ウマウマ
お久しぶりです。めっちゃ暇なので記事書こうと思います。
ブログ更新は一年ぶりです。本来の趣旨とは外れるかもしれませんが、本当に適当に書いていきます。
去年はずっと学業が忙しく鬱々としていました。そんな私にも趣味が出来ました。
ウマです。
あー今話題のゲーム「ウマ娘」ですか。。。って思いましたかね。でもこれダブルミーニングなんですよね、深くは言いませんが。
ウマ娘は、史実の競走馬を擬人化(+女性化)したキャラクター達であり、各競走馬の特徴がヒトに近くなった姿でも反映されています。彼女たちは通常のヒトとは比べ物にならない程のフィジカルをしています。また代謝の良さが尋常ではないのか、食事の量もえげつないです。画像中央のスペシャルウィークや右奥のオグリキャップは史実でもよく食べる子だったそうです。
そして注目すべきは彼女らの食べているものです。大盛りの白米とステーキ、あと汁物(味噌汁?)ですね。オグリは唐揚げっぽい何かを何個もお皿に取っています。
野菜が少なくないですか?(不穏)
ということで今回のテーマは
草食動物を擬人化したウマ娘は何故ヴィーガンではないのか。
ではありません。そんな危険な話題はあげたくないです。
ウマ娘はヒトに近いですし、アスリートだと思えば食事の量が多いのはごく自然な事ですし、強靭な肉体のためにも肉や炭水化物が多いのは普通ですよね。
一方こちらは競走馬エフフォーリアくんです。知らない人にさらっと説明をすると2021年の年度代表馬に選ばれたとても強い馬です。つい一週間前にGⅠ大阪杯に出走しました。画像はその時のフォトパドック(馬体写真)です。
素人目に見ても前脚や胸のあたりはとても筋肉がついていて強そうですよね。
このように強い競走馬を見ていると彼らが草食動物である事を忘れてしまいます。
アスリートやウマ娘は身体作りのために肉をたくさん食べなければいけないのに、馬は肉を食べなくてもムキムキになれるんですね。
草だけ食べていても筋肉が付くのはナゼ?
本題です。これは馬に限らず草食動物全般に言えますね。そもそも我々人間の一般的な認識である「タンパク質を摂らないと筋肉は作られない」のは本当なのか考えましょう。
筋肉に必要なのは“あくまで”アミノ酸
タンパク質を摂らないと筋肉は作られないのは本当です。ただそれは人間や肉食動物においての話です。筋肉を作っているのはアミノ酸という枠組みの有機化合物です。生物の授業で聞いたことがあると思います。タンパク質が体内で分解されると複数のアミノ酸になり、その中でもバリン、ロイシン、イソロイシンなどのアミノ酸が筋肉増量に使われます。つまり動物にとって「筋肉を付けたければ、アミノ酸を摂れ!」というのが共通認識であり、人間はそのアミノ酸を摂取する手段としてタンパク質を食べているんですね。
ウマはアミノ酸を摂取する手段が人間とは違う
秘密はウマの腸内環境にあるそうです。ウマやその他の草食動物はとても長い腸を持っており、その中には大量の微生物がいます。腸内の微生物はウマが食べた草をアミノ酸に分解する機能を持っており、分解後に微生物ごと消化することによってアミノ酸やビタミンを得る事ができるらしいです。体内の微生物と共生かと思いきや、全てを贄とするウマ・・・恐ろしいです。人間も腸内細菌を毎日排泄しているようなので、この辺は普通の事なのでしょう。ところでこの微生物を人間の腸内で飼えばムキムキのヴィーガンも誕生するんじゃね?って思ったんですけど、どうでしょうか。
まとめ
ヒト(肉を食べる→タンパク質が消化されアミノ酸に分解→筋肉)
ウマ(草を食べる→微生物が草からアミノ酸を合成→筋肉)
ということですね。ただウマはあれだけ身体が大きいので、ずっと食事をしていないとなかなか身体が大きくならないそうです。
