花火の色は何色？――夜空に化学式と笑顔を描く技術

夏の夜空を見上げていると、花火は一瞬の芸術であると同時に、実に精密な化学実験なのだと気づきます。

赤、青、緑、金、銀。

さらに近年では、ハートマークや星、ニコちゃんマークまで空に現れます。

では、花火師は火薬の中に絵を描いているのでしょうか。

答えは、半分は化学、もう半分は幾何学です。

◎花火の色を作るのは金属元素

花火の色は、主として金属元素や金属化合物が高温に熱せられた際に放つ光によって生まれます。

赤色にはストロンチウム、深紅にはリチウム、橙色にはカルシウム、黄色にはナトリウム、緑色にはバリウム、青色には銅の化合物が使われます。

白や銀の強い光にはマグネシウム、アルミニウム、チタンなどの金属粉が用いられ、金色の尾を引く光には鉄粉や炭素、チタンなどが関係します。

原子や分子は熱エネルギーを受けると、一時的に高いエネルギー状態へ移ります。そして元の状態へ戻る際、元素ごとに固有の波長の光を放出します。

つまり、花火の色とは絵の具の色ではありません。

原子が放つ光そのものなのです。

花火は、夜空に巨大な発光スペクトルを描いているともいえます。

環境負荷の少ない花火用化合物の研究も進められており、伝統的な花火は現在も化学材料科学の研究対象になっています。
{PMID:18311738}

◎青い花火が難しい理由

なかでも難しいとされるのが青です。

青色は主に銅を含む発光種によって作られますが、燃焼温度が低すぎると十分に発光しません。

反対に高すぎると、青色を作る分子が壊れたり、白い光が強くなったりして、色が薄く見えてしまいます。

火薬は強く燃やせばよいわけではない。

青を美しく出すには、「燃えること」と「熱くなりすぎないこと」という矛盾した条件を両立させなければなりません。

鮮明な青い花火には、花火師の経験と温度設計が現れるのです。

◎ハートやニコちゃんは、どのように作るのか

一方、ハートマークやニコちゃんマークを作っているのは、化学反応そのものではありません。

鍵になるのは、花火玉の中に詰められた「星」と呼ばれる小さな発光体です。

普通の丸い花火では、この星を球状に並べます。中心の割薬が爆発すると、星がほぼ均等に外側へ飛び出すため、夜空に大きな円が開きます。

ハート形を作る場合には、赤く光る星を花火玉の内部でハート形に配置します。

ニコちゃんマークなら、黄色や橙色の星を顔の輪郭となる円形に並べ、その内側に両目と口を作る星を置きます。

上空で中心の火薬が爆発すると、並べられていた星が外側へ広がります。

その結果、花火玉の内部に作られていた模様が、何十倍、何百倍もの大きさに拡大されて夜空へ現れるのです。

いわば花火玉は、空中で一瞬だけ投影される三次元の版画です。

◎なぜニコちゃんが横を向くことがあるのか

ただし、ここには難題があります。

ハートや顔の模様は、見る方向によって形が変わってしまいます。

正面から見れば笑顔でも、横から見れば一本の線に近くなります。

花火玉は上昇中に回転するため、どちらを向いた状態で開くかを完全に制御するのは容易ではありません。

ニコちゃんが逆さまになったり、横を向いたりすることがあるのは、製作の失敗とは限りません。

観客と花火の向きが合わなかった可能性もあるのです。

そのため演出によっては、同じ形の花火を複数同時に打ち上げます。

いくつかの向きで開かせれば、そのうち一つは観客から美しく見える可能性が高くなります。

◎花火は、化学と物理と芸術の交差点

花火の赤や青は化学が作ります。

大きく広がる円は、爆発と運動の物理学が作ります。

そして、ハートや笑顔は、星を並べる幾何学と花火師の造形感覚が作ります。

僕たちが数秒間見上げている光の背後には、元素、燃焼温度、爆発圧力、飛翔方向、空気抵抗、そして観客から見える角度まで計算した技術があります。

夜空に浮かぶニコちゃんマークは、火薬が偶然に笑ったのではありません。

地上で緻密に並べられた小さな光の粒が、上空で一斉に解放され、僕たちの視線の中で初めて「顔」になる。

花火とは、夜空をスクリーンにした化学と工学の総合芸術なのです。

What Color Are Fireworks? — The Science That Paints Chemistry and Smiles Across the Night Sky

Watching fireworks on a summer evening, it is easy to think of them as fleeting works of art. Yet behind every brilliant explosion lies something equally remarkable: a remarkably precise chemistry experiment.

