２００４年定期総会 （記念講演レジュメ）
演題 ： 「宇宙論から見た人類の由来」
講師 広瀬立成 氏
『宇宙論から見た人間の由来：我々はどこから来てどこへ行くのか』
平成１６年５月１４日
１ はじめに
現代物理学は、宇宙が今から１４０億年前に大爆発とともに発生し、その後膨張を続けながら進化してきたことを明らかにしています。このような進化宇宙論の立場に立って、地球の誕生、生命の発生を振り返えったとき、地球が生命の星として存在してきた天文学的原因が明らかなになります。生物の存続の基本的条件は物質・エネルギーの「循環」であり、それを保証するために、生物界は多様性と共生のシステムを創造してきました。
生物進化の頂点に立つ人間は、知性と欲望の赴くまま、２０世紀において科学技術を画期的に発展させました。それは、人間生活に利便性をもたらす一方、宇宙?地球?生物系の循環ルートに重大な影響を及ぼすことになりました。
この講演では、地球の誕生、生命の発生と生物生存の条件を探りつつ、地球の未来と人類の行方について考えてみたいと思います。
２ 宇宙の開闢と地球の誕生
今から１４０億年前、宇宙は微少な火の玉として誕生しました。そこでは、今日の宇宙に存在するあらゆる物質が、微少な空間に閉じ込められていました。今日の宇宙は光で走っても１４０億年もかかる広大な世界（１４０億光年）であり、その中に無数の星々が浮かんでいます。もちろん開闢時代の小さな宇宙では、これらの物質は原形を留めることはできず、物質の要素としての素粒子に分解されていました。このように、初期の宇宙は素粒子が詰まった世界であり、したがって、その理解には原子・分子や素粒子など、物理学が明らかにしてきたミクロの世界の知見が必要になるわけです。物質を作っているのは陽子、中性子、電子という３種の素粒子です。宇宙開闢初めの１秒くらいまでは、これらの素粒子が、約１兆度という高温で小さな宇宙の中を飛び回っていました。
さて、宇宙の膨張によって温度が低下するにつれ、素粒子の雲のなかに少しずつ構造が作られてきました。たとえば、簡単な元素、水素（陽子と電子）やヘリウム（陽子２個と中性子２個）などは、初めの数分間で作られました。その後、数億年の間には、これらの元素がたがいに重力をおよぼしながら収縮し、星の集団（銀河と呼びます）が形成されます。重要なことは、初期の星には今日地球上で見る重い元素、例えば生体を作っている炭素、酸素、窒素などが存在しなかったということです。重い元素は、星の生と死のくり返しによって作られたのです。幸いなことに、わが太陽系は、宇宙開闢約９５億年たったところで誕生しました。そして、地球は、それ以前に星々が製造した重元素を取り込むことに成功し、生命発生への第一の関門を突破しました。
３ 宇宙に浮かぶオアシス、地球
４５億年前、わが太陽系が創造され、数億年後、その惑星の一つ地球上に生命が発生しました。最近の宇宙探査機によって、かって火星にも水があったことが明らかになり、生物が存在したのではないかということが話題になっております。しかし、４５億年という太陽系の長い歴史の中でいつも水が存在しえたのは地球だけです。地球は宇宙に浮かぶオアシスなのです。水が生命にとって欠くことのできないものであるとするならば、今日生命が存在できる星は地球だけということになります。では、なぜ地球にだけ水が存在するのでしょうか。それは、地球の位置、大きさ、太陽の光度など、多くの条件が微妙なバランスを取りながら、地上の温度が常に数十度に保たれてきたからです（地球の隣の火星や金星では、このバランスが崩れています）。
初期の地球大気は、窒素や水蒸気とともに、炭酸ガスやアンモニアなど、今日の動物にとっては有害な、いわば毒ガスから成り立っていました。酸素がなかったために、初めに現れた生命体は、酸素を必要としない生物、すなわち植物でした。植物は、太陽光線（のエネルギー）を利用して、炭酸ガスと水から成長に必要な物質（ブドウ糖）を作ります。この炭素同化作用において、吸収した炭酸ガスとほぼ同量の酸素が放出されます。初期の大気に含まれていた炭酸ガスが減少し、酸素が蓄積されたのは、植物のおかげです。こうして、今から８億年前には、ほぼ現在に近い量の酸素（２３％）が存在するようになりました。ここで初めて、エネルギー生産効率の高い酸素を利用した動物が現れ、５億年前には海中で魚たちの飛躍的な進化が起こります。今から５００万年ほど前、生物進化の最終段階に、人類の祖先が誕生し急速に知性を発展させます
