DIC 196

2010
2010

プログラム6:30 PM1

４月 22 日（木） 有楽町朝日ホール

開会
主催者挨拶

6:40 PM

ピーター・ヴィトーセク博士「島から見た地球の環境変化」

7:40 PM

岩崎俊一博士「垂直磁気記録の開拓と実現」

8:40 PM

閉会2010年（第26回）日本国際賞受賞者「生物生産・生命環境」分野

ピーター・ヴィトーセク博士（米国）
スタンフォード大学生物学部教授
1949 年生まれ
授賞業績
窒素などの物質循環解析に基づく地球環境問題解決への貢献

島から見た地球の環境変化
私は、 文化的にも生物学的にも興味深いに、 当該分野の経歴も短く浅い私でも受け入島、 ハワイで生まれました。 ハワイは、 経済れてくれる生態系生態学の博士課程を探しま的には米国と少数派の白人によって支配されした。 幸運にもダートマス大学が私にチャンスていましたが、 1959 年にアメリカ合衆国の州を与えてくれました。 1975 年に博士号を取得になるまでは、 日系人が政治的に大きなプレした後、 インディアナ大学とノースカロライナ大ゼンスを持っていました。 その当時、 ハワイ先学で教鞭を取り、その後 1984 年にスタンフォー

住民の権力と影響力は極めて少なかったのでド大学に移りました。 大部分の人たちがそうです。 しかしながらハワイの歴史と文化は、 地名あるように、 振り返ってみると、 このような幸運や歴史の中に、 そして学校で教わった神話やが私の勉学と成長に大きな役割を果たしまし伝説を通じて私たちの中に浸透していました。

た。 中でも、 幼少期に進む道を狭めてしまわ大人になって知ったのですが、 この力強いアない体制の中で育ったことは私にとって幸運でジア人とハワイ先住民が、 ハワイを合衆国本した。

土の各州とは全く異なる州として形作ったのでさて、 元素循環の科学である生物地球化学す。 この島で育ったこと、 そして奥深い歴史あに話を移します。 ここでは、 生物地球化学的る島の文化からの影響が私の科学に対する価循環に人間が加える変動に焦点を絞ってお話

値観、 そして世界観を形成したのだと最近思うしますが、これらの循環における変化を評価し、ようになりました。

その変化による影響を低減するシステムを管1967 年、 私は、 ハワイを離れ、 マサチュー理できるかどうかは、 私達の生物地球化学のセッツのアムハースト大学に入学し、 政治学を基本的な理解にかかっているといえます。 人学びました。 しかし大学３年の時、 幸運にも科間による影響という点では、 知識のある多数の学文献に関するコースを取り、 それに触発さ人々は、少なくとも 1997 年の京都会議（COP3）れ、 生態学を学びたいという気持ちへと移って以降、 １つの生物地球化学的循環、 即ち、いきました。 政治学の学位を取得すると同時炭素循環については知っています。 しかし、

2

私たち人間が、 炭素循環よりも化学肥料で使るとよく分かります。 私のパートナーであるパメ用されている窒素やリンなど他の元素の地球

ラ ・ マトソン （Pamela Matson） が率いる学際規模の循環をより大きく変化させたということは的研究グループは、 集中的に灌漑し、 施肥し余り認識されていません。 窒素やリンなどを添た畑から極めて多量の窒素が失われているこ

加する効率は低く、 穀物のために使用しても、とを実証しました。 その後、 このグループは麦かなりの部分が無駄となって環境の中に失わの収穫量とその品質の両方を維持しながらも、れていくことになります。 窒素は特に移動性が必要とする化学肥料を減らし、 環境中への窒高く、 複数の経路で移動します。 現在の人間

素損失を大幅に低減する施肥の代替方策をの活動による窒素やリンの放出は、 大気中や開発しました。 また、 峡谷での意思決定シス海洋に自然に放出される窒素やリンの流量とテムを研究し、 リスクを避けたがる信用組合が同等もしくはそれを超えています。 それにより、化学肥料の使用の決定に大きく関係している小川や湖及び沿岸海洋の富栄養化が起こりまと判断しました。 そこで、 信用組合と共同で、す。 私たちは、 生物生産はよいものと考えが個々の農民が十分な化学肥料を使用しているちですが、 富栄養化現象を見れば過ぎたるはことを組合が納得できる技術的な方法を開発し猶及ばざるがごとしであるとわかります。

