,現為留學生きずなラウンジ】

湯川秀樹於1926年進入京都大學物理學科,與他同期進入的還有他的中學和高中同學朝永振一郎,朝永振一郎其實本來大了湯川一屆,但因為湯川天賦異稟,在中學時期便跳級了一屆,成了京都府立第一中學的同學。
從這裡就可以發現,湯川的優秀程度更甚朝永一籌,或者說運氣也更甚一籌,這讓湯川比朝永早了16年得到諾貝爾獎。


【京都大學,舊物理學科,現為留學生きずなラウンジ】

但無論如何,不管怎麼比,獲得諾貝爾獎的都是強者,我們凡人是無法評論一般的。

朝永於京大畢業後前往德國萊比錫大學工讀博士,1941年,他返回日本,在東京理科大學任職,並且開始面對十年前由狄拉克所提出的量子電動力學,在量子電動力學當中,二階微擾項以上的高階項因為初始態與終態的時間差,而產生了無窮大的不合理狀況,1948年,朝永提出了「重整化」理論,解決了數學上的無窮大問題,儘管狄拉克大力反對,朝永獲得了1965年的諾貝爾物理獎。

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『第一個諾貝爾獎』

雖然想介紹的是京都地景,但是沒有大阪的存在就很難介紹的下去,儘管湯川秀樹畢業於京大,但他獲得諾貝爾奬的,關於中間子的論文,是在他於大阪帝國大學就讀博士班的期間完成的。1933年,湯川在東北帝國大學的數學物理年會上認識了八木秀次教授,在教授的引薦後就任大阪帝國大學的講師一職,並且在八木教授的指導下攻讀博士學位。

而湯川也在求學期間,與大阪胃腸病院的院長之女:湯川スミ結婚,入贅進了湯川家,成為他後來一直使用的姓氏。

1936年,湯川發表了「關於基本粒子交互作用」的論文,在其中引入了關於「pi 中間子」的假定。pi 中間子是協助傳遞「核力」的媒介,所謂的核力是宇宙四力當中構成物質最重要的兩力:「強核力」與「弱核力」。湯川發現,採用了中間子的假說,可以有效的導出強核力,並且利用強核力成功導出弱核力。當時提出此一假說時,實則引起量子物理的權威:波耳與海森堡的反對,波耳認為,假設一個沒有觀察到的粒子是不正確的。

1947年,英國物理學者Cecil Powell 從宇宙射線中發現了pi介子的存在,湯川秀樹因而被授予1949年的諾貝爾物理獎。

如今的大阪大學已經轉移到大阪府吹田市,而當時湯川所在的大阪大學其實是在大阪的中之島上,如今大阪大學的建築物已幾乎拆掉,變成了一棟又一棟的摩天大樓,而一部分則建成了大阪市立科學館。

因此大阪市立科學館的展示中有說到「日本的第一個諾貝爾奬在中之島」。


【大阪中之島,大阪市立科學館】

中之島上的大阪市立科學館,有種台中科博館的既視感,主樓的色調和台中科博館相似,外圍的鐵架造景讓人聯想到植物園,對街的摩天大樓群,會讓我想到草悟道的風景。


【大阪中之島,大阪市立科學館】

這個看起來樸實無華的建築,承載著當年日本第一座諾貝爾奬的秘密,當年的大阪帝國大學就在這裡,我時常會想,中之島對於大阪人的意義何等巨大,大阪市役所在中之島上、過去的大阪公會堂也在中之島上,中之島是大阪舊時代「天下的台所」大坂的物資集散中心,而如今則成為諸多企業總部和摩天大樓的集合體,作為台日在關西區域的代表處—日本台灣交流協會也在中之島上。


【大阪中之島,大阪市立科學館展示:日本最初的諾貝爾獎在中之島】

科學館裡的展示訴說著「日本最初的諾貝爾奬來自中之島」,這是當年大阪帝國大學的模樣,很希望見著大阪大學還在中之島上會是怎麼樣的光景,如今的大阪大學整個轉移到吹田,校區少了很多歷史的味道。


