めぐりあう書物たち/尾関章

今週の書物/
『佐鳴湖のこまったいきもの――侵略的外来種図鑑』
佐鳴湖いきもの調査会・戸田三津夫作成、2023年刊

私は月に1度、「新聞」にコラムを書いている。新聞の名は「月刊さなるこ新聞デジタル」。静岡県浜松市の住宅街に佐鳴湖という湖水があり、その湖岸の人々に向けて発信されている。ミニコミ紙と呼んでよいだろう。今年10月に通算100号を達成した。

「デジタル」と銘打っているのは、ネット経由で読めるかららしい。ただし、pdfをプリントアウトすれば紙の新聞になる。編集長は井上正男さん。京都大学大学院で宇宙物理学を修めた後、報道界に入り、北國新聞（本社・金沢市）で論説委員を務めた人。私よりも年長だ。今は浜松に住み、ジャーナリストとして活動している。「市民の科学」を支援する立場から、佐鳴湖の生態系保全など環境問題の論評に力を入れている。

拙稿コラムは「さなるこウォッチャー／風に鳴れ！里湖（さとうみ）ジャーナリズム」。執筆を引き受けた2019年秋、私は佐鳴湖をまったく知らなかった。浜松に浜名湖以外の湖があると聞いて驚いたほどだ。そこで、知らないことを逆手にとろうと心に決めた。未知の土地の人々に宛てて、あえて現地に赴くことなく手紙のようなものを書けないか。そう考えて、グーグルアースによる探訪記（2020年2月号）などを試みていた。

だが、そんなことを2年余も続けていたら欲求不満が募ってきた。やっぱり、現地を一度は見ておきたい。それで去年秋、佐鳴湖を訪れた。井上さんの案内で湖岸を歩くと、湖の面積が実際（約1.2㎢）よりずっと大きく感じられた。今年1月号のコラムでは「都市の『大湖』に出会う」と題して、そのことを報告した。湖の周りは樹林だが、その外側には住宅街が広がっている。住人たちはきっと、湖を日々意識しながら暮らしているのだろう。

湖岸の人々は毎日、湖の景観を楽しんでいるに違いない。岸辺の樹林も、休日には憩いの場となっているだろう。ただ、その恩恵をこれからも持続して受けようとするなら、湖の生態系を蘇らせ、守っていかなくてはならない。かつて農村の人々が里山から薪炭を得ながらその生態系を維持してきたように、湖岸の人々も湖の生態系と共存したほうがよい。その意味で、佐鳴湖は都市住人の「里湖」と言ってよいのではないだろうか。

具体例を紹介しよう。私は佐鳴湖を訪ねたとき、湖岸で「シジミハウス」を見せてもらった。放流用シジミの養殖施設だ。養殖は市民中心の事業で、自治体もかかわっている。自治体が熱心なのは湖の富栄養化対策になるからだが、市民には別の意図もある。湖にはもともとシジミがたくさん生息していたのだから、それを取り戻したい――井上さんはそんな思いを打ち明けた。湖本来の生態系を復元したいということだろう。

で、今週の1冊は『佐鳴湖のこまったいきもの――侵略的外来種図鑑』という冊子だ。作成者の欄には、「佐鳴湖いきもの調査会」とその会長戸田三津夫さん（静岡大学工学部准教授、大気水圏科学などが専門）の名が記されている。井上さんによると、掲載された動植物の写真は「いきもの調査会」を中心とする市民団体のメンバーが撮影、解説文は戸田さんが執筆した。分量は、表紙プラス15ページ。ホチキス綴じで手づくり感が漂う。

冊子製作では「浜松RAIN房」から今年度上半期の助成を受けた。この団体は「ものづくり理科支援ネットワーク」の看板を掲げ、地域社会に根差した理科教育を応援している。

冊子が焦点を当てるのは、外来種（外来生物）だ。最初の4ページで外来種問題の基礎知識が解説され、5ページ目からは佐鳴湖一帯で要注意の外来生物が写真付きで紹介されている。一覧しただけで、都市の自然環境がいま歪みつつあることが見てとれる。

本文は、こう切りだされる。「『外国からきたいきもの』だけが外来種だと思っているかもしれませんが、正しくない場合があります」。外来種を定義づければ「いきものの能力をこえた移動を人間（ヒト）がさせてしまったもの」のことであり、対義語は「その土地に昔から長く生息する」在来種だという。国境は問題ではない。ツバメのような渡り鳥は海を越えても外来種ではない。一方、国内で移動した生物でも外来種と呼べるものがある。

