JAXAがお届けする、宇宙と私たちをつなぐコンテンツ

ナビエ・ストークス方程式 (c)arc image gallery /amanaimages

JAXAの取り組みにおいて欠かせない学問、それが数学だ。数式を通して世界の真理に近づくことで宇宙航空分野の研究開発は進んでいく。つまり生活者である私たちにとってはあまり馴染みのない数式も、JAXAの研究者にとってはインスピレーションの宝庫だったりするのだ。

そんな数学の情(こころ)に少しでも触れて見たい。そこでJAXA機関紙「JAXA’s 83号」のタブロイド版に掲載した「数式が私たちに世界を教えてくれる」の番外編として最も難解な数式のひとつ、ナビエ・ストークス方程式を扱う、航空技術部門・数値解析技術研究ユニット長の青山剛史と同ユニットに所属する数学者の相曽秀昭に話を聞いた。

誰の主観で捉えてみても、“正しい”と思える世界


JAXAの航空技術部門の建物
青山、相曽が属する航空技術部門の拠点は、JAXA調布航空宇宙センターにある。写真はセンター内の空力2号館および空気貯気槽。大きな空気タンクがあるのは、航空機や宇宙機が空気中で飛行する際の風の流れを再現し、観察・検証・計測を行う風洞実験のため。

──物事を判断するときに文系的なマインド、感覚的には情緒や主観を重んじていると、数学や数式の世界とは、”主観”が徹底的に排除された、“客観の世界”に思えるんですね。解がひとつであるという先入観も相まって。

相曽 なるほど。でも実は、数学や数式というものは、主観が許されない世界なのではなく、誰の主観で捉えてみても、“正しい”と思える部分を抜き出す世界なんです。

──そういう見方ができるんですね。相曽さんの視点から数学に触れ合えるとするなら、文系の人間であっても「もしかしたら自分も参加できるかも」。そんな意欲が湧いてきました。

相曽 それは良かったです。さらに言うと、数学や数式は芸術と同じように“文化である”と、私は思います。私や青山は普段、飛行機の翼の周りに生じる空気の流れをシミュレーションする「数値流体力学(CFD)」を研究していますが、大きな意味でそれは自然科学の領域の研究でもあるんですね。

自然科学とは自然界の法則性を明らかにする学問ですが、そのうちのひとつである物理学は、物の理(ことわり)を科学します。“ことわり”とは、物事の筋道、条理、道理のことを指しますが、物事の筋道をどのように認識、理解するのか。結局それはひとりひとりの精神性、個別性に深く関わってくるわけですから、そういった意味においては自然科学もまた、文化のひとつと言えるでしょう。

航空機の空気の流れのCG
数値流体力学(CFD)で解析した、航空機周りの空気の流れを可視化したもの。

──おもしろい視点ですね。その自然科学において数式は欠かせないツールであるわけですが、ここで改めて(JAXA’s 83号タブロイド版─P19)で青山さんに解説いただいた、「ナビエ・ストークス方程式」(以下NS方程式)について触れてみたいです。数学的には重要な未解決問題を抱えているというNS方程式ですが、もしも問題が解決した場合には、世界はどのように変わるのでしょう?

取材・文=水島七恵

宇宙JAXA
この著者の記事一覧へ

PICK UP

あなたにおすすめ