名古屋大学 大学院理学研究科 物理学教室 最終講義
再収録 November 9, 2022

計算機シミュレーションによる研究を振り返って（その２）岡本 祐幸（おかもと ゆうこう）
名古屋大学
情報基盤センター 大規模計算支援環境研究部門
国際本部 グローバル・エンゲージメントセンター
e-mail: okamoto{a}cc.nagoya-u.ac.jp
URL: https://yuko-okamoto.github.io/homepage/index.shtml

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)
コーネル大学で博士号を取得後、９月からヴァージニア工科大学のRobert E. Marshak教授の博士研究員となりました（２年任期）。

左から、Lay Nam Chang 教授、岡本、Robert E. Marshak 教授

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)＊Robert E. Marshak教授
ボスのMarshak教授は、私と同じCornell Universityで博士号を取得しました。指導教員はノーベル物理学賞受賞者のHans A.
Betheでした。長くUniversity of Rochesterで教授を勤めましたが、その間に、有名な素粒子論の国際会議Rochester Conference（後に、 International Conference on High Energy Physicsとなった）を毎年開催したことで知られますが、大久保進さん（U. of
Rochester）や崎田文二さん（City College N.Y.）達を大学院生として日本から「連れてきた」人でもあり、日本にとっての恩人です。 Robert E. Marshak 教授
ちなみに、ノーベル物理学賞の小柴昌俊さんもUniversity of Rochesterの大学院で博士号を取得しました。University of Rochesterを退職後は、City College of New Yorkの学長を約１０年間務め、その後、Virginia Tech のUniversity Distinguished Professorとなっていました。Marshak教授の有名な研究成果はたくさんありますが、特に、二中間子論や弱い力のV-A (Vector – Axial Vector)相互作用*などが有名です。
* E.C.G. Sudarshan and R.E. Marshak, in Proceedings of Padua-Venice Conference on
Mesons and Newly Discovered Particles (1957); Phys. Rev. 109, 1860 (1958).
Cf. R.P. Feynman and M. Gell-Mann, Phys. Rev. 109, 193 (1958).

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)＊Robert E. Marshak教授
１９８5年にRichard Feynmanの”Surely You’re Joking, Mr.
Feynman!”（邦訳は「ご冗談でしょう、ファインマンさん」）という自伝が出版されました（W.W. Norton & Company, New York,
1985）。その直後だったと思いますが、研究室の皆で近くのハンバーガーレストランで昼食を取った時に、この本のことが話題になりました。ボスのMarshak先生は、V-A相互作用について、どのように書かれているかを気にされていたようでした。
この本では以下のように書かれていました（pp. 250-253）。

Robert E. Marshak 教授

Marshak先生はSudarshan and Marshakの仕事が完全に無視されていたので、残念そうでした。

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)＊Robert E. Marshak教授
1992年、Virginia Polytechnic Institute and State Universityを再訪する機会を得ました。Marshak先生宅で奥さんのRuthさんも一緒に話しました。Marshak先生は戦時中、原爆を開発したマンハッタン
・プロジェクトに参加して、夫婦でLos Alamosに滞在したそうです。
それが、日本人の私を前にしていても、いかにも楽しかった（？）というような話し方でした。「楽しい」というのはちょっと違っていて、正確には、国を守るんだという強い使命感に満たされて頑張ったということだと思います（私は複雑な思いで話を聴きました）。そう言えRobert E. Marshak 教授
ば、私はコーネル大学時代にマンハッタン・プロジェクトの理論部長だったHans Betheの一般公演を何回か聴きました（米国政府のアドバイザーとしての、核開発の話でしたが、水爆開発に反対したために赤狩りによって失脚させられたRobert
Oppenheimerを弁護するような内容を含みました）。その公演でも、Betheが、ドイツに原爆開発競争で負けないように、「自分の研究人生でこの時程頑張った時はなかった」というようなことを言っていました。Marshak先生の奥さんも懐かしそうに話が盛り上がり、「あの時に、スキーなんかに一緒に行ったロシア人はソビエトのスパイだったということが後で分かったのよ。」
とか言っていました。おいとまする時に、奥さんが、Los Alamos滞在中の奥さん達がまとめた回想録をくれました。