どんな動物でも食事は切り離せませんからね、ウマウマな食事を心がけましょう。
[小話]電気が先か磁気が先か
こんにちは。田中です。
電車に乗ってる時って暇だよね。ということでちょっとブログ書きます(2ヶ月ぶり)
タマゴが先かニワトリが先か論争ってあるよね。
鶏は卵から生まれるけど、世界で最初の鶏が卵から生まれたならその卵を産んだのは誰?みたいな話です。これは哲学的な話で結構昔から哲学者が頭を悩ませていたらしいです。なんか最近の研究だとタマゴが先にできた説の方が優勢らしいですね。(詳しいことは知らん)
物理学でもタマゴとニワトリのようなセットになってる関係は色々とあります。
特にすぐ思い浮かぶのは電磁気力です。中学生の時に電磁誘導っていうやつを習いますよね。そこでなんとなく電気と磁気ってセットなんだなあって分かるかと思います。それは確かなもので電気が通った周りには磁気が発生し、磁気が通った所の周りには電気が発生します。なんでやねんって思うかもしれませんが、〝そういう風に〟出来てるだけなんですよね。タマゴからニワトリが生まれた瞬間「なんでやねん!!」ってニワトリをシバいたら動物愛護団体に叱られますよ。
とまあ私が言いたいことはなんとなく予想できますでしょうか。
電気が先か、磁気が先か論争
この議論が生まれてしまうんですよね。これずっと私が疑問に思ってました。しかしこれタマゴとニワトリ論争以上に答えは明確に出てるらしいんですよ。この前、とある電磁気学の教授の話を伺う機会がありました。(もちろんzoomで)電磁波の話をされていたのですが、ここで電気と磁気の根本的な関係を述べられていました。
教授「磁気というものは実は電気による相対性理論的理由で生まれたものなんだ。」
そうおっしゃっていましたね。私も難しい話すぎて理解は追いついていないですが。ただ〝電気による〟ってフレーズが私の疑問の答えに繋がりますよね。つまり電気が磁気を作っていると。
相対性理論については詳しく述べない(筆者が詳しく述べることが出来ない)です。電気ってのは光と同じぐらいの速さで移動ができるわけですよね。光の速さに近い運動を物質がすると相対的な時間や距離のズレが生じるというのはなんとなく聞いたことありますね。
①この宇宙に電気が生まれる
②電気は光と同じぐらいの速度で移動できる
③電気の周りで時空の相対的な歪み発生
〜137億年後〜
④その歪みを人間が感じる
⑤この歪みのことを磁気と名付けよう←イマココ
こんな感じですかね。まあ専門家でもなんでもないんでただ興味深いねっていう感想で終わらせてくれるとこちらも有難いです。
じゃあそろそろ目的地着くんで終わります。
[小話]無限
こんちわ。田中です。
昨日寝る前に思い出した話をブログに書こうかなと思います。
僕はアルバイトで塾の講師をしています。その点は今も尚やっているので深くは掘り下げません。
ちょっと前、中学1年生の男の子にある難しい質問?というか議論を持ち掛けられました。
男の子「先生、この世界に〝無限〟なんてないと思います。絶対に無いですよね?〝無限〟」
うーーーーーん。とても難しい疑問だね。
ちなみに私の返しは
私「じゃあさ、1÷3を筆算で計算してみてよ」
男の子「んー、えっと割れないから1つ位を下げて3で割って、1つ位を下げて3で割って、ってこれ!0.33333333……だあ!?」
私「な!3が無限に続くだろ?はい゛論破゛!!」
でした。いや、はい論破とまでは言ってません。それは嘘です。
でもまあその男の子が純粋でこれで納得してくれたから話はそこで終わっちゃったんすけどねー。私がやったことはどうも話をすり替えたような気がしてならないんですよね。
