ビッグサイエンスのプロジェクトは、科学的理解を深め、人類の存続を脅かす危機を解決する可能性を秘めているため、人類にとって根本的に重要です。
ビッグサイエンスのプロジェクトが産業イノベーションにもたらす貢献は大きいものの、その効果は予測しにくく、過小評価されがちです。
しかし、産業界で活用できる可能性を持つ貴重なスキルは、ビッグサイエンスのプロジェクトのあらゆる段階で培われます。
ビッグサイエンスのプロジェクトは、人類にとって根本的に重要な現象についての知識を深めます。たとえば、CERN、ITER、フランスで行われている国際核融合プロジェクト、スクエア・キロメートル・アレイ（Square Kilometre Array）の電波望遠鏡（オーストラリアと南アフリカ）、そして国際宇宙ステーションは、人類の存続を脅かす危機を解決する可能性を秘めた科学的理解の進展を促します。これらのプロジェクトの予算は合わせて数千億ドルに上り、産業界に大きな恩恵をもたらしています。
たとえば、素粒子物理学の研究所であるCERNは、ビッグバンから10億分の1秒以内に存在した状態の解明を目指しており、コンピューター科学から医療、土木工学まで、産業と社会に大きな影響を与えてきました。
ビッグサイエンスのプロジェクトが産業イノベーションにもたらす貢献は、しばしば予測しにくく、過小評価されがちです。ワールド・ワイド・ウェブやレーザーは、科学実験を行うために開発されたツールの代表例です。こうした恩恵の一部は計画され、期待されたものですが、思いがけない発見から生まれるものもあります。ウェブやレーザーの産業応用を予見した人はいませんでした。ビッグサイエンスへの投資から生まれる最も重要な産業イノベーションは、商業的な成果ではなく、最も大胆な科学研究の遂行に重点を置くことで生じる場合があります。
産業界への恩恵は早い段階から実現します。たとえば、上流段階では、大規模で複雑な科学施設や機器の実現に必要な建設・エンジニアリング能力を生み出し、発展させるとともに、サプライチェーンのイノベーションを促します。さらに、科学研究から生まれる革新的な技術や成果の商業化と産業応用を通じて、下流段階にも広がります。こうした恩恵は、大規模実験の実施に必要な、産業界が提供する数多くの協力やソリューションを通じた中流、すなわち中流段階の活動とも結び付いています。産業界で活用できる可能性を持つ貴重なスキルは、ビッグサイエンスのプロジェクトのあらゆる段階で培われます。
気候変動への取り組みと産業界への恩恵：核融合発電の事例
科学が新型コロナウイルス感染症のパンデミックを乗り越える道を切り開いたように、気候危機の解決にも科学は欠かせません。炭素を排出する技術の即時削減に重点が置かれるのは当然ですが、長期的な基礎研究を迅速かつ大規模に進めることも極めて重要です。COP26の目標を達成するには、炭素を排出せず、安全でクリーンな発電方法を生み出す必要があります。また、ネットゼロを達成するには、乗り越えるべき大きな課題があります。
核融合発電は、クリーンで持続可能なエネルギーミックスへの道を開きます。核融合研究は急速に進展しており、その可能性を認識した各国政府が大規模な投資を行うとともに、民間部門の関心も高まっています。英国政府は最近、核融合エネルギーの実現に向け、科学、商業、国際面での主導的地位をどのように活用するかを示した核融合戦略を発表しました。核融合エネルギーを実現する方法を明らかにしています。
核融合研究は、非常に複雑で困難な科学プロジェクトが、産業界のイノベーションを促す多様な可能性を示しています。
核融合研究から生まれる上流段階のイノベーション
施設の製造と建設に携わるITERの取り組みは、産業界の能力を高め、上流段階のイノベーションを促しました。欧州委員会の評価によると、このプロジェクトは費用を上回る価値を生み出し、ITERの事業に携わった企業は、核融合以外の分野でも能力と機会を広げました。同報告書は、ITERとの契約を通じ、産業界の参加企業の12%が核融合以外の分野で使える最先端技術を新たに開発したとしています。たとえば、企業は世界最大の磁石の製造という課題に取り組み、ステンレス鋼製の真空容器をかつてない規模で精密に溶接する技術を開発しました。