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)＊Robert E. Marshak教授の奥さんのRuth Marshakさん
J.S. Wilson and C. Serber (eds.), “Standing by and making do: Women of wartime
Los Alamos,” (The Los Alamos Historical Society, 1988)（私が日本人だということに気を使ってか？）、「この研究所が２度と兵器を作るために必要とされませんように」という言葉を添えてサインしてくれました。

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)＊Robert E. Marshak教授の奥さんのRuth Marshakさん
J.S. Wilson and C. Serber (eds.), “Standing by and making do: Women of wartime
Los Alamos,” (The Los Alamos Historical Society, 1988)

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)＊Robert E. Marshak教授の奥さんのRuth Marshakさん
J.S. Wilson and C. Serber (eds.), “Standing by and making do: Women of wartime
Los Alamos,” (The Los Alamos Historical Society, 1988)

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)＊Robert E. Marshak教授
話を博士研究員時代に戻します。ボスのMarshak教授は、1947年
6月2−4日にニューヨークのShelter IslandのRam’s Head Innで開催された有名な素粒子の研究会議（Shelter Island Conference）に出席しました。Wikipediaによると、以下の研究者が参加しました。
H. Bethe, D. Bohm, G. Breit, K. Darrow, H. Feshbach, R. Feynman,
H. Kramers, W. Lamb, D. MacInnes, R. Marshak, J. von Neumann,
A. Nordsieck, J. R. Oppenheimer, A. Pais, L. Pauling, I. Rabi, B. Rossi,
J. Schwinger, R. Serber, E. Teller, G. Uhlenbeck, J. van Vleck,
V. Weisskopf, J. Wheeler

Robert E. Marshak 教授

この研究会で有名なのは、Lamb shiftの実験結果が発表されたが、会議後にコーネル大学へ
帰る列車の中でBetheがLamb shiftを説明する計算を仕上げた話ですが、Marshak先生も二中間子論にたどり着いています。
ある日の私との雑談でMarshak先生が言いました。
Marshak: Shelter Island Conferenceの話だが、当時はアメリカでもまだユダヤ人に対する差別があってね、会場のホテルの入口に「ユダヤ人は入場不可」というような標識が出ていたのだよ。でも、私を含めて、この会議の参加者の多くはユダヤ人だったので、我々は顔を見合わせたけど、無視して入って行ったのだよ。

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)＊Robert E. Marshak教授
ある日の午後にボスMarshakの部屋へ行った時のこと：
部屋に入るとMarshak教授がテープレコーダーに何か話しかけていました。
そして、録音が終わると、隣の秘書室へ行ってテープを渡しました。今書いている論文の原稿だそうです。私など、論文を書くときは、紙に文章を少し書いては消し、少し書いては消しして、ものすごく時間が掛かっていたのですが、Marshak教授は、テープレコーダーに話すだけで論文の原稿が出来上がることにとても驚きました。その時、その論文の内容の一部に関してだと思いますが、以下のように言いました。
Marshak: 名古屋大学の坂田スクールは結束力が強いね。二中間子論は私も独立に提唱したのだけど、無視されて、一切引用してくれないんだよ。
20年後、私が名大の物理学科に着任してから、ある時、E研の棚橋誠治さんにこの話をしたら、
棚橋：僕はちゃんとMarshakを引用していますよ。
と言いました。

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)
以下がMarshak教授が、あの時、テープレコーダーに話し掛けることで書き上げた論文だと思います。
R. E. Marshak, Progress of Theoretical Physics Supplement No. 85, 63 (1985).

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)
M. Tanabashi, Progress of Theoretical Physics Supplement No. 197, 4 (2012).

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)
そろそろ私の研究について話しましょう。私は、コーネルでは、ミューオンの異常磁気モーメントの計算と格子ゲージ理論のモンテカルロシミュレーションをやりましたが、ここでは群論を使ってクォークやレプトンの複合模型をやらなければなりません。全く経験がありませんでした。
それで半年ぐらい、この分野の勉強ばかりしていて、何も成果が出ませんでした。2年任期の職では、実質、１年間で成果を出さないと次の職を得るのが難しくなります。1年後の秋には次の職に応募しないといけなくなるからです。だんだんとプレッシャーが高まり、帯状疱疹に罹ってしまいました。ゾクゾクとして、何か体調が悪くなりそうだと感じたので、スーパーから多めの食糧を買い込んで冷蔵庫に入れて引きこもりましたが、お腹の周りに半周の水ぶくれの帯ができて、チクチクと痛くて夜も寝られません。疲れ果てて明け方にやっと寝入るという生活が３週間続きました。その間、日本人の家族が料理を差し入れしてくれたこともあり、助かりました。やっと治って研究室へ行ったら、ボスのMarshak先
生が、怒って言いました。
Marshak: 君はアメリカの医療を信用しないのか？
岡本：いいえ、そういうことではありません。私は日本にいても、歯医者以外は、ほとんど医者に行かず、薬も飲みません。