おそらく男の子の言う〝無限〟はこの世の果てとか物の長さとか大きさの事だと思うんですよね。確かに無限に長いヒモなんて無さそうだし、宇宙だって一応大きさを持っていて無限では無いし。中一男子の若い感覚ならではの無限、面白いですよね。私は高3で数学の極限を習った時から無限のイメージはn→∞になっちゃってました。その男の子との議論は数学世界の無限と現実世界の無限の感覚の差異を感じられた貴重な体験でした。
P.S.この話を思い出したのは昨晩『呪術廻戦』を見たからです。
五条悟の言う無限は数学世界の無限ですよね、たぶん。呪術廻戦は原作読んでないのでこれから先の展開も五条悟が言ってることも全く分かりませんが、楽しみです。
生物物理学序説
こんちは。田中です。
いつもパソコンでブログ書いてるんすけどタイピングが激早って訳では無いし、スマホならアプリあるし書きやすいのでスマホで書いてます。これなら寝っ転がって文章も書けるし快適だね。
今回のお話は今大変ホットな学問についてです。
ホットというのは私的にそう思っているだけ
では無いんだな、これ。
皆さんは生物物理学って知ってますか。生物?物理?どっちだよ!と思わずに。どっちもですよ、普通に。ゴリゴリの文系です!という方は「へぇ〜そんな学問があるんだあ〜」って感じたかもしれません。むしろ理系の人の方が驚くかもしれませんね。
理系A「生物と物理って…笑。1番かけ離れてるっしょ…笑」
理系B「大学受験するにしても理科は物理と化学、もしくは化学と生物だよな!」
理系C「うちの学校はそもそも生物と物理は一緒に取れなかったよ…」
こんな感じの反応してくれると思います。確かにその通り!自分もそう思っていましたね!大学受験の話が1番しっくり来ると思います。まず生物と物理で受験する人はいませんし、そんな受験科目を用意する学部もほぼありませんから!
高校生の頃の私の常識でも、物化(物理と化学)と生化(生物と化学)がオーソドックス。物生は異端、てか異常!ていうか変態!?って認識でしたね。でもこれはあくまで高校生の感覚。この感覚は物理学徒になった人しか覆せないものです。
生物物理学とは
生体内で起こる様々な現象ありますよね?(威圧)
簡単な例は免疫とかです。生物で習いましたね!ヘルパーT細胞がうんたらかんたら……とかさ。白血球がウイルスから守ってくれる?とか?だよね。生物の授業では、免疫のシステムだとかそれぞれの細胞の役割とかを習いますよね。
では白血球ってなんでウイルス倒してくれんの?
「えっ、もしかして意志を持ってるヒーロー!?」
それは、はたらく細胞の見過ぎですね。
はたらく細胞というアニメは人体の免疫系について知るにはとても良い教育アニメだと思います。見てない人は絶対に見ようね。
今月から2期もやるみたい!
話が逸れましたが、実際に体内に人型の意志を持った白血球がいる訳ではないですよね。実際は白血球は細胞です。細胞に意思があるとは思えないですね、無いとも言いきれませんが。そもそも白血球がウイルスを倒すという役割をもたらされてるとして何故ウイルスを検知出来るのでしょうか。こんな疑問を解決するには、化学や物理学の知見が必要です。まず化学の視点で生物を解明する事(生化学という学問)ですが、これは割と昔から研究されてきました。そもそも生体内の物質というのは全て化学物質としていて、生体内の反応も化学反応で大方説明が着きます。でもそんなに上手くいく?って事が生体内ではよくあります。確かにここでこういう化学反応が起きたら良いよねっていう場面で起きてくれるんですよ。だから人間は人間でいられるんです。でも化学反応ってさあ!人間とかが実験で起こすやつだよねえ!?まあ自然界にも色々起きてるけど、そんな繊細な反応が生体内でも起こるってヤバくない?!しかも起きて欲しい時に起きてさあ!?上手く出来すぎだろぉ!これぇ!