【大阪中之島,大阪市立科學館展示:湯川秀是當年獲得諾貝爾獎的論文,當然只是海報】

這是關於湯川秀樹的那篇諾貝爾奬的論文「關於基本粒子的交互作用」,當中的pi中間子,是論文裡廣受驚艷的亮點。其實關於基本粒子,目前大多是先依照標準模型,預測出可能存在的粒子,然後由原子對撞實驗證實,2013年轟動一時的「希格斯粒子」,一個用以使規範玻色子獲得質量的粒子,也是在1970年代便假定出來的粒子。

只能說湯川在基本粒子的領域走的太前面,所以一度不被物理大家所接受,不過這個證實不過短短的10年,也讓湯川在40初頭就獲得了諾貝爾奬得主的榮耀,就科學人的人生歷程而言湯川算是非常順遂的了。

話說大阪中之島上的市立科學館其實非常好逛,裏頭的互動設施非常多,認真看的話可以得到不少東西,而當然互動設施也非常受小朋友們的歡迎。
當初來到科學館後,在館內大概玩了滿滿三個小時,結果因為急著要去看館內的太空劇場,還有一些小設施沒有認真玩到。總之真的是很推薦的大阪景點。
(參考文章:大阪市立科學館。)

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在湯川獲得諾貝爾獎之後,京都大學總長便以此為紀念,在京大創設了「湯川紀念館」,這座紀念館於1952年竣工,成為京大北白川地區的一處地景。湯川在1953年回到了京都,於京都大學理學部任職,湯川紀念館便更名為「基礎物理研究所」,而由湯川就任初任所長。


【京都大學,基礎物理研究所】


【京都大學,基礎物理研究所】

基礎物理研究所位於京都大學吉田校區北側的北白川校區,是專屬於理學院學生的區域,這所研究所如今仍作為京大理學研究科的設施持續使用。


【京都大學,基礎物理研究所,湯川秀樹像】

基礎物理研究所的門口建有湯川秀樹的半身銅像,這個湯川給人的感覺蒼老許多,不像一般我們所看到那個長相斯文,精神洋溢的湯川,當然也有可能是這個銅像飽受風霜的關係,說不定銅像剛建成時其實是相當意氣風發的神情。


【京都大學,基礎物理研究所,湯川秀樹展示區】

研究所目前是供研究室以及教授的辦公室繼續使用,進到研究所之後,在盡頭的右側有一個展示湯川各種介紹的小走廊。


【京都大學,基礎物理研究所,湯川秀樹展示區】

當然一定要展示的就是當年獲得諾貝爾物理獎的那篇論文,所上展示的是當時的物理誌。另外是中間子討論會的一些文件,右上角左側是日本強子物理學家坂田昌一當時編輯的預稿,而右側是後來也獲得諾貝爾奬的昭永振一郎編撰的原稿。


【京都大學,基礎物理研究所,湯川秀樹展示區】

湯川在1946年,也就是戰後的隔年,便創立了以英文發表的「ブロクレス(Blockless)」刊物,期望日本的科學研究能夠在戰後迅速回到世界的學術崗位上。由於日本是戰爭發起國、與德國一樣在戰爭中成為歐美科學界防範的目標,在戰中,這些國家的學者成了學術孤島上的居民,與外界失去了聯絡。

因此這個Blockless,帶著他打破藩籬的決心,那時候的他正年輕,也尚未得到諾貝爾奬,他憑著的,是對科學的熱情。

我們可以知道湯川是反戰的,湯川在1945年,戰爭結束後,曾在雜誌上發表了「戦争は常に人類の幸福の破壊者である (戰爭通常是人類幸福的破壞者)」[3],湯川最小的弟弟,小川滋樹,在二戰當中死亡,這也理所當然暗示著,他人生的不幸福來自於戰爭所帶來的遺憾。