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)
それから少し経って、１９８５年５月末頃、しびれを切らしたボスが、
Marshak: ２ヶ月の猶予を与えるから、７月末までに何らかの成果を出しなさい。

それができなければ、君のことは諦める。また、スーパーコンピューター
センターの計算時間も取得してあげたのだから、それも使用しなさい。
と最後通牒を言い渡されました。これは、次の職に応募する時、現在のボスの推薦書が一番大切になりますが、それがもらえないか、もらえても良い推薦書は期待できないことを意味します。ヴァージニア工科大学のあるBlacksburgは寂しいところ
で、今までのように、一緒に遊べる大学院生もおりません。もう一人の博士研究員のGary Staeblerは結婚していてあまり遊んでくれません。しかし、追い込まれて分かったのですが、必死になって頑張り始めたら、一切寂しいという気持ちはなくなりました。これまではたるんでいたのだなと痛感しました。この２ヶ月間は、朝８時に起きて、食事時間を除いて、夜８時まで素粒子の複合模型の研究、夜８時から午前２時までは計算プ
ログラムの作成を行うというスケジュールで毎日を過ごしました。
また、日本人からの食事のお誘いも涙を飲んで全て断りました。 Gary Staebler 博士研究員

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)
もらったスーパーコンピューターの計算時間で何を計算するかについてはコーネルの川合光氏に相談しました。
川合：我々の共通の友達で、コーネル大学化学科のHarold Scheraga教授の博士研究員をしている

菊地武司さんの蛋白質の折り畳み問題をやったらどうか。 菊地武司 さん
Simulated Annealing（徐冷法）が使えると思う。君が６月初めに卒業式に来る時に議論しよう。
素粒子の問題じゃなかったので、びっくりしました。それで、卒業式にコーネルへ行った時に３人で議論し（川合さんには徐冷法を教えてもらい、菊地さんには蛋白質の説明をしてもらいました）、私が徐冷モ
ンテカルロシミュレーションのプログラムを書くことになりました。７月
末の期限までには計算プログラムの方はほぼ完成したのですが、本業の素粒子の複合模型の方は何も成果を出せませんでした。

5. Virginia Polytechnic Institute and State University
ヴァージニア工科大学 博士研究員(1984-1986)
２ヶ月はあっという間に過ぎ去り、締切まで後１週間という時になり、
もう諦めようかなと思い始めた頃、博士研究員のGary StaeblerがGary Staebler 博士研究員
プレプリント室から一つの原稿を持って来て、言いました。
Gary: Yuko、君のやっているテーマに似た原稿が出ていたよ。
私はそのプレプリントを見て、１、２時間ぐらいの計算で論文を書くための結果を出すことができたのでした。ボスのMarshakに見せたら、とても喜んでくれて、私の首が繋がったのでした。Garyのおかげです。クォーク・レプトンの複合模型の最初の論文がPhysics Lettersに出版されました。 Robert E. Marshak 教授
Y. Okamoto and R.E. Marshak, Phys. Lett. B 162, 333-334 (1986).

本論文は[5] Y. Okamoto and R.E. Marshak, “A grand unification preon
model with E6 metacolor,” Nuclear Physics B 268, 397-405 (1986).

