「ぼくらは「物理」のおかげで生きている」

 本が好き! 経由で絹本していただきました。ありがとうございます。

 数学や科学(あるいは算数と理科)など学んでなんの役に立つのか? 大人になって生活していて特に必要だったことなどない。そういうことが昔からよく言われている。実際、普段の生活のなかで、あるいは仕事のなかでそれらが明確に役立っているのかというと、そうでもないこともあるのかもしれない。ただ、実は気づいていないだけで、数学や科学が密接に関わっているということは案外多いのだ、ということもまた事実。

 そもそもこの世界は数式ですべてあらわせると数学者や物理学者は言う。自然の姿を分析して得られた知見が科学であるのだから、世界が科学でできているといっても不思議はない。だから、わたしたちの日常には科学があふれている。それが当然。

 そんな身近なところにある科学、とくに物理の役割について短く項目ごとにまとめた一冊。近年話題になっているブルーライトからはじまり、静電気やビンのフタの話。エアコンで冷房できるしくみ、タッチ式の自動改札などのしくみ。日常なにげなく使っていたあんなものやこんなところで便利に使われていた機能が、実は物理のこれこれの法則(など)によって実現されているのだ、ということをできるだけやさしくわかりやすく解説されている。SD カードなどフラッシュメモリの記録でトンネル効果が使われているというのはちょっとした驚きでもあった。

 とかく物理とか科学とかいうとそれだけで敬遠する人も多いかもしれないが、難しい理論は横において(とはいってもその概要についての解説はさけられないのだけれど)大雑把にでもその仕組みを理解してもらおうという趣旨で書かれているので素人にとっても比較的読みやすい。

 さすがに最後のほうは著者もやや無理かなという思いをかかえつつどうしても書いておきたかったというところなのかという一般相対性理論がらみとか不確定性原理とかでてくるのだが、やはりちょっと難解で判断に迷うところかも。

 それでも、日常触れる機会のあるしくみのふしぎを理解できるという意味において、物理への入門として楽しい一冊であるとはいえそうだ。

 最後にふたつの正誤情報と、ひとつの修正案を提示しておく。

■ P.52 タンカーの例では数値の単位は m なので結果も m3 でなくてはならないのに cm3 になっている。

では、タンカーはどうでしょうか。

(略)
330 x 60 x 20 = 396000cm3
1cm3の水の重さは 1 トンですので、
(P.52)


■ P.63 のボールの加速度の図は間違いと、図としてのわかりにくさがある。

63ページの上昇中・下降中のボールの速度の図

 間違いは、上昇中と下降中の左側の長い上下の矢印左に書かれた「速くなる/遅くなる」の説明が入れ違いであるということ。正しくは、

上昇中:「毎秒 9.8m/s ずつ遅くなる」

下降中:「毎秒 9.8m/s ずつ速くなる」

 P.64 に続く本文ではそのように書かれているが図の表記は間違っている。「加速度を測ってみると」ともあるが、これは「速度を測ってみると」ではないか。

 また、この図では上昇中の描き方が上から下に時間経過を示して描かれているのだが、これは上昇中というイメージと反するために今ひとつ実感としてつかみにくい図になってしまっている。これらをあわせるとこの図は以下のようにするほうがより分かりやすいのではないだろうか。

上昇中・下降中のボール速度の図(修正案)

4788911787ぼくらは「物理」のおかげで生きている (素晴らしきサイエンス) (素晴らしきサイエンスPHYSICS)
横川 淳
実務教育出版 2016-05-27

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 余談:
 「空が青いのはなぜか」という話もでてくるのですが、どうしても「アルドノア・ゼロ」を思い出してしまってしかたありませんでした。そこまで何度も「空が青いのは、レイリー散乱」と言わせなくてもと思っていたので。

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メモ:「ダークマターと恐竜絶滅」

 リアル書店にほとんど行かなくなってしまったのもあって新刊の情報にすっかり疎くなってしまった。気づいたら(というか新聞の書評欄だったか?)ランドール博士のこんな本が翻訳されていたということでメモ。

 「ワープする宇宙」ですらかなりあとになってようやく読んだので(不思議な縁で電子書籍としてのほぼはじめての購入ともなった)、これもいつになるやら。

4140816953ダークマターと恐竜絶滅―新理論で宇宙の謎に迫る
リサ・ランドール 向山信治
NHK出版 2016-03-25

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真のエネルギー革命か

 「夢の扉+」で熱音響システムというのを見た。なんだかとんでもない技術だ。あらゆる廃熱を有効なエネルギーに替えてしまおう、しかも効率的に、さらに(たぶんは)安価に。