Red, blue, green, gold, and silver.

Modern fireworks can even bloom into hearts, stars, or smiling faces. But how do pyrotechnicians create these images? Do they actually paint pictures inside a shell packed with gunpowder?

The answer is half chemistry, half geometry.

The Colors Come from Chemical Elements

The colors of fireworks are produced primarily by the light emitted when metal elements or their compounds are heated to extremely high temperatures.

Strontium produces vivid red, lithium creates deep crimson, calcium gives orange, sodium produces yellow, barium generates green, and copper compounds are responsible for blue.

Brilliant white and silver flashes come from fine powders of metals such as magnesium, aluminum, and titanium, while the long golden trails owe much to iron, carbon, and titanium.

When atoms and molecules absorb heat, they enter an excited energy state. As they return to their normal state, they release light at wavelengths unique to each element.

In other words, the colors of fireworks are not pigments.

They are the light emitted directly by atoms themselves.

You could even think of a fireworks display as an enormous emission spectrum unfolding across the night sky. Today, researchers continue to develop more environmentally friendly pyrotechnic compounds, and traditional fireworks remain an active subject of materials science research.

Why Blue Is the Most Difficult Color

Among all fireworks colors, blue is widely regarded as the most difficult to produce.

Blue light is generated primarily by copper-containing luminous species. If the combustion temperature is too low, they fail to emit enough light. If it becomes too hot, however, the molecules responsible for blue either decompose or become overwhelmed by intense white emission, causing the blue to appear washed out.

Simply making the fireworks burn hotter is not the answer.

Producing a beautiful blue requires satisfying two seemingly contradictory conditions: the composition must burn vigorously, yet never become excessively hot.

Every brilliant blue firework reflects the pyrotechnician’s experience and meticulous control of combustion temperature.

How Hearts and Smiley Faces Are Made

The secret behind heart-shaped or smiley-face fireworks is not chemistry itself.

The key lies in the small pellets inside the shell known as stars.

In a conventional spherical firework, these stars are arranged evenly throughout the shell. When the bursting charge explodes at the center, they are propelled outward in nearly every direction, creating the familiar circular bloom.

To produce a heart, red stars are carefully arranged inside the shell in the shape of a heart.

For a smiley face, yellow or orange stars are positioned in a circular outline, with additional stars placed to form the eyes and smiling mouth.

When the shell bursts high overhead, the carefully arranged stars expand outward together. The pattern hidden inside the shell is magnified dozens—or even hundreds—of times, becoming visible across the sky.

In a sense, every fireworks shell is a three-dimensional print that exists for only an instant.

Why Smiley Faces Sometimes Appear Sideways

There is, however, one major challenge.

Patterns such as hearts or faces depend entirely on the viewing angle.

Seen head-on, they look perfect. Viewed from the side, they may collapse into little more than a line.

Because a fireworks shell naturally rotates as it ascends, it is extremely difficult to control exactly which direction it will face when it bursts.

So when a smiley face appears upside down—or sideways—it does not necessarily mean the shell was poorly made.

It may simply have opened from an angle that was unfavorable for your particular viewpoint.

For this reason, some displays launch several identical pattern shells simultaneously. With multiple orientations in the sky, the chances increase that at least one will present the intended image beautifully to the audience.

Fireworks: Where Chemistry, Physics, and Art Meet

The reds and blues come from chemistry.

The expanding sphere is governed by the physics of explosions and motion.

The hearts and smiling faces emerge from geometry and the artistic craftsmanship of the pyrotechnician.

Behind the few seconds of light we enjoy lies a sophisticated understanding of chemical elements, combustion temperatures, explosive pressure, flight dynamics, air resistance, and even the angle from which the audience views the display.

The smiling face floating above us is not the result of chance.

Tiny luminous stars are arranged with extraordinary precision on the ground, then released together high in the sky, where they become a recognizable face only when viewed from the right perspective.

That is what fireworks truly are:

a magnificent fusion of chemistry, physics, engineering, and art, projected onto the canvas of the night sky.