【京都大學,基礎物理研究所,湯川秀樹展示區】

牆上展示著湯川的簡歷以及各種在物理所留下的珍貴照片。


【京都大學,基礎物理研究所,湯川秀樹展示區】

湯川的代表作:中間子也是介紹的主要對象。右上方可愛的圖示簡單描述了中間子,原子核由質子組成,因為質子帶正電,多個質子間彼此產生電磁斥力,正常狀況下會將彼此推擠出自己的勢力範圍。

但原子核的質子卻是緊密的連結在一起,其原因便是,強核力,而在基本粒子當中,一切力的傳遞都需要其他粒子的協助,於是湯川便假定了中間子的存在,並且提出了其適當的質量:大約電子的兩百倍,也因為其質量介於電子與質子的中間,湯川才將其稱為中間子。

1947年Powell在宇宙射線發現了一個與質子相互作用十分強大,且質量在電子的273倍左右的粒子,證實了湯川的假說,於是中間子正式納入標準模型的一環。
不過值得一提的是,中間子和質子與中子一樣,不是最終的基本粒子,他們都是由構成物質的費米子:夸克所組成,中間子的成分是正反兩個夸克。


【京都大學,百週年時計紀念台,前往京都大學校史館】


【京都大學,百週年時計紀念台,京都大學校史館展示區,湯川秀樹當時教學的量子力學講義】

如果想要看其他湯川相關的展示,其實在京大門面的百週年時計台裡的校史館也有一些湯川的痕跡,湯川在京大任教數十載,他上課用的教材也成了展示的一部分,是說湯川的年代正值量子力學蓬勃發展之後的隔一個世代,也正是標準模型開始打基礎的時代,那個時代的宇宙比起現在仍是一片謎團,所有的探索都像是在黑暗中找尋出路似的。

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『旅人』

「雖然我不是一個命運論者,但如今想起還是不禁讓我感到不可思議。人們從何種契機開始,又或者以什麼樣的方式改變,這我真的不知道。(從出生以來) 二十幾年以後,我腦裡的一瞬間出現了要朝物理學的道路前進的想法,我覺得這多少和物理學的命運有點關係吧![4]」湯川在自傳裡這麼寫道。

不知道該說先有了古都,才造就了湯川,又或者因為湯川注定要走上物理的道路,才造就了古都的輝煌,這感覺就像是宇宙中的謎團,或許在不同維度的空間,會是另一種不同的光景,無論如何,湯川的生命如同旅人般在古都晃過了一遭。兩者相輔想成,無法分別去看待。


【京都御苑東側:梨木神社 - 湯川秀樹博士歌碑】

在京都御所一側的梨木神社處有著「湯川秀樹博士歌碑」,這首詩歌由湯川自己所題「千年の昔の薗もかくやあ里志木の下かげに乱れさく萩」,爾後社方興建了這座石碑,用以紀念梨木神社「萩之會」的初代會長湯川秀樹,也雋永神社裡引以為傲的荻花。

1981年,年74歲的湯川病逝於出町柳的家中,時代的巨人終將離場,但留給後世的,卻是十分令人深思的科學見解。
湯川過世後安葬於知恩院,湯川家的墓碑像是有光一樣,後方的墓誌銘寫得非常搶眼,畢竟墓誌銘上可以寫上「諾貝爾獎」的,真的是祖宗八代都修不來的福氣啊。


【京都東山知恩院:御影堂】

知恩院倒是不用多作介紹,知恩院為日本淨土宗之總本山,淨土宗即是以持誦佛號達到入定並且往生極樂淨土的修行法門。
這個寺宇與位於京都大學所在的出町柳百萬遍知恩寺同為「知恩」之名,過去的總本山其實是在知恩寺所在的位置,但經過兩寺千年以來的纏鬥,目前東山的知恩院已經取而代之,成為淨土宗最核心的寺院,而百萬遍的知恩寺,則放棄了總本山之名號,以「大本山」作為一方之霸。
(參考文章:百萬遍知恩寺。)