動物は植物が廃棄した酸素を吸収し炭酸ガスを放出しますが、その炭酸ガスを植物が吸収します。植物と動物は、たがいに相手の廃棄物を資源として共生しているのです。植物・動物とともに、忘れてはならないのが菌類です。植物は太陽エネルギーによって成長し、それを動物が食べて成長します。死んだ動物は細菌によって分解され、再び植物の栄養となります。このような状況から、植物＝生産者、動物＝消費者、菌類＝分解者という対応がなされてきましたが、近年、動物に栄養の運搬者という積極的な役割を与えるという考えも提案されています（たとえば、サケは海の栄養を山の上に運び上げております）。いずれにせよ三者の間は、物質の吸収と廃棄を通して密接にかかわっており、この循環ルートのどこかに支障が起これば、地球の生体システムは破綻を起こすことになります。
４ なぜ地球には生命が存続するのか
地球上に生物が存続するための基本的なしくみを、宇宙論的視点から探ってみましょう。
まず、わが太陽系が宇宙開びゃく９５億年たったところで誕生し、それまでに作られていた重い元素が地球に取り込まれたことがあげられます。重元素なしでは、生体を作ることはできません。
つぎに、地球のまわりに目を向けると、地球誕生の過程において、生命活動を持続するための、多くの基本的なしくみが存在していることがわかります。
植物は太陽光線を受け取り、光合成において熱エネルギー（赤外線）を発生します。植物にとって太陽光線は生命維持に必要な資源であり、熱エネルギーは廃棄物です。動物がものを食べたり運動するときにも熱が発生しますが、これも廃棄しなければなりません。この廃棄物をうまく取り除かないと、生物は焼け死んでしまうことになります。生命維持のためには、必要な栄養を取り入れるばかりでなく、物質と熱（エネルギー）の廃棄のルートが確保されていることが肝心です。
廃棄物としての熱エネルギーを取り除くために,非常に効率の良い物質は水です。水は液体から気体（水蒸気）になるときに大量の熱（蒸発熱）を奪うからです。わずか１グラムの水でも、それが蒸発するとき５４０キロカロリーもの熱を奪います。これは、０度の水を１００度まで温める熱の５倍以上に相当します。ぬれた体に風が当たると涼しく感じるのは、水が蒸発して熱を奪っているかです。また運動すると喉が乾くのは、水によって体熱が奪われることを体が知っているからです。
熱は生命の維持ばかりでなく、人間の生産活動でも発生します。火力発電は、石油を燃やして高熱の水蒸気を作りそれでタービンを回し電力を発生させますが、そのまわりには大量の熱が放出されています。それを取り除くためには大量の水が必要です。そればかりか、太陽光線を受けて暖まった地面や海面などからもたえず水が蒸発して、地球が（金星のように）熱化することをくい止めているのです。水の惑星、地球が、液体の水を保持していることの重要性がわかります。
ところで、生命活動、太陽光線の照射、人間の生産活動などから放出される大量の熱が水の蒸発によって除去されるのですが、そのままでは、やがて水はすべて蒸発して地球は枯れ上がってしまいます。ここでも地球は多くの幸運に守られ、その結果、定常的な水の循環が可能になりました。まず、上昇した水蒸気が地球から逃げだせないのは、地球の重力のおかげです。もし地球が月のように軽ければ、水蒸気は（重力が弱いために）宇宙空間に散逸してしまうでしょうし、逆に、地球がもう少し重ければ水は高く昇れないので、冷えて雨なることができません。地球が１０％ほど太陽に近ければ地球は金星（表面温度は約４７０度）のように熱化したでしょうし、１０％ほど太陽から遠くにあれば、火星のように凍てついた星になっていたでしょう。宇宙開闢９５億年たったとき、この規模の太陽が生成し、ちょうどこの位置に、この大きさの星が誕生した------それが地球だったのです。そして、このような地球の天文学的な状況と水に備わった特異な性質が、奇跡的な協力関係を通して地上における生命の誕生を可能にしたのです。
５ 循環、多様性、共生
地球の天文学的な位置付けから、水循環の重要性を見てきました。この大きなスケールの循環ルートによって、質の高い太陽エネルギーを取り込み、それを地球上のさまざまな活動に利用しつつ、残った質の悪いエネルギー（熱）を宇宙空間に捨てる、という仕組みが安定に働くことになります。ありがたいことに宇宙は、すくなくとも熱----物質ではないことに注意----のゴミ捨て場としては無限の収容力をもっています。地上のごみ処理場のような制約は一切ありません。
