高純度酸化スズゾルを用いた透明導電薄膜の技術が科学的に否定された背景には、パーコレーションという現象が１９９０年頃材料技術者に知られていなかった問題がある。
パーコレションという現象は数学者により１９５０年代から議論されてきたが、それが材料の混合技術において分散現象と関わる重要な議論と広く材料技術者に知られるようになったのは、１９９０年以降である。
その原因は、材料の混合分散について混合則（あるいは複合則）で議論されてきたからである。また、スタウファーにより体系化された浸透理論をそのまま材料技術者が理解するには難しすぎた。
また、数式により表現されてもそれをそのまま現象理解に結び付けられるかどうかは、データサイエンスで材料技術のアイデアを練る手法理解で要求される「苦痛」を我慢できるかどうか、という問題と似ているところがあった。
ここで「苦痛」と表現したのは、科学の方法こそ技術開発で許される唯一の方法と信じている人には、データサイエンスで示された答えを受け入れるだけでも耐えがたい感覚になる人がいるからである。
当方はそのような人が引き起こした事件のために新事業をゴム会社で起業しながらも転職しなければいけない状態に追い込まれている。
データサイエンスの研究は科学であっても、それを材料技術に応用する、あるいは問題解決法として利用するときに非科学的という感覚になる人がいる。
また、タグチメソッドは１９９０年代に普及が始まったが、３０年以上経った今でもその手法をご存知ない方が多い。これは、指導側の問題もあると思い、弊社ではデータサイエンスの視点で学びやすくした教材を用意している。
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高純度酸化スズゾルを用いた透明帯電防止層の製造は科学的に不可能、と否定証明が展開された論文により、写真フィルムの透明帯電防止層の材料として高純度酸化スズゾルが否定されたので、イオン導電性高分子が写真会社で使用されていた。
ATOやITOなどの材料が研究対象として選ばれなかったのは、ライバル会社から多数の特許出願が成されていたからである。ライバル会社からは組み合わせ特許も含め３０００件近い発明が公開されていた。
この多数の発明を整理してみようと思い、特許を取り寄せ読み込んでいったところ、１９８０年代の中ごろから戦略出願されていることに気がついた。
すなわち、それらより以前に出願された特許には、特公昭３５－６６１６が登場するのだが、戦略出願されるようになってからは、その存在が隠されるような表現になっていた。
今となっては笑い話にもできるが、当時小西六工業時代の特許を詳しく知っている技術者が一人もいなかったのだ。特許庁まで出向き、その周辺も含め特許を調べたところ、その特許１件だけがぽつんと出願された状態だったことに驚いた。
また、出願企業を見て衝撃を受けている。転職先の図書室で過去の研究報告書を調べたところ、ホコリをかぶっていた廃棄予定の段ボール箱の中から、写真業界における帯電防止技術と書かれた冊子を見つけた。
その冊子には番号が付けられ、限定された数だけ社内に配布されたとあった。しかし、その限定版が廃棄予定の箱の中から出てきたのだ。これ以上は書かないが、帯電防止の基盤技術が社名の変更とともに無くなったことを知った。
さて、このような状態で否定証明された酸化スズゾル技術を再度企画として提案するにはどうしたらよいのか。この答えは日本化学工業協会から技術特別賞を受賞した年に日本化学会春季年会で「温故知新の技術」として問題解決法も含め講演している。
否定証明された企画を再度復活するには、プレゼンテーション能力だけで解決できない問題が発生する。この酸化スズゾル技術の復活企画をしているときに、自費で会社で使用するノートPCを購入しなければいけない状態（注）になっている。
（注）MS-DOSの時代に、職場のPCは１台を数人で共同使用する状態だったので、データを職場のPCのハードディスクに保存することができなかった。しかし、企画途中のデータがＦＤ数枚になったのでハードディスクなしに作業ができなかった。これ以上は書かないが、否定証明された企画を復活するときには、それなりのリスクが存在することは知っておいてほしい。
