核能问题

结婚后的一年之内，秀树每天早晨从天满桥乘坐京坂电车。电车跑得很快，在转弯处就减慢速度。看着沿途的景色，秀树的昏沉的脑子里出现的，仍然是久久困扰着他的核能问题。

到底在哪儿去寻求解决问题的线索呢？核能这种新上场的能，与以前所认识到的各种各样的能，究竟有什么关系呢？

在自然界所作用的各种各样的能的大多数，都不是第一次的能。譬如分子引力和化学结合力这样的能，其性质是相当复杂的。因此，在很长一段时间里抓不住它的本质，认为在原子核与电子之间活动的电的引力与排斥力是第一次的能。由于量子力学的出现，就明白了分子引力与化学结合力，不过是从中导出的第二次的能。就这样，量子力学出现后，作为第一次所剩下的能，就只有万有引力与电磁气的能了。

这些第一次的能，都表现为能的场。所谓能的场，就是给予空间的各自的电的潜在的能力——即这种能力的分布。只要知道了某一点的场，就能够决定什么时候会受到什么样的能。例如，只要知道了某一点的电场与磁场，就能决定从这里通过的粒子受到什么样的能。当然，这种能根据粒子的负荷着的电力的大小及符号和通过的方向和速度而有差别。

那么，新上场的能，是第一次的能呢，还是从万有引力以及电磁气的能所导出的第二次的能呢？这是个问题。但万有引力在这种情况下不成问题。这是因为在阳子和中子这样小的质量的粒子之间活动的万有引力是极其薄弱的。由电来构成原子核这样的坚强的结合体则太弱了。电磁气的能应该强大得多。尽管如此，成为核能的根源仍嫌太弱。岂止是弱，在原子核中，阳子和中子还构成互相吸引的力量，其结果相反还互相成了排斥的能。为什么会这样呢？中子从整体来看，是不带电的中性的粒子，因此与其他粒子之间没有很大的电磁气的能在活动。阳子与阳子之间，互相排斥。

总之，如果不突发奇想，就无法从电磁气的能中导出第二次核能来。所以核能是还原不了的万有引力和电磁气的能的第三的能。这一来，核能也是作为能的场才能表现出来。

关于核能的场的这一想法，秀树早就有了。可是，从量子力学的角度来考察能的场时，几乎必然地必须承认附随于场的粒子的存在。

照这样的推论，似乎就要有结论，但秀树的脑子转得没有这么快。

为了达到结论，就得不绕道走才行。

探究未知世界的人们，是不带地图的旅行者，地图是探究的产物。目的地在哪里还不知道。当然，没有一条路是直接笔直地通往目的地的。

展现在眼前的，是前人开辟的道路。是沿着这条路径直地开拓下去就能到达目的地呢，还是需走岔道才行？

当然，“走了很多弯路！”

说这种话，是到达目的地的事。事情过后，再找出一条笔直的路来并不困难。困难在于边走着弯路，边开辟着道路，最终到达目的地。

1932 年（昭和七年），秀树所在的地点距离目的地相当近，这是过后的看法。探究核能的场的性格时，把量子力学应用于这个场，就能简单地到达“介子”这个概念。看似容易的事，秀树在暗地里摸索了两年才达到。

在向介子进攻的出发点上，秀树手中的主要情报是什么呢？

第一，在自然界里，存在着阳子、中子、电子和光子这四种基本粒子。通常意义上的物质是由阳子、中子和电子组成的，电磁场也可以重新看作是光子的集合体。这是因为电磁气的能，在与光子打交道中才认识到的事。例如在阳子与电子之间，电的引力在起作用这事，可以解释为在二者之间，始终进行着光子的“争吵”。在这种情况下，光子起着在阳子与电子之间接球的作用。

当时，被认识到的基本粒子只有这么多。其实还有一个——新发现的阳电子。但它与电子是同样的东西。这就是狄拉克所预言的“电子的洞”。换句话说，这就是电子的反粒子。在考虑电子时，有必要一起考虑阳电子。

第二，原子核是由阳子和中子构成的，而在它们之间活动的核能比电要强得多。在这种情况下重新认识在核能场上，阳子与中子之间在玩接球，那么起球的作用的基本粒子又是什么呢？这是问题的焦点。

而作为这个候补者，先给的名字叫电子。实际上，在当时除了包括阳电子在内的广泛意义的电子之外，不仅仅是没有发现候补者。电子看上去确实像个候补者。这是因为电子不光是在原子核的外边围着转，有时它也从原子核中跳出来。从放射性原子核中出来的β射线的原型，就是通常的电子或阳电子。海森堡也发表过接球的球多半是电子的想法。秀树从一开始，也试着往这条路前进。

1933 年（昭和八年）4 月，在仙台举行了日本数学物理学年会，会场在东北大学。在这次年会上，秀树有生以来第一次发表了研究成果演说，讲题是《关于核内电子》。

对这个研究，秀树没有多大的自信。因此，研究成果最终没有以论文的形式在杂志上发表。用不着深入思考，把电子作为中介和阳子间的接球中的球这一想法，多少有点儿勉强。首先是电子的旋转和统计这些最基本的性质作为接球的球，已经不适合了。尽管知道勉强，秀树仍想把狄拉克的波动方程式满足的电子场，直接作为核能的场来对待。在这次学会上，仁科先生要秀树考虑一下满足于波斯统计的电子，秀树觉得言之有理。

但是，在秀树的头脑中，无论如何只想用已知的基本粒子来理解自

然界，这一保守的倾向顽固地残存着。

还不止于此。如果说存在着与普通的电子不同的电子的话，那在当时的实验室里就可以制作了。这件事秀树还没有发现，因为有这种担心，秀树的思维还不能实现飞跃。

在这次年会上，秀树见到了八木秀次先生。这次会见成为秀树工作变动的重要契机。八木先生长期担任东北大学的电气工学的教授。1931 年（昭和六年），大阪决定办一所新的综合大学。于是，从 1932 年起，八木先生兼任大饭大学的理学部物理学教研究的主任教授。他的家属已迁居到阪神，八木先生一个人租了熟人的很大的住宅，居住在仙台。

秀树的大哥当时在东北大学，在大哥的介绍下，秀树拜访了八木先生。其意图是想调到新建的大阪大学。

在漂亮的接待室里，秀树等待着八本先生的接见。时已黄昏，在渐渐黑下来的屋子里，秀树考虑着见了八木先生后说些什么才好。自己是一个无名之辈，不知大名鼎鼎的先生会怎样对待自己。

长长的走廊上有了脚步声，八木先生进来了。先生将大阪大学理学部的情况和盘托出。秀树默默地听着，对先生的信赖感陡然大增。他毫不犹豫地下定决心，到大阪大学去，好好地向这位先生学习。