さてこの地球と宇宙空間にまたがる大きな循環ルートのなかには、さまざまな中規模、小規模の循環ルートが包含されています。たとえば、人間は食物と酸素を取り入れ、炭酸ガス、排泄物、熱を放出します。その炭酸ガスは植物に吸収され、排泄物は（一昔前ならば）直接植物の肥料になりました。このとき重要なことは、熱は宇宙空間に運び出せても、水以外の物質は地球上で循環のルートを確保しなければならない、ということです。産業活動から放出された炭酸ガスも、植物に吸収されたり雨によって海や土壌に吸収されていれば問題はないのですが、それを越えると循環のルートから外れたガスが大気中に停留し地球温暖化を引き起こすことになります。水が化学物質で汚染されると、生命維持という水本来の役割が損なわれ、逆に生命の危機をもたらす危険な存在になります。
循環ルートを確保するためには、生物の多様性と共生が重要になります。昆虫は、卵、幼虫、さなぎ、成虫というサイクルで生存していますが、それぞれの発達段階では、生活様式が非常に違っており、自然界に多様な環境が用意されていない限りサイクルは途切れてしまいます。そして、そのような多様な自然の中で、それぞれの昆虫は、自分に適した環境を見つけ出し共生しています。戦争の絶えたことのない人間社会を見ていると、共生を忘れた生物は人間だけであるという感を強くします。
６ われわれはどこへ行くのか
２０世紀は科学技術の世紀といわれます。科学技術は生活の利便性を格段に向上させましたが、その反面、大量生産、大量消費、大量廃棄というこれまでに人類が経験したことのない現象を生み出しました。このことによって、地球が４０億年という長い歳月をかけて築き上げてきた物質やエネルギー（熱）の循環ルートは、大きく破壊されつつあります。
ここで物理学者として一言つけ加えたいことは、科学と技術とは別物であり、それがあたかも一体化したような「科学技術」という概念はありえないということです。英語では、「science and technology（科学と技術）」といって、両者をはっきり区別しています。科学が知的関心から生まれたのに対して、技術は人間生活を便利にするために発達したものです。
もっぱら物質的な豊かさを追い求めてきた２０世紀。化石燃料などの資源を大量に人間社会へ導入しながら、その廃棄の道筋にまったく無頓着であった２０世紀（その典型は、原子力発電における放射線廃棄物の処理です）。自然を人類の支配下に置きつつ、生物間の多様な循環ルートを切断してしまった２０世紀。その結果、日常生活の中に予期せぬ公害を発生させ、多かれ少なかれ、だれもが、不可避的に被害者になるという事態を招くことになりました。そればかりではありません。このような物質優先の社会では、人間疎外を初めとする精神面での欠陥が露呈されはじめ、幼児の虐待のような非人道的な犯罪を引き起こしています。本来人間は、人間と自然、あるいは人間どうしの間に張り巡らされている循環のネットワークの中でしか存続することはできないのです。
今、我々のまわりに目を向けると、化学物質（フロンガス）の利用によるオゾンホールの発生（紫外線の増加）、ごみの大量投棄による空気・水・土壌の汚染、拡大する砂漠化、炭酸ガスの大量発生による温暖化、乱開発による生物多様化の喪失、人口爆発による食料危機など、どれ一つをとっても、人類の未来に深刻な影響を与え、人類の消滅につながるものばかりです。ある統計によれば、世界のすべての人間がアメリカ並の食生活をすれば、１００年ほどで食料危機が到来するという推定があります。また、２０世紀後半の５０年間でエネルギー資源（石油、石炭、原子力、天然ガス、水力）の使用量は、１５倍にも増大しています。この割合でエネルギーの消費が進めば、資源が枯渇する日もそう遠くはないでしょう。
すでに、このことに気がつきはじめた人間は、世界各地でさまざまな取り組みを開始しております。しかし、それらの対策を見ていると、物質的な欲望の追求という２０世紀型思考から抜け出ていないように思われます（それは、経済成長に一喜一憂したり、発展国が途上国に進出し２０世紀型科学技術を押し付けたり、さまざまな公害による被害が年々増え続けていることなどを見れば明らかでしょう）。
７ 人間は何をすべきか