科学が「疑う」時代に、人類の思考OSをどう実装するか

宗教には「信じる」があり、哲学には「考える」があり、仏教には「観る」があり、諸子百家には「治める」がある。

では、現代社会の基盤となっている科学には何があるのか。

それは「疑う」ことです。

魅力的な物語や心地よいナラティブに流されず、検証された事実とそうでないものを峻別する。

徹底的に測定し、データを疑うこと（科学的リテラシー）によって、人類は驚異的な進歩を遂げてきました。

しかし、その万能に見える科学にも、どうしてもできないことがあります。

科学は「人間はなぜ死ぬのか」「どのようなメカニズムで老いるのか」を客観的に説明してくれます。

しかし、「では、死ぬまでどう生きるべきか」という問いには答えてくれません。

医学やテクノロジーは「寿命を延ばす方法」を日々研究し、実際に私たちの命を長くしています。

しかし、「長く生きることは、本当に幸福なのか」という究極の問いは、科学のドメイン（領域）外なのです。

事実を積み上げても、そこに「意味」や「価値」は自動的には生まれません。

だからこそ僕は、人類が数千年かけて作ってきた「思考のOS」を、いま一度こんなふうに整理してみると面白いのではないかと考えています。

神を見る ―― ユダヤ教・キリスト教・イスラム教

宇宙を見る ―― ヒンドゥー教

自分の心を見る ―― 仏教

人間関係を見る ―― 儒家

自然を見る ―― 道家

社会を見る ―― 諸子百家

理性で考える ―― ギリシャ哲学

測って疑う ―― 現代科学

歴史上の人々は、自分たちが直面した危機や苦難に対し、これらのOSのどれか一つをインストールして世界を解釈しようとしました。

しかし、21世紀を生きる僕たちは、幸運なことに、どれか一つだけを選ぶ必要はありません。これらすべてを並行して立ち上げることができる環境にいます。

科学の力で冷徹に事実を確認し、ギリシャ哲学の理性で考え、東洋思想や宗教から「人間とはどういう生き物か」という何千年分もの知恵を借りる。

データ（客観）だけでは決められない複雑な問題に対して、多様なレンズを付け替えながら自分なりの最適解を探っていく。

AIが膨大なデータを瞬時に処理し、あらゆる事実を「計算」できるようになった今。人間に残された最も知的な営みとは、この複数の思考OSを統合し、使いこなすことなのではないでしょうか。

もしかするとこれこそが、これからの時代に本当に必要な「新しい教養（リベラルアーツ）」なのかもしれません。

In an Age When Science Teaches Us to Doubt, How Should We Install Humanity’s Operating Systems for Thought?
Religion teaches us to believe.

Philosophy teaches us to think.

Buddhism teaches us to observe.

The great Chinese schools of thought teach us how to govern.

So what, then, is the defining principle of science—the foundation of modern civilization?

It is to doubt.

Science asks us not to be carried away by compelling stories or comforting narratives, but to distinguish carefully between what has been verified and what has not. By measuring relentlessly, questioning evidence, and critically evaluating data—in other words, by cultivating scientific literacy—humanity has achieved extraordinary progress.

Yet even science, powerful as it is, has limits.

Science can explain why human beings die and reveal the biological mechanisms of aging with remarkable precision.

But it cannot answer a different question:

How, then, should we live until death?

Medicine and technology tirelessly pursue ways to extend human lifespan, and they have undeniably succeeded.

But whether living longer actually leads to a better or happier life is a fundamentally different question—one that lies beyond the domain of science.

Facts alone do not automatically generate meaning.

Data alone do not produce values.

That is why I find it useful to think of humanity’s intellectual history as a collection of operating systems for thought, each developed over thousands of years to help us make sense of the world.

Look toward God — Judaism, Christianity, and Islam
Look toward the universe — Hinduism
Look within — Buddhism
Look at human relationships — Confucianism
Look at nature — Taoism
Look at society — the Hundred Schools of Thought
Reason logically — Greek philosophy
Measure, test, and doubt — modern science
Throughout history, societies confronted uncertainty, suffering, and crisis by adopting one of these operating systems through which to interpret reality.

Those of us living in the twenty-first century, however, are in an unusually fortunate position.

We no longer need to choose only one.

We can run them all.

We can use science to establish facts with intellectual rigor, Greek philosophy to reason carefully, and the accumulated wisdom of Eastern thought and the world’s religions to explore what it means to be human.

When confronting questions that cannot be answered by data alone, we are free to switch among these different lenses, integrating their insights as we search for our own best answers.