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金属酸化物は酸素欠陥を生成しやすいので、その電気物性を科学的に議論するときには単結晶の測定データが用いられる。しかし、公開されているデータの中には、単結晶の合成が難しい、という理由で多結晶体の測定結果があるので注意する必要がある。
酸化スズの電気物性について科学的に正確なデータが測定されたのは１９８０年代である。無機材質研究所で構造欠陥の無い単結晶が製造されて、高純度酸化スズが絶縁体であることが確認された。
ゆえにITOやATOに導電性があるのは、不純物の添加により酸素欠陥が生成するためであり、それにより半導体領域から導電体領域までの電気特性が発現する。
１９８０年代に初めてこれが証明されたのだが、透明導電体は１９６０年代から蒸着法で製造されたITOが実用化されていた。また、このころ世界で初めて非晶質高純度酸化スズゾルの導電性が今は存在しない小西六工業（株）の研究者により発見されている。
小西六工業（株）からは特公昭３５ー６６１６という特許が公開されるやいなや、写真界の巨人イースタマンコダックや当時セルロース製造会社から生まれたばかりの会社から技術に追いつこうと特許が多数出願されている。
小西六工業（株）は静電気の研究でトップを走っており、当時今でも通用する帯電防止に関する技術体系が生まれている。ゼロックスから複写機が発表されてすぐにユービックスを商品化できたのはその基盤技術が存在したからである。
日本が帯電防止の研究で世界トップレベルだったことを知ったのは、ゴム会社から転職し、酸化スズゾルの導電性について否定証明が成された社内研究論文を読んだことがきっかけである。
無機材研の研究成果を知っていたにもかかわらず、その社内研究報告書に疑問を感じたのは、当方の転職の原因が電気粘性流体耐久性問題に関する否定証明をひっくり返し、その結果当時推進していた住友金属工業とのJVの業務妨害を受けるようになったトラウマからである。
すなわち、「また、否定証明か」というデジャブのような気持ち悪さからである。酸化スズ透明導電薄膜の研究に初めて接したにもかかわらず、その否定証明の論理展開に恐怖さえ感じている。
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データサイエンスでアイデアを練ったり、新材料を創造するために、ビッグデータは不要である。高純度SiCでは、フェノール樹脂を1ｔ以上廃棄処理する必要もあって、廃棄作業をやりながらたくさんデータを収集できた。
また、ＰＰＳベルトでは、実験を行わずシミュレーションで多数のデータを出してデータサイエンスしている。そして、配合を変更しなくても高次構造の制御で目標を実現できることを見出した。
しかし、最低3個程度でも大丈夫な分野がある。興味のあるかたは弊社のセミナーを受講していただきたいが、データサイエンスを用いて材料開発を行ったり、製品開発を行ったりする方法は、20世紀の視点では非科学的方法である。
どうせ非科学的方法ならば、と割りきれば、データの数など気にせず、データサイエンスによりヒューリスティックに結論を迅速に導き出せるメリットを享受したくなる。
その時、データサイエンス活用方法のコツを知っているかどうかは重要である。例えば、重回帰分析でｐ値やｔ値が問題にされたりする。これらの値は、データ量が多くなれば小さくなる傾向にあり、ビッグデータではｔ検定に容易に合格する。
ところがｔ検定に合格したからといって寄与率が高くなっていない場合もあるから注意する必要がある。逆に、重回帰分析では寄与率の高い式が得られたならｐ値など気にしなくてよい。寄与率の高さからアイデアを迅速にまとめることがコツである。
データサイエンスを実務に用いる場合、科学としての厳密性にこだわるよりも、技術として有益な成果が得られるかどうかの視点で活用するのがコツである。
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このゴールデンウィークにおける高速道路の渋滞について、ワイドショーの「ひるおび」で実況中継を展開し、批判の意見が出ている。