物質的欲望を享受することに慣れきった人間に、今すぐそれを捨てて昔の生活に戻れということはできないでしょう。個々の課題についての具体的な対策はさておき、ここでは、２１世紀における真の循環社会を取り戻すための大局的な視点として、３つの提言をしたいと思います。
１ トータルな世界観
技術の基礎となる科学は、分析的な思考、一元的な価値観、客観的な評価という特徴を持っています。そもそも科学は、個々の現象を一つずつ分析的に探究する学問です。例えば、大気、地殻、海洋、さまざまな生物や植物などについての多くの学問分野があって、それぞれの研究対象については深い理解を可能にしてきました。しかし、地球のあり方そのものについての包括的な研究は著しく立ち遅れており、そのことが２０世紀物質文明の病根を発生させることになりました。これからは、総合的な思考、多次元的な価値観、主体的な問題の把握が望まれます。人間は宇宙１４０億年の産物であることを忘れず、トータルな世界観に根ざした新しい文化の創成が求められます。
２ 節度ある成長
技術文明は、その発展のスピードがあまりにも急速であるために、地上の生態系はそれに追従することができません。ここでもう一度、これまでの物質的な欲望文明のあり方を反省し、あらゆるものが共生できる節度ある成長への回帰を真剣に検討する必要があります。永久のエネルギー源としての太陽光エネルギーの利用、植物との共生による農業を基礎としたゆっくりした成長と、そこに真の幸せを感知する生活文化を作って行くことが大切だと思います。トータルナ世界観、節度ある成長とは、「言うは易く行なうは難し」です。それは一朝一夕に達成できるものではありませんが、だからといって、そのままにしておいたのでは、人類存続の危機が加速されることもまちがいありません。
３ 「身体知」の育成
２０世紀は情報社会ともいわれますが、溢れる情報に埋没し精神的に疲労した人間が増えつづけています。情報社会では、大量の断片的な情報を詰め込んだ「頭脳知」を発展させることはできても、世界のトータルなあり方を思考することはきわめて困難といわざるをえません。今求められているのは、肉体を動かし、視角、聴覚、嗅覚、味覚、触覚という人間のあらゆる感覚を動員して「身体知」を身につけることではないでしょうか。帰宅した子供たちは外に出ることはなく、テレビやパソコンに釘付けになり、非現実的なゲームに明け暮れています。未来を支える子供たちを自然の中に連れ出し、草木、昆虫、魚などの生態とそれらが共生しているありさまを実感させ、生命の真髄に触れさせる必要があると思います。
２０世紀技術文明の恩恵に浴し物質的欲望を享受してきた私たち（熟年者）が、そのつけだけを次世代に残すことは許されません。２０世紀の光と影を体験してきた私たちこそ、これまでの文明のあり方を真摯に反省しつつ、豊かな人間精神の実現にむけて、真・善・美を基礎とする新しい文化創造の役割を担うべきではないでしょうか。
以 上
広瀬 立成氏
1967年東京工業大学大学院理学研究科博士過程終了。東京大学原子核研究所を経て、1971年東京都立大学に移り、１９７２〜７５年、ハイデルベルク大学高エネルギー研究所に上級研究員として招聘される。
後、東京都立大学理学研究科教授。２００２年度より、同大名誉教授。
現在早稲田大学・理工学総合研究センター教授。 理博。
日本原子力研究所嘱託、国際諮問委員会委員。
東京都環境研究所運営委員会委員、小山田環境対策連絡協議会代表をつとめ、地球環境の諸課題につき講演活動を行う。
将来の大型加速器（全長３０km）の開発研究を進めつつ、ブルックヘブン国立研究所との国際共同研究のリーダーを勤め、高エネルギー光発生の先端技術を開発する。
ミクロの物質構造や宇宙論など現代物理学についての啓蒙活動を進め、『マンガ超ひも理論』『真空とは何だろう』など、多数の解説書を著す。
趣味は、ダイビング、カヤック、スキー、登山、日本舞踊。ナチュラリストの会「SMART」会長として、春夏秋冬のアウトドアスポーツを楽しむ。空手２段。 （一度クリックして覗いて下さい）
＜主要著書＞
「超老人のすすめ：物理学者が見つけた元気の秘密」PHP研究所
「マンガ・超ひも理論」ＰＨＰ研究所
「入門・超ひも理論」PHP研究所
「超ひも理論と影の世界」講談社ブルーバックス
「真空とは何だろう」講談社ブルーバックス
「質量の起源」講談社ブルーバックス
「現代物理への招待：宇宙・物質・生命の起原を探る」培風館
「宇宙１５０億年の旅」日本評論社
演題 ： 「宇宙論から見た人類の由来」