Today, artificial intelligence can process immense quantities of information in an instant and calculate facts on a scale no human mind can match.

Perhaps the most profoundly human intellectual task that remains is not calculation itself, but the ability to integrate these multiple operating systems for thought—and to know when each should guide us.

If so, this may be what the liberal arts must become in the age of AI:

not the mastery of any single discipline, but the wisdom to bring many ways of thinking into conversation with one another.

Y染色体とミトコンドリアDNA――受け継がれる二つの系譜

医学生のとき、初めて実際の性染色体の写真を見て驚きました。

図鑑ではX染色体とY染色体は、なんとなく同じくらいの大きさだと思っていたのです。

しかし実際に見ると、Y染色体は驚くほど小さい。

当時の僕は、「Y染色体は父から息子へ受け継がれるたびに少しずつ短くなっているのではないか。

いつか消えてしまったら、人類はどうなるのだろう」と本気で考えました。

もちろん今では、Y染色体が一世代ごとに縮んでいるわけではないことを知っています。

しかし、あの小さなY染色体を初めて見たときの衝撃は、今でもよく覚えています。

「父親のY染色体は、ほぼそのまま息子へ受け継がれる」

この話を聞くと、「では、父親にそっくりの息子が生まれるのか」と思ってしまいます。

しかし、実はそういう話ではありません。

顔立ち、体格、知性、性格。僕たちが「親に似ている」と感じる特徴の多くは、父親と母親の双方から受け取った多数の遺伝子と環境によって形づくられます。

しかも常染色体は、次の世代に渡るときに組換えを起こす。

いわば、毎世代カードがシャッフルされるのです。

だから、父親と同じY染色体系統を持っていても、息子が母親にそっくりということは普通にあります。

では、Y染色体は何を運んでいるのでしょう。

僕はこれを、「父親の面影」ではなく「父系のタイムスタンプ」だと考えると、とても面白いと思うのです。

Y染色体の大部分は、父から息子へ、そしてその息子へと、比較的よく保存された状態で受け継がれます。

そのためY-STRやY-SNPといった遺伝的マーカーを調べることで、父系の血縁や人類集団の系統を追跡することができます。

つまりY染色体に刻まれているのは、「父親に似ている」という情報ではありません。

「この男性とこの男性は、父系を遡れば同じ祖先につながる可能性がある」という情報なのです。

さらに面白いのが、「ほぼそのまま」の「ほぼ」の部分です。

Y染色体も完全なコピーではなく、世代を重ねるうちに少しずつ突然変異が生じます。

ところが、この小さな「写し間違い」が、逆に歴史を測る時計になる。

変異の蓄積を比較することで、共通する父系祖先がどの程度過去に存在したのかを統計的に推定することができるのです（Forensic Science International: Genetics, 2021, 54:102542 {PMID:34265144}）。

