巻頭言 / Preface

モノとコトのダイナミズム
横幹連合副会長本多敏∗

2016 年 1 月に閣議決定された第５期科学技術基

recedes into the background of our lives” と提唱しま

本計画では，世界に先駆けた「超スマート社会のした．ネットワーク技術の発展を背景に，さらなる実現」が掲げられ，英語名として Society5.0 と謳わ発展形として，K. Ashton (MIT) が 1999 年に Inter-

れています．サイバー空間とフィジカル空間が高net of Things (IoT) “Sensors and actuators embedded

度に結合し，サービスや事業のシステム化，シスin physical objects and linked through wired and wire-

テムの高度化，複数のシステムの連携協調による，

less networks often using IP” と IoT という言葉を発いわゆる CPS(Cyber Physical Systems) により，あ信しました [1]．日本の坂村健が，1980 年代に提唱らゆる人が，必要な時に，必要な質の高いサービした超機能分散システム（Highly Functionally Dis-スを受けられ，活き活きと快適に暮らすことのでtributed System: HDFS）も同じ趣旨の構想といえきる超スマート社会をめざしています．本号では，ます．このように，サービスの提供が，3 any (any-

このテーマに向けた横幹連合とその会員学会でのtime, anywhere, anyone) のユビキタスから 3 only取り組みが紹介されています．

(only now, only here, only you) へと進化し，基本計横幹連合では，横断型基幹科学技術としてシステ画の定義につながっています．一方，第 4 次産業革ム科学を提唱し，様々な活動を行ってきましたが，命を標榜してドイツが提唱している Industrie4.0 [2]

中心的に活動してこられた歴代の会長・副会長のでは，CPS を基礎に位置付けています．CPS は，E.

先生方はじめ多くの関係者の努力が実って，国のA. Lee (UC Berkley) が 2006 年に NSF (アメリカ国

基本計画の中に「システム」という言葉・概念が取立科学財団) ワークショップにて，“Cyber-Physicalり込まれたことは，大きな意味を持っていますし，Systems are integrations of computation and physical

常に実践を求められてきた，横幹連合にとってもprocesses. Embedded computers and networks mon-正念場であると考えています．

itor and control the physical processes, usually with

ここでは，計測工学の研究者として主に人材育

feedback loops where physical processes affect com-成に関連して横幹の活動に関わってきた経験をふ

putations and vice versa. (太字強調は筆者)” [3] と定

まえ，歴史的背景やどう取り組んでいきたいかに義して以後世に広まったものです．情報分野では，ついて述べたいと思います．

“embedded systems”[4] として組み込みシステムの超スマート社会の定義にある「必要なもの・サー発展形ととらえているようです．国内では 2000 年

ビスを，必要な人に，必要な時に，必要なだけ提から 5 年間，産総研の中島らによるサイバーアシス供し」という概念は，M. Weiser (ゼロックス・パトプロジェクト [5] が，ユビキタスコンピューティロアルト研究所) が 1988 年に提唱したユビキタス

ングやサービス工学の先駆けとして，人間中心のコンピューティングにあると考えられます．メイン

情報システムの実現と実空間でのサービス提供 をフレーム，パーソナルコンピュータに続く第 3 世目指したことを銘記したいと思います．このよう代として，日常のあらゆる物に埋め込まれた見えな人間を中心にする視点が，ドイツの Industrie 4.0

ないコンピュータ技術を “the calm technology, thatや US の Industrial Internet などの先行する産業中心の取り組みに対し，後発の日本での，人間・社会の∗ 慶応義塾大学理工学部

神奈川県横浜市港北区日吉 3-14-1

視点を加えた Society5.0 へとつながっていると思い

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ます．

ム，いわば「コト」を記述するプログラムから，オさて，システムという言葉が含まれたと書きま

ブジェクト指向プログラムという，「モノ」を主体したが，そこでは基盤技術として「IoT システム構にしてモノとモノのインタラクションで記述する築技術」「ビッグデータ解析技術」「AI 技術」が強プログラムに発展してきました．ご存じの通り横化対象として特定されています．いずれも情報系

幹連合では，コトつくり長野宣言を皮切りに従来の技術です．CPS には上で強調しましたように制のモノづくり偏重に対してコトつくりの重要性を御や計測といった現実世界とのインタラクション訴えてきました．

を扱う技術が含まれていますし，横幹連合で提唱

横幹〈知の統合〉シリーズ第一巻 [6] で木村英紀してきた「システム科学」は情報技術とは一線を元会長が，「コトつくり」の由来について，日常的画しています．もちろん敵対するのではなく，車のに使われている代名詞の「こと」ではなく，「もの」両輪として協調して進めなければなりません．今に対応する「こと」であることを強調するためにでは情報と同意語のように使われている “cyber” で「コト」としたと説明されています．長谷川 [7] は，すが，この言葉を初めて使った N. Wiener は 1948

