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J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性

Miscellaneous

No. 154 p.33 ∼ 35 (2023)

van Genuchten 博士のウルフ賞受賞を祝して取出伸夫 1

Celebrating Dr. van Genuchten’s Wolf Prize
Nobuo TORIDE1

本 年 度 の ウ ル フ 賞（Wolf Prize）の 農 学 分 野 に vanによる解析，さらに吸着に時間を要する非平衡吸着のGenuchten 博 士 が 選 出 さ れ た（https://wolffund.org.il/2023/02/07/martinus-th-van-genuchten/）．本年度は，医学 1 名，農学 1 名，数学 1 名，化学 3 名，芸術 2 名の計 8 名の受賞であった．本学会員の多くの皆さんもお世話になっている van Genuchten 博士には，この場を借検討を行ったことは，特筆するべき業績である（取出,りて心から祝福したい．日頃，農学のメインストリームていたという話を何度か聞いた．研究テーマは不飽和から少し外れた立ち位置の土壌物理学をむしろ好んでい土中の水分移動モデルの構築であったが，その副産物がる私にとっては，正直，農学のノーベル賞とも言われるVG モデルである．当時は，ご自身も水分保持曲線の空ウルフ賞に土壌物理学から選出されたこと自体が驚きで気侵入圧付近を滑らかな曲線で表現できる関数に対しある．それほど van Genuchten 博士の業績が傑出していて， Mualem の不飽和透水係数モデルの解析解を得たて，また周辺分野の方々にも認められている証なのだとくらいの認識であったようである．不飽和透水係数モデ思う．受賞理由は上記サイトに記載されている．本来な

ルの積分を解く過程で，導出を難しくしている項の指数らば，van Genuchten 博士から受賞に際してのメッセー部をゼロにする仮定を置いているが，物理的な根拠はな

2015; 2023）．
Princeton 時代は 3 年間と短いが，van Genuchten の当時を知る旧友と話す機会に同席すると，夕方になるとビールを飲みはじめ，夜中までコンピュータの前に座っジを頂きたいところであるが，150 号記念特集では土壌く，論文にはそれ以上の新しいアイデアは見当たらない物理学への思いを書いて頂いた（van Genuchten, 2022）． （関 · 取出, 2023，（18）式）．ただし，もし私が導出する
そのエッセイを私なりに解釈しながら，van Genuchten
過程でこの仮定を思いつけるかと言えば，おそらく難し博士（以下，博士は省略）の業績を振り返り，研究のいと思う．van Genuchten（2022）では，Jacob Dane 博

特徴や土壌物理学への貢献などの私見を述べる．多く

士の強い勧めで van Genuchten (1980) として論文とするの業績は，http://www.pc-progress.com/en/Default.aspx?
rien-van-genuchten から得られる．また，関連して取出（1996; 2015）も参照頂ければ幸いである．

ことができ，その後の研究生活が大きく変化したことを，「I became the presumed expert about multiphase soil

博士のポスドク研究員時代の不飽和水分移動モデル，

hydraulic properties, Pc-S curves, residual water contents,
pore-size distribution models, and so-on (which I never felt
relative to the pesticide transport work I did for my PhD．」と書かれている．もちろん，van Genuchten (1980) は，その後の U.S. Salinity Laboratory（USSL）時代の水分 ·論理の展開が明解で，閉形式解の誘導過程のみならず，溶質移動モデルの発展に大別される．Princeton 時代のMualem − van Genuchten モデル（以下 VG モデル）がである．

van Genuchten の研究は，New Mexico 州立大学の博士時代の土中の溶質移動，Princeton 大学の George Pinder

あまりに有名であるため，相対的に溶質移動研究はあvan Genuchten の研究志向を知る上でもすばらしい論文

CDE の動相 · 不動相モデル（MIM）の解析解を用いた

Princeton 時 代 に 習 得 し た 技 法 に 最 適 化 手 法 のLevenberg–Marquardt 法がある．パンチカードで Fortran を書いていた時代に，土壌物理学の分野で最初に最適化手法を導入したのは van Genuchten と思われる．おそらく，博士時代の溶質移動実験の MIM による解析の解析を行った．溶質の吸着特性を把握するためのトレー際に，パラメータ推定手法の必要性を痛感したことがサーとしてトリチウム濃度を測定したこと，また MIM理由なのであろう．その後，VG モデルのパラメータ推まり知られていないが，ご自身の研究としては溶質移動に最も時間を割かれている．博士論文では，農薬の土カラムの移動実験に対して，移流分散式（CDE）と非平衡

