物理冶金学 (ぶつりやきんがく)
【概説】
金属の結晶構造や物理的な性質を解明し、それをもとに実用的な新しい合金などを開発する学問。大正期に物理学者・本多光太郎が世界的権威としてこの分野を切り開き、日本の材料科学の基礎を築いた。従来の化学的な精錬を中心とする冶金学に対し、近代物理学の手法を導入して新素材開発を飛躍的に進めた点に特徴がある。
学問の自立と本多光太郎の功績
従来の冶金学は、鉱石から金属を取り出して精錬する化学的なプロセス(化学冶金学)が主流であった。これに対し、20世紀初頭に台頭した物理冶金学(物理金属学とも呼ばれる)は、金属や合金の内部構造(結晶構造や微細組織)と、強度・磁性・熱膨張といった物理的性質との相関関係を物理学的手法によって解明する新しい学問領域であった。日本におけるこの分野の先駆者であり、世界的権威となったのが物理学者の本多光太郎である。東北帝国大学教授であった本多は、1916(大正5)年に同大内に臨時理化学研究所(のちの東北大学金属材料研究所)を設立し、金属の基礎物理研究を実用的な新素材開発へと結びつける研究体制を確立した。その最大の成果が、1917(大正6)年に発表された、当時世界最強の磁力を誇った永久磁石鋼「KS鋼」の発明である。これは、基礎科学の知見が産業技術に直結することを示し、日本の学術研究が世界トップレベルに達したことを実証する画期的な出来事であった。
第一次世界大戦と「科学振興」による産業の近代化
物理冶金学が大正期に急速な発展を遂げた背景には、当時の国際情勢と国内の産業構造の変化が深く関わっている。1914(大正3)年に勃発した第一次世界大戦により、日本はそれまでドイツやイギリスなどの欧州先進国に依存していた特殊鋼や化学製品、精密機械などの輸入が途絶するという事態に直面した。この「技術的孤立」の危機から、日本国内では科学技術の自主開発と「科学振興」が国家的な悲願として叫ばれるようになる。1917年の財団法人理化学研究所(理研)の設立に代表されるように、産学連携による技術自立の動きが本格化する中で、物理冶金学は日本の重化学工業化を支える学術的基盤となった。本多らの研究成果は、電気通信機器や近代的な軍事技術、さらにはのちの自動車や航空機産業などの発展に直接的な貢献を果たし、日本の産業構造を軽工業中心から重化学工業へと転換させる大きな原動力となったのである。