ここで「まあ、うまいこと出来てんだなあ」で終わると終了なのですけどね。「いやなんで!?何故こうも上手くいく?なぜ!?」となった人が行き着く領域が生物物理学です。物理学というのはある現象がなぜ起こるのか、を突き止めていく学問です。
化学や生物で習うものが結果なら物理で習うものは原因です。(極論)
生体内で起こるあらゆる反応、その因果を明らかにするのは物理学の力を借りなければ行けません。
ここまで自分の言葉で生物物理学を説明してきましたが、大変良い所で語彙力が乏しくなってきたので素直に引用します。
Wikipediaは何言ってるのかわからん!って人もいると思いますが、下のリンクは日本生物物理学会のもので分かりやすいと思います。余談ですが、日本生物物理学会は1960年に設立されたそうです。理科学会の中では若い方ですね。このことからも生物物理学が最新の学問であるということが伺えます。
なぜホットな学問なのか
なんでこの学問がアツいと私が思っているのか、そこですよね。生物物理学という学問は、先程も述べた通り学問としては若い方で正に最先端科学って感じです。なので1960年代から現在にかけて科学者の中では発展途上のスゲー学問って認識はあり、常にホットではありました。しかし最近になって、人類が生物物理学と向き合わなければいけない理由生まれましたよね?
新型コロナウィルス感染症(COVID-19)
2020年、世界を混乱に陥れたウイルスですね。2021年1月現在も、数多の変異種が現れており感染拡大は続いています。ワクチンの開発が各国でなされてるそうですが、まだ確実なものは登場してないように感じます。コロナウイルスというものがどういうものなのか、何故変異するのか。こういった問題解決も生物物理学の知見が要ります。
私は新型コロナウイルスと人類の戦いが終わらないと思っています。そもそも人類とコロナウイルスの戦いは2020年から始まった訳ではありません。最初に発見されたコロナウイルスは1930年代です。また、人類が「風邪」と呼んでいるものの原因の多くはコロナウイルスによるものだと1960年代に判明します。人類がいつから風邪を引くようになったのかは分かりませんね。でも人類が誕生した700万年前から風邪ひいてそうだよね。こう考えるとやばいですよね、700万年の戦いで今まで人類優勢だったのが現在コロナウイルス優勢ですよ。相当な危機ですね、これ。
去年、コロナ禍で大学がオンライン授業になりました。(今もだけど)
私の取った生物物理学の授業ではこんなレポートが出されました。
「新型コロナウイルスのワクチンを作るにはどうすれば良いのか。」
いやこれが分かったら苦労しないだろオイオイオイ!!!(怒)って感じでしたね。でも文献を漁ると新型コロナウイルスを打破するモデルは案外いっぱいあります。ただ実現が難しいって事です。生物物理学の大きなテーマのひとつにタンパク質解析があります。コロナウイルスもタンパク質解析によってその性質や弱点を炙り出すことができます。生物物理学は人類とウイルスの戦争においての最大の武器ということですね。
こうしてる今も打倒新型コロナウィルスを掲げて科学者たちが研究をしているでしょう。この人類の戦いの最前線にあるのは〝生物物理学〟(バイオフィジックス)であることを知っておきましょう。
竈門炭治郎に一夜を潰された物理学徒の話
こんにちは、田中です。
鬼滅の刃、大人気ですね。映画も公開されて日に日に社会現象が加速している気がします。鬼滅の刃がこれほどまでに人気になったのは、やはりアニメ化が大きいですよね。アニメ放送開始(2019年4月)から話題になり、主題歌も大人気!これはブームに乗るしかない!という時に私は鬼滅の刃を全く知りませんでした。
主人公の名前が竈門炭治郎であることも、主題歌の紅蓮華も全く…
そんな私がアニメ「鬼滅の刃」の存在を知るのは2019年12月の事でした。当時アマゾンプライムで視聴し、それはもうドハマりしました。現在は単行本の最新刊まで読んでますし、無限列車編も見に行きました。
この流れだと鬼滅の刃の面白いところを語り始めそうなので、流れを変えましょう。
私は竈門炭治郎をある一件で恨んでいるんですよ。
2020年1月某日、私は一つのレポートに明け暮れていました。
大学生の1月と言えば、学期末です。
つまり期末テストや期末レポートの季節です。
私が取り掛かっていたのは、ある授業の期末レポートでした。そのレポートが授業の成績を左右するので、手は抜けません。しかし、年末年始は特に何もせずグータラしていたので提出期限が近づいていました。
「急いでこのレポートを完成させなければいけない!」とまあまあ焦っていました。ではそのレポートのテーマというのは
「現実世界でもアニメの世界でも漫画の世界でも良いので、何らかの現象で発生するエネルギーを求めよ」
というものでした。例えば「ドラゴンボールの悟空の出すかめはめ波のエネルギーを物理的に求めてみた!」や「松岡修造の熱量を計算してみた!」みたいな自由なテーマで良いので、とにかくエネルギーを求めよという課題でした。
(↑こういうノリで計算していくイメージ。これよりはもう少し真面目だけど、この動画もとても面白いので見よう!)
