物理オリンピックで世界一になった高校生

　高校野球に「甲子園」という最高目標があるように、理数系の高校生たちにも憧れの頂点がある。「国際科学オリンピック」だ。
　数学・物理・化学・生物学・地学・情報・地理の教科ごとに、国際大会が毎夏、世界各地で開かれる。出場できるのは、各教科ごとにある国内予選を勝ち抜いた高校生以下の代表メンバー、４〜６人ずつだ。今年も全国から約２万人が挑み、合わせて31人が選出された。
　国際大会では数日間をかけて、超難度の問題に挑む。教科ごとに理論や実技、またはその両方の問題が課され、成績によって金・銀・銅のメダルを授与される。日本は毎年、多くのメダルを獲得するが、とりわけ今年は好成績ぶりが際立った。
　このうち、インドネシアで開かれた物理オリンピックでは、理論３問と実技２問の合計で、日本人初の「総合最高得点」が誕生した。快挙に輝いた東大寺学園高校３年の渡邉明大さん(18)を学校に訪ねると、マシンガントークが炸裂。くり出される物理愛の言葉からは、「科学を楽しむとは、どういうことか」が垣間見えた。

――理論の１問目は、銀河系の暗黒物質の質量計算でした。難問ですよね？

　いいえ、平均的です。大会には高校１年から出場していて、最初の年なら「これは難しい」と感じたでしょうけど、３年目の今年は冷静に臨めました。（かなり早口）

――２問目は火山の噴出ガス速度や地震波の伝播時間ですが、予想していた？

　昨年はスイスが会場だったので、フランス国境にある欧州原子核研究機構（CERN）の大型加速器「ラージハドロンコライダー」にちなんで、素粒子物理が出題されると予想できました。でも今年は特に考えていなくて、問題を開いて「そうか、ここは火山が多いからな」と気づいたくらい。（やはり、かなり早口……以下略）

――慌てない性格ですか？

　うーん、内心はめっちゃ動揺しているんですけどね。外には出さないタイプかな。３年連続で金メダルの人はいないから、ぜひ達成したいと思っていて、今年も取れるはずだというプレッシャーはありました。

とにかく「手を動かす」、それが物理

――普段、どうやって動揺を乗り越えるの？

　いつまで焦っていても意味はない。「今できることをやろう」と気持ちを切り替えます。そもそも動揺するということは、自分自身の準備不足が原因です。だったら、残された時間にできることは何か、を考えます。

――「膨大な計算をどんどんやる」が、渡邉さんのスタイルだとか。

　ええ、めっちゃ、やります。もし問題が分からなくても、分からないなりに手を動かすことが大切。いっぱい書きながら、「あっ、これは行けるかも」と気づく。ぐだぐだと頭のなかで迷うより、とりあえず書いて形にすると、見えないものが見えてくる。

――試行錯誤の方法が確立していますね。

　専門書を読むときも、行き詰まったらとにかく計算です。すると「これは当たっているかも」とか「いやダメだ」とかが見える。今年の第１問のダークマターの問題も、やっぱりカリカリと計算していたら、だんだん解法が見えた。だから物理はおもしろい。ダークマターなんて高校の範囲じゃないけど、物理オリンピックは出題が広いから、普段からいろいろ勉強しています。それでも知らないことはある。だから手数をくり出し、追い詰め、最後に「終わった〜」ってなる。楽しかったです。

苦手だったのは特殊相対論だが…

――力学とか電磁気学とか光学とかで、苦手な分野は？

　昔は、特殊相対論でしたね。物理オリンピックで予想される問題には、相対論系だと２種類ある。相対論的力学の問題と、ローレンツ変換を駆使する問題です。ぼくは力学は得意ですけど、ローレンツ収縮とかはちょっとダメ。だから初めての大会では「ローレンツは出ないでくれ」って願いました。でもその後、重点的に復習して、今は得意分野です。

――どこで、つまづいていたのでしょう。

　やっぱり手を動かさなかったのが原因です。妙に気取って、式を書かずに理解しようと横着した。それで、かえって混乱して。でも「きちんと計算すればいいだけやん！」って気づいて、乗り越えました。

　むしろ、いま一番恐いのは、得意なはずの一般の力学ですね。問題として出されると恐い。意外と単純なはずなのに、方針を立てづらい問題があって、油断できません。例えば、こうやって机に立てた鉛筆を倒すとき、先端の速度がどうなるかとかは、一見すると簡単ですよね

――まあ、重心の角運動量を記述すればいいのかな。

　でも、そのシンプルな問題を巧みに組み合わせた問題に、難問がひそんでいるんです。だから勝負は、最初にどれだけ多くの方針を立てられるか。そこが力学のおもしろさです。

　とにかく手順をたくさん準備する。いろいろな道筋を立て、どれが有効かをさぐる。問題の状況を、多方面から的確に把握して、ちゃんとした式にするのは、実は意外と難しい。だから、とにかく手を動かすんです。