1. Metropolis Monte Carlo Method（メトロポリスのモンテカルロ法）

Microcanonical Ensemble（ミクロカノニカルアンサンブル）

Isolated System： E tot = const
孤立系： E tot = 一定

Canonical Ensemble（カノニカルアンサンブル）

System in Heat Bath (Exchange Energy w/ Heat Bath)

熱浴中の系（熱浴とエネルギーをやりとり）：T = const = 一定

Canonical Ensemble at
Temperature Tn(E)PB(E) = n(E)WB(E)E
Density of States
WB(E) = exp(- b E )E
Canonical Probability Distribution
E
Boltzmann Factor
canoCanonical Distributions of Potential Energy
P (E)B= n(E)W

B

(E)

P (E)
B

Intermediate THigh T

E

E
P (E)
B
Low T

E
E

min

SA-2

By definition, the transition probability w satisfies

P( v +1)( xk ) = å P ( x j )w ( x j ® xk )(v)

jwhere P(n)(x) is the probability distribution of statex at the n-th step.
The equilibrium probability distribution（平衡確率分布） Peq(x) should satisfy

Peq ( xk ) = å Peq ( x j )w ( x j ® xk )j

A sufficient condition for this to be satisfied is to impose
a detailed balance condition（詳細釣り合いの条件）:

Peq ( x j ) w ( x j ® xk ) = Peq ( xk ) w ( xk ® x j )One solution to this detailed balance condition is(Metropolis method):

N. Metropolis, A.W. Rosenbluth, M.N. Rosenbluth, A.H. Teller & E. Teller,
J. Chem. Phys. 21, 1087 (1953).

In Canonical Ensemble, where the equilibrium probability
distribution is ∝ to the Boltzmann weight factor, we haveSuppose at the n-th step the state was xj and the candidate
for the (n+1)-th step is xk .

Met-Enkephalin:Global Minimum Structure in Gas Phase
Tyr-Gly-Gly-Phe-Met(N = 5)E = -12 kcal/mol

Canonical 1000K

30

E

20
10
0
-10
0

50000

100000MC Sweeps

150000200000Canonical 600K

30

E

20
10
0
-10
0

50000

100000MC Sweeps

150000200000Canonical 300K

30

E

20
10
0
-10
0

50000

100000MC Sweeps

150000200000Canonical 50K

30

E

20
10
0
-10
0

50000

100000MC Sweeps

1500002000002. Molecular Dynamics Method（分子動力学法）

水分子（H2O）の原子間に働く力
１．静電力
Oの電荷 = - 0.8, Hの電荷 = +0.4
２．ファンデルワールス力
ファンデルワールス半径内では反発力（他の原子はその半径内に入れない）、
その外では引力

赤球：酸素原子青球：水素原子画像出典：
https://www.illust-box.jp/sozai/149841/

各原子はニュートンの運動法則に従う
ニュートンの運動方程式： F = m a（力）＝（質量）×（加速度）
これを解くと、任意の時刻 t における各原子の位置
座標 q(t) と速度 v(t) が分かる。
しかし、原子数が２個を越えるとこの方程式は解けない。
よって、計算機を使って数値的にニュートンの運動方程式を解く。

水の場合
密度（単位体積当たりの質量）：1 g/cm3
100万原子の場合、水分子は333,333個
１辺 220Å = 22 nm の立方体に入っている。

水の計算機シミュレーション

赤球：酸素原子白球：水素原子

動画提供：岡崎進名誉教授（名古屋大学）

氷の計算機シミュレーション

赤球：酸素原子白球：水素原子

動画提供：岡崎進名誉教授（名古屋大学）

H

EXAMPLES OF AMINO ACIDSIDE CHAINS

H

O
3

c
H
H

C

C

HH
H

C

C

C
C

c1

H

H

H

C
c2

H

C
c1

a)

b)

c)

GLY

ALA

TYR

EXAMPLES OF AMINO ACIDSIDE CHAINS

HH

H
C

4

c

H
c4

S
H

H

S
c2

HH

c3

H

c2

C

H

C

H

H

C

O

O
C
c3

H

H

C
c2

C

c1

c1

H

c1

d)

e)

f)

CYS

MET

GLU

H
N
H

O

R1

+

C

C

O

H

H
N

C

C

H

H

O

R2

O

H
H2O

H
N
H

R1

O
C

C
H

N
H

PEPTIDE BOND

O

R2
C

C
H

O

H

H

PROTEIN

N
H2

R1

O

C

C

f1

y1
H

N

R2

O

C

C

f2

w1
H

y2
H

RN

C

N

fN

w2
H

H

C
O
yN O
H

MYOGLOBIN (N=153)