1 Graduate School of Bioresources, Mie University ．

2023 年 6 月 29 日受稿

2023 年 7 月 3 日受理

定プログラム RETC，CDE のパラメータ推定プログラ
ム CXTFIT，また HYDRUS における VG モデルのパラメータ推定にはこの最適化手法が用いられた．

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土壌の物理性

第 154 号（2023）

このように振り返ると，van Genuchten の研究の方向けたエピソードが書かれているが，几帳面で丁寧な姿勢と手法は，博士時代とポスドク研究員時代に培われたとが質の高いレポートを生み，それが信頼されて広く利用感じる．ご自身も研究者としてスタートする時期の重要されるのだと思う．

性を痛感されていて，van Genuchten（2022）では，現研究論文に用いるプログラムは，論文に用いた特定の在の若い研究者が常に忙しく，その上，多くの論文を書条件に対応すれば良いが，汎用化して公開するプログラ

くことが求められる状況を憂えて，「Still, one thing that

ムは，幅広い条件に対して高い完成度が求められる．加worries me is the stress that all this causes on especially
young scientist in the academic world. When I started mycareer, one good peer-reviewed publication per year wasthought to be sufﬁcient in many places.」と書かれている．

えて，マニュアル作りは，非常に手間のかかる作業であタ，プログラムなどが丁寧に整理されていてとても読み

私は，ポスドク研究員として非平衡 CDE の解析解やすい．また，すべてがハードコピーであった時代に，の整理を行った際に，van Genuchten の博士時代の手書リクエストがあれば世界中にマニュアルを送る経費も大きのノートを順番に書き写すことを行った．私にとっ変であったと思う．こうした努力が実を結び，USSL のるが，通常は業績にはならない．しかし，1980 年代にvan Genuchten が書いたマニュアルは，モデル，パラメーてこの作業は，ラプラス変換を用いた CDE の解法をプログラムは広く用いられるようになった．その後，ポ学んだこと以上に，van Genuchten の研究姿勢を知った

スドク研究員らによりプログラムやマニュアルは改訂さことが収穫であった．van Genuchten（2022）には，これていき，Jirka Šimůnek に引き継がれた HYDRUS は，のノートの作成に対して「I remember needing a lot of

土中の水分 · 溶質移動プログラムの標準ツールへと発展

time and patience to mathematically verify and program
those functions correctly.」と書かれている．私は，vanGenuchten が天才肌の人ではなく，毎日の努力の人でした．そして，水分移動特性モデルとしての VG モデルあることを知ることで，私でも貢献できることがあると前向きになれた（取出, 2015）．解析解の導出と確認の作業は，周囲の人から見れば単調で地味な作業に見えると思うが，「I was extremely fortunate in that I could

は，さらに広く用いられるようになった．
私は，1991 年から 1994 年に USSL に滞在したが，Jirka Šimůnek らの他のポスドク研究員が数値解析に取り組む中，Feike Leij と CDE の解析解に基づく逆解析プ
ログラム CXTFIT の改良に取り組んだ．私の仕事の進展が遅かったこともあり，van Genuchten からは，
「信頼でwork nearly always on the conceptual-mathematical partof things, with lots of help from others. I enjoyed things
so much that there was no difference for me in working
and studying a particular topic at work, or playing with theproblems at home on my free time.」とも書かれている．

きる解析ツールを提供することは，いくつかの論文を書

人それぞれ研究テーマと手法は異なるが，この楽しく夢の研究仲間とも知り合うことができた．私にとっては，中になれることを見つけることが，研究者としての発展

van Genuchten との出会いが財産である．には必要不可欠なのであろう．

USSL 時代の 1980 年代は，van Genuchten 自身が水分· 溶質移動モデルを発展させた．そして 1990 年以降は，

くことよりも貢献は大きい」と何度も励まされことが思い出される．当時ですら「今さら解析解?」という雰囲気はあったが，その後，解析解に取り組んだことを自分自身の強みとすることができ，また CXTFIT を通して多く