 仕組みとしては閉じられたパイプ内で熱を受けると温度差が発生する。それによって音が生まれるらしい(が、その正確なしくみはまだ解明されていないらしい)。そこでその音がパイプ内を伝って目的の場所(発電機であったり熱源機器)などに伝わると冷却や過熱、発電といったことに使えるという。

 150 度くらいの比較的低温の熱源であってもそれを寄せ集めることでエネルギーを増幅することができ、数十、数百倍のエネルギーになることも実証された。

 バーベキューをしながらその廃熱を使って飲み物を冷却することができる。装置には霜がつくほど冷えている。

 なにしろエネルギーを伝えているのが音であると。密閉されたパイプ内を伝わるのでうるさいということはない。しかもさきのように音を伝えるだけで、細かな熱源からのエネルギーを寄せ集めて増幅していくことがたやすいと。工場などのあちこちにある小さな廃熱を寄せ集めることも比較的容易であると。

 実証実験として漁船にも乗せた。船のエンジンの廃熱を利用して魚を冷凍する。今はまだ装置が大きいので邪魔ではあるが、よりコンパクトになって普通の冷暖房装置などへの配管くらいに小さくなればまず気にならないはず。燃料代も格段に安くなるであろうし、いろいろなところで利用すればエネルギーがぐっと少なくてすむようにもなる。

 かつてはまだまだ遠い未来の技術と思われていたらしいけれど、若き研究者によってある意味革命的な発展を遂げているらしい。しかも、実験で確認するには時間がかかってしまうということで、困難といわれたシミュレーションプログラムの開発にも成功。効率を探ったりということに瞬時に答えを出すことができさらに研究が進む。

 なにやら夢のような技術なのだけれど、もはや夢ではないという時代のようだ。すごいなあ。

 こどもの頃はちょっと変わったこどもで、周りから心配されたり変な子供と思われたりしたらしいのだけれど、母親だけは自分の子を信じて見守っていたらしく、そのまま自由に育ったことが革新的な発展に続いたということでもあるらしい。

 さらなる発展が楽しみ。

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数学のおもしろさを再確認する

 [ 「3の100乗を19で割ったあまりは?」を4通りの方法で計算する - tsujimotterのノートブック ]


 eban さん経由で知って、ちょっと長文だし後半はなかなか手ごわいのだけれど、ひととおり読んでみるとなかなかに数学のおもしろさを知ることができるので楽しめた。さながら「お姉さんを助けて」にも似て。

 とりあえずということだったら誰でも単純に計算していくことで(手で計算することだって)可能だ。時間はかかるし、ことによると何回かの検算が必要かもしれない。それでも結果を得ることはできる。確かにそれは第一段階。

 そうしてそれらを眺めていることでふとなにやら法則性というか規則性というかがありそうだなと気づけば次の段階に進むわけだ。

 仮にそうした知恵をすでに学んでいて知っていたとしても、ただ知っているというのと自分で気づけたということの意味はまた別の意味を持ってくるであろうし、なにより達成感というか満足感が生まれてそれをきっかけとして数学っておもしろいなと思えるかもしれない。

 もちろん、あまりに大変で逆に嫌になるってことだってあるかもしれない。

 それでもそうした体験や気づきが生むなにかというのもあるので、手を動かすことに意味がないわけではない。昔(というか小学生から中学生くらいのころ)はそういうのが好きだった。今は嫌いというわけではないけれど、便利なものに時として頼ってしまうところは否めない。まあ、便利なものは使わないと。

 最後のほうは難解さも増しているし、すぐにはすんなりと理解できないところもあるけれど、なるほどと思える展開で、数学をあるいは数学的な(あるいは科学的な)考え方を知る、見につけるということの意味をあらためて実感したり。

 数学的な答えはひとつかもしれないけれど、そこへいたる道は必ずしもひとつではないのだということをちゃんと教えてくれているというのがいいな。昨今の世知辛いテストの採点などを見るにつけそう思ったり。(もちろん考え方としての意味は異なる場合もあるので、一概には言えないものの)

 「オイラーの贈り物」を再読したい気分が高まってしまった。とはいえすでにタスクがたまっているのでいつになるやら。


 新装版が東海大学出版会から出ていた! 知らなかった。

448601863Xオイラーの贈物―人類の至宝eiπ=-1を学ぶ
吉田 武
東海大学出版会 2010-01

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あかつきはただきんいろ

 5 年前に打ち上げられたものの軌道投入に失敗。それでもあきらめずに再挑戦の機会をうかがっていた金星探査機の「あかつき」がついに再挑戦して金星周回軌道への投入を試みたとのこと。予定していた機動はとれたようで、まず成功したであろうという感触らしい。