MYOGLOBIN (N=153)

a-HELIXIMMUNOGLOBULIN(N=216)b-SHEETTPITRIOSE PHOSPHATE ISOMERASE(N=248)a-HELIX and b-SHEET

細胞

蛋白質は細胞内のリボソームで合成される。

Af-3

Anfinsen’s Experiment (1960’s)

変性剤を添加変性剤を除去ANFINSEN’S DOGMA
アンフィンセンのドグマ（教義）• 蛋白質分子の立体構造はそのアミノ酸配列の情報で決まっている（自由エネルギーの最小状態）。
よって、系の正しいエネルギー関数が与えられれば、後は、計算機シミュレーションで蛋白質分子の立体構造が予測できるはず。

蛋白質立体構造予測での我々の戦略
溶媒理論

電子状態理論

タンパク質系のシミュレーション法

エネルギー関数

第一原理からのタンパク質の立体構造予測やるべきことその１•

シミュレーションがエネルギー極小状態に留まらない強力な手法を用いる

我々は次の手法を適用することを提唱してきた。

＊徐冷法 (Simulated Annealing)＊拡張アンサンブル法 (Generalized-Ensemble Algorithms)
エネルギー空間上のランダムウォークを実現[例えば、マルチカノニカル法、焼き戻し法 (Simulated Tempering) 、
レプリカ交換法 (Replica-Exchange Method, also referred to as
Parallel Tempering) 、1/k Sampling 、Tsallis 統計, etc.]
利点
唯一回のシミュレーションの結果から、最小エネルギー状態 ばかりでなく、幅広い温度領域における熱力学量を計算できるやるべきことその2•

厳密なエネルギー関数を用いる

タンパク質自身の構造エネルギー(ボンド長項＋ボンド角項＋ねじれエネルギー項＋
Lennard-Jones 項 ＋静電相互作用項 , etc.)
Etotal = å K R ( R - R0 ) + å Kq (q - q 0 ) +
2

bonds

2

anglesé Aij Bij qi q j ù+ å ê 12 - 6 +
ú
R
R
e
R
i< j ê
ij
ij ú
ë ij
û

＋
溶媒との相互作用エネルギーVnéë1 + cos ( nf - g ) ùûå2dihedrals

3. Simulated Annealing（徐冷法）

徐冷法 (Simulated Annealing)

S. Kirkpatrick, C. Gelatt, Jr. & M. Vecchi, Science 220, 671 (1983).

Reproduce a Crystal-Making Process on a Computer

SA-2

Applications of Simulated Annealing toSystems of Biopolymers•

H. Kawai, T. Kikuchi & Y.O., Protein Eng. 3, 85 (1989).

•

H. Kawai, Y.O., M. Fukugita, T. Nakazawa, & T. Kikuchi, Chem. Lett. 1991, 213 (1991)•

Y.O., M. Fukugita, T. Nakazawa, & H. Kawai, Protein Eng. 4, 639 (1991).

•

M. Fukugita, T. Nakazawa, H. Kawai, & Y.O., Chem. Lett. 1991, 1279 (1991).

•

T. Nakazawa, H. Kawai, Y.O., & M. Fukugita, Protein Eng. 5, 495 (1992).

•

Y.O., T. Kikuchi, & H. Kawai, Chem. Lett. 1992, 1275 (1992).

•

Y.O., T. Kikuchi, T. Nakazawa, & H. Kawai, Int. J. Peptide Protein Res. 42, 300 (1993).

See also:•

S. Wilson, W. Cui, J. Moskovitz & K. Schmidt, Tetrahedron Lett. 29, 4373 (1988).

•

C. Wilson & S. Doniach, Proteins 6, 193 (1989).

•

A. Brunger, J. Mol. Biol. 203, 803 (1988).

•

M. Nilges, G. Clore & A. Gronenborn, FEBS Lett. 229, 317 (1988).

For a review see:•Y.O., Recent Res. Devel. In Pure & Applied Chem. 2, 1 (1998).