講師 広瀬立成 氏
『宇宙論から見た人間の由来：我々はどこから来てどこへ行くのか』
平成１６年５月１４日
１ はじめに
現代物理学は、宇宙が今から１４０億年前に大爆発とともに発生し、その後膨張を続けながら進化してきたことを明らかにしています。このような進化宇宙論の立場に立って、地球の誕生、生命の発生を振り返えったとき、地球が生命の星として存在してきた天文学的原因が明らかなになります。生物の存続の基本的条件は物質・エネルギーの「循環」であり、それを保証するために、生物界は多様性と共生のシステムを創造してきました。
生物進化の頂点に立つ人間は、知性と欲望の赴くまま、２０世紀において科学技術を画期的に発展させました。それは、人間生活に利便性をもたらす一方、宇宙?地球?生物系の循環ルートに重大な影響を及ぼすことになりました。
この講演では、地球の誕生、生命の発生と生物生存の条件を探りつつ、地球の未来と人類の行方について考えてみたいと思います。
２ 宇宙の開闢と地球の誕生
今から１４０億年前、宇宙は微少な火の玉として誕生しました。そこでは、今日の宇宙に存在するあらゆる物質が、微少な空間に閉じ込められていました。今日の宇宙は光で走っても１４０億年もかかる広大な世界（１４０億光年）であり、その中に無数の星々が浮かんでいます。もちろん開闢時代の小さな宇宙では、これらの物質は原形を留めることはできず、物質の要素としての素粒子に分解されていました。このように、初期の宇宙は素粒子が詰まった世界であり、したがって、その理解には原子・分子や素粒子など、物理学が明らかにしてきたミクロの世界の知見が必要になるわけです。物質を作っているのは陽子、中性子、電子という３種の素粒子です。宇宙開闢初めの１秒くらいまでは、これらの素粒子が、約１兆度という高温で小さな宇宙の中を飛び回っていました。
さて、宇宙の膨張によって温度が低下するにつれ、素粒子の雲のなかに少しずつ構造が作られてきました。たとえば、簡単な元素、水素（陽子と電子）やヘリウム（陽子２個と中性子２個）などは、初めの数分間で作られました。その後、数億年の間には、これらの元素がたがいに重力をおよぼしながら収縮し、星の集団（銀河と呼びます）が形成されます。重要なことは、初期の星には今日地球上で見る重い元素、例えば生体を作っている炭素、酸素、窒素などが存在しなかったということです。重い元素は、星の生と死のくり返しによって作られたのです。幸いなことに、わが太陽系は、宇宙開闢約９５億年たったところで誕生しました。そして、地球は、それ以前に星々が製造した重元素を取り込むことに成功し、生命発生への第一の関門を突破しました。
３ 宇宙に浮かぶオアシス、地球
４５億年前、わが太陽系が創造され、数億年後、その惑星の一つ地球上に生命が発生しました。最近の宇宙探査機によって、かって火星にも水があったことが明らかになり、生物が存在したのではないかということが話題になっております。しかし、４５億年という太陽系の長い歴史の中でいつも水が存在しえたのは地球だけです。地球は宇宙に浮かぶオアシスなのです。水が生命にとって欠くことのできないものであるとするならば、今日生命が存在できる星は地球だけということになります。では、なぜ地球にだけ水が存在するのでしょうか。それは、地球の位置、大きさ、太陽の光度など、多くの条件が微妙なバランスを取りながら、地上の温度が常に数十度に保たれてきたからです（地球の隣の火星や金星では、このバランスが崩れています）。
初期の地球大気は、窒素や水蒸気とともに、炭酸ガスやアンモニアなど、今日の動物にとっては有害な、いわば毒ガスから成り立っていました。酸素がなかったために、初めに現れた生命体は、酸素を必要としない生物、すなわち植物でした。植物は、太陽光線（のエネルギー）を利用して、炭酸ガスと水から成長に必要な物質（ブドウ糖）を作ります。この炭素同化作用において、吸収した炭酸ガスとほぼ同量の酸素が放出されます。初期の大気に含まれていた炭酸ガスが減少し、酸素が蓄積されたのは、植物のおかげです。こうして、今から８億年前には、ほぼ現在に近い量の酸素（２３％）が存在するようになりました。ここで初めて、エネルギー生産効率の高い酸素を利用した動物が現れ、５億年前には海中で魚たちの飛躍的な進化が起こります。今から５００万年ほど前、生物進化の最終段階に、人類の祖先が誕生し急速に知性を発展させます