ました。 その結果、 今ではより少ない施肥量元素循環の変動から生じる富栄養化が拡散による栽培がヤキ峡谷で幅広く実践されていまする中にあって、 富栄養化抑制の効果が成す。 経済が急速に成長している国々では、 効功した場合もあれば、 そうでない場合もありま率や生産レベルを超える量の化学肥料が使用す。 農業における栄養素の損失をコントローされており、 これらの国でも同じように、 より少ルするために、 私たちにはどんな課題とチャンない肥料での農業が可能となります。

スがあるのか、 これはメキシコのヤキ峡谷を見農業システムにおける生物地球化学につい

ハワイ諸島の誕生と物質循環の変化

3

て論議することにより私が示したい重要なポイ

ちにとっては、 これらの島自体が地球全体でントは、 地球システムの人間による変化が、 すあったのです。 ポリネシア人社会も、 彼らの島でに実際に起きており、 且つ広く拡大しているという世界にも “地球” 変動が起こり、 更なるということです。 このような人為的な変化に対持続可能な暮らし方への移行が必要になった

応して、 多くの生物地球化学者や、 他の科学のです。 資源搾取的なシステムから持続可能者も研究テーマの選び方を変えてきています。

な社会生産システムへ目覚ましい移行を行っ

広く言えば、 この新しい方向性は、 地球変動た社会もありましたが、 いくつかの社会は調に部分的に焦点を当てた科学から、 持続性を整に失敗し、 人口減少や人々の健康の悪化目指した移行を支える役割を明確にする科学に相まって環境悪化にも苦しみました。 過去へと変わってきていると特徴づけることができにおいてそのような移行にはっきりと成功した、ます。 世界そのものを理解し、 人間が世界に又は失敗した文化を持つ島々の研究を行うこ与える影響を理解しようとするだけではなく、 よとによって持続可能性に関し何を学ぶことがでり持続可能な生き方へと導いていくようなアプきるでしょうか。 彼らにとって島が世界の総てローチがこれからの科学の主流であり、 重要であった時に何世代にも亘って形成されてきたな部分となっていくことを信じると同時に願って島の人々の考え方は、 持続可能な文化への止みません。

有用な指針となり、 そのような世界の挑戦に大ここでハワイや太平洋の他の島々の話に戻りきな貢献ができるものと私は考えます。 ポリネます。 これらの島々を発見したポリネシア人たシアの或るリーダー達は、 そのような考え方をちは優れた探検家でした。 彼らは、 自分たち明瞭に思い描いており、 私たちは彼らの努力が植民地化したそれぞれの島にそれぞれ大きを支援すべきであります。

く違った社会を構築しました。 住み着いた人た42010年（第26回）日本国際賞受賞者「工業生産・生産技術」分野

岩崎俊一博士（日本）
東北工業大学理事長・東北大学名誉教授
1926 年生まれ
授賞業績
垂直磁気記録方式の開発による高密度磁気記録技術への貢献

垂直磁気記録の開拓と実現
１．はじめに相次いで市販され、 垂直型 HDD への転換が2005 年５月に日本の東芝から世界初の垂直急速に進んでいます （図１）。 2010 年には全磁気記録方式ハードディスク装置 （HDD） をての HDD が垂直磁気記録方式になるといわ搭載した音楽プレーヤーが発売されました。

れています。 まさに、 水平型から垂直型への垂直磁気記録について私が最初に発表してか技術革新がかつてないスピードで行われていら 28 年かかったことになります。 その後日米るわけで、その量産と市場化の光景を直接見るのメーカーから PC 用垂直磁気記録 HDD がことができるのは発明者冥利に尽きることです。

7垂直磁気記録方式
水平磁気記録方式

65台数 ︵億台︶

432

10
2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012
出典：TSR2009

図 1． ハードディスク装置 （HDD） の世界出荷台数と垂直磁気記録方式の年次推移と予測

図1.

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ハードディスク装置（HDD）の世界出荷台数と垂直記録方式の年次推移と予測

あらためて研究を振り返ってみますと、 私はの推進を行いました。 この委員会の研究会は1950 年から磁気記録の研究を始め、 情報の200 回を超え、また、垂直磁気記録国際会議

記録密度を高めることを主テーマとして行って（PMRC） を８回主催しています。 さらに、本年きました。 メタルテープの発明に始まり、 高密５月には第９回の PMRC を主催する予定です。

度記録理論の構築を行ってきましたが、 1975

このように、 本研究はきわめて長期間かつ広年頃に記録媒体を面に垂直に磁化する方式

範囲の協力によって発明の目的を達成しましが記録密度の向上に有効なことに気付きました。 これは、 研究の始めから不動の開発方針た。 それからわずか３年ほどの間に、 単磁極を持っていたことによります。 このような例は他型磁気ヘッド、 コバルト ・ クロム合金垂直磁化には少ないのではないかと思います。