Simulated Annealing（徐冷法）
P (E)B= n(E)WB (E)

P (E)
B

高温

E

E
P (E)
B

低温

E
E

min

SA-2

Simulated Annealing: T = 1000 K ® 50 K
Canonical 1000K
Canonical 50K

30

E

20
10
0
-10
0

50000

100000MC Sweeps

150000200000C-peptide-1

C-Peptide (N = 13): X-Ray

C-Peptide of Ribonuclease A
Amino-Acid Sequence:
Lys-Glu-Thr-Ala-Ala-Ala-Lys-Phe-Glu-ArgGln-His-Met

M. Masuya & Y.O., unpublished.

Cp-first

M. Masuya & Y.O., unpublished.

Cp-lastC-Peptide (N = 13): X-Ray

Level 0 Solvation (Gas Phase)

RMSD = 1.9 A

Level 1 Solvation (distantdependent dielectric)

Level 2 Solvation (SASA)

RMSD = 0.8 A
RMSD = 1.4 A

M. Masuya & Y.O., unpublished.

Problems of Simulated Annealing (SA)（徐冷法の問題点）
Because we lower the temperature during thesimulation, we are always breaking thermal
equilibrium (and detailed balance conditions).
Hence, thermodynamic quantities obtained from SA
are not reliable.

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
私は運良く、1986年4月に奈良女子大学理学部物理学科の素粒子論の助手に採用されました。当時は助手には任期がなく、これでパーマネントの職を得たことになります。

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
当時の研究室は以下のメンバーでした。
見目正克（素粒子論）：助教授
久米健二（原子核理論）：助教授
岡本祐幸（素粒子論）：助手
また、帝塚山大学の重本和泰（素粒子論）：教授
とも共同研究を行いました。

見目正克氏

久米健二氏

重本和泰氏

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
物理学教室の教員達。

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
ニュートン祭で6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
奈良での初期の論文は弦理論の話でした。

[9] M. Kenmoku, Y. Okamoto, and K. Shigemoto, “Moebius and super-moebius gauge fixing
for the closed string amplitudes on the disk,” Physics Letters B 213, 160-164 (1988).

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
ヴァージニア工科大学で1985年に計算が終わっていた蛋白質の徐冷モンテカルロシミュ
レーションの論文はまだ投稿されていませんでした。著者の３人が遠くにいて、当時はインターネットもなく、連絡が取りにくかったからです。それでも、プレプリントは作りましたが投稿はしませんでした。その間にWilson-Cuiの論文が出てしまいました。

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
結局、我々の論文は1989年に出版されました。
[11] H. Kawai, T. Kikuchi, and Y. Okamoto, “A predictictionof tertiary structures of peptide by the Monte Carlosimulated annealing method,” Protein Engineering 3,
85-94 (1989).

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
奈良女には計算機センターがなかったので蛋白質のシミュレーションはやらないつもりでしたが、なんと1988年に奈良女に情報処理センターが設置されました。
それで、川合さんがシミュレーションを再開しようと言いました。そして、共同研究者
を増強しようということで、奈良女理学部化学科の中沢隆助手（蛋白質の実験家、
特にNMR実験）と京大基研の福来正孝助教授（素粒子論）に加わってもらいました。
福来さんも川合さんとは違うタイプの天才と言えるかも知れません。
ものすごく記憶容量が多い人です。また、研究への意欲もすごい
ものがあります。
福来：岡本君、1日には２４時間あることを忘れてはいけないよ。
（ココロは、徹夜をバンバンやって頑張れ！）
中沢隆氏
福来さんの偉いところは、（当時40歳代前半だったと思いますが）自分でもそれを実践していたことです。２、３時間仮眠を取っては、研究を続けるというようなことをされていました。
共同研究者が増えて、どんどん論文が出ました。

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
著者名はこの順序で回して行くことに合意。
コンピューターのプログラム名：
KONF90 [中沢氏が命名]↕
Conformation（立体構造）