【京都東山知恩院:墓園,湯川家墓】

尋找湯川秀樹的墓是一個大工程,文獻上提到它位於知恩院,但是確切位置其實並沒有什麼記載,由於知恩院墓園的墓碑千百座,要在短時間找到也不是容易的事,於是我透過鮮少的湯川秀樹朝聖者的部落格,從文中推敲其墓地位於「知恩院墓園千姬之墓」下方區域的墓地,千姬是德川幕府第二代將軍秀忠之女,因此算是知名墓地,院方有詳細位置標示,其後從網路照片判斷,湯川家的墓碑是以厚重的黑色為基調,和一般墓碑不太一樣,所以大概花不到半個小時的時間就找到了湯川家的墓地,順利拜訪了這位沈睡於京都的哲人。在網路上也看到有些朝聖者找了第一天找不到,隔天又來找的記事,只能說感謝湯川先生的引領,才讓我的朝聖之旅如此順利。

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『化學科』

離開了物理學領域,先來一點化學科的畢業校友。京都大學化學科曾畢業過兩位諾貝爾獎得主。

其中一位是利根川進,一位是赤崎勇,這兩位都是比較近代的學者,日前仍然各自在學術領域裡持續貢獻著,而這兩位所專精的領域也完全不同。

利根川進於1959年進入京都大學理學部化學科就讀,文獻上寫到他曾經重考一年,所以不是京都大學的應屆畢業生,值得一提的是,他與京都大學2003-2008年的校長尾池和夫是同班同學,尾池和夫是地震學的專家,我第一本閱讀的與京都大學相關的日文書「變動帶的文化」,就是尾池和夫校長的作品。利根川進大學畢業後轉入了微生物領域,在京都大學病毒研究所完成碩士學位後,便遠渡美國加州大學聖地牙哥分校攻讀博士,然後在美國索爾克研究所,瑞士巴塞爾免疫學研究所,美國麻省理工學院等機構任職,1987年,利根川進以「解開抗體的特異基因構造」,被授予諾貝爾生理學獎。

赤崎勇是1946年進入京都大學化學科就讀,畢業後進入半導體業界,曾在神戶工業任職一段時間,後來其上司有住徹彌因轉任名古屋大學任職教授,赤崎便被拉攏進入名古屋大學擔任助手,隨後在名大完成了博士學位。博士班畢業後赤崎前往松下電器擔任研究員,專攻分子束磊晶的開發,也就是用來成長LED晶粒的技術,1979年開發出日本第一個紅色雷射二極體。赤崎勇在轉任名古屋大學教授期間,與博士生天野浩,共同研究了超高難度的GaN結晶,成功開發出藍光LED,以此發明,赤崎勇與天野浩共同獲得了2014年的諾貝爾物理獎。與他們同一時期獲獎的是另一位獨自在四國德島的日亞化學進行藍光二極體開發的「中村修二」,相較於赤崎勇兩人的學術出身,中村修二的背景倒是比較激勵一般大眾,中村隨後有出版一本「我的思考,我的光 (考える力、やり抜く力、私の方法)」的自傳書籍,很適合成績平平但是想以諾貝爾獎為目標(?)的青年們閱讀。


【京都大學,化學專攻,因為文獻難尋,其實我不是很確定過去的化學科建築究竟是哪一棟,不過根據京都大學化學專攻的歷史,最初的化學科和工業化學科其實是同科,所以位於工業化學科建築的可能性非常高】

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『工業化學科』

京都大學的工業化學科之後陸續誕生了兩位諾貝爾奬得主:一位是福井謙一,另一位則是野依良治。但二人當中只有福井謙一畢業後持續在京大研究,並且獲得諾貝爾獎。


【京都大學,工業化學科,如今舊建築的上方被延伸出新的玻璃帷幕建築,這是日本校園老建築常見的模樣】

野依良治出身兵庫,是湯川秀樹學生一輩的人物,京大博士班畢業後前往名古屋大學任職助教,之後前往美國哈佛大學進行博士後研究,於1972年於名古屋大學升任教授職務,1986年,以開發「BINAP-ジアミンルテニウム」觸媒的業績,獲得了2001年的諾貝爾化學獎。

