【講座】

科学技術におけるデータベースの役割(1)Role of Databases for Science and Technology (1)馬場 哲也＊
Tetsuya Babaｌ．はじめにする取り組みを進めている [10, 11]．
我が国でも高度情報通信ネットワーク社会推進戦略本

科学の進歩はデータの蓄積と不可分であり，一例とし部（ＩＴ戦略本部）において，「公共データの活用促進て，ヨハネス・ケプラーによる天体運行の３法則の発見に集中的に取り組むための戦略」が提示されている [12]．

がティコ・プラーエによる詳細な天体観測データに基づその一環として経済産業省では白書や統計情報などを公いてなされたことは有名である．

開するとともに [13]，計量標準や地質情報など知的基盤

ゲノム，人工衛星による地球観測データなどの多くのデータが公開される分野では，自らデータを測定するのに関する情報を Open Data として公開する取り組みが開始されている [14]．

ではなく公開されたデータを解析し新しい知見を見いだす研究が大きな割合を占めるようになってきた．このよ２．科学技術医学に関するデータ

うな手法は"e-Science", "Data intensive science"などと総称され，第 4 期科学技術基本計画に向けた情報通信分野の重点事項に取り上げられている [1]．

今日では科学技術医学（Science Technology and Medical,STM）分野のほとんどの学術誌に関してはインターネッ

上記のような研究開発のみならず，センサ技術の進歩

トで検索できることは周知である．論文検索に良く利用やインターネットの進化に伴い大量に生み出され流通すされるサービスとして Web of Science [15], Google Schol-るデータ"Big Data" [2]はプライバシー，経済活動，個々ar [16], 国 立 情 報 学 研 究 所 論 文 情 報 ナ ビ ゲ ー タ ーの事業展開をはじめとする社会のありかたに，人類史上(CiNii) [17], J-STAGE [18]，大手学術出版社のウェブサイでも最も急峻かつ広範な変化をもたらしつつある．このト，などがあげられる．検索された論文が Open Journal

変化は情報革命や脱工業化社会，高度情報化社会，知識に掲載されていれば制限なく閲覧できるが、商業出版社社会，知価社会への移行とも密接に関係している [3, 4]．に掲載されている論文の場合には所属機関が出版社と電ウェブ技術においては Hyper Text Markup Language

子ジャーナルの購読契約をしていることが閲覧の条件と（HTML）を主体とした文章のウェブから，Resourceなることが一般的である．

Description Framework（RDF）によって記述されるデータ

一方，大学や公的研究機関において自機関の成果であのウェブ（Semantic Web [5], Linked Open Data, LOD [6,る研究論文をレポジトリー (Repository) に公開すること7]）に進化しつつある．LOD の活用例は増加しており，の重要性が認識され，国立情報学研究所（NII）では運営

例えば国立国会図書館の書誌情報 [8]やノーベル賞に関する「学術機関リポジトリポータル Japanese Institutional

する情報 [9]がある．

Repositories Online（JAIRO）」から日本の学術機関リポジ

英国や米国では政府が率先して，保有する統計情報やトリに蓄積された学術情報（学術雑誌論文，学位論文，調査結果などの公共データを再利用しやすい形式で公開研究紀要，研究報告書等）を横断的に検索することができる [19]．

* 産業技術総合研究所計測標準研究部門，〒305-8563 茨城県つくば市梅園 1-1-1 中央第３Metrology Institute of Japan, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST Tsukuba Central 3, 1-1-1,Umezono, Tsukuba, Ibaraki 305-8563, JAPANFAX: 029-861-4236, E-mail: t.baba@aist.go.jp

主要な論文誌に掲載された論文には国際機関 CrossRef
により「デジタルオブジェクト識別子（Digital ObjectIdentifier, DOI）」が与えられており，URL の場合のようにリンク切れが生じる可能性がなく，Web 上での論文へのアクセスが恒久的に保証される [20]．我が国においてブルな校正がなされた状態で測定することにより"不確かも 2012 年にジャパンリンクセンター（Japan Link Center,さ"の明らかな普遍的な数値データが求められる．