動物は植物が廃棄した酸素を吸収し炭酸ガスを放出しますが、その炭酸ガスを植物が吸収します。植物と動物は、たがいに相手の廃棄物を資源として共生しているのです。植物・動物とともに、忘れてはならないのが菌類です。植物は太陽エネルギーによって成長し、それを動物が食べて成長します。死んだ動物は細菌によって分解され、再び植物の栄養となります。このような状況から、植物＝生産者、動物＝消費者、菌類＝分解者という対応がなされてきましたが、近年、動物に栄養の運搬者という積極的な役割を与えるという考えも提案されています（たとえば、サケは海の栄養を山の上に運び上げております）。いずれにせよ三者の間は、物質の吸収と廃棄を通して密接にかかわっており、この循環ルートのどこかに支障が起これば、地球の生体システムは破綻を起こすことになります。
４ なぜ地球には生命が存続するのか
地球上に生物が存続するための基本的なしくみを、宇宙論的視点から探ってみましょう。
まず、わが太陽系が宇宙開びゃく９５億年たったところで誕生し、それまでに作られていた重い元素が地球に取り込まれたことがあげられます。重元素なしでは、生体を作ることはできません。
つぎに、地球のまわりに目を向けると、地球誕生の過程において、生命活動を持続するための、多くの基本的なしくみが存在していることがわかります。
植物は太陽光線を受け取り、光合成において熱エネルギー（赤外線）を発生します。植物にとって太陽光線は生命維持に必要な資源であり、熱エネルギーは廃棄物です。動物がものを食べたり運動するときにも熱が発生しますが、これも廃棄しなければなりません。この廃棄物をうまく取り除かないと、生物は焼け死んでしまうことになります。生命維持のためには、必要な栄養を取り入れるばかりでなく、物質と熱（エネルギー）の廃棄のルートが確保されていることが肝心です。
廃棄物としての熱エネルギーを取り除くために,非常に効率の良い物質は水です。水は液体から気体（水蒸気）になるときに大量の熱（蒸発熱）を奪うからです。わずか１グラムの水でも、それが蒸発するとき５４０キロカロリーもの熱を奪います。これは、０度の水を１００度まで温める熱の５倍以上に相当します。ぬれた体に風が当たると涼しく感じるのは、水が蒸発して熱を奪っているかです。また運動すると喉が乾くのは、水によって体熱が奪われることを体が知っているからです。
熱は生命の維持ばかりでなく、人間の生産活動でも発生します。火力発電は、石油を燃やして高熱の水蒸気を作りそれでタービンを回し電力を発生させますが、そのまわりには大量の熱が放出されています。それを取り除くためには大量の水が必要です。そればかりか、太陽光線を受けて暖まった地面や海面などからもたえず水が蒸発して、地球が（金星のように）熱化することをくい止めているのです。水の惑星、地球が、液体の水を保持していることの重要性がわかります。
ところで、生命活動、太陽光線の照射、人間の生産活動などから放出される大量の熱が水の蒸発によって除去されるのですが、そのままでは、やがて水はすべて蒸発して地球は枯れ上がってしまいます。ここでも地球は多くの幸運に守られ、その結果、定常的な水の循環が可能になりました。まず、上昇した水蒸気が地球から逃げだせないのは、地球の重力のおかげです。もし地球が月のように軽ければ、水蒸気は（重力が弱いために）宇宙空間に散逸してしまうでしょうし、逆に、地球がもう少し重ければ水は高く昇れないので、冷えて雨なることができません。地球が１０％ほど太陽に近ければ地球は金星（表面温度は約４７０度）のように熱化したでしょうし、１０％ほど太陽から遠くにあれば、火星のように凍てついた星になっていたでしょう。宇宙開闢９５億年たったとき、この規模の太陽が生成し、ちょうどこの位置に、この大きさの星が誕生した------それが地球だったのです。そして、このような地球の天文学的な状況と水に備わった特異な性質が、奇跡的な協力関係を通して地上における生命の誕生を可能にしたのです。
５ 循環、多様性、共生
地球の天文学的な位置付けから、水循環の重要性を見てきました。この大きなスケールの循環ルートによって、質の高い太陽エネルギーを取り込み、それを地球上のさまざまな活動に利用しつつ、残った質の悪いエネルギー（熱）を宇宙空間に捨てる、という仕組みが安定に働くことになります。ありがたいことに宇宙は、すくなくとも熱----物質ではないことに注意----のゴミ捨て場としては無限の収容力をもっています。地上のごみ処理場のような制約は一切ありません。