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
ロシアからの挑戦
1990年の夏にコーネル大学時代の指導教員だった木下東一郎先生から、突然、奈良女の
私のオフィスに電話が掛かってきました。今、夏休みで東大を訪問しているとのことで、私の大学院時代の計算結果の一部が間違っているというロシア人の論文原稿の査読が回ってきたのだけど、私のコーネル時代のこの計算のノートは残っているかと聞かれました。捨ててしまっていますと答えましたら、とにかく東京まで議論をしに来なさいと言われましたので、つくばの高エネルギー研究所の宿舎に３週間ぐらい滞在して、東大に通いました。そして、コーネルから東大へ帰り、助教授になっていた川合光さんも加わって、３人で議論をしました。459個のファインマン・ダイアグラムの計算のうち、以下の３個の計算が間違っているという話でした。我々の計算は数値積分なのに対し、ロシア人の計算は計算機を使った解析計算なので、数値積分が間違っているはずだという議論でした。
しかし、川合さんが気づいたのですが、ロシア人が+ 2×有限のoverall counter terms（２ページ後のFig. 3の四角で囲ったダイアグラムの項、このオーダーで初めて出てくる項）の計算を入れるのを忘れていたのでした。この寄与を我々で解析的に計算し、元々のロシア人の計算結果に足すと数年前の私の数値計算の結果と一致することを示すことができたのでした。
T. Kinoshita, H. Kawai, & Y.O., Phys. Lett. B 254, 235 (1991).

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)

Fig. 3

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
ロシアからの挑戦
ちなみに、計算に２晩の徹夜を要した前ページの式(22)の積分（ロシア人が忘れた overall counter terms の一部）ですが、２年余り後にMapleという解析計算プログラムに入れてみたら、計算機が２時間ぐらい頑張りましたが、結局、memory overflow で計算を終える
ことができませんでした。よって、まだ、人間の方が機械に負けないのだと安心しました。
ところが、それから、20年余り経って、名大を訪問していた西オー
ストラリア大学の研究者がMathematicaという解析計算プログラムをよく使うと言うので、上の話をして、この積分の式を試してもらったら、なんと１分以内に正しい計算結果を出したので、本当に驚いてしまいました。

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
素粒子関係では、宇宙物理学／宇宙論に興味が移りました。
＊うず巻き銀河の回転速度

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
素粒子関係では、宇宙物理学／宇宙論に興味が移りました。
＊宇宙の大構造6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
1992年4月から１０ヶ月間、長期在外研究員（若手枠）として、 Stanford
Universityの線型加速器研究センターを訪問することになりました。福来さんは
以下のようにアドバイスしてくれました。
福来：せっかくだから、新しいことをやると良いよ。
アメリカ滞在中にFlorida State Universityの素粒子論屋Ulrich Hansmann氏がわざわざStanfordまで会いに来て、マルチカノニカル法という拡張アンサンブル法を教えてくれました。彼の説明を聞いて、これは徐冷法に代わり得る強力な手法だと直感しました。徐冷法は熱平衡を常に破るのに対し、拡張アンサンブル法は常に熱平衡を保つので、熱力学量を精度良く計算できる利点があります。

Ulrich H. E. Hansmann6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
Hansmann氏とは帰国寸前に以下の、マルチカノニカル法という拡張アンサンブル
法を蛋白質の立体構造予測に適用することを提唱した論文を投稿できました。
[25] U.H.E. Hansmann and Y. Okamoto, “Prediction of peptide confromation by multicanonicalalgorithm: new approach to the multiple-minima problem,”
Journal of Computational Chemistry 14, 1333-1338 (1993).

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
このアメリカ滞在中には、Purdue Universityの教授になっていた仲西久夫氏（グルー基金の先輩）宅を訪問したり、University of Chicagoの大学院生になっていた大平徹氏（グルー基金の後輩、現名古屋大学多元数理研究科教授）を訪問したこともありました。University of Chicagoの近くの大平氏のアパートまで車で行ったのですが、その近くで２台の車の間に空いていたスペースに縦列駐車をしようとしました。しかし、下手なので、何回かそのスペースで出たり入ったりして、後続車の通過を少し邪魔してしまいました。そうしたら、私のすぐ後ろにいて通過できなかった車の運転手の窓が開き、私に向かって手招きを始めました。この辺りは危険な所であると聞いていたので焦り、最初は頭を下げるだけで無視していましたが、その人の手招きが益々大きくなりました。これはまずいと思い、とりあえず、その運転手の所まで行って、謝ることにして、近づいたら、その人が、“Yuko Okamoto, Brown University!” と叫び、握手を求
めてきました。私はびっくりして、その運転手の顔をよく見てみたら、何と、Brown 時代の同級生でした。と言っても、1年生の１学期にドイツ語を一緒に受講しただけで、その後は、あまり交流がなかった人でした。私はその人の名前を必死に思い出そうとしましたが、13年前に卒業してから一度も会ったことがなく、Edwardという名前をかろ
うじて思い出しましたが、苗字は思い出せませんでした。Edが私であることを見極め、更にフルネームで私に呼び掛けることができたのは、本当に奇跡的でした。