 はやぶさといいあかつきといい日本の宇宙開発は度重なる困難と試練に打ち勝ちながらというなんとも日本的な歴史を受け継ぐのであるなと。

 だからということもなく、たまたま外を見たら月と金星がきれいに近づいていたので撮影したのだけれど、それからほどなくそういうことが起きていたのだよなと、後になってまたじわじわと感じたり。

 ずいぶんと時間を無駄にはしてしまったけれど、有益な結果を得られることを願って。いや、無駄ではなかったのかな。

20151207の月と金星


4257760028暁はただ銀色 (ソノラマ文庫)
光瀬 龍 武部 本一郎
朝日ソノラマ 1975-11

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蚕業革命

 NHK E テレ「サイエンスゼロ」で蚕。蚕業革命(さんぎょうかくめい)だそうで。遺伝子組み換え蚕によって特定のたんぱく質を量産する技術。蚕による工場。

 オニグモの遺伝子を組み込んで鉄にも勝る強靭さを持つ絹糸を作るとかもでてきて、これはもうさながら「テラフォーマーズ」の世界かという恐ろしい未来がそこまできているのかという雰囲気も。

 遺伝子組み換え蚕ということで交雑がないようにということが配慮されているというのだけれど、そもそも蚕蛾はもはや飛べないということでもあり、さらには蚕の運動能力も衰えていてすぐ目の前に餌となる桑の葉があってもそこまで移動することもできずに餓死するとか。

 いや、確かにかつて養蚕をしていた親戚でも蚕は手がかかるという話をきいているし、せっせと人が手をかけてあげないとダメなのだというのは知っていたのだけれど、映像で見るとそこまでダメなのかと唖然とするしかない。

 そんなこともあって対策や配慮や確認ももちろんしているけれど、交雑による被害は比較的少ないと見られるという側面はあるらしい。今後はこの遺伝子組み換えの蚕を普通に養蚕農家で飼育することができるようになり、それらであらたな産業として確率させていきたいというのが今の目標らしい。

 すっかり衰退してしまった養蚕業を再生するひとつの鍵になるのかということらしい。

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CCはクローンキャットのCC?

 「サイエンス・ゼロ」で猫の遺伝子。冒頭を見逃しているのでちょっとあやふやなところしかわからないのだけれど、なにやら三毛猫のクローンを作った学者さんがいるらしいのだが、毛色がまったく同じにはならなかったのだという。微妙に違うというレベルではなくてまるっきり違うと。

 もちろん、三毛だったのに真っ白になったとかというレベルではないのだけれど、黒がほとんどでなかったとか、茶色が出なかったとか系統としては似ているがあきらかに異なるというようなレベルだったらしい。

 で、これがどうやら避けられないことらしい。X 染色体に特に黒と茶色の情報を持つ部分があるというのだが、まずこの二対が一方しか働かなくなってしまうらしい。その理由はわからない。結果、それらのどちらかの情報が機能しなくて色合いが変わってしまうというようなことらしい。同じようにコピーされるはずなのだがそうはいかないと。

 また、色合いを決めている部分は色や特徴などによって複数の染色体に存在しているらしく、それらの組み合わせで白が強くなったり、黒がでたり、斑になったりみたいなものがあるらしい。毛色を見ると遺伝子の状況を分析できるのだと。そういうあたりまでは解明が進んでいるらしい。

 他の動物のクローンであればまずそういうことはなかったはずなのに猫(恐らくは三毛猫特有らしいのだが、先にも書いたように冒頭見逃しているので未確認)の場合そうならないことがあるというのが、なかなか面白い。

 さらにはレトロウィルス由来の遺伝子情報を調べることで、その猫の歴史をうかがうことが可能なのだと。そもそも野生の猫が家猫になっていく過程において、色の変化などもいろいろ起きていたのだということもわかってきたらしく。

 猫、なかなかに面白い。

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リアル・マインスイーパー

 「サイエンスゼロ」で生物の嗅覚を利用する話を見ていたらなかなか科学はすすんでいるのだなと。前半は線虫を使ったがん検診。がん特有の匂いを検知するために線虫を使うということらしい。以前にアメリカだかどこだかの病院かなにかで余命を感じる犬みたいな話があって、それもがん特有の匂いに感じてその行動から患者の余命だかなんだかを判断するといったような話があった。それに似た感じなのか。