福井謙一是大阪人,對於京都而言,他是最重要的人物,因為他才是真正在古都獲得諾貝爾奬的第一號人物,如果說京都具有能啟發科學思考的哲學風景,那麼這個說法一定是由福井所證明的。

福井於1938年進入了工業化學科就讀,比起化學,他鍾愛的是數學,大學時期,福井便修習了大量數學課程。大學畢業後,他師從燃料化學科的兒玉信次郎教授,因為兒玉教授早期留學歐洲,實驗室擁有大量歐洲量子力學研究的相關素材,福井初步接觸到了量子理論。

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『前緣分子軌域』

福井於博士班畢業後,繼續留在燃料化學科,開始他以古都京都作為基地的理論科學研究。1952年,福井提出了「前緣分子軌域理論」,歸納出有機分子的能帶LUMO (類似無機中的傳導帶) 和HOMO (類似無機中的價帶) 所造成的反應。利用福井的理論,人們可以將有機物質的反應簡化為透過觀察LUMO和HOMO的反應,有助於解釋各類有機分子周環反應的「分子軌道對稱守恆原理」,並且預測反應結果。

儘管理論發表時依然受到強烈的質疑,1981年,福井謙一與美國化學家羅德霍夫曼因為對於分子軌道守恆原理的貢獻,共同獲得了諾貝爾獎。


【京都大學,福井謙一諾貝爾化學獎受獎紀念碑】

日本政府為了記念福井謙一之貢獻,成立了「財團法人基礎化學研究所」,之後將產權移交京都大學管理。之後,研究所更名為「福井謙一記念中心」,成為京大北邊出町柳鴨川分支處的一景。
有別於以湯川為開端的基礎物理,福井謙一研究中心以基礎化學理論作為研究目標,這兩大系統打開了京都大學作為日本理學最前線的地位。


【京都大學,福井謙一紀念研究中心】

福井謙一紀念研究中心位於京都大學北邊大約兩公里處,與下鴨神社所在的水平位置接近,從出町柳車站走過去還是要花費不少腳程。
研究中心的大廳裡有展示福井謙一的介紹,以及當年福井謙一辦公室的模樣,是值得諾貝爾獎粉絲前來朝聖的好地方。



整個研究中心其實設計的不是挺漂亮,有種想要大膽嘗試設計感,卻又因為預算不夠中途半端 (四不像) 的模樣。

福井之後就任了在京都出町柳北邊不遠處的「京都纖維工藝大學」校長,退下了研究崗位,而其身體依然奉獻著古都,直到1998年病逝。



【京都法然院,園內一景】

福井謙一逝後安葬於京都法然院。
法然院位於東山的北側,比較接近銀閣寺的位置,如果以京都的緯度來做區分的話,湯川秀樹墓地所在的知恩院大概在四條的位置(稍微偏南),而福井謙一墓地所在的法然院則在三條以北,神宮丸太町到出町柳的中間的位置。以此緯度向東畫一條線,在京都盆地東側的山邊上就可以找到相應的寺院。

法然院的感覺很類似大原的三千院,比起一般宏偉的大本山、總本山寺院,法然院有種草廬的隱世感。


【京都法然院,墓園,福井家墓】

福井謙一的墓地也是和福井家合葬,在法然院墓園裡靠近山邊數來的第二列,旁邊有個寫了「智自在」的石碑,即是福井謙一所題。

至於福井的墓地該如何尋找,當初也是透過網路資料,發現了日本知名文學家「谷崎潤一郎」的墓也在法然院,而且就在福井墓的附近,而根據照片,「谷崎潤一郎」的墓完全就是位於山邊,於是我們先從山邊最後一列尋找,找到了谷崎的墓,然後在它的斜前方發現了福井家墓。

尋找墓地的過程其實也很有趣,很像在尋找寶藏的感覺,也很幸運不到半小時就找到福井的墓,我便好好向這裡的偉人們道謝。

湯川與福井的時代結束,也相當於初代的由京都所引領的諾貝爾獎時代的結束,當然科學的京都仍是進行式,直到2019年,京都仍持續產出著優秀的諾貝爾獎的學者,初代的學者就像是一個開關,當開關啟動之後,有機體般的器械就會自行運轉,一代傳承一代。