人間が関与する「いきものの能力をこえた移動」には2種類ある。一つは、人間が気に入った生物を持ち帰るような「意図的移動」、もう一つは、船にうっかり乗せてしまうなどの「非意図的移動」だ。ヒアリが船や飛行機で“密航”してくることなどがこれに当たる。

「意図的移動」の外来種には馴染み深いものが多い。「イネを含むほとんどの農作物、園芸植物、家畜やペットも外来種」だ。農作物や家畜は私たちの栄養源であり、園芸植物やペットは私たちを心豊かにしてくれる。では、有用な外来種をどう考えたらよいのか。冊子には、ヒントとなる説明図がある。それによると、外来の農作物や園芸植物、家畜、ペットは「投棄」や「逸出」などで人間の管理外に放たれたとき、外来種扱いすればよい――。

外来種のなかでもとくに「こまった」ものが「侵略的外来種」だ。冊子は、それが生態系の「生物多様性」にどんな悪影響をもたらすかを説明している。生態系は健全ならば「その土地の特色を保った複雑で豊かな生態系がモザイク状に組み合わさった状態」にあり、「生物多様性が高い」。ところが、侵略的外来種はこの状態を壊してしまう。今や生物多様性にとって、「過度な開発」「乱獲」「気候変動」と並ぶ大敵になっている。

ページを繰って、「こまった」外来生物をいくつか見ていこう。まずは植物。佐鳴湖西岸などの湿地には、多年草のオオフサモが繁茂している。写真の印象では、キンギョモに似た水草が水中から顔を出し、葉の群れが水面を覆い隠している感じだ。原産地は南米。日本ではもともと「観賞用に流通していたもの」だった。「ちぎれた茎からでも根づく」というから、繁殖力は強い。いったん根を張ってしまったら「根絶は非常に困難」だ。

オオキンケイギクは、「きれいな黄色い花」をつける多年草。北米原産だが、「以前は園芸店で販売され、幹線道路脇に植えられるなどしていた」。花壇を飾っていたということか。それが今では野に戻り、佐鳴湖周辺では下流域の新川放水路沿岸でよく見かけるという。

同様に「以前は園芸店で販売されていた」のは、ノアサガオ類。原産地は未確定だが、外来種ではあるらしい。この植物が佐鳴湖西岸域の樹林でツルを伸ばし、木々の表面を覆っている様子が冊子掲載の写真からもわかる。解説文が指摘するのは、ノアサガオの葉がヨツモンカメノコハムシという昆虫の餌になることだ。ノアサガオが現れた一帯ではこの虫も繁殖するのだろう。植物界の外来種は動物界にも影響を与え、生態系全体を変えていく。

動物に移ろう。園芸用の外来植物が自然界を攪乱しているのと同様のことが動物界でも起こっている。たとえば、北米原産のミシシッピアカミミガメ。幼体は甲の長さが数cmで人気のペットだった。通称「ミドリガメ」。ただ、これが長さ20～30cmの成体に育つと「性格が荒くなる」。その結果、野に放たれることもあったらしい。今では在来種ニホンイシガメの餌を奪い、イネなどに対する食害も引き起こす外来種になっている。

カメといえば、クサガメのことも書きとめておきたい。かつて在来種とみなされていたが、近年、DNAレベルの研究や文献の調査などから、江戸時代に大陸から持ち込まれたと考えられるようになった。今では大陸で個体数が減り、「日本が安定生息地」になったので、このままでよいようにも思うが、「ニホンイシガメと交雑する」ことが問題視されて「駆除が進んでいる」。佐鳴湖では、捕まえたクサガメをどうするかが悩みの種だという。

ウシガエルも、数奇な運命をたどった北米原産の外来種だ。日本では「食用ガエル」として輸出しようと養殖が盛んだった時期がある。この限りでは、人間の管理下に置かれていたわけだが、「逸出」で自然界に拡散したという。興味深いのは、この養殖でウシガエルの餌に使われたのが、原産地がやはり北米のアメリカザリガニだったこと。こちらもおそらく「逸出」したのだろう。いつのまにか日本各地に広まってしまった。

なるほど、生態系は人間の都合でずいぶん乱されてしまった。悪意の仕業とは言わない。善意が思わぬ結果をもたらしたこともある。だから、私たちがなすべきは、その経緯を記憶と記録にとどめることだ。この冊子で里湖の生態系について学ぶと、そう思えてくる。
（執筆撮影・尾関章）
＝2023年11月10日公開、通算703回
■引用はことわりがない限り、冒頭に掲げた書物からのものです。
■本文の時制や人物の年齢、肩書などは公開時点のものとします。
■公開後の更新は最小限にとどめます。