JalC）が設立され，邦文の文献についても DOI が付与されるようになった [21]．
研究者に対しても世界共通の ID（ORCID とよばれる）を整備する取り組みが進められている [22, 23]．
また，科学技術データの提供とその解釈との分業が進

メートル条約を支える各国の国家計量標準機関（National Metrology Institute, NMI）は上記の定義に基づく計量標準を実現し，その標準が国際的に整合しているかどうかを検証すること，それらの標準を効率的に供給することを使命として設立されている．

んできたことに対応して，論文のみならずデータセット

現在，長さはセシウム 133 原子の基底状態の超微細構に DOI を与え，データセット自体を引用する（DataCite）

造と共鳴するマイクロ波の振動数と，基礎物理定数のひことも実施されている [24-26]．

とつである真空中の光の速さによって定義されているが，2011 年 10 月に開催された第 24 回国際度量衡総会におい３．基礎物理定数て，次回の国際単位系（SI）の改訂においては以下のように，SI 基本単位を自然界の普遍量（基礎物理定数または科学技術の定量的データのなかで最も根源的かつ普遍原子の特性）により表すことを決議した ．

的な量は，光速度，プランク定数，ボルツマン定数などの基礎物理定数である．これらの量は基本単位の定義に直接関係しており，国家計量標準機関（NMI）や精密な物理測定に取り組んできた研究機関・大学の研究室により測定されてきた．これらの測定結果は科学技術データ委員会（Committee on Data for Science and Technology,CODATA）の基礎物理定数タスクグループ（Task Group onFundamental Constants） [27]において検討され，合意された値が報告されている [28]．

＊質量の単位であるキログラムはプランク定数の値から設定される．
＊電流の単位であるアンペアは電気素量の値から設定される．
＊熱力学温度の単位であるケルビンはボルツマン定数の値から設定される．
＊物質量の単位であるモルはアボガドロ定数の値から設定される．

それらの値は米国国立標準技術研究所（National Instituteof Standards and Technology, NIST）のウェブサイトから５．データの誤差と不確かさデータベースとして提供されている [29]．
数値データを生み出すための測定には必ず誤差を伴う
４．測定の信頼性とトレーサビリティことは周知であるが，誤差を評価することは測定自体よりはるかに大変なことが多い．誤差は測定結果と"真の値"

Big Data という名称に象徴されるような膨大な情報がとの違いであるから定義は明確である．ところが"真の値"

容易に取得できる状況においては，それらの情報の信頼下記の例外を除き、定義を完全に満たす理想的な測定の性を評価することが根源的な課題となる．

もとで得られる値であるので現実には不可知であること

長さ，時間，質量，温度などの定量的なデータはメーが一般的である．例外として前述の光の速さがあげられ

トル条約 [30]によって定義された単位により表され，測る．光の速さは定義値なので定義上は"真の値"が既知であ定器を国家標準にさかのぼれる形で校正することによりり，個々の研究室や事業所などで測定を行った場合には信頼性が確保される．

測定によって得られた値と光の速度の定義値との差が測

それらの量の定義は科学の進歩に伴って明確になり，定誤差そのものとなる．

International Organization for Standardization（ISO）の規格

電気素量，プランク定数，ボルツマン定数，アボガド（ISO 80000 シリーズ）により規定されている．日本工業

ロ数についても上述の SI 改訂以降は定義値となるのでそ

規格（JIS Z 8202 シリーズ）には，ISO 80000 シリーズのれらの値の不確かさは 0 となる．

旧版である ISO 31 シリーズの内容が反映されている．
これらの量を規格に基づく測定法により SI にトレーサ"真の値"が未知である一般の場合には測定結果から"真の値"の推定と，誤差の推定を同時に行うことになり，「不[4]