日本語の「もの」と「こと」について，古代の日年の記念碑的名著 “Cybernetics” で，“…. On the

本人が中国から伝来した漢字の「物」「事・言」をother hand, we were seriously hampered by the lack

あてたことをふまえて分析をすすめて，哲学の問

of unity of the literature concerning these problems,

題に対峙したときの日本語の底力について提示しand by the absence of any common terminology, orています．横幹連合では，「モノづくり」の「モノ」

even of a single name for the field…. We have decidedに対する，「コトつくり」として，限定して使ってto call the entire field of control and communication

います．こう限定することにより，「機能」とそのtheory, whether in the machine or in the animal, by

機能を「創造するプロセス」を体系化するという，

the name Cybernetics, which we form from the Greek「コトつくり」の定義が可能となりました．長谷川… or steersman,” と命名のいわれを説明し，動物系は, 日本語の「もの」と「こと」に対して，荒木 [8]と機械系とを通信と制御の観点から統一的に論じなどをふまえて，「『こと』が時の到来し出現する，ました．Wiener の業績についてはとても書ききれその『つぎつぎになりゆく』側面に目を向けていませんが，Society5.0 として社会まで含めて俎上にるのに対して，『もの』は出で来たったものが過ぎ載せようとしていることにつながります．また，横去ってゆく，…その『いづくにか』のかなたを見

断型基幹科学技術を標榜する横幹連合の源流の一やっている，…二つの語をもつことによって，このつがこの Cybernetics にあると思います．

世界を, 事物と事象という二つのジャンルに分けてSociety5.0 への横幹連合の取り組みとして，本号眺めることができるのと同時に，この世界の生成で西村が JST 未来創造事業でのプロジェクトにつと消滅との両側面を二つながらに凝視することがいて紹介していますが，チーム内での意思疎通のできるのである．
」と述べています．また，「こと」ための共通言語として，Model-Based Systems En-が自らを「あらわにする」はたらきをもち，「もの」gineering で使われる SysML(System Modeling Lan-

は「個々のうちに働きつつ, 個々のものをその根源guage) を採用しています．SysML は，オブジェクにひく」はたらきをさしているとも述べています．

ト指向分析や設計のために記法の統一が図られた「コトつくり」の定義で，機能とその機能を想像すUML(Unified Modeling Language) を基にシステムるプロセスとして，階層的に表現できたというのエンジニアリング向きのモデリング言語として開は，この日本語本来の「こと」のあらわにするはた発されたものです．現在では大半の情報システムらきによっていたのだと納得できます．

はオブジェクト指向パラダイムで開発されますの長野宣言では，「知の統合」も謳われていますが，で，情報系との連携・協調にあたってのハードルは木村元会長は前掲書の中で，知の統合が必要にな低いと期待しています．

るのはシステムを構築するためであり，「ものづくもともとは，手続きを記述するというプログラ

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り」と「コトつくり」の統合としての「システム統

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Dynamism between Mono and Koto合」により良いシステムが構築されると述べていが，すぐ確認できるという意味で，以下 Wikipwdiaます．そして，知の統合のもっとも強力な武器は数の記述を参考にして紹介します．圏論（けんろん，学であると述べています．横幹連合発足の 1 年前，category theory）は，数学的構造とその間の関係を2002 年 11 月 29 日〜12 月 2 日に JST 異分野研究

抽象的に扱う数学理論の 1 つで，考えている種類者交流フォーラム「横断型基幹科学技術 – 新技術の「構造」を持った対象 (objects) とその構造を反の新しい基礎を求めて –」が大磯プリンスホテルで映するような対象間の射 (arrows/morphisms) の集ま開催されました．私は人材育成について話題提供りからなる圏が基本的な考察の対象です．その研究させていただきましたが，その際に，講師として参は，関連する様々なクラスの数学的構造に共通する加している諸先生方に，大学時代に勉強した科目性質を見出そうとする試みと見ることができます．

で，現在横型の学問をすすめるのに一番役立ったの圏論を 1940 年代に創始したアイレンベルグとマクは何かとお尋ねしたところ，皆さんも「そりゃやっレーンは，ホモロジー代数 (代数的位相幾何学) をぱり数学だね」とのことでした．学術会議，科学者公理的に展開する過程で，異なる数学的体系の間コミュニティと知の統合委員会による知の統合のの自然変換を理解するために関手（functors）の定

