回転するゆで卵が立ち上がる！ 誰も解けなかった謎を解明

身近な謎を発見して解き明かす悦び

慶應義塾大学法学部教授

下村 裕 氏

しもむら ゆたか

1961年京都生まれ。84年東京大学理学部物理学科卒業、89年同大学院理学系研究科博士課程修了。理学博士。同大学理学部助手、慶應義塾大学法学部助教授等を経て、2000年より現職。00〜02年英国ケンブリッジ大学に研究留学。06〜12年まで慶應義塾志木高等学校校長を兼務。専門は「力学、流体物理学、乱流の統計理論」。現在は、研究とともに、主に文系の大学生に科学的な発想と思考、実験の楽しさを伝える物理学の授業を行っている。著書に、『ケンブリッジの卵』（慶應義塾大学出版会）、『卵が飛ぶまで考える』（日本経済新聞出版社）など。

2014年1月号掲載

下村　そうなんです（笑）。でも先生は回転するゆで卵が立つ現象は学生が解くのにちょうどいい難しさの問題だとおっしゃって、自身が解析された式を披露されました。「なんだ未解決の問題ではなかったのか」とがっかりしたのですが、後日自分で計算してみると逆に立ち上がらないことしか証明できない。でも実際、卵は立つわけですから、結局、何かが間違っているということになります。しばらくして先生と再会した際にその話をしたところ、先生から即座に共同研究の申し出をいただいたのです。実は先生の計算が間違っていて、卵が立つ理由は解明できていないことが分かりました。それからはひたすら計算です。でも何回計算してもどうしても立つことが証明できない。3カ月は試行錯誤の連続でした。

──3カ月も計算を！　その粘り強さが何かを発見する原動力なのですね。解明の鍵は何だったのでしょうか？

下村　卵が台との接触点で滑ることです。それを考慮に入れて計算したら立ったんです。「逆立ちゴマ」が逆立ちする原理と似ていることも分かりました。

──昔ながらのおもちゃの？ 逆立ちゴマというと、球体を切り取って心棒をつけたコマですね。確かに回転させると逆立ちします。これも不思議な現象ですね。

下村　そうです。逆立ちするとき重心が上がるのです。卵とコマは形が違うのですが、高速で回転させた場合に同じような力学的状態になります。重心を高くしようとする結果、逆立ちするんですね。

逆立ちゴマ

逆立ちゴマが逆立ちする仕組み。高速で回転させたときに重心を高くしようとする結果、逆立ちする