今週の書物/
『すごい物理学講義』
カルロ・ロヴェッリ著、竹内薫監訳、栗原俊秀訳、河出文庫、2019年刊

当欄は、1冊の本を2週にまたがってとりあげることが多くなった。当初は1週1冊を標榜していたが、そんなふうにして数を稼ぐことがばかばかしく思えてきたのだ。たまには2週1冊でいい。いや、ときには3週1冊でも4週1冊でもよいではないか。

ということで、今週もまた、『すごい物理学講義』（カルロ・ロヴェッリ著、竹内薫監訳、栗原俊秀訳、河出文庫、2019年刊）を続ける。1冊の本にこんなに長居するのも、著者が語るループ量子重力理論にとことん迫り、その世界像を見届けたいからだ。

先々週の話をざっくり言えば、こんなふうだった――。物理世界は「粒」の性格を帯びている。大きさには最小単位があり、それより小分けにできない。その極微世界は幾何学的であり、どのような曲がり方をしているかは方程式で確率的にはじき出される。（＊1）

先週は、物理世界の「粒」のありように迫った。それは箱に詰め込まれたボールのようなイメージで、隣りあう粒との間にリンクが張られている。ネットワーク的な世界像といえよう。粒から粒へリンクを伝ってひと回りすると、空間の曲がりが見えてくる。（＊2）

ループ量子重力理論の空間にはもう一つ、押さえておきたい特徴がある。「事物を内包する無定形の容れ物」とみてはいけないということだ。空間の量子は「自身と隣り合っている量子のなかに在る」。空間は「隣近所との関係性の織物」ととらえるべきなのである。

このように復習してみると、あることに気づく。本書は空間の議論にかまけて、時間をほったらかしにしてはいないかということだ。実は著者も、そのことを気にしていたらしい。本書の半ば、第7章「時間は存在しない」の書きだしでは、前章まで時間を論じようとしなかったことを率直に認めている。ただ、現代物理学は時間と空間をひとくくりに「時空間」とみているのだから、「そろそろ、見取り図のなかに時間を呼び戻す」と宣言する。

こんな正直な告白もある。量子重力の研究者は「時間と向き合うための勇気が湧くまで」「空間の問題にばかり取り組んできた」。時間の解明は、本書執筆時点の15年ほど前から進展したという。研究者にとっても近年になってからの関心事なのか。

さて、ではループ量子重力理論の時間像は、どんなものか。当欄が繰り返し書いてきたように、ループ量子重力理論の礎となったホイーラー＝ド・ウィット方程式には時間変数“t”がない（＊1、＊3）。それが何を意味するかが、本書を読み進むとわかってくる。

そこではまず、ガリレオ・ガリレイがピサの大聖堂で天井の燭台を見ていて振り子の等時性に気づいた、という話が出てくる。実話かどうかは疑わしいようだが、「伝承」によれば、ガリレオは燭台がゆらゆら揺れる周期を自分の脈拍で測った、とされている。その結果、振り子の周期が振幅によらず変わらないことに気づいたというのだ。著者は、ここで問題を提起する。ガリレオは何を根拠に「脈の打つ時間が一定」と確信したのか。

これには裏返しの話がある。ガリレオの発見後、医師は患者の脈を測るときに振り子を時計として使うようになったらしいのだ。「振り子の振動が規則的であること」を脈で確かめ、「脈が規則的であること」を振り子で確認する――そんなことを私たちはしている。

著者は言う。振り子の観察でも脈拍の測定でも、人は「『時間そのもの』を測っているわけではない」。複数の物理量を測って「ある変量と別の変量を比較している」だけだ。ところが物理学はこれまで、時間変数“t”の存在を「仮定」してきた。この慣習を断つのが量子重力理論だ。物理量A、B、Cがあるとすれば、それらを“t”の関数A（t）、B（t）、C（t）ではなく、変数相互の関数A（B）、B（C）、C（A）のように考えようとする。

この視点に立てば、世界の変化は事物間の関係の変わり方ということになり、世界が「時間のなかで変化する」ことはない。これは、空間を「容れ物」ではなく「隣近所との関係性の織物」ととらえるのに似た考え方だ。時間もまた「容れ物」ではないらしい。