さてこの地球と宇宙空間にまたがる大きな循環ルートのなかには、さまざまな中規模、小規模の循環ルートが包含されています。たとえば、人間は食物と酸素を取り入れ、炭酸ガス、排泄物、熱を放出します。その炭酸ガスは植物に吸収され、排泄物は（一昔前ならば）直接植物の肥料になりました。このとき重要なことは、熱は宇宙空間に運び出せても、水以外の物質は地球上で循環のルートを確保しなければならない、ということです。産業活動から放出された炭酸ガスも、植物に吸収されたり雨によって海や土壌に吸収されていれば問題はないのですが、それを越えると循環のルートから外れたガスが大気中に停留し地球温暖化を引き起こすことになります。水が化学物質で汚染されると、生命維持という水本来の役割が損なわれ、逆に生命の危機をもたらす危険な存在になります。
循環ルートを確保するためには、生物の多様性と共生が重要になります。昆虫は、卵、幼虫、さなぎ、成虫というサイクルで生存していますが、それぞれの発達段階では、生活様式が非常に違っており、自然界に多様な環境が用意されていない限りサイクルは途切れてしまいます。そして、そのような多様な自然の中で、それぞれの昆虫は、自分に適した環境を見つけ出し共生しています。戦争の絶えたことのない人間社会を見ていると、共生を忘れた生物は人間だけであるという感を強くします。
６ われわれはどこへ行くのか
２０世紀は科学技術の世紀といわれます。科学技術は生活の利便性を格段に向上させましたが、その反面、大量生産、大量消費、大量廃棄というこれまでに人類が経験したことのない現象を生み出しました。このことによって、地球が４０億年という長い歳月をかけて築き上げてきた物質やエネルギー（熱）の循環ルートは、大きく破壊されつつあります。
ここで物理学者として一言つけ加えたいことは、科学と技術とは別物であり、それがあたかも一体化したような「科学技術」という概念はありえないということです。英語では、「science and technology（科学と技術）」といって、両者をはっきり区別しています。科学が知的関心から生まれたのに対して、技術は人間生活を便利にするために発達したものです。
もっぱら物質的な豊かさを追い求めてきた２０世紀。化石燃料などの資源を大量に人間社会へ導入しながら、その廃棄の道筋にまったく無頓着であった２０世紀（その典型は、原子力発電における放射線廃棄物の処理です）。自然を人類の支配下に置きつつ、生物間の多様な循環ルートを切断してしまった２０世紀。その結果、日常生活の中に予期せぬ公害を発生させ、多かれ少なかれ、だれもが、不可避的に被害者になるという事態を招くことになりました。そればかりではありません。このような物質優先の社会では、人間疎外を初めとする精神面での欠陥が露呈されはじめ、幼児の虐待のような非人道的な犯罪を引き起こしています。本来人間は、人間と自然、あるいは人間どうしの間に張り巡らされている循環のネットワークの中でしか存続することはできないのです。
今、我々のまわりに目を向けると、化学物質（フロンガス）の利用によるオゾンホールの発生（紫外線の増加）、ごみの大量投棄による空気・水・土壌の汚染、拡大する砂漠化、炭酸ガスの大量発生による温暖化、乱開発による生物多様化の喪失、人口爆発による食料危機など、どれ一つをとっても、人類の未来に深刻な影響を与え、人類の消滅につながるものばかりです。ある統計によれば、世界のすべての人間がアメリカ並の食生活をすれば、１００年ほどで食料危機が到来するという推定があります。また、２０世紀後半の５０年間でエネルギー資源（石油、石炭、原子力、天然ガス、水力）の使用量は、１５倍にも増大しています。この割合でエネルギーの消費が進めば、資源が枯渇する日もそう遠くはないでしょう。
すでに、このことに気がつきはじめた人間は、世界各地でさまざまな取り組みを開始しております。しかし、それらの対策を見ていると、物質的な欲望の追求という２０世紀型思考から抜け出ていないように思われます（それは、経済成長に一喜一憂したり、発展国が途上国に進出し２０世紀型科学技術を押し付けたり、さまざまな公害による被害が年々増え続けていることなどを見れば明らかでしょう）。
７ 人間は何をすべきか
物質的欲望を享受することに慣れきった人間に、今すぐそれを捨てて昔の生活に戻れということはできないでしょう。個々の課題についての具体的な対策はさておき、ここでは、２１世紀における真の循環社会を取り戻すための大局的な視点として、３つの提言をしたいと思います。
