「力学と幾何学」
京都大学数理解析研究所准教授　入江　慶

授賞題目にあるシンプレクティック幾何学という分野はいくつかの面を持つが、そのひとつは「古典力学の幾何学化」である。古典力学では、例えばコマやビリヤード球や天体の運動を研究する。これは数学的には、運動方程式という微分方程式を解くことに帰着する。例えば２つの天体の運動（２体問題）なら運動方程式は代数的に解くことができ、一定の条件を満たす解はすべて周期軌道（この場合は天体の周期的な運動）となることがわかる。

一歩進んで３つの天体の運動（３体問題）を考えると、解の挙動は複雑になり代数的な手法だけでは手に負えなくなる。例えば周期軌道がどのくらいあるかも難しい問題である。１９世紀から２０世紀にかけ、ポアンカレは幾何学的な視点から３体問題を研究し、そこから２次元円環（２つの円で囲まれたドーナツのような図形）上で定義されるツイスト写像というシステムを見出した。ツイスト写像に関してポアンカレが述べたある定理（証明は後にバーコフが与えた）の帰結として、ツイスト写像は無限個の周期軌道を持つことがわかる。

約１０年前に共同研究者と私が証明した定理の帰結として、「大抵の」ツイスト写像は周期軌道を（ある範囲に）「ぎっしり」持つということがわかる（正確に述べるには少し準備が必要である）。証明には、今世紀になってから開発された、飛び道具のような理論を使う。これはきわめて強力な理論なのだが、使える状況がかなり限られている。例えば２次元円環のかわりに４次元や６次元の図形の上で定義されたシステムを考えることもできるが、この場合に我々の定理と同様な結論が成り立つか全くわかっていない。これを解明する第一歩として、２年前に書いた論文中で、ある予想を提起した。私は難しい予想だと思っていたのだが、数ヶ月後に若手数学者のグループによりあっさり解かれてしまい、力不足を痛感した。今回の受賞を励みに今後もなんとかがんばっていきたい。

「分子レベルのモノづくり」
京都大学化学研究所教授　大宮　寛久

人類の生存を維持し、生活水準を向上するために必要不可欠な物質である医薬品や機能性材料の多くは、有機分子から成り立っており、日常生活に強く結びついています。これら高い付加価値をもつ有機分子は、さまざまな形・大きさ・性質の分子をレゴブロックのように組み立てていく、分子レベルのモノづくり「有機合成」によって、生み出されてきました。しかし、これまでの伝統的な有機合成は、組み立てていく分子の形・大きさ・性質に左右されています。つまり、さまざまな種類の反応試薬を使用し、組み立てやすいように、多くの工程を経ながら、分子の形・大きさ・性質を次々と変化させ、高い付加価値をもつ有機分子をつくりだします。その結果、途轍もないコストや研究時間を要し、さらには環境に大きな負荷を与えることになります。

近年の創薬研究は、低分子医薬品だけではなく、抗体医薬、中分子医薬、核酸医薬、細胞医薬など多様なモダリティの出現によって、これら構成成分である有機分子の形・大きさ・性質が、益々、複雑化・高度化しています。これまでの伝統的な有機合成を承継するだけでは、太刀打ちできなくなっています。また、新型コロナウイルスのような感染症の脅威が再び訪れ、人類を危機に陥れるかもしれません。したがって、私たち有機合成化学者は、今まさに必要とする医薬品を、地球上に豊富に存在する資源から、要求に応じて、大量かつ迅速に社会に供給する使命があります。

私たちの研究室では、環境負荷の少ない反応試薬やエネルギーを活用して、分子の形・大きさ・性質に左右されずに、高い付加価値をもつ有機分子を思い通りに組み立てていくことを目標に日々研究を行っています。そう遠くない未来、あらゆる有機分子の合成が、地球上に豊富に存在する資源からレゴブロックを組み立てるように、容易く達成できることを夢みて。