常深康裕：スーパーテクノロジー -世界を変えたネットワークとシステムの興亡-，行人社（2001）[5]

http://www.kanzaki.com/docs/sw/[6]

トム・ヒース，クリスチャン・バイツァー（著），
武田英明（監訳）：Web をグローバルなデータ空間にする仕組み Linked Data，近代科学社（2013）

国際純粋応用物理学連合（IUPAP），国際臨床化学連合[7]

http://linkeddata.jp/（IFCC）により合意された「測定における不確かさの表[8]

http://iss.ndl.go.jp/

現のガイド，Guide for expression of uncertainty in measure-[9]

http://www.nobelprize.org/nobel_organizations/nobelmedia/nobelprize_org/developer/
manual-linkeddata/terms.html

確かさの評価法」はその推定を実施する具体的手順を示している．
不確かさの評価方法は国際度量衡委員会（CIPM），国際標準化機構（ISO），国際電気標準会議（IEC），国際法定計量機関（OIML），国際純正応用化学連合（IUPAC），ment（GUM）」に記述されている [31, 32]．
不確かさ評価においては個々の要因によって起こるばらつきを求め，それを合成することで全体のばらつきを[10] http://data.gov.uk/算出する．個々の要因によるばらつきを評価するために，[11] http://www.data.gov/

GUM では下記の A タイプと B タイプの 2 種類の手順を[12] http://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/denshigyousei.html[13] http://datameti.go.jp/提示している．
A タイプの評価：実測によりデータを得てばらつきを求める．
B タイプの評価：実測以外の方法でばらつきを推定する．
A タイプの評価法の解析手法は標本の情報から母集団[14] 「知的基盤整備特別委員会」中間報告書[15] http://science.thomsonreuters.jp/products/wok/[16] http://scholar.google.co.jp/[17] http://ci.nii.ac.jp/[18] http://www.jstage.jst.go.jpの情報を求める統計手法とのアナロジーで理解すること[19] http://jairo.nii.ac.jp/ができる．

[20] http://www.crossref.org/[21] https://japanlinkcenter.org/top/
６．本講座について[22] http://orcid.org/[23] http://current.ndl.go.jp/node/22097

科学技術におけるデータをめぐる状況が最近数年で大[24] http://www.datacite.org/

きく変化し，その重要性に対する認識が飛躍的に高まっ[25] http://current.ndl.go.jp/node/22904

た．本稿ではそれらの状況を概観するとともに，基礎物[26] http://librarylearningspace.com/npg-to-launch-scientificdata-to-help-scientists-publish-and-reuse-research-data/

理定数や単位の定義に関する近年のメートル条約の取り組み，ならびに数値データの信頼性評価に必要な不確かさ評価について紹介した．
これらの動向と熱物性分野のデータとデータベースとのつながりについては次回以降に記述する予定である．

[27] http://www.codata.org/[28] Peter J. Mohr, Barry N. Taylor, David B. Newell,"CODATA Recommended Values of the Fundamental
Physical Constants: 2010 a", J. Phys. Chem. Ref. Data 41,043109 (2012), http://dx.doi.org/10.1063/1.4724320[29] http://www.nist.gov/pml/data/physicalconst.cfm

参考文献[30] http://www.bipm.org/en/convention/[1]

http://www.mext.go.jp/a_menu/kagaku/kihon/
main5_a4.htm[31] ISO/IEC Guide 98-3：2008 [GUM:JCGM 100], Guide tothe expression of uncertainty in measurement[2]

城田真琴：ビッグデータの衝撃 -巨大なデータが戦略を決める-，東洋経済新報社（2012）[32] TS Z 0033：2012, 測定における不確かさの表現のガイド，（ISO/IEC Guide 98-3：2008）[3]

ピーター・ドラッカー（著）, 上田 惇生（訳）：ネ
クスト・ソサエティ ― 歴史が見たことのない未来がはじまる，ダイヤモンド社（2002）