iTHEMSについて

iTHEMSは、理論科学、計算科学、数学を軸に、異分野の研究者が交流し、新たな理論を創出するプログラムです。分野を超えた共同研究により、物理や生物などの未知の問題解決に挑み、現代数学を活用して科学の発展を目指しています。

100年後の未来のために

数理科学を軸に分野横断研究を展開

自然科学には、物理学、化学、生物学などと、様々な分野があります。現在は、専門化がさらに進んで、研究領域はより細分化されています。分野が違えば、研究対象はもちろん、謎を解き明かす手法も違います。多くの場合は、分野ごとに話されている専門用語も違いますので、専門外の人が理解するのは難しい状況です。

しかし、それぞれの分野の背景にある論理的な構造を調べてみると、意外と共通点が存在することがあります。実際に、異分野の研究者同士が話をしてみると、問題を解くための数理的な手法は分野を超えて利用できることもわかってきました。数理創造プログラムiTHEMS（Interdisciplinary Theoretical and MathematicalSciences Program）は、理論科学、計算科学、そして数学の研究者が、様々な科学のしくみを支えている数理科学を軸に交流することで、科学の研究をさらに前に進める新しい理論を生みだそうとしています。

現代数学の活用で未知の科学に挑む

iTHEMSでは、分野横断研究を積極的に推進するために、現代数学の本格的な活用にも取り組んでいます。現在、理論科学で使っている数学は、そのほとんどが19世紀から20世紀の前半につくられたものばかりです。数学は20世紀半ばから抽象化が進み、大きな力を蓄えるようになりました。

専門家以外の人には、数学の抽象的な枠組みは、とらえどころがなく、何だかよくわからないもののように見えます。しかし、抽象的な枠組みは、これまでよくわかっていなかった具体的な現象のしくみを解き明かす可能性を持っています。しかも、抽象的な枠組みに対応する具体的な現象は1つだけとは限りません。まったく関係ないと思われていた物理と生物の現象が同じ枠組みで説明できるかもしれないのです。そのような現代数学の力を、あまり活かすことができていないのが現状です。

海外では、現代数学を他の分野に活かそうとする取り組みが盛んにおこなわれていますが、日本ではまだ大きな流れにはなっていません。数学は、理論科学や計算科学を研究するうえで共通言語となるものです。自然科学の様々な分野に関わる研究者に加えて、純粋数学者や応用数学者が集まることで、科学をより豊かに表現することが可能になります。集まってきた研究者がお互いに新しいものの見方や考え方を提供し合うことで、これまでの発想を超えた新しい科学が生まれる土壌が耕されることでしょう。

柔軟に変化する組織でテーマを深める

iTHEMSでは、1人1人の研究者が同列に並び、それぞれの研究を進めるようになっています。チームやグループをつくってしまっては、研究が小さくまとまってしまう恐れがあります。しかし、ただ、個人が自分の研究を進めるだけでは、iTHEMSとして集まる意味がなくなってしまいます。

そこで考えられたのが、「セル」という緩やかなしくみです。セルは、小さなテーブルのようなものです。それぞれのセルには大きなテーマが決められていて、そのテーマに沿って話し合いをするような場となります。現在は、「極限宇宙」「生命進化」「数理AI」「新しい幾何学」の４つのテーマについて話し合うセルが用意されています。

研究者は自分の興味のあるセルに行き、それぞれのテーマを深めていきます。もちろん、他のセルの研究者と交流したり、セルを移ったりすることもできます。セルを大きな核として、様々な専門分野の研究者が集まり、議論することで、分野を横断した新しい研究が生まれてくるでしょう。

セルの数は現在４つだけですが、議論が深まってくれば、新しいセルが誕生するかもしれません。iTHEMSをつくっているのは、参加する1人1人の研究者です。研究者の考え方の変化に合わせて、iTHEMS という組織も柔軟に変化していくのです。

顔の見える交流で異分野連携を促進

分野を超えた研究者の連携は、すぐにできるものではありません。それぞれの専門分野で話されている言葉は、時として違う言語で話しているのではと思うほど難解に聞こえることがあり、連携を阻む障壁となってしまいます。

このような壁を乗り越えるには、研究者同士が日常的に顔を合わせ、お互いの研究についてわかりやすい言葉で語り合える場が必要です。そのような場をつくる取り組みの１つが、毎週金曜日に開催しているコーヒーミーティングです。コーヒーミーティングでは、冒頭に15分程度、話題提供のプレゼンテーションをしてもらい、その後は、研究者同士が自由に交流します。たくさんの研究者が一堂に会することで、自分の研究をわかりやすい言葉で説明し合います。お互いに相手の研究内容を理解し合うことで、自分の興味も広がり、共同研究へと発展することもあるでしょう。

iTHEMSでは、様々な分野の第一線で活躍する研究者が集まり、お互いに刺激を与え合って、新しい科学をつくり出そうとしています。ここからどのような科学が生まれてくるのか、注目していてください。