たとえば英国企業は、ITER建設のための専門的なエンジニアリングおよび技術契約で、すでに5億ポンドを大きく上回る恩恵を受けており、その過程で能力を広げ、深めてきました。
ミシェル・クレサンスはITERに関する著書で、ITERと核融合に取り組むことで技術力を高めた異分野の企業の事例を紹介しています。プロジェクトの建設自体も大きな進歩をもたらしました。たとえば、満載のボーイング747型機4機分に相当する重量を持ち上げられるクレーンが2基使われました。ビッグサイエンスのプロジェクト契約に盛り込まれた保証は、独自の研究開発に投資する産業界のパートナーのリスクを軽減できます。
核融合研究から生まれる下流段階のイノベーション
JETは、英国原子力公社（UKAEA）を拠点とする欧州の核融合実験で、大きな熱変化や物質変化が生じる複雑な装置を扱うため、遠隔操作技術を必要とします。科学研究の厳しい要求は、産業界に幅広い機会をもたらしました。RACE（過酷環境下での遠隔応用プログラム）は、JETを支援し、その付帯プログラムとして、原子力、石油化学、宇宙、建設、鉱業などの産業で見られるさまざまな過酷な環境に利用できるロボット技術を開発しています。
Oxboticaはオックスフォード大学の関連スピンオフ企業で、UKAEAの敷地内にある10kmの専用道路を使って車両試験を行う自動運転ソフトウェアを開発しています。Oxboticaは、コンピュータービジョン、機械学習、人工知能を活用し、航空宇宙、自動車、建設、物流、鉱業などの分野で、あらゆる環境において車両を自律走行させる技術を実現しています。
中流段階のイノベーションを通じてビッグサイエンスに一層注目する
上流段階と下流段階のイノベーションは、科学実験の実施に必要な中流段階への投資から生まれます。実験の遂行にあたり、かつてないほど厳しい要件が求められる科学プロジェクトは、上流・下流の双方で大きな恩恵をもたらす可能性があります。長期的には、科学プロジェクトが最も野心的であるとき、産業界が最大の恩恵を得られるということです。
ビッグサイエンスのプロジェクトの責任者は、実験の野心と費用のバランスを取る必要があります。その際、産業界との協力を計画し促進する機会や、それがもたらす経済的恩恵も考慮する必要があります。
科学者と支援チームが、最も難しく厳しい科学的課題に取り組む実験を設計するとき、深い知識と創意工夫から、非常に独創的で革新的、かつ実用的な解決策が生まれることがよくあります。産業界は、基礎科学への投資がなければ生まれず、科学者と支援チームが持つ知識やスキルを活用しなければ得られない、こうした解決策の恩恵を受ける機会があります。新型コロナウイルス感染症ワクチンの開発が数十年にわたる基礎研究に支えられたように、ほかの存続上の脅威への解決策も、長年にわたり蓄積された知識と専門性を活用することになります。
科学的リスクが大きいほど、産業界への恩恵も大きくなり得る
ビッグサイエンスのプロジェクトに資金を提供する政府は、産業界や経済への投資効果を評価します。ビッグサイエンスへの投資提案では、こうした効果が強調され、プロジェクトには、たとえば生まれつつある知的財産の商業化を支援するための重要な仕組みが設けられることも少なくありません。しかし、産業界にもたらすと確認できる効果の有無にかかわらず、実験の遂行に必要な中流段階の活動に、より目を向ける必要があります。複雑で困難な実験を実施すること自体が、計画も予見もされなかった恩恵を生むことがあります。データ管理、材料、機器、施設など、実験現場で直面する課題は、産業界への直接的な恩恵を当初の目的としない、科学的な要請に基づくイノベーションにつながり、上流・下流の企業に恩恵をもたらす可能性があります。
健康や気候など、世界が直面するあらゆる課題を前に、政府は大胆で困難なプロジェクトへの投資を果敢に決断する必要があります。科学者やエンジニアが実験に必要な複雑な問題の克服に注力すると、産業界に恩恵をもたらすイノベーションが生まれます。大きな課題を解決し、科学投資を通じて新たな産業能力を生み出すには、研究と産業界の連携が欠かせません。ただし、産業界が大きな恩恵を得るのは、ビジネス機会ではなく、実験に必要な科学的課題に焦点を当てたときかもしれません。