松岡修造のように現実に存在する生物や物理現象のエネルギーを求めても良いのですが、せっかくアニメの世界の話でも良いよ、と言ってくれているのでアニメにしたいですよねえ。それも最近ホットなアニメを選びたいですよねえ…
「鬼滅の刃、ついこの前見たじゃん…!」
アニメ放送終了から半年以上経ってるものの、鬼滅の刃は12月に視聴したので私目線では直近の話題でした。ということでアニメ「鬼滅の刃」の中から疑問に思う事を見出して、それを物理的に考えようとしたんです。
「そういえば竈門炭治郎って大きな岩を刀で切ってたな…」
第三話、炭治郎が鍛錬を積み重ねるシーンで育手の鱗滝から「岩を切れ」という課題が出されます。
「こんなの刀で切れるわけないだろ!!!!!」
炭治郎も「そもそも岩って切るものだっけ…?」と言っています。
結論を言ってしまえば、炭治郎は刀で岩を切るんですよね。それも一太刀で。そこまでの経緯はアニメを見てください。良いシーンなので。
こんな事が可能なのでしょうか。いや出来ないでしょう。(反語)
まあ漫画・アニメの話なので現実的に考えるのはナンセンスかもしれません。でも考えなければいけないんです!レポートを書かないといけないので!
アニメの世界を物理的に考える時は、都合の良い解釈は必要です。この場合、現実でやったらまず刀が刃毀れするでしょう。ですから刃毀れしないような状況をこちら側から提示してあげる必要があると思うんです。上の画像では、刀身はしっかりと岩に入っていますが刀は岩に届いていないと仮定しましょう、届いていたら刃毀れルートなので。刃が岩に届いていないのに切れる状況とは…?真っ先に浮かんだのは「衝撃波」でした。衝撃波とは物体が音速を超える速さで移動するときに周りに発生する圧力の波であり、他にも爆発現象のまわりで見受けられます。(爆轟と言ったりもします)
つまり私の主張は
「炭治郎の刀は岩に入っていないが、音速以上の速さで刀を振り下ろしたため、刀の周りに強い衝撃波が生じ、その衝撃波によって岩が切断された」
ということです。物理的方針は定まりましたので、ここからエネルギーを計算していこう!!ってあれ…?
「衝撃波の強さってどうやって出すんだ?」
当時、大学一年生の時点で衝撃波についての知識はほとんどありませんでした。
単純に刀を振り下ろした前と後の力学的エネルギーの差から求める…?
いやいやエネルギーが小さすぎるだろう…岩切れねえよ…
とまあ、高校物理の知識程度では到底太刀打ちできない課題なんです。
こんな時はWikipediaでしょ!
安直千万な理系大学生はWikipediaに頼りがちですよね。(あと金沢〇業大学のpdfも)
一通り調べた結果、衝撃波の威力というものは非常に複雑に表されるということが分かりました。
私が求めていたのはエネルギーなので、[J](ジュール)が分かればレポート終了なんですけどね。衝撃波の威力は、前後の圧力比・温度比・密度比・速度比などで示されるらしいです。私の知りたいジュールでは少なくともない訳ですね。仮に前後の圧力・温度・密度・速度が分かっていればそこから地道にエネルギー変換をしていけばよいのですが、これがまた難しいンですわ…
課題開始から約二時間、日付が回り夜中になってしまいました。
どうやら衝撃波に関する上記の比を求めるには、“ある式”が重要だという事が分かりました。
ランキン・ユゴニオの式
なんですかこれは?全然知らないし、ぱっと見チョ~ムズそうじゃない!
