【受章】瑞宝中綬章受章 高山 和喜 名誉教授 ～衝撃波工学の研究教育に貢献～

　高山和喜名誉教授は、令和2年春の叙勲で、長年にわたる研究業績の成果に対して贈られる瑞宝中綬章を受章した。40年余の流体力学、特に衝撃波工学の研究分野の研究教育に貢献した高山名誉教授に研究生活を振り返ってもらった。


―研究のきっかけ　　　　　　　　
　飛行に関する学問を研究しようとしたが、指導教官から宇宙船が地球に帰還するときに発生する数千度を超える高温の流れを研究室で再現する実験に従事するように勧められた。このような状態を再現できる衝撃波管という装置を作って実験することになり、衝撃波管の作成にのめり込んだのが、研究者としての一生を決めることになった。実験装置作りの細部は全て自分で工夫しなさい、研究費はそれなりに応援するから頑張れ、という夢のような話だった。

―研究者としての転機
　当時の国内外の論文や本には輝かしい成果が述べられてまねのしようもなかった。研究所の工場で機械加工を、学内の知人から真空技術を習い、助教授に昇任したときには自分の頭で考えられる研究者になっていた。国産第一号のパルスルビーレーザーを買っていただき、ホログラフィー干渉計法で写真撮影を行い、衝撃波の可視化に熱中した。
　このころ、カナダ政府の奨学金でトロント大学航空宇宙研究所に2年間留学した。この研究所には、世界中の研究者がうらやむ、例えるなら戦艦大和のような衝撃波管があった。これに比べれば、苦労して自作した装置はまるで松島湾の遊覧船のように見えた。後年、この大きな衝撃波管は東北大学流体科学研究所に寄贈された。トロントにいるとき、「ここには技術を学びに来たのでない。衝撃波研究の将来を知りたくて来たのだ!」と思った。また、世界は広く、日本にいては分からない研究課題があることを知った。この経験が研究のターニングポイントになった。

―印象に残っていること
　帰国してすぐ、昔の指導教官に最新鋭のルビーレーザーを買っていただき、ノイズの無い写真が撮れるようになったので見ていただくと、「これはプロの写真だよ! やりすぎだ!」と褒めてくださった。めったに人を褒めない先生の言葉に励まされたものだ。
　このころ放電で球状衝撃波を発生させる実験を行ったが、電気ノイズが発生して緻密な計測が出来なかった。そこで、火薬類取り扱い資格をとって、筑波の化学技術研究所(当時)に弟子入りして、微小爆薬の製造法を習った。砂粒ほどの大きさの爆薬にパルスレーザー光を照射して起爆する方法を思いつき、この方法で空気中や水中で点爆発を起こし、球状衝撃波を発生させ撮影を行った。また1980年には、東北大学医学部泌尿器科の桑原正明助教授(当時)に誘われて、その年、ドイツで開発された結石破砕術に、微小爆発を援用した。これは体外で半切の回転楕円体の内部の焦点で水中衝撃波を発生し、外部の仮想焦点に位置する腎臓結石に収束させるやり方である。100万分の1秒間高圧が発生し結石は砂粒のように砕けたが、生体はほぼ温存された。水中衝撃波の基礎研究の積み重ねがあったので、あっという間に臨床治療装置を作って治験治療が始まった。ドイツの装置を超える効果と有効性が実証されて、87年に薬事申請が認可された。その後衝撃波の医療応用は、脳神経外科、循環器病内科の治療装置開発に発展した。こうして東北大学は衝撃波医療応用の扉を開いたのである。

　このころ、衝撃波管実験で衝撃波の挙動を可視化してスーパーコンピューターで模擬し、まるで水道の蛇口を開くように論文を書いた。衝撃波現象は、狭く限られた空間でエネルギーが解放されたときに現れ、爆発や放電ばかりでなく、火山噴火や超新星爆発など、天体物理や地球物理にも多様な形で現れる。このとき衝撃波を記述する方程式は定まっている。学際衝撃波研究を取りまとめ、『衝撃波ハンドブック』(シュプリンガー東京)を出版した。現象を記述する数理モデルはないけれど、交通事故の玉突き衝突とか、渋滞など、また、噂の伝播や人混みでのパニックの発生など、日常生活には実験室で見る衝撃波現象と性質がよく似通った事柄が少なくない。微分方程式で記述する古典的な数理モデルがなくても現象を模擬する技法も開発されている。歴史に現れた革命や流血の動乱も、背景にある政治や社会不安が分析されて衝撃波類似現象に組み込まれる日が来るかもしれない。

　このように、衝撃波を典型的な非線形現象の現れとすると、多くの事象が複雑に連携する。しかも、連携の輪が時間とともにつながりを深め弱める現代社会では、非線形性の程度が流体力学の数理モデルで記述する範囲を越えているかもしれない。だから、思わぬ形で経済破綻のような衝撃波類似現象が現れるかもしれない。40年以上、夢中で衝撃波現象を追求してきたが、昔分からなかったことが最近になって突然理解できるようになった。結果を取りまとめ、去年、撮りためた衝撃波の写真集をシュプリンガー社から出版した。

―最後にひとこと

　今回の受章に際し、今まで一緒に仕事をした学生院生諸氏、国内外の研究仲間のご支援と、また、ご指導いただいた本田睦教授とトロントのグラス教授に謝意を表す。また、今回のコロナ禍の最中に叙勲されたことは、きっと何かの意味を持ち、いつか理解できる日が来ることを願っている。