実際には賛否両論あるのだろうが、昔は批判意見など出なかった。ところが今回は渋滞予測の検証と謳っていた点が批判されたらしい。
これも当方は興味深く思った。かつてはたとえ渋滞予測の検証のための中継でも誰も批判しなかったのだ。むしろ科学の視点では実況中継は重要な位置づけになり、国民全員それを理解していた。
実際に車を走らせなくても観測データの取れる時代に、なぜわざわざ渋滞に加担するような中継をやるのか、という疑問が批判として出てきているのはデータがどこからでも溢れてくるとみなす時代を感じる。
さて渋滞の実況中継が良いのか悪いのか当方はあまり深く考えていないが、「観測データがどこにでもある」という情報化時代の感覚には少し心配をしている。
いくら情報化時代でもひと手間かければデータが取れるならば、自分でデータをとるのが技術者の心構えとして重要だからである。
世の中にあふれているデータでヒューリスティックに結論を見出し、自己のデータでそれを検証する作業は、いつの時代でも求められることだ。
検証しなくてもモノができてしまえば、出来上がったモノでデータを検証できる。これはアジャイル開発で行う検証である。データサイエンスによりアジャイル開発を行う時に、出来上がったモノの品質確認を行うことはいつの時代でも常識である。
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SiCの合成法については、エジソンがダイヤモンドを作ろうとして石英るつぼでカーボンを蒸し焼きにしたところSiCを製造できた話は有名である。弟子のアチソンがそれを実験してダイヤモンドに次ぐ硬さの材料を発明したので、アチソン法と呼ばれている。
また、その材料はカーボランダムと呼ばれたのだが、今も昔もこの方法が主流である。但し、アチソン法はαSiCを製造する方法で、βSiCを製造する方法はシリカ還元法だと主張する人もいる。アチソン法もシリカ還元法とみなせるので話がややこしい。
ただ、高純度SiCの製造法になると、1980年代まで経済的な方法は存在しなかった。SiCの高純度化はレイリー法で実験的に行われていた。当方が発明した前駆体を無機材質研究所で処理し高純度SiCを製造したのが世界初であり、基本特許が出願されている。
その後、けい素源となるけい素の低分子化合物とアセチレンを気相で反応させる研究が盛んに行われ、一部新日鉄で実用化されたが、コストは当方の方法よりも高かった。
ポリエチルシリケートは、大量に購入すればｋｇあたり1000円以下であり、高純度フェノール樹脂も低価格なので、高純度ＳｉＣは、ｋｇあたり5000円前後で合成可能となった。大量に合成すれば価格は下がる。
この前駆体法の優れているところは、この欄で書きにくいが、ひと手間かけるとＳｉＣウェハーの原料となることだ。ご興味のあるかたはお問い合わせください。
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例題2において、5年以上の開発期間におけるデータを多変量解析で整理すると、典型的なもぐらたたき状態が見えてきて、開発開始時点からコンパウンドについて何も改良がなされていないことに気がついた。
開発開始前からコンパウンドメーカーより特許出願されていたPPSの靭性改良のためにナイロンを添加した程度の進歩が成果として認められてはいたが、その結果、パーコレーションの問題を複雑にしていた。
また、ナイロンを添加しなくても、PPSを非晶質で押し出せば、ナイロンの添加されたPPSと同程度のMIT値が得られたので、この仕事を引き受けたときにはコンパウンドメーカーの特許を大した発明に思わなかった。
ちなみに、当方が担当して半年後には、PPSとナイロンを相溶させて押し出すことに成功しMIT値が10倍になるベルトが完成している。靭性が10倍まで上昇すれば、それだけで大発明である。
パーコレーションの問題をデータサイエンスで解き、その目標を実現するためには、PPSとナイロンを相溶させなければいけない、と結論が出たので、それを実行しただけだが。
その結果、力学物性と電気物性の二律背反問題を一度に高いレベルで解決できた。ただしこれは科学の方法で考えていては出せない成果だった。