(これって一夜で履修できる内容じゃないだろ・・・)
この関係式は、衝撃波の前後にある物理量の関係を表す式…だそうです。
私は涙目になりながら必死になって文献を漁りました…
どうか、どうかこの俺に分かるように説明してくれッッ・・・!!!!
俺は長男だから眠くても、辛くても、レポートを書くのをやめない!!
一度は衝撃波から離れて、岩目線でも考えました。
(岩を真っ二つにするために必要なエネルギーとは?物を切断する時に働く力の求め方は?.etc)
岩目線でも駄目なものは駄目でした。当時の私は真夜中で睡魔と戦う中だったのでパフォーマンスが良くなかったのでしょう。やたら難しいことに挑戦しようとして結局分からず終いでしたね。
炭治郎「夜明けが近い・・・」
時刻は朝の四時でした。手元にあるレポートは、一枚程度しか書けておらず、かれこれ四時間は文章が進んでいません。
私は、ただオールして“文献漁り”(ネットサーフィン)してただけ・・・?!
その事実が深く胸に突き刺さります。無駄な時間過ごすと結構凹むよね。
元はといえば炭治郎のせいじゃないか。なんで岩なんて切るかねェッ!!?(怒り)
苛立ちながら私の大切な学期末の夜が一夜終わります。こんなことしてないで、テスト勉強したら良かったのに・・・ああ、でも計6時間近く悩んだ課題からやっっっっっっと解放される・・・みたいな偽りの安堵感を胸に刻みつつ寝ました。
これにて私の無限課題編が終わります。
以上の事から私は竈門少年を恨んでいる訳ですね。逆恨みも甚だしい。
後日談ですが、そのレポートは全く別のテーマに書き変えて提出しました。かなしいね。
PS.明日はいよいよ鬼滅の刃最終巻発売なので、一早く手に入れたいものです。このブログは映画無限列車編が公開された10月に書き始めたものですが、大学の方が忙しくて手が止まり二か月越しの投稿となりました。
この世で一番弱い力って何だ?
こんにちは、田中です。
私の生活スタイルなのですが、平日は大学の授業を受け、土曜日は一日中バイトをし、日曜日だけが人権のある日という形で「生きさせて」貰ってます。
そんな日曜日もバイトやサークルで脅かされ始めた今日この頃
せっかくブログを始めたので、最初のうちは更新頻度も高くしていこうかと思い、書き始めました。今回の内容はタイトルの通りです。
「この世で一番弱い力って何だ?」
一般人には理解し得ないかもしれませんが、物理学徒がこの世の「力」について日夜考える事はよくあります。ではこの世にある「力」とは何なのか。物理の話なので「権力」とか「筋肉」とか「拳」とかは答えないでください。
我々、物理学徒が思い浮かべる力は「force」です。「power」ではありません。「power」は「仕事率」という別の物理量のことを指す場合が多いので、ここでは違います。では力(force)をどのように比べるのでしょう。世の中には様々な物理現象があり、色々な力が働いています。それらは全て数値化ができ、実際にこちらの方が強い、こちらは弱いなどと比較しています。N(ニュートン)というのは力の大きさを表す単位ですが、大きさを図って比べるのはコンピューターに任せれば出来ます。また物理学を少しかじっている人ならば、ニュートンの運動方程式などで物体に働く力を実際に計算できます。私が言いたいのは、数値比較で弱い力を見つけろ!ってことではないんですよね。そんなのいくらだって作れます。ノミが地面を蹴る力とかあからさまに小さいでしょうし。この世(全宇宙)の中にある力の「種類」の中で一番弱いのは、なんでしょうか。そういった話なのです。難しい話になりそうですね。なるべく簡潔に書きたいとは思っていますが。
まず私は力の「種類」と言いました。同じ力で比べたらキリが無いからですね。例えばパンチとキックって一般的にどちらが強いのでしょう。足の方が筋肉が多いので、キックが強そうにも感じますし、腕の方が可動域が安定しているので力を出しやすいようにも感じますね。厳密に解析すればパンチとキックどちらが強いか分かるかもしれませんが、今回のスケールは人間ではなくて宇宙です。宇宙にある力の中で、という話なんですよ。スケールがデカすぎるだろ…って思う人が大半でしょう。そして話の筋が更に理解できている人はこうも考えるかもしれない。
「宇宙にある力ってめっちゃ多くね?」
多そうですよね。宇宙って広いし、〇〇力っていう言葉は生きていれば何回か耳にします。中学・高校で習うのは「摩擦力」「垂直抗力」「糸の張力」とかでしょうか。当然もっともっと〇〇力は存在しています。その中から一番弱いのを決めるってなると気が遠くなりますね。
でも安心してください。全ての力を比べる必要はありません!