 線虫の嗅覚はヒトの 3 倍ほどあるとかで、しかも線虫ならば安価に供給できるので実現したときにはとても安く使えるというメリットがあるとか。具体的にはどうなるのかはわからなかったが(冒頭は「生活笑百科」を見ているため)。

 後半では昆虫の嗅覚細胞を人工的に作り上げてそれを工学に応用するといった話が。まあ、どのような生物を使うかという違いはあれど同じような発想があるのだろうなと。

 また、リアル生物を使ったという例で、アフリカオニネズミというのを使って地雷除去をしているという話があいだにはいった。このネズミも嗅覚にすぐれていて地雷に使われている爆薬の匂いを覚えこませ、リードをつけて探させているのだった。

 人の場合には 100 平方メートルを捜索するにも一日くらいかかってしまうそうなのだが、ネズミがやるとあっという間に終わってしまうのだとか。効率が断然違う。

 そういうとネズミだから万一爆発しても人間には被害がないからか、とか思ってしまうのだが、ネズミは軽いために地雷の上に乗っても爆発しないのだと。つまり、地雷発見は迅速に進むし、ネズミの命も危険にさらさない。なんというよい話なのかと。

 生物の嗅覚を応用した研究では日本が世界をリードしているということらしく、今後も楽しみな研究テーマのひとつだなあと。まあ、ひがみっぽい他国もあるので、そのあたりに不安材料がないではないけれど。

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はじける新たな泡の時代

 [ No.515日本発 驚異の泡! ウルトラファインバブル 2015年8月30日の放送|NHK「サイエンスZERO」 ]


 ナノサイズの泡によって広がる様々な世界。ウルトラファインバブルとしてそれぞれ細かい規格を作って広めようとしているらしい。大きさによってさまざまな働きが期待できるとか。

 サバの鮮度を維持するために窒素のウルトラファインバブルのはいった水に 10 分つけるだけで鮮度が 5 日間維持できるのだとか。

 また、細菌に特定の大きさにしたオゾンのウルトラファインバブルのはいった水によって細菌を破壊することができるとか。

 さまざまな洗浄にも応用が期待されているとかで、バブルがはじけたけれどあらたなバブルの時代が到来しようとしているらしい。なにしろ基本泡にしているだけということと、それが含まれた水でよいということで安全性の高さがなによりも評価されているようで。

 なかなかに面白い世界だった。

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アルバトロスの翼

 NHK スペシャルでアホウドリの移住計画を見る。鳥島から営巣地を移そうという取り組みについては当事のニュースとかで見た覚えはあって、そういえばその後についてはあまり知らないなというのが正直なところだった。その一部始終 8 年あまりの活動をまとめたもの。

 そもそもが活火山ということで絶滅から救うためにも営巣地を移そうという計画で、毎年同じところに巣を作るという習性があるらしいということであらたな地に誘導しようという計画。といってもアホウドリの飼育そのものの知識が十分ではなく、正直試行錯誤でのはじまりということだったようだ。

 ひなをなんとか捕まえてきて移動させ、餌を与えようとするものの、人を恐れてなかなかおとなしくしてくれない。まあ、それも無理はないのか。それでもなんとかやってようやく餌を与えることができるようになったと。

 その餌にしても所期のころは十分に細かくしたすり餌といったもので、これをはじめ生クリームを絞るアレでやろうとしたが固くてうまく流し込めない。そうして時間がかかるうちに雛が吐いてしまう。そこでと取り出したのがコーキングガン。隙間充填剤を押し出す道具。これがうまくいったというのだから、なかなか面白い。

 ようやくにして帰ってくるアホウドリがではじめて、カップルになるもののでてきた。抱卵をはじめたが様子がおかしいので確認すると未受精卵だったと。それが 3 年あまり続いてしまいまだ結果がでない。それでも毎年そのつがいはもどってくるし、それにつられてなのか新しい個体もやってくるようにはなったと淡い期待もというところへ、お隣の無人島で見つかった雛がどうやら二世らしいということがわかる。

 結局わかったのは、かならずしも生まれた島にもどるとは限らないけれど、それはまた新しい島に営巣する可能性もあるということでもあると。合計 70 羽ほどのひなを移動させて育てたけれど、まだまだ結果として満足できるものではないという難しさ。

 人の傲慢さによる乱獲で数を減らし、一時は絶滅と思われていただけに、ようやく復活したこの数はなんとしても保護したいという思いとそんなことなどつゆ知らぬアホウドリ自身の行動とのせめぎあいとでもいうか。

 なかなか簡単にはいかないプロジェクトではあるけれど、うまくいくとよいなあと。こういう仕事、ちょっとあこがれる。

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