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
研究以外では、奈良女はスポーツが盛んな所でした。
着任早々から理学部の教職員チームで毎週のように土曜日午後にソフトボールの練習が始まりました。本格的に運動をするのは久しぶりのことで、最初のうちは走塁中に足が空回りしてひっくり返ったりしていました。

テニス：
1988.11 奈良県大学工専教職員大会
久米さんと組んで、初心者の部 ３位
朝練[久米、小川氏と]1989.9 全国公務員レクリエーション奈良地区大会
奈良女Aチーム[磯田・小川、久米・松川、
宮崎（小田原）・岡本] 一回戦敗退
奈良女Bチーム[岸田、河井、浪原、山田、乾、松村] 優勝
卓球：1986年秋 〜 半年間程 毎週土曜 7 〜 10 pm
中沢、上江洌、小川、石川、柳沢、岡本、（時々）久米、、、

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
理学部ソフトボールチーム：
ピッチャー：海崎、伯耆、香川、池原、三方、、、
キャッチャー：清水[監督]、松川、檜垣、、、
ファースト：高木、大石、島田、、、
セカンド：上江洌、大石、香川、池原、柳沢、、、
ショート：小川、宮武、塚原、和田（恵）、、、
サード：坂本、永沢、上江洌、大石、、、
レフト：中沢、川島、、、
センター：見目、岡本、三方、、、
ライト：石川、赤川、松山、清水、、、
オールマイティー：乾、名賀、、、

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)↖ バックホーム

理学部チームは附属高・中学校チームにどうしても勝てませんでした。

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
1989年の附属高・中学校チームとの決勝戦も接戦で、緊迫した戦いでした。試合の終盤、私はセンターを守っていましたが、ランナーが三塁にいる時に、フライがセンターに上がりました。私がそのボールを捕った時に、三塁ランナーがタッチアップして本塁に突っ込みました。それで、私は慎重にキャッチャーにワンバウンド
で届くようにボールを投げたら、キャッチャーの清水晃さんのミットのど真ん中に届いたのです。タッチもできてタイミングは完全にアウトでした。しかし、三塁ランナーが清水さんに体当たりしたので、軽量の清水さんが吹っ飛んでボールをポロリと落としました。それから数年間は飲み会の度に、清水さんが以下のように言ったものです。
清水：岡本さん、あの時、我々はあと少しでヒーローになれたんだ

けどね。残念だったね。

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
駅伝：理学部チーム
1989.4 第一回大会[16 km] 1°15’ 07” 優勝
1989.12 第二回大会[16 km] 1°11’ 55” 優勝 歴代学内記録
1990.11 第三回大会[12 km] 59’ 27” ５位（学内３位）
1991.11 第四回大会[12 km] 57’ 31” ４位（学内２位）
1992.12 第五回大会 ５位（学内優勝）
1993.12 第六回大会 ２位（学内２位）
1994.12 第七回大会 ３位（学内２位）
・・・・・・6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)

岡本：３位でタスキを受け取り、３位でタスキを渡した（第５区約4キロを17分23秒で区間賞）。
１位との差：1分49秒差 → 10秒差、２位との差：1分10秒差 → 20秒差（１位と２位の順位入れ替わる）。次の第６区アンカーの柳沢卓氏が２人を抜いて「元祖理学部」チームが優勝。
記録：約16キロの距離で、1時間15分07秒
その年（1989年）の12月2日に開催された第２回大会でも優勝した。
記録：1時間11分55秒（岡本は第５区、17分21秒で区間２位）

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
上江洌

岡本

清水

小川
柳沢

赤川

赤川

勝利の美酒に酔う中沢岡本

6. 奈良女子大学 助手／助教授 (1986-1995)
研究以外では、奈良女はスポーツが盛んな所でした。
私が分子科学研究所に転任することになって、ソフトボールの理学部教職員チームで送別会を企画してくれました。夜の宴会の前の午後の部で、いつものようにソフトボールの練習（守備と打撃）を一通りやりました。そして、最後に皆で胴上げをしてくれたのは良い思い出です。