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『小林益川模型』

1970年,益川敏英從名古屋大學理學研究科博士班畢業,來到京都大學擔任助手的工作,1972年,小林誠也從名大畢業,來到京都大學理學研究科任職助手。這兩個物理學者在來到古都的瞬間,交互出了一個嶄新的花火,這個嶄新的花火推進了宇宙大一統理論的標準模型,這就是「小林益川理論」。

小林誠與益川敏英在1972年共同發表了一篇關於「解決CP對稱性破壞的夸克第三世代預言」的論文,在基本模型裡頭,宇宙的交互作用共有四種力學「電磁力」「強力」「弱力」以及「重力」,在電磁力與強力的力學轉換中,滿足了C(電荷)與P(宇稱)的守恆,即強力與電磁力可以順利結合為一個統一的理論,然而1964年,弱力與電磁力的轉換中卻發現無論如何都會出現CP不守恆的情況,即CP的對稱性破壞。而根據CP不守恆的現象,該論文引進了「第三世代的夸克」這一個概念,當這宇宙存在三個世代六種夸克,其三個軸的相位疊加,剛好可以顯現出弱力與電磁力交互作用當中的CP不守恆狀況。

這篇論文預言了「這個宇宙中存在第三個世代的夸克」。

在1972年,兩個世代,四個夸克的模型剛被提出,而且在四個夸克當中,魅夸克還尚未被證明,然而此時的兩人大膽地提出第三世代夸克,確實讓整個物理學界譁然。
隨著1974年魅夸克被發現、1977年底夸克被發現、直到1995年頂夸克被發現為止,才終於證明了這個理論的真實性。
原文載於: 背包客棧自助旅行論壇 https://www.backpackers.com.tw/forum/showthread.php?t=10418021

於是標準模型的六個夸克全部歸位,而小林誠與益川敏英也獲得了2008年的諾貝爾物理獎。


【京都大學,理學研究科,刻意讓我前一陣子一直常常來報到的理學研究科上點鏡頭】

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『iPS』

京都的物理和化學都站穩了腳跟,這下該輪到生物學、醫學的領域了,近年來京都大學在諾貝爾醫學獎持續斬獲,著實讓古都的三大科學研究站穩了腳跟。

2004年京都大學迎來一個嶄新的大人物,這個大人物由奈良先端技術大學院轉任京都大學的iCEMS機構,並且於2006年在「人工多能性幹細胞 (iPS)」的研究中取得了巨大進展,而獲得政府巨額的研究補助,這個人是山中伸彌,2012年的諾貝爾醫學獎得主。


【京都大學iCEMS機構,因為是現在進行式的科學,因此就有了現代化的科學機構】

山中伸彌的母校不是京都大學,但是是紮實地在京大進行研究並獲得諾貝爾奬得主的人物,是古都土產的第二位諾貝爾奬得主。山中其實並不是順遂的研究者,他畢業於神戶大學醫學系,成為醫生後因為笨手笨腳,經常受到同事嘲笑。1999年山中從海外回到日本擔任學術振興會博士後研究員 ( JSPS PD !!),因為大量挫折一度獲得憂鬱症,之後轉任奈良先端科學技術大學,開始研究iPS,生活才漸漸有了起色。

iPS的概念是利用本體細胞轉成具有分化能力的幹細胞技術,此幹細胞理論上有機會培養出與本體相容的器官,屬於再生醫學的一環。


【京都大學,iPS細胞研究所】

目前京大的iPS細胞研究所已經完工,位於京大醫院後方的區域,那個區域成為再生醫學研究的研究重鎮,而山中在此就任細胞研究所的所長一職。


【京都大學,iPS細胞研究所】

雖然京都的校區從百萬遍開始一路向南延伸到快接近丸太町的位置,但位於醫院後方的再生醫學研究園區算是比較不熱鬧的地方,每棟設施距離不太近,頓時會有種與世隔絕的感覺。
日前iPS的研究仍在進行當中,這個再生幹細胞與古都的交會,也成為了一個嶄新的京都學派,這個醫學界的京都學派,從iPS開始,才正要站穩腳跟。