さて、ここから先は難解だ。当欄は、本書が提示するイメージに頼って話を進めるしかない。著者は、物理現象を「箱」で説明する。ビリヤードの球2個がぶつかって二つの方向へ転がっていく現象を例に挙げ、その舞台となる時空間を箱で表す。本書掲載の略図では、箱が直方体で、その一辺が時間軸のように見えるが、単純にそう理解してはいけないことが文章を読むとわかる。なぜなら、「箱自体が時空間を『含みこんでいる』」からだ。

箱には別の表現もあって、そちらのほうがピンとくる。それは「軟体動物」の小片に似ており、「鮨（すし）のような形」をしているというのだ。余談だが、著者が「軟体動物」をもちだしたのには訳がある。アルバート・アインシュタインが、時空間の曲がりである重力場のことを「軟体動物」にたとえているからだ。その比喩を「鮨」にまで飛躍させたのは、日本人読者向けのサービスではあるまい。きっと、ご本人が和食好きなのだ。

問題は、「鮨」のようなものが何かだ。ループ量子重力理論では、ビリヤードの球同士の衝突という物理過程を考えるとき、球そのものだけでなく、時空間など「球を取り巻くすべてのもの」を考えに入れなくてはならない。「鮨」は、これらすべてを含んでいる。

本書によると、ここで目を向けるべきは「鮨」の末端だ。両端のうち片方は物理過程の始まりに、もう一方は終わりに相当する。ループ量子重力理論の方程式は、過程の始まりと終わりのそれぞれがとりうる「すべての状態の確率」をはじき出してくれるというのだ。ここでビリヤードに話を戻すと、これによって私たちは、衝突する球がどのように「鮨」に入り、どのように「鮨」から出ていくか、ということを確率的に知ることができる。

では、末端と末端の間はどうなのか。ここで助けになるのが量子力学の世界像だ。一つは、ウェルナー・ハイゼンベルクの行列力学。「量子力学は、過程の最中になにが起こるかは教えてくれない」とする。もう一つは、リチャード・ファインマンの「経路総和」。粒子の動きをいくつもの経路の束とみる。この考え方に立てば、二つの末端の間には、粒子がとりうるすべての経路を含み、ありうるすべての時空間をはらむ「雲」が存在する。

ループ量子情報理論は空間を「網」とみる。それが、時空間では「鮨」の末端に現れるという。ここで「網を手にもち、それを動かす」行為を思い描こう。それによって「網」の結び目である「節」は点が線となり、「節」と「節」のつながり（「リンク」）は線が面となる。著者は、これを「網の歴史」「網の歩み」と呼び、そこに生まれる構造を「泡」に見立てる。時空間の「雲」は「生じうるすべて」の「泡」の重なり合いとみてよいらしい。

本書によれば、物理学者はこの「泡」によって特定の物理過程の確率を算出する。ここで必要なのは、同じ一つの末端を分かちあう「泡」をすべて足し合わせて、その「総和」を求めることだ。ループ重力量子理論の方程式は、この計算を可能にしてくれる。

本書が描く時間を要約すれば、こうなる。世界には、事象に先だって「容れ物」の役目を果たす時間も空間もない。空間は「節」と「リンク」でかたちづくられる関係性の「網」であり、「網」の状態が変わることで「時空間」が生じる、というのだ。

ではなぜ、私たちは時間を一様の流れのように感じるのか。本書には「空間と時間は、大きなスケールにおいてはじめて現われる、近似的な存在」という示唆がある。「大きなスケール」には、時の流れを実感させるしくみがあるようだ。そのことは著者が別の著作で詳述しており、当欄もすでに紹介した（＊4）。本書終盤にもヒントとなる章があるが、とりあえず今回のシリーズは3回で中締めにする。機会をみて再開しよう。

いま言えるのは、時間を絶対視するのはもうやめようということだ。時間は事象の相対的な変化のなかにある。そう思うと、1日という時間がちょっと長くなった気分になる。
＊1 当欄2023年10月20日付「ロヴェッリの物理、空間は粒」
＊2 当欄2023年10月27日付「ロヴェッリの物理、空間は網」
＊3 当欄2023年5月5日付「『時間がない』と物理学者は言った」
＊4 当欄2023年5月12日付「時間の流れを感じる物理学」
（執筆撮影・尾関章）
＝2023年11月3日公開、通算702回
■引用はことわりがない限り、冒頭に掲げた書物からのものです。
■本文の時制や人物の年齢、肩書などは公開時点のものとします。
■公開後の更新は最小限にとどめます。