定義 [9]，「異なる研究分野の間に共通する概念，手義が必要となりそのために圏を定義することにな法，構造を抽出することによってそれぞれの分野りました．ここで，圏 C とはその対象と射の集まの間での知の互換性を確立し，それを通してよりりの組で，普遍的な知の体系を作り上げること」を実践する(i) 各射 f に対して， f : dom( f ) → cod( f ) となるには数学ないしは数学的思考が不可欠なことを共有しているということだと理解できます．
この，数学がもっとも強力な武器になることに対象の組(ii) 二つの射 f , g に対する合成射 g ◦ f

ついて，もう少し考えてみたいと思います．コトつ(iii) 合成の結合律

くりが階層的に表現できると評価しましたが，数(iv) 各対象 a に対して合成に対する単位元となる学ではこれを当たり前のこととして学問が発展してきました．実数から実数への写像として関数という機能が導入されました．実数という個々の「モノ」をひとまとめにした「モノ」としての集合という概念を抽象化し，それらの間を対応づける機能すなわち関数という「コト」を定義します．さらには，その関数を「モノ」としてとらえることで，それらの集まりとして様々な関数空間が定義され，関数を別の関数に対応づけるより高次の機能（「コト」）として作用素が定義されることなどがあげられます．幾何学ではユークリッド空間を抽象化したさまざまな多様体が定義されますが, 各点ごとに対応する接空間（ユークリッド空間）が構築されますが，そこでの基底ベクトルは微分演算子といういわば空間の曲がり方を測る機能（「コト」）で表現されることになります．これはほんの一例にすぎませんが，数学にはこのような状況を記述する枠組みが用意されていることをご存知でしょうか．圏論という理論がこれにあたります．教科書・参考書は数多くあり [10][11] その記号表現もさまざまです

恒等射 id : a → aが定義されたものです．現代の数学は集合論を基礎に公理的に展開されますが，この圏を基本として数学を記述し展開することも可能です．数学のさまざまな分野から圏をつくりだして，異なった理論の間に平行して存在する手続きを統一的に理解することができるようになります．さらにそうして構成された圏同士の構造を保存する対応関係を定義することができ，関手 (functors) と呼ばれます．関手によりそれぞれの圏の対象と射を対応づけることになります．そうすると，圏の圏を考えることができ，そこでは圏が対象で関手が射ということになります．さらには，2 つの圏の間の関手を対象として，関手の間の自然変換を射とする関手圏を定義することができます．マクレーンとアイレンベ
ルグはこの自然変換を定義するために圏論という枠組みを創出したわけです．本稿の表題の「モノとコトのダイナミズム」([3] の副題) というにふさわしい，圏論の大定理，米田の補題 (Yoneda lemma)が 1954 年に数学者・計算機学者の米田信夫によりOukan Vol.12, No.1

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見出されました．記号 Hom C(a, b) で圏 C の対象の速度という物理定数に基づいた定義に変更されa, b 間の射の集合を示します．C の双対圏 Cop に対メートル原器は廃止されています．現在では質量して，関手 Hom C(−, a) : Cop → Set (C 上の前層とのみが国際キログラム原器という人工物に依存しよばれます) が定義されますが，この関手から任意ていますが，今年の国際度量衡総会でプランク定の関手 F : Cop → Set への自然変換と，集合である数にもとづいた質量の定義採択が審議される予定

対象 F(a) （集合の圏 Set の対象）との間に一対一です [19,20]． 同時に 4 つの SI 基本単位，キログ対応が存在するという定理です．すなわち自然変

ラム (kg)，アンペア (A)，ケルビン (K)，モル (mol)換というコトと，集合というモノが同型になるとは物理定数，すなわち，プランク定数（h），電荷いうわけです．松尾 [12] が強調している，日本人

素量（e），ボルツマン定数 (k)，そしてアボガドロ

ならではの発想の一例になるのではないかと思い定数（NA ）の確定値にもとづいて再定義されるこます．とになります．これらの物理定数を充分小さな不圏論は数学者の専有物ではなく，情報科学やあ確かさで値付けをするための複雑な測定システムまり知られていませんが制御・システム論での適を構築し運用する技術が確立されたことから，新用例などが存在します [13-15]．また，横幹連合の定義の採択となります．定義は物理定数に基づく関係では，2016 年度木村賞受賞論文 [16]，サービことになりますが，それを示すモノの役割は不変

ス工学会での提案 [17] などの事例もあり，SoS のです．100 年以上の歴史を持つ計量標準の世界でもようなさらに複雑になるシステムを記述するのにモノからモノを包含したコト（測定システム）へ有効な言葉を提供してくれると考えて模索していという流れになっているわけです．