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『PD-1/PD-L1』

2018年古都再拿下了一座諾貝爾獎,繼iPS之後,古都在醫學界的名聲也漸漸展露了頭角。

1975年畢業於京都大學醫學研究科博士班的本庶佑,於1984年返回京都大學任職教職,1992年,其研究室在研究免疫T細胞時,發現T細胞被誘導死亡之際,其表面會出現一種被他們命名為PD-1的分子。其後他們發現,這種PD-1分子會傾向與抗原提示細胞的PD-L1分子結合,而抑制了T細胞的免疫反應,即身體的免疫變差。這樣的機制意外地在癌細胞上面被廣泛地觀察到,因為癌細胞上都有為數眾多的PD-L1分子,當他們與T細胞的PD-1接觸時,便可以抑制T細胞的免疫反應,從而對T細胞免疫。

於是本庶佑的團隊以此機制發明出了可以與癌細胞上頭PD-L1分子相結合的「PD-1抗體」,這種抗體可以在T細胞接觸癌細胞之前,先強行佔據PD-L1分子的反應位置,進而讓PD-L1分子無法與T細胞的PD-1結合,因而無法對T細胞免疫,以此阻斷劑,癌細胞便會被身體的免疫T細胞給攻擊,產生自體抗癌的效果。

這個成就使本庶佑獲得了2018年諾貝爾生理獎,以表揚其1992年提出的機制對抗癌的重大進展。


【京都大學,醫學部校區】

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『鋰電池革命』

目前廣泛被商品化的小體積大容量電池:鋰電池,最早是在1983年被一位旭化成工業的一位名為吉野彰的工程師所提出,他在期間利用LiCoO2與聚乙炔導電化合物建立了鋰電池的原型,隨後在1991年開始由SONY進行量產。

而吉野彰早年便是畢業於京都大學的石油化學科,他在1972年開始碩士畢業後便進入旭化成工業任職,直到2005年才取得大阪大學的博士學位。

2019年,吉野彰以鋰電池的先驅,獲得諾貝爾化學獎,自此,睽違將近20年,化學獎再次降臨古都。


【京都大學,國際教育支援課,過去的石油化學科教室】

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『後記』

上回完成了「量子力學,一場激盪世界的花火」的歐洲科學行腳之後,就一直在構思要寫一部關於京都的科學旅遊介紹,而因為現在也有幸在京都這座古都生活個幾年,在京都取材上似乎就便利了許多,很多照片幾乎都是在學校辦事的時候順便拍的 (笑)。最後完成的旅程是尋找湯川秀樹與福井謙一的墓,這兩個完全是在同一天跑完,感謝的一切種種,讓我可以順利完成這篇文章。

其實當初想寫的只有湯川秀樹和福井謙一兩個部分,但是基於整個「京都科學」的完整性,總覺得把其他與京都擦身而過的諾貝爾獎得主也都寫起來,似乎可以增加京都科學行腳的完整度,當然也因為大部份的景點都集中在京都大學,個人還是非常努力的把「博物館、故居、詩碑、墓地」也列入,比較符合追逐人物誌來撰寫京都科學這篇文章的初衷。京都是一座非常濃厚的古城,雖然是一座千年皇城,卻少了那種高高在上的大氣,反而散發出一種日本相當道地傳統的味道,因此對我而言,京都的重點就是人,因為來到這裡的各式各樣的旅人,才交織出這座城市的從古至今的價值,而京都的科學就是這個古都的一個面向,它雖然看起來很古老,卻反而沈澱出一種底氣,以這樣的底氣向上堆疊出嶄新的視野,然後發展出足以改變世界的科學。

以此,致我最喜愛的京都,科學的京都。

[1] 《京都大学の歴史》京都大学大学文学館。

[2] 「哲学と理論物理学とは、大昔は一つであった。今ではずいぶん離れてしまった。しかし西田先生と話している瞬間だけは、両者の距離は大分近くなっているような感じがした。」,《旅人》湯川秀樹。