１ トータルな世界観
技術の基礎となる科学は、分析的な思考、一元的な価値観、客観的な評価という特徴を持っています。そもそも科学は、個々の現象を一つずつ分析的に探究する学問です。例えば、大気、地殻、海洋、さまざまな生物や植物などについての多くの学問分野があって、それぞれの研究対象については深い理解を可能にしてきました。しかし、地球のあり方そのものについての包括的な研究は著しく立ち遅れており、そのことが２０世紀物質文明の病根を発生させることになりました。これからは、総合的な思考、多次元的な価値観、主体的な問題の把握が望まれます。人間は宇宙１４０億年の産物であることを忘れず、トータルな世界観に根ざした新しい文化の創成が求められます。
２ 節度ある成長
技術文明は、その発展のスピードがあまりにも急速であるために、地上の生態系はそれに追従することができません。ここでもう一度、これまでの物質的な欲望文明のあり方を反省し、あらゆるものが共生できる節度ある成長への回帰を真剣に検討する必要があります。永久のエネルギー源としての太陽光エネルギーの利用、植物との共生による農業を基礎としたゆっくりした成長と、そこに真の幸せを感知する生活文化を作って行くことが大切だと思います。トータルナ世界観、節度ある成長とは、「言うは易く行なうは難し」です。それは一朝一夕に達成できるものではありませんが、だからといって、そのままにしておいたのでは、人類存続の危機が加速されることもまちがいありません。
３ 「身体知」の育成
２０世紀は情報社会ともいわれますが、溢れる情報に埋没し精神的に疲労した人間が増えつづけています。情報社会では、大量の断片的な情報を詰め込んだ「頭脳知」を発展させることはできても、世界のトータルなあり方を思考することはきわめて困難といわざるをえません。今求められているのは、肉体を動かし、視角、聴覚、嗅覚、味覚、触覚という人間のあらゆる感覚を動員して「身体知」を身につけることではないでしょうか。帰宅した子供たちは外に出ることはなく、テレビやパソコンに釘付けになり、非現実的なゲームに明け暮れています。未来を支える子供たちを自然の中に連れ出し、草木、昆虫、魚などの生態とそれらが共生しているありさまを実感させ、生命の真髄に触れさせる必要があると思います。
２０世紀技術文明の恩恵に浴し物質的欲望を享受してきた私たち（熟年者）が、そのつけだけを次世代に残すことは許されません。２０世紀の光と影を体験してきた私たちこそ、これまでの文明のあり方を真摯に反省しつつ、豊かな人間精神の実現にむけて、真・善・美を基礎とする新しい文化創造の役割を担うべきではないでしょうか。
以 上
広瀬 立成氏
1967年東京工業大学大学院理学研究科博士過程終了。東京大学原子核研究所を経て、1971年東京都立大学に移り、１９７２〜７５年、ハイデルベルク大学高エネルギー研究所に上級研究員として招聘される。
後、東京都立大学理学研究科教授。２００２年度より、同大名誉教授。
現在早稲田大学・理工学総合研究センター教授。 理博。
日本原子力研究所嘱託、国際諮問委員会委員。
東京都環境研究所運営委員会委員、小山田環境対策連絡協議会代表をつとめ、地球環境の諸課題につき講演活動を行う。
将来の大型加速器（全長３０km）の開発研究を進めつつ、ブルックヘブン国立研究所との国際共同研究のリーダーを勤め、高エネルギー光発生の先端技術を開発する。
ミクロの物質構造や宇宙論など現代物理学についての啓蒙活動を進め、『マンガ超ひも理論』『真空とは何だろう』など、多数の解説書を著す。
趣味は、ダイビング、カヤック、スキー、登山、日本舞踊。ナチュラリストの会「SMART」会長として、春夏秋冬のアウトドアスポーツを楽しむ。空手２段。 （一度クリックして覗いて下さい）
＜主要著書＞
「超老人のすすめ：物理学者が見つけた元気の秘密」PHP研究所
「マンガ・超ひも理論」ＰＨＰ研究所
「入門・超ひも理論」PHP研究所
「超ひも理論と影の世界」講談社ブルーバックス
「真空とは何だろう」講談社ブルーバックス
「質量の起源」講談社ブルーバックス
「現代物理への招待：宇宙・物質・生命の起原を探る」培風館
「宇宙１５０億年の旅」日本評論社
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