「Physician scientistとして未来の医療に貢献する」
慶應義塾大学医学部教授、国立がん研究センター研究所分野長　片岡　圭亮

今回、このような栄誉ある賞をいただけたことに心より感謝申し上げます。私は、血液内科医として患者さんの診療に携わる傍らで、高速に塩基配列の決定ができる次世代シーケンス技術を用いて、白血病やリンパ腫などの血液がんを中心とした様々な悪性腫瘍（がん）に起こる遺伝子異常の解析を行ってきました。遺伝子はA, T, G, Cという４種類の塩基が連なって出来ており、これらが傷つくことで、塩基の置換や喪失、遺伝子の数（コピー数）の変化などの遺伝子異常が起こります。がんは、このような異常が偶然に重要な遺伝子（ドライバー遺伝子）に生じることで起こる病気です。そのため、がんが引き起こされたり、治療が効かなくなったりする仕組みを解明するために、がんの持つ遺伝子異常を理解することが必要です。さらに、新たなドライバー遺伝子を見つけることで、新規の治療薬や、その効果を予測できるマーカーの開発につながります。実際に、日本においても、次世代シーケンスを用いて患者さん一人一人の腫瘍が持つ遺伝子異常を明らかにし、それに合わせた治療薬を用いる個別化医療（がんゲノム医療）が行われています。私は、動物モデルなどを用いた実験と、プログラミングなどを用いた情報解析を組み合わせることで、このような遺伝子異常の全体像の解明から、新たな治療戦略・診断方法の開発まで行い、医学・医療に貢献することを目指してきました。

臨床現場で医師として働きながら、基礎医学研究を行い、基礎と臨床の橋渡しをする研究者はphysician scientist（研究医）と呼ばれます。近年、診療のみを志向する医学生が圧倒的に多数となり、研究医が不足して日本の医学研究の将来が危ぶまれています。私が研究を続けてくることができたのは、患者さんの役に立ちたいという初心に加えて、医学研究に奥深い面白みを感じてきたからでもあります。今後もphysician scientistとして未来の医療に貢献することを目指しつつ、若い研究医に少しでも研究の面白さを伝えていきたいと思っています。

「言語の研究のどこがおもしろいか」
東京大学大学院人文社会系研究科准教授　長屋　尚典

人間の言語がおもしろいのはその多様性である。世界には7,000を超える言語が存在すると言われるが、これらの言語は、語彙はもちろん文法の点でも異なっており、それぞれが独自の特徴を持っている。そして、それを話す人々の文化や歴史、アイデンティティを支えている。

たとえば、日本語で「花奈がリンゴを食べている」と表現する内容を、フィリピン共和国で話されるタガログ語で表現すると、Kumakain ng mansanas si Hannah になる。これを無理矢理日本語に訳すと「食べている を リンゴ が 花奈」というようになって、語順が日本語と正反対である。日本語もタガログ語もおおよそ同じコミュニケーション上の目的を達成しているが、それを実現する方略は全く異なっている。

子どもの時から人と違うことがしたかった私にとって、言語の研究の醍醐味は、自分のよく知らない言語について調査し、このような言語の多様性を分析し、誰も気づいていないような特徴を見つけるところにある。

たとえば、インドネシア共和国で話されるラマホロット語では「右」や「左」のような相対的な空間概念を用いて事物の位置を表現できない。日本語なら「男は木の左に立っている」と言えるが、この言語には「右」も「左」もないのである。そのかわりに「山」や「海」といったランドマークを利用して「男は木から見て山の方に立っている」のような言い方をする。そんなラマホロット語の特徴を見つけたときはとても愉快だった。

しかし、言語の研究のもっとおもしろいところは、その多様性の中に共通点を見いだすことができるところである。上記のように異なる日本語もタガログ語もラマホロット語も、たとえば、談話の主題の出現位置だとか親族名詞の使い方だとかにおいては非常に似ている。そして、それには理由がある。そんな共通点を見つけ、その理由を探求することもまた言語研究の醍醐味である。