[3] 「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」,《旅人》湯川秀樹。

[4]「私は運命論者ではないが、このことを考えると不思議な思いに誘われる。人間はどんなきっかけから、どんな変わり方をするかわからない。20年か後、私の頭にひらめいた着想が、物理学の進路をいくらかでも開いたとすれば、それはまた物理学の運命にも、多少のかかわりを持つことになる。」,《旅人》湯川秀樹。


延伸閱讀:京都大學散策
網誌原文:痞客邦部落格 - 京都的科學 - 科學的京都 - 在京都地景下誕生的新科學
此篇文章於 2020-03-09 20:37 被 jurishung 編輯。
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小眼睛先生 的頭像
小眼睛先生 小眼睛先生 已通過手機驗證. 門號所屬國家:Taiwan
#2
舊 2020-03-09, 16:19
我還記得那篇量子力學的奇文
這篇更神 還充滿了愛
謝謝分享!~
感謝 3
jurishung
#3
舊 2020-03-09, 20:33
引用:
作者: 小眼睛先生 (原文章)
我還記得那篇量子力學的奇文
這篇更神 還充滿了愛
謝謝分享!~
哈哈是版主不嫌棄才讓我有機會把夢想跟旅遊結合分享給各位 ,希望大家會喜歡,或是對物理和旅遊有興趣的朋友也可以走上這條道路 XDDD
感謝 4
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bb123dd bb123dd 已通過手機驗證. 門號所屬國家:Taiwan
#4
舊 2020-03-11, 09:37
>
>>> 10年前去過,令人懷念,
感謝 1
k7699 k7699 已通過手機驗證. 門號所屬國家:Taiwan
#5
舊 2020-03-11, 14:17
真的好有心的一篇好文! 好厲害!
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sarah5365 sarah5365 已通過手機驗證. 門號所屬國家:Taiwan
#6
舊 2020-03-12, 17:48
引用:
作者: jurishung (原文章)
哈哈是版主不嫌棄才讓我有機會把夢想跟旅遊結合分享給各位 ,希望大家會喜歡,或是對物理和旅遊有興趣的朋友也可以走上這條道路 XDDD
100個 ,繼續寫~
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花甲阿伯 的頭像
花甲阿伯 花甲阿伯 已通過手機驗證. 門號所屬國家:Taiwan
#7
舊 2020-03-15, 16:12
謝謝版主的介紹讓我對京都大學有更深的瞭解,2019 6月單車旅行我也有去京大走走 一到校門口就感受到自由與開放的氛圍 一掃多日來對日本人多禮拘謹的感受。當時正是中午時間 看到很多學生在門口樟樹下吃便當及練社團,感覺真的很棒。
感謝 1
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#8
舊 2020-03-15, 16:14
引用:
作者: 花甲阿伯 (原文章)
謝謝版主的介紹讓我對京都大學有更深的瞭解,2019 6月單車旅行我也有去京大走走 一到校門口就感受到自由與開放的氛圍 一掃多日來對日本人多禮拘謹的感受。當時正是中午時間 看到很多學生在門口樟樹下吃便當及練社團,感覺真的很棒。附件 3088862
附件 3088863
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#9
舊 2020-03-15, 16:18
引用:
作者: 花甲阿伯 (原文章)
謝謝版主的介紹讓我對京都大學有更深的瞭解,2019 6月單車旅行我也有去京大走走 一到校門口就感受到自由與開放的氛圍 一掃多日來對日本人多禮拘謹的感受。當時正是中午時間 看到很多學生在門口樟樹下吃便當及練社團,感覺真的很棒。附件 3088862
附件 3088863


京都大學校門口前的便當攤
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jurishung
#10
舊 2020-03-16, 01:23
引用:
作者: 花甲阿伯 (原文章)
附件 3088875

京都大學校門口前的便當攤
好幾側的校門都有賣便當,而且還有印度人在賣,感覺上比食堂便宜,不過我還沒吃過,有空去試吃看看XD