コンパウンドメーカーの技術サービス部長から素人は黙っとれ、と言われたので、黙ってデータサイエンスで解析し、コンパウンドメーカーも了解した工場を建てて、歩留まりが100％となるコンパウンドを原材料や配合を変更せずに実現したのである。
あれからもう20年近く経過した。今でも生産が続いている、と風の便りに聞いているが、データサイエンスで発明した高純度SiCと、このベルトのコンパウンドの発明は、データサイエンスの力なくして得られなかった成果である。高純度SiCの事業は、その発明から40年以上続いている。
データサイエンスによる問題解決法は非科学的であるが、科学の方法では当たり前の結論しか得られなくて問題解決に苦しんでいる人は、一度試してみることをお勧めする。当たり前の方法で集めたデータにとんでもないイノベーションを引き起こすアイデアが潜んでいるかもしれないのだ。
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20世紀には、ロジカルシンキングやTRIZなどが流行ったが、TRIZやUSITは今や忘れられようとしている。理由は簡単で、科学の思考法をオブジェクト指向に似せた手順で示しただけの、当たり前の答えを導く方法だからである。
トランスサイエンス時代の問題解決法では、非科学的方法でアイデアを導くことが可能な問題解決法が求められている。弊社ではそのニーズに応えるために問題解決法のセミナーを提供している。
その中の一つにデータサイエンスによる問題解決法がある。タグチメソッド（TM）もデータサイエンスの1手法であるが、そのほかに多変量解析や機械学習の手法などがある。
多数存在するデータサイエンスの手法について、問題解決を目的に使用する時のコツを伝授するだけでなく、データサイエンスで実務の問題を解くときの注意点を経験知として提供している。
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5年以上研究開発が行われ、量産試作段階でも歩留まり10％未満の押出成形による部品があった。時折30％近く歩留まりが上がることもあったので、量産が決まったのだが、半年後には80％以上の歩留まりにしなければ、大赤字になることが予想されていた。
コンパウンドを外部の国内一流コンパウンドメーカーから購入し、押出成形を内製化しており、コンパウンドを外部から購入するサプライチェーンと配合の変更は、QMSの仕組み上不可能だった。
そのような段階でリーダー交代を引き受けた。さて、どのように問題を解決したらよいのか。このような問題では、故ドラッカーが著書に書いていたように、正しい問題を明らかにすることが重要である。
経験知から、押出成形では、コンパウンドの出来が悪ければ、絶対に良い成形体ができない、といわれているので、たとえ世界的に有名なメーカーのコンパウンドであっても出来が悪いのは明らかだった。
5年以上の開発期間で採取されたデータをデータサイエンスにより解析してみても、コンパウンドのロットばらつきが大きいことが示され（注）、コンパウンドを改良しなくてはゴールを実現できないことは明らかだった。
過去のデータを解析すると、さらに現在の配合のままでもコンパウンドの構造ばらつきを制御すれば目標の表面比抵抗を実現できることが示された。ゆえに配合処方を変更しなくても大丈夫であることは、多数のデータから確信できた。
ゆえにコンパウンドメーカーが高次構造を制御するためプロセシングを変更してくれれば、歩留まり80％以上の実現が可能と見通すことができたので、リーダーの交代を引き受けている。これはデータサイエンスの成果である。
過去データの解析以外に、プロセシングを変更した時のコンパウンドについてその高次構造も含めたゴールを明確にする必要があった。さて、どうしたらよいか？これもやはりデータサイエンスで解答を導くことが可能であり、データサイエンスによる問題解決法のセミナーでその手法を公開している。
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（注）単相関で眺めていても気がつかない問題だった。