ます．

本号のミニ特集・特集のテーマはいずれも「新し最後に筆者の専門である計測分野でのモノとコい価値の創造」ということになります．本稿では，トのダイナミズムを紹介して筆を置きたいと思い横幹連合での設立時からのかかわりを振り返り，コます．Society5.0 では，情報系の３つの基盤技術がトつくりによる価値創造には，コトの抽象化とモ強化対象ですが，基礎となるデータの収集，すなノへの具象化とのダイナミズムが重要であること

わちセンシング技術の重要性についても言及されを再確認しました．はじめに述べましたが，実践ています．IoT のセンサ版である，1 兆個のセンサをもとめられてきた横幹の出番です．横幹の活動による社会変革を謳う Trillion Sensors Universe[18]への参加・協力をよろしくお願いいたします．などの活動がありますが，センサ情報の品質をいかに保つかが問題になります．公式には，計量計測トレーサビリティを確立することになります．すな参考文献

わち，「個々の校正が測定不確かさに寄与する，文[1] K. Ashton, That ‘The Internet of Things’ Thing, RFID
Jour. http://www.rfidjournal.com/articles/
pdf?4986

書化された切れ目のない校正の連鎖を通じて，測定結果を計量参照に関連付けることができる測定結果の性質」というトレーサビリティを確立することにより，センサ情報の品質を保証することになります．その背景には SI 単位系とその標準の体系がメートル条約（1875 年）に基づき，加盟各国の国家標準の間の相互比較により，SI トレーサブルな体系が維持されていることがあります．現在はすべての物理標準がメートル条約の対象になっていますが，1875 年の締結時には長さと質量の標準として，メートル原器，キログラム原器が制定されました．その後，ご存知の通り長さの標準は光8[2] http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Material_fuer_
Sonderseiten/Industrie_4.0/Final_
report__Industrie_4.0_accessible.pdf[3] E. A. Lee, Cyber-Physical Systems - Are Computing Foundations Adequate?, NSF Workshop On Cyber-Physical Systems, 2006.
[4] E. A. Lee and S. A. Seshia, Introduction to Embedded
Systems, A Cyber-Physical Systems Approach, http://LeeSeshia.org, ISBN 978-0-557-70857-4, 2011.
[5] 中島，橋田，サービス工学としてのサイバーアシスト，
Synthesiology, vol.3, No.2, 96-111, 2010.
[6] 横幹〈知の統合〉シリーズ編集委員会編，〈知の統合〉は何を解決するのか，横幹〈知の統合〉シリーズ第一巻，
東京電機大学出版局，2016 年 4 月．

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Dynamism between Mono and Koto[7] 長谷川三千子，日本語の哲学へ，ちくま新書，2010 年 9月．
[8] 荒木博之，やまとことばの人類学，朝日選書，1985 年12 月．
[9] 日本学術会議 科学者コミュニティと知の統合委員会，提言：知の統合‐社会のための科学に向けて‐，2007 年 3月．
[10] T. レンスター，ベーシック圏論, 丸善出版, 2017.
[11] http://alg-d.com/math/kan_extension/[12] 松尾義之，日本語の科学が世界を変える，筑摩選書，筑摩選書，2015 年 1 月．
[13] M. A. Arbib & E. G. Manes, Time-Varying Systems, SIAM
Jour. Control, Vol.13.No.6, 1252-1270, 1975[14] A. D. Ames, A Categorical Theory of Hybrid Systems, Technical Report No. UCB/EECS-2006-165,2006. http://www.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2006/EECS-2006-165.html[15] A. C. Ehresmann & J. P. Vanbremeersch, Memory evolutive systems; hierarchy, emergence, cognition, Amsterdam,
Elsevier Ecience, May 2007.
[16] 成瀬誠，フォトン・インテリジェンス，第 7 回横幹連合
コンファレンス，2016.
[17] 鈴木雅彦，既存の様々なサービスを記述可能な新しいサービスモデルの提案，サービス学会第 5 回全国大会，2017.
[18] 日本政策投資銀行，一兆個のセンサによる社会変革―トリリオン・センサ・サミット 2015 報告‐今月のトピックス，No.247-1，2016 年 1 月．
[19] 藤 井 賢 一 ，基 礎 物 理 定 数 に よ る SI 単 位 の 再 定 義 ，J.Vac.Soc.Jpn., Vol.51, No.10, 668-674, 2008.
[20] Bureau International des Poids et Mesures, DRAFT 9-th edition of the SI Brochure.

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