VG モデルに関連しては，不飽和透水係数に関する国際シンポジウムを 2 回，リバーサイドで開催している．

van Genuchten の特徴は，研究論文のみならず，多く

1989 年に「Indirect Methods of Estimating the HydraulicProperties of Unsaturated Soils」と題して開催したシンポジウムは，15 カ国から 120 人，1997 年に「Characterization and Measurement of the Hydraulic Properties ofUnsaturated Porous Media」と題して開催したシンポジウ
ムは，20 カ国から 220 人が参加した．それぞれのプロシーディングは，van Genuchten と Feike Leij が編集しのレポート，プログラムのマニュアルを書いている点でて，著者ともやりとりして校正を行ったが，非常に丁寧ある．この点は，ウルフ賞の受賞理由にも，「He not onlyな作業に出版が遅れた記憶がある．こうした努力が，今published hundreds of scientiﬁc journal papers but wrote
user manuals of his many computer programs now being
used worldwide.」と書かれている．今でも引用されることが多い CDE の解析解をまとめた van Genuchten andAlves (1982) は，文章，数式のすべてがタイプライター

でも不飽和水分移動特性に関する情報が van Genuchtenの手打ちであるが，私がほぼすべての解を確認したとこ考になるものが多いので，お時間のあるときに一読してポスドク研究員や訪問研究員との共同研究が増え，その後は，現在に至るまで，生涯現役として活躍されている．
これは，ご本人の能力，人柄，研究志向や土壌物理への思いなどの賜物なのだと思うが，私が考える特筆すべき点を以下に挙げてみる．に集まる理由なのであろう．このプロシーディングは貴重な資料であるが現在は手に入れることが難しいので，近いうちに pdf 化して冒頭に示した業績リストに加えてもらう予定である．改めて読み返してみると，今でも参ろ，小さなミスも見つけられなかった．van Genuchten

頂きたい．また，卓越した編集能力は，2002 年に刊行

（2022）には，数学の公式集で最も広く用いられているされた Vadose Zone Journal（VZJ）の初代編集長としてAbramowitz and Stegun （1970）のミスプリントを見つ10 年近く発揮された（取出, 2015）．VZJ の現在は，vanvan Genuchten 博士のウルフ賞受賞を祝して35

引用文献

Genuchten の貢献がなければ達成されなかったことは間違いない．
以上振り返ると，今更ではあるが，van Genuchten ならではの貢献を 50 年以上にわたり続けてきたことをAbramowitz, M. and Stegun, I.A. (eds.) (1970): Handbook ofmathematical functions. Dover, New York.

再確認できる．土壌物理学からのウルフ賞には，van

関 勝寿 · 取出伸夫 (2023): 一般化透水モデルによる不飽和Genuchten しかいないと言い切っても良いと思う．私はお世話になった年月を通して，van Genuchten が好きな取出伸夫 (1996): 南カリフォルニアでの 4 年間ことに集中して取り組む姿をみてきた．また，若い研究者を育てながら究極的には土壌物理学に貢献することに重きを置かれていると感じてきた．その結果，自然とvan Genuchten の周りには人が集まり，多くの業績が生まれてきたのだと思う．関連して，「大きなプロジェクトはトップに立つ研究者の業績にはなるが，若い人材を育てない」とよく言われていた．現在，我が国でも研究の重点化が進められていて，拠点となる研究機関に大型予算が配分されるようになってきている．土壌物理学会
だけでこの流れは止められないだろうが，大型予算が若い人材の育成に役立っているかは会員の皆で考えること

透水係数の閉形式解. 土壌の物理性, 154: 19–27．

SalinityLaboratory での滞在を振り返って. 土壌の物理性, 73:59–61.
取出伸夫 (2015): Nielsen 博士と van Genuchten 博士との出会い. 土壌の物理性, 131: 1–4.
取出伸夫 (2023): 不均一な土中の溶質移動と動相不動相モデル. 地下水学会誌, 65: 167–176.

van Genuchten, M.Th. (1980): A closed-form equation forpredicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils.
Soil Science Society of America Journal, 44(5): 892–898.
van Genuchten, M.Th. and Alves, W.J. (1982): Analytical solutions of the one-dimensional convective-dispersive solute transport equation. Techn. Bull. 1661, p. 151. Agricul-はできると思う．van Genuchten（2022）に書かれている

tural Research Service, U.S. Department of Agriculture.

思いにそのヒントはあると思う．また，拙稿が少しでもvan Genuchten, R. (2022): The evolving world of soil physics.

参考になれれば幸いである．

土壌の物理性, 150: 7–10.