考えてみれば、不思議な話です。

僕たちの姿かたちは、父と母双方のDNAを受け取り、世代ごとにモザイク画のように変化していく。

しかし男性のY染色体には、父から息子へ、息子からその息子へと、突然変異という小さな修正を加えながら受け継がれてきた一本の系譜が残っています。

そして実は、私たちの細胞の中には、これと見事な対をなすもう一つの「時計」が存在しています。

それが「ミトコンドリアDNA」です。

細胞のエネルギー工場であるミトコンドリアは、受精の際、卵子にあったものだけが子へと受け継がれます。

精子に含まれるミトコンドリアは受精の過程で排除されてしまうため、こちらは完全に「母親から子（男女問わず）」へと受け渡される系譜となります。

このミトコンドリアDNAもまた、常染色体のようなシャッフルを経ることなく、ほぼそのままの形で世代を越えていきます。

時折起こる写し間違いが時計となり、母系の歴史を測るタイムスタンプになる点も、Y染色体とまったく同じです。

僕たちの身体の奥底には、決して交わることのない二つの歴史の糸が、静かに紡がれています。

細胞核の片隅で、父から息子へ、さらにその息子へと受け継がれていくY染色体。

そして細胞質の中でエネルギーを生み出しながら、母から子へ、そして娘から次の世代へと遡ることができるミトコンドリア。

そこには顔写真もない。

名前もない。

才能も性格も書かれていない。

それでもDNAを紐解けば、自分が生まれるはるか以前から続いてきた、父系と母系それぞれの壮大な歴史が見えてくるのです。

もちろん、だから「男系（あるいは女系）という制度が科学的に正しい」という話ではありません。

生物学と社会制度は別の問題です。

ただ、人類がDNAなど知らなかった時代から、「父から息子へ」「母から娘へ」と続く系譜を何世代にもわたって物語や記録として残してきた。

そして21世紀になってゲノムを読み始めてみると、確かに私たちの身体の中には、それらを受け継いできた分子的・細胞学的な系譜が存在していた。

Y染色体やミトコンドリアDNAが運ぶのは、親のコピーではありません。

遥か過去から現代へと受け渡されてきた、長い長い時間そのものなのです。

そう考えるとこれらは、何百年、何千年という命の歴史を静かに記録し続けてきた、「生物学的な登記簿」なのかもしれません。

The Y Chromosome and Mitochondrial DNA: Two Lineages Passed Through Time
When I was a medical student, I was astonished the first time I saw an actual photograph of the human sex chromosomes. In textbooks and illustrations, I had somehow imagined that the X and Y chromosomes were roughly the same size. But in reality, the Y chromosome was strikingly small.

At the time, I seriously wondered, “What if the Y chromosome becomes a little shorter every time it is passed from father to son? If it eventually disappeared altogether, what would happen to humanity?”

Of course, I now know that the Y chromosome is not shrinking with each generation. Still, I vividly remember the impact of seeing that tiny chromosome for the first time.

People often hear that “a father’s Y chromosome is passed on almost unchanged to his son.”

The immediate thought is, “Then does that mean a son should closely resemble his father?”

But that is not what it means.

Our facial features, physique, intelligence, personality, and most of the traits that make us feel someone “takes after” a parent are shaped by thousands of genes inherited from both father and mother, together with environmental influences. Moreover, the autosomes undergo recombination every generation.

In other words, the genetic deck is shuffled each time a new generation is born.

That is why a son who inherits exactly the same paternal Y-chromosome lineage may nonetheless look remarkably like his mother.

So what, then, does the Y chromosome actually carry?

I find it fascinating to think of it not as “a father’s likeness,” but as a timestamp of the paternal lineage.

Most of the Y chromosome is transmitted from father to son, and then to grandson, in a relatively well-preserved form. By analyzing genetic markers such as Y-STRs and Y-SNPs, researchers can trace paternal relationships and reconstruct the evolutionary history of human populations.

In other words, the Y chromosome does not record whether a son resembles his father.

Rather, it records the possibility that “these two men may share a common paternal ancestor if one traces their family lines far enough back.”

What makes this even more intriguing is the word almost in the phrase “almost unchanged.”

The Y chromosome is not copied with perfect fidelity. Small mutations accumulate gradually over generations.

Paradoxically, these tiny “copying errors” become a molecular clock.

By comparing the accumulation of these mutations, scientists can statistically estimate how long ago two men shared their most recent common paternal ancestor (Forensic Science International: Genetics. 2021;54:102542. PMID: 34265144).

It is a remarkable idea when you think about it.

Our appearance is created from DNA inherited from both parents and changes like a mosaic with every generation.

Yet within the Y chromosome carried by men remains a single uninterrupted lineage, passed from father to son, then to grandson, carrying only the occasional small mutation accumulated over time.

And remarkably, our cells contain another molecular clock that forms a perfect counterpart to the Y chromosome.

That clock is mitochondrial DNA.

Mitochondria—the energy-producing organelles of the cell—are inherited exclusively from the egg at fertilization. The mitochondria contained in sperm are normally eliminated during this process. Consequently, mitochondrial DNA is passed solely from mother to child, regardless of whether the child is male or female.

Like the Y chromosome, mitochondrial DNA passes through generations largely without undergoing the genetic shuffling that characterizes the autosomes. The occasional copying error serves as a molecular clock, making mitochondrial DNA a timestamp of maternal ancestry in exactly the same way that the Y chromosome serves as one for paternal ancestry.

Deep within our bodies, two threads of history are quietly woven—threads that never intersect.

Within the nucleus, the Y chromosome is passed from father to son, and from son to grandson.

Within the cytoplasm, mitochondria continue producing the energy that sustains life while carrying a lineage that flows from mother to child and can be traced back through mothers across countless generations.

There are no photographs there.

No names.

No record of talents or personalities.