膜、 垂直 ・ 水平磁化膜を組み合わせた２層膜媒体という、 現在でも垂直磁気記録の基本構

２．研究のフィロソフィー ～相補性～成となっているキー技術を開発し、 垂直磁気新しい研究を遂行することでもっとも迷ったこ記録が基本的に可能なことを実証しました。とは、 磁気ヘッドや記録媒体、 記録挙動など

それ以後は実用化を目指して、 研究室の総力

多くの問題の中でどの範囲から採り上げていくを挙げて新しい磁気ヘッド、 記録媒体、 およかという点でした。 これは私たちのデータによび記録 ・ 再生特性の評価を中心に研究を広り、 垂直記録への評価が定まり、 また、 世のげてきました。 同時に、この研究のテーマの大中への広がり方も変わってくると考えたからできさから、日本学術振興会に磁気記録第 144す。 当初は減磁という問題に着目して記録密委員会を設け、産学連携の先駆とも言える大度を増すことに重点を置きました。 しかし、 考

学と産業界のオープンな協力機関による研究えが深まるにつれて、 垂直磁気記録は従来方垂直方式

水平方式λδδλ → 0

Hd → 0ヘッド
媒体λλ → 0

Hd → 4πM

垂直単磁極型

リング型

一軸異方性

長手異方性

厚い膜厚δ

薄い膜厚δ

高い飽和磁化、高い抗磁力

低い飽和磁化、高い抗磁力信号

ディジタル型

アナログ型

記録方式

変調（PCM, FM）

交流バイアス消去

直流交流
図２． 垂直記録と水平記録の相補性

6式である水平磁気記録とは互いに相補的な技年と遅れてしまいました。 しかし、 2005 年での術として捉えられることに気付きました （図２）。

実現された記録密度は、 当初予想した記録密これは記録したビット （磁化） 間に働く力が、度のトレンドに合致したものでした。 垂直、 水

水平磁化では反発力が減磁作用を生むのに平両記録方式の記録密度のトレンドを較べる

対し、 垂直磁化ではこれが吸引力となり増磁と、 もし 1990 年代初めに垂直型への移行を作用を持つという基本的な関係から導かれるも真剣に検討していれば、 HDD は他の記録方のです。

式に対して今よりも優位な地位を占めることに磁気記録には水平と垂直の二つの記録方法なったと思われます。 今後の研究戦略に対すがあり、 私はこの二つの関係を相補的＝コンる参考例とすべきと思います。

プリメンタルという言葉で表すことにしました。
デュアルという意見もありましたが、 コンプリメンタルは単に 「二重の」 ということではなく、「互いに補足し合って完全にする」 という意味です。 このコンプリメンタルという考えは、 垂直磁気記録を具体的に組み上げていく上で極めて大きな力になりました。 従来の水平記録はアナログ型、 垂直記録はデジタル型と明確に分けたことも、 当時としては大胆な提案でした

現在（左）1980年代（右）垂直記録方式

水平います。 垂直記録と水平記録の相補的な関係

135g

重さ35kgを考えると、 水平から垂直への転換は、 単に300GB

メモリー量0.3GB

記録密度を高めるということ以上に、 記録限界0.4w

消費電力600wが、 今では極めて正しい判断だったと考えてが構造的なものから物性的なものへという工学

図３. 新旧ハードディスク装置 （ＨＤＤ） の比較発展の道筋に合致したものと理解できます。

2005 年以降多くのメーカーが垂直磁気 HDDを市場に出し始め、 数年でほぼ全数が垂直型

３．実用化への歩みに移行することが予測されています。 これはま以上のように、 初期の研究は比較的順調にさにハードディスク分野でのイノベーションとい進みましたが、 1990 年代になると、 磁気記録えます。 現在の垂直記録型 HDD を 25 年前の中心技術が高密度再生技術に移り、 私たちの水平記録型 HDD と比較すると （図３）、 重はいわゆる 「死の谷」 を経験しました。 しかし、さと消費電力が大幅に低減したのに対し、 容2量は 1000 倍になっています。 このイノベーショに達するとともに、 熱減磁による記録の限界がンは性能の画期的な向上だけではなく、 資源明らかになり、 再び垂直磁気記録への移行がとエネルギーの節約にも大きな効果を持つこと始まりました。 この 「死の谷」 の期間を乗り越を示しています。 30 年前に東北大学電気通える上で、 先に述べた産学連携の研究体制が信研究所の一室で生まれた着想が、 今世界大きな力を発揮しました。の各地に根付いて、 私がモットーとする 「社2000 年代に入り、 記録密度が 100 Gbit/in