今後もそのような言語の多様性と共通点をめぐって言語の研究を続けたい。それを通して人間とは何かについて少しでも理解したいと考えている。

「未知を求めて植物を研究する」
東京大学大学院農学生命科学研究科准教授　藤井　壮太

私は家庭の都合で小〜中学生の一定期間をアメリカで過ごしました。その後の学業生活も、寮生活や一人暮らしを経て、およそ定住とは無縁の生活でした。研究者としてのキャリアでも、国内外含め5箇所の研究組織を渡り歩いて現職に至りました。そのため、私の生活では身近なロールモデルがいない時期も多く、「わからない」ことがデフォルトでした。

そのような背景からか、私はできるだけ人類にとって未知で、かつ自分が手をつけなければ理解が進まないと思われるものを研究課題として選択するように心がけています。「植物の研究者」は生物学の中ではおそらくマイノリティです。そして「植物の生殖」は植物研究のレパートリーの中でもマイナーな一分野です。さらに、ある植物種Aの花粉を異なる植物種Bの雌しべにかけることで何か新しい原理を発見できる、と真剣に仮説立てた研究者は科学の歴史上ごく少数しかいないと思います。しかし、私はそのような異種交雑によって植物を敢えて「揺さぶる」ことで、これまでの生物学において未知の原理が発見できると期待して、2011年から研究材料となる植物の収集を始めました。多様な植物群を育てながら手探りで交配実験を繰り返し、植物の雌しべには受精前障壁があり他の種の花粉を排除する機能があることを再確認しました。その研究の結果として植物の生殖を司る新規の細胞膜タンパク質、転写制御因子や分泌ペプチドを発見できたことは幸運でしたが、今回このように栄誉ある賞をいただけたことはさらなる望外でした。

生物学では原子と原子の間の相互作用の次元で理解が進んだ分野もありますが、教科書に載っていない物質や性状未知の分子が未だ多数存在します。現代には実生活に不可欠なほどに優秀な人工知能がいますが、まだまだ手探り探索が必要な時代でもあります。未知は最高の教材です。今後も未踏分野の探求に拘り、研究と教育を進めます。

「制度設計と情報設計の理論およびオークションや市場・組織分析への応用」
大阪大学大学院国際公共政策研究科教授 　山下　拓朗

私の研究分野は、経済学の中でメカニズム・デザイン理論と呼ばれます。制度やルール設計に関する理論です。

人々は様々なルールのもと、社会・経済活動を行います。物の売買、労働、投資、婚姻、SNSのプライバシー・ポリシーや子どもへのお小遣いの約束にいたるまで、様々なルールがあります。人が集まればそこにルールが現れる、と言ってもいいほどです。

なぜこのようなルールが存在するのでしょうか。ルールを変えると人々の行動はどう変化するのでしょうか。よりよいルールはあるのでしょうか。制度設計の理論はこのような問いに答える、あるいは完全な解答は難しくともよりよいルールについての含意を得ることを目的としています。

例えば、ある施設を利用したいグループが複数いる中、施設管理者のあなたが「施設を最も必要とするグループを選定したい」と思っていたとして、どのような手順で選定を行うのがよいでしょうか。具体的な状況や物理的な制約によっても答えは変わりますが、ひとつ重要な点として、もしもあなたが各グループのことについてすべて余すところなく知っているとき、実はルールは必要ないということです。施設を最も必要とするグループは、あなたにとって明らかなはずだからです。

逆に言えば、各グループについての情報が不足しているときこそ、ルールは重要になります。ルールに従って各グループがどうふるまうか（例えばどんな申請書類を提出するか）を見ることで、彼らの「施設への必要性の高さ」を判断していくのです。つまりルールの設計とは「得られる情報の設計」でもあるのです。

反対に、施設管理者のあなただけが特別な情報を知っていることもあるでしょう。どんな情報を与えるべきかという問題も、ルール設計の問題のひとつだと考えることができますし、より一般に、ルール設計の理論とは情報のやり取り・コミュニケーションについての理論とも言えるかと思います。SNSやAIなど、コミュニケーション手段は日々変化しています。その中で理論がどのように今後発展していくのか、注目したいと同時に、その発展に自分も少しでも寄与できるよう精進したいところです。