And yet, by reading our DNA, we can glimpse the immense histories of both our paternal and maternal lineages—histories that stretch back long before any of us were born.

None of this implies that patrilineal or matrilineal systems are somehow “scientifically correct.” Biology and social institutions are separate matters.

Rather, it is simply striking that long before humanity knew anything about DNA, people preserved stories and genealogies tracing descent from father to son or from mother through successive generations. Then, in the twenty-first century, when we finally began reading the human genome, we discovered that our own bodies truly do contain molecular and cellular lineages corresponding to those ancient patterns of inheritance.

The Y chromosome and mitochondrial DNA do not carry copies of our parents.

What they carry is something far more profound: time itself—an unbroken inheritance passed down across countless generations from the distant past to the present.

Seen in this light, they are perhaps best understood as biology’s own registry of life: quiet records that have faithfully documented the history of living beings for hundreds, even thousands, of years.

宇宙も、生体も、本質は「見えないもの」にある

時差で眠れない夜でした。テレビをつけると、宇宙の特集が流れていました。

「宇宙は『見えない』『分からない』ものがほとんど。」

その言葉に、思わず手が止まりました。

私たちは夜空を見上げると、無数の星や銀河が広がっているように感じます。

しかし現在の宇宙論では、それら私たちが直接観測できる通常の物質は宇宙全体の約5％しかありません。

残り約95％は、ダークマターとダークエネルギー。

名前は付いていますが、「正体が分かっている」という意味ではありません。

存在していることは間違いない。しかし、何者なのかはまだ分からない。

宇宙物理学者は、その見えない存在が銀河の運動や宇宙膨張を支配していると考えています。

ふと、地球と宇宙の境界について考えました。

一般に宇宙の入り口とされるカーマン・ラインは地上から約100km。

東京から箱根までとほぼ同じ距離です。

宇宙というと何万光年も彼方の世界を想像しますが、宇宙旅行とは、真上へ100km上がるだけで、もう宇宙なのです。

地球の半径約6,400kmから考えれば、大気の厚みは驚くほど薄い。

卵に例えるなら、私たちが暮らしている大気は卵の殻ほどの薄さしかありません。

生命は、その薄い殻の内側だけに存在しています。

この話を聞きながら、以前の講演を思い出しました。

僕は講演で、「ブラックホールとがん細胞は似ている」という話をしたことがあります。

もちろん、物理学的に同じという意味ではありません。

振る舞いが似ているのです。

ブラックホールは、その強大な重力によって周囲の物質を引き込み、自らを成長させます。

一方、がん細胞も周囲から栄養や酸素を奪い、血管新生を誘導し、自分だけが増殖できる環境を作ります。

正常な社会のルールから外れ、周囲の資源を独占しながら拡大していく。

この点は、実によく似ています。

さらに興味深いことがあります。

ブラックホールそのものは見えません。

私たちは、その周囲の星の運動や光の曲がり方から存在を推定しています。

がんも同じです。

初期のがんはCTにも映らず、血液検査でも分からないことがあります。

しかし、その周囲では免疫細胞が動き始め、代謝が変わり、血管が作られ、生体はすでに異変を感じています。

私たちは本体ではなく、周囲に残された痕跡から、その存在を推論しているのです。

考えてみれば、これは僕が長年取り組んできたレーザー医学にも通じます。

患者さんが見るのは、

「シミが消えた。」
「肌が引き締まった。」

という結果だけです。

しかし、本当に治療を行っているのは光ではありません。

熱ショックタンパク（HSP）が誘導され、サイトカインが放出され、免疫細胞が集まり、線維芽細胞がコラーゲンを再構築する。

レーザーは、生体が本来持つ修復システムに「始めなさい」という合図を送っているだけです。

つまり、本質はいつも目に見えないところで起きています。

AIの時代になり、「データさえあれば答えが出る」という考え方を耳にすることがあります。

しかし僕は少し違う考えを持っています。

AIが解析できるのは、僕たちが測定できたデータです。

一方で、本当に重要な現象がまだ測定すらできていない可能性は十分にあります。

100年前、人類はDNAもサイトカインも知りませんでした。

それらは存在していなかったのではなく、見えていなかっただけです。

宇宙の95％が未知であるように、生体もまた、私たちが理解しているのはほんの一部なのかもしれません。

医学も宇宙物理学も、究極的には同じ問いを追いかけています。

「見えないものを、どう理解するか。」

科学とは、見えるものを集める学問ではありません。

見えない存在を認め、その存在を証拠から少しずつ明らかにしていく営みです。

時差で眠れない夜に見た宇宙番組は、宇宙についてではなく、生命について考えさせてくれました。

そして、ひとつ確信したことがあります。

宇宙も、生体も、本質は「見えないもの」の中にある。

だからこそ、科学にはまだ夢があり、医療にはまだ未来があるのだと思っています。

The Essence of Both the Universe and Life Lies in What We Cannot See

It was one of those sleepless nights brought on by jet lag. I turned on the television and found a documentary about the universe.