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物理と化学は、理科の科目として高校では別々に学習する。その共通言語的位置づけとして数学がある。大学の教養部２年間ではこの境界領域の学問である物理化学を学ぶことになる。
面白いのは、化学が錬金術師を祖とし、物理はニュートン力学を祖として高校で学んだことある。ニュートン以前の物理学者の話も授業で出てきたが、マッハによればニュートンでさえ非科学的な研究を行っていたとされている。
教育指導要領がどうなっているのか知らないが、高校ではニュートン力学の知を科学として学ぶ。少なくとも当方はそのように高校で習った。
化学では錬金術師の話が出てきた。数学では指導要領外だが、とただし書きがついてユークリッド幾何学を教師手製の特別テキストで学んでいる。
マッハにより非科学の知と指摘されたニュートン力学を高校で科学として学ぶ問題と、教育指導要領外のユークリッド幾何学を３か月も授業時間を割き学ぶ問題、錬金術師の功績まで授業で学ぶ問題など、やたら問題の多い高校だった。
これらの問題があったにもかかわらず、大学の教養課程のレベルと高校３年間の学習レベルに大きな差を感じることなく課外学習の時間が多くても良好な成績が得られたのは、工夫された高校の授業のおかげと感謝している。
量子力学あるいは量子化学の授業のように高校のレベルをはるかに超えるように感じた科目もあったが、教養部の二年間でこれらを学んでも、高校生の時のように能力が上がったという実感は無かった。
やはり、中学校の理科が高校において物理と化学、生物、地学に分かれたレベルアップが高校から大学教養部へレベルアップした段差よりも高いような気がしている。
高校では、科学教育を受けていたはずなのだが、生物や化学の科目と地学や物理学の科目に微妙な頭の働かせ方の差を感じている。容易に１００点近い点を取れる科目とうっかりすると５０点などというひどい点になってしまう科目との違いと表現すると分かりやすいかもしれない。
生物と化学はパラダイムが似ていたようで試験前の勉強は容易だったが、地学は物理学と似ていて試験前の勉強を化学同様に行ったところ散々なテスト結果だった。両方得意の友人を羨ましく思ったりもした。
この同じ科学の科目であるにもかかわらず、高校教育における物理と化学のパラダイムの違いに早く気がついたことが、科学論への興味につながっている。
ドラッカー以外にマッハ力学史や科学と芸術など科学論に関する書物を高校時代に数冊読んだが、この経験から、社会人になるまであるいは大学の教養課程までに最低１冊は科学論の分厚い本を技術者は読んでおくと社会に出てから科学の知識を活かしやすい、と思っている。
理科系の科目すべてを好きだったが、何故化学系の仕事についたのか、この疑問を解くカギが高校時代の物理と化学に対する無意識の姿勢の違いにあり、科学論はそれを気づかせてくれた。
科学論といっても科学ジャーナリストが書いているような薄っぺらな内容は気づきにつながらない。日本の大学の先生が書かれた科学論には、受け売り的な駄作もあるが科学ジャーナリストよりましである。
科学論を多数読むと、科学という哲学の理解が進み、高校の物理と化学にパラダイムの差があることに気がつく。そしてこの二種類の分野の知を人類がどのように深めてきたのかその過程を想像でき面白い。
日本では科学教育を基本としているので、教育指導要領に厳密に従う高校では、この差がほとんどないのかもしれないが、当方の高校時代の思い出では、日本史や世界史、倫理社会も含め少し怪しい授業が多かった。
ただ、大学で物理を力学と電磁気学に分けて学び、高校で科学に忠実に従い物理や化学を指導する難しさに気がついた。興味深いのは科学的に怪しい物理や化学、ユークリッド幾何学まで教えてもらえた授業のおかげで力学や電磁気学の「科学」的理解が容易だった、と感じていることである。
データサイエンスを技術者が実務で活かそうとしたとき、例えばタグチメソッドを実務に導入しようとしたときに、どことなくアレルギーを感じたりするのは、この物理と化学の違いの感覚に近いように思う。早めに科学以外の問題解決法のパラダイムの存在に気がついておれば社会に出てからひどいアレルギーに悩まなくて済むように思っている。
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