私は当初、 垂直磁気ディスクの実用化は1990 年代と予想していましたが、 それは 2005

7会への統合」 の一歩を踏み出していることを、研究者として心から嬉しく思っています。

４．垂直記録の意義

二次元記録です、 を経て垂直磁化を用いる

垂直型 HDD の生産規模の大きさ （年間５億究極の三次元記録に到達したといえます。 す台以上） と変換のスピードからみて、 これは従なわち、 高密度化には最終の形態ですので、来の工業生産の常識を遥かに超えたものと言今後記録媒体の改善などいろいろあっても、えるでしょう。 トランジスタですらその工業化の垂直記録という原理は将来も不動と考えられまスピードはこのように早いものではありませんです。

した。 これらを実現した理由は、 垂直磁気記

もし、 30 年前の垂直記録の発明が無かっ録の原理の卓越さ、 および 25 年以上に亘ったら、 最近の SSD や光ディスクの追い上げにて組織的研究を続け、 さらに学会等を通じてよって、 磁気記録は姿を消してしまうか、 或い社会的関心をつなぐ努力をたゆまず行ってきは少なくともメモリ分野における今の主要な地たためと考えています。 勿論、 従来型の記録位を失うことになったと思われます。 現在、 磁が性能の限界に達したことも理由の一つです。

気ハードディスク装置 （HDD） は、 数百エク

垂直磁気記録は、 ビット間相互作用の磁気サバイト （1020 バイト） もの膨大な情報が流通的吸引力が高密度化を助けるという極めて明する高度情報化社会を支えています。 これは白な原理に基づいており、 磁気記録の高密度同時に、 この膨大な情報を後世に伝える 「ロ化に対する最も正しい解答といえます。 この確ゼッタストーン」 の役割を果たすことになりま

信は 1990 年代における所謂 「死の谷」 の期す。 脳情報や自分の全歴史が数万円で買え間中も揺らぐことはありませんでした。

る HDD に記録できる時代になりました。 個人

今改めて 110 年に亘る磁気記録の進歩を振の知識、 すなわち価値が、 飛躍的に増していり返ってみると、 磁気記録は、 初期のピアノ線く新時代が開けつつあると感じています。 それ

記録、 これは長さ方向だけの一次元記録といは 「IT 文明」 ともいえるものです。

えます、 から、 磁気テープ、 これは平面内の8

「日本国際賞」（JAPAN PRIZE）とは～科学技術分野における世界的に権威ある国際賞～「日本国際賞」（JAPAN PRIZE）とは、「国際社会への恩返しの意味で日本にノーベル賞並みの世界的な賞を作ってはどうか」との政府の構想に、松下幸之助氏が寄付をもって応え、実現した国際賞です。
この賞は、全世界の科学技術者を対象とし、独創的で飛躍的な成果を挙げ、科学と技術の進歩に大きく寄与し、もって人類の平和と繁栄に著しく貢献したと認められた人に与えられるものです。
毎年、科学技術の動向を勘案して決められた２つの分野で受賞者が選定されます。受賞者には、賞状、賞牌及び賞金 5,000 万円（１分野に対し）が贈られます。
授賞式は、天皇皇后両陛下ご臨席のもと各界を代表する方々のご出席を得、盛大に挙行されます。
この顕彰事業を行っているのが財団法人 国際科学技術財団です。

国際科学技術財団とは1982 年に設立された財団法人 国際科学技術財団は、日本国際賞による顕彰事業のほかに、一般の方々を対象とした「やさしい科学技術セミナー」の開催や若手科学者の育成のための研究助成など科学と技術の更なる発展に貢献するための活動を行っています。

やさしい科学技術セミナー
私たちの生活に関わりのある、様々な分野の科学や技術について、その分野の専門家にやさしく解説していただきます。講演ばかりでなく実験室の見学なども行われ、学生から一般の方を対象に年10回各地で開催しています。

研究助成
日本国際賞の授賞対象と同じ分野で研究する 35 歳未満の若手科学者を対象に、独創的で発展性のある研究に対し、助成を行っています。将来を嘱望される若手科学者の研究活動を支援・奨励することにより、科学と技術の更なる進歩とともに、それによって人類の平和と繁栄がもたらされることを期待します。

ストックホルム国際青年科学セミナー
ノーベル財団の協力でスウェーデン青年科学者連盟が毎年ノーベル賞週間にストックホルムにおいて開催する「ストックホルム国際青年科学セミナー (SIYSS)」に 1987年以降、毎年2名の学生を派遣し、世界各国から派遣された若手科学者との国際交流の機会を提供しています。

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