One sentence immediately caught my attention.

“Most of the universe is invisible—and still unknown.”

I found myself stopping to listen.

When we look up at the night sky, it feels as though countless stars and galaxies fill the cosmos.

Yet according to modern cosmology, the ordinary matter we can directly observe accounts for only about 5% of the universe.

The remaining 95% consists of dark matter and dark energy.

We have given them names, but that does not mean we truly understand what they are.

We know they exist. We simply do not yet know their true nature.

Astrophysicists believe these invisible components govern the motion of galaxies and even the expansion of the universe.

That thought led me to wonder where Earth really ends and space begins.

The internationally recognized boundary of space—the Kármán line—lies only about 100 kilometers above Earth’s surface.

That’s roughly the same distance as traveling from central Tokyo to Hakone.

When people think of space, they often imagine destinations thousands of light-years away.

Yet from the perspective of space travel, all it takes is going straight up by about 100 kilometers.

Considering that Earth’s radius is approximately 6,400 kilometers, our atmosphere is astonishingly thin.

If Earth were the size of an egg, the atmosphere where all life exists would be no thicker than the eggshell itself.

Life survives only within that remarkably thin layer.

As I watched the program, I was reminded of a lecture I once gave.

During that talk, I said that black holes and cancer cells share something in common.

Of course, I wasn’t suggesting they are physically the same.

Their behavior is remarkably similar.

A black hole grows by pulling surrounding matter toward itself through its immense gravitational force.

Cancer cells, in much the same way, consume nutrients and oxygen from their surroundings, stimulate the formation of new blood vessels, and create an environment in which only they can continue to grow.

They break away from the rules that govern healthy tissues, monopolize local resources, and expand at the expense of everything around them.

In that sense, the resemblance is striking.

There is another fascinating similarity.

A black hole itself cannot be seen.

We infer its existence from the motion of nearby stars and the way its gravity bends light.

Cancer often behaves the same way.

Early-stage tumors may remain invisible on CT scans and undetectable in routine blood tests.

Yet around them, immune cells begin to respond, metabolism changes, new blood vessels form, and the body has already sensed that something is wrong.

We are not observing the object itself.

We are inferring its existence from the traces it leaves behind.

The more I thought about it, the more I realized this principle also applies to the field I have devoted much of my career to: laser medicine.

Patients see only the outcome.

“My spots have disappeared.”

“My skin feels firmer.”

But the laser itself is not what performs the healing.

Heat shock proteins are induced.

Cytokines are released.

Immune cells are recruited.

Fibroblasts rebuild collagen.

The laser simply sends a signal that says, “Begin.”

It activates the body’s own repair system.

In other words, what truly matters is almost always happening beneath the surface, beyond what we can directly see.

Now that we live in the age of artificial intelligence, I often hear people say that if we simply collect enough data, the answers will reveal themselves.

I see things a little differently.

AI can analyze only the data that we have been able to measure.

But it is entirely possible that some of the most important biological phenomena have not yet become measurable at all.

A hundred years ago, humanity knew nothing of DNA or cytokines.

They did not suddenly come into existence after they were discovered.

They had been there all along.

We simply could not see them.

Just as 95% of the universe remains unknown, perhaps our understanding of living systems also represents only a small fraction of reality.

Medicine and astrophysics are ultimately pursuing the same question:

How do we understand what we cannot see?

Science is not merely the study of what is visible.

It is the discipline of recognizing the existence of the invisible and gradually uncovering its nature through evidence.

That late-night documentary, watched because I couldn’t sleep, turned out not to be about the universe at all.

It became a meditation on life itself.

And it left me with one conviction.

The essence of both the universe and living organisms lies in what we cannot see.

That is precisely why science still inspires wonder—and why medicine still has an extraordinary future ahead of it.