この世には「4つの力」しか存在していない。
この辺から皆さんの頭の上にクエスチョンマークが生えてくるのですが、まずは見出しの通りです。インパクトが強いですよね、そうなんです、4つなんです。この事実にグイード・ミスタはなんて反応するんでしょうか。まあ皆さんの反応もそれぞれあると思います。「話が違うじゃないか!中学・高校で色んな力が出てきたぞ!5つ以上は少なくともあるだろう!!(激昂)」という人も居る事でしょう。
いいですか皆さん、「統一」なんですよ。物理学の世界ではいつの時代も「統一」を目指しているんですね。確かにこの世に様々な力が存在していますが、それらの力にはそれぞれ元があるわけです。この世にある力を全て分類して、分類ごとに統一した結果が4つなんです。この4つの力を専門的には「基本相互作用」と言ったりします。
つまりですね、この「4人」で争い合ってもらえば、宇宙で一番弱い力が決まるわけです。
ではエントリーした4つの力を紹介しましょう!
①重力
②電磁気力
③強い力
④弱い力
以上です。「おい!おい!」と思った人も居るでしょうね。重力と電磁気力はまあ良いでしょう、とても物理学っぽくて良いと思う(適当)強い力と弱い力ってなんじゃ!(千鳥ノブ)
強い力と弱い力は、主に素粒子間で働くとある力です。皆さんの日常生活では一切実感できないのであんまり気にしなくても良いかもしれません。詳しい説明は後で。
ではここで質問です。
「4つの力のうち一番弱い力は?」
考えましたか?直感で即答してくれればいいんですけど
答えはですね…なんと重力なんですよ。
あの4人の中で一番聞きなじみがあるのが重力だと思います。皆さんは今もなお、地球の重力に引っ張られていますよね。強さ順も示しますか。
重力<弱い力<電磁気力<強い力
このようなパワーバランスとなっています。「弱い力」が一番弱そうですが、重力なんですよねえ。あんまり実感が湧かないと思います。
ここらで一つずつ力を説明していきましょう。
まず強い力ですね。この世で一番強い力として堂々の一位ですが、正式には「強い相互作用」と言われています。凄く簡単に、とても簡略に言ってしまうと素粒子と素粒子を繋げる接着剤のような力です。強い力が存在していなかったら我々は今頃粉々になっています。つまり人間や他の物質を形成する架け橋であり、これは重力よりも強くあってほしいですよね?皆さんの中で、身体の細胞が地球の重力に引っ張られて崩れ落ちた経験がある人はいらっしゃいますか?強い力が重力よりも弱かったら、人間は地球に立つ間もなく崩れ去ります。
一方で弱い力ですが、これは「中性子がβ崩壊をするときに粒子の性質を変える力」という説明になります。「?」と思ってくれて良いです。とても難しい話なので私も自信を持って説明出来ません。ちなみにこの弱い力は数値的には重力より大分強いです。そもそも「強い力」と「弱い力」というネーミングは「電磁気力」から見て「強い」か「弱い」かということで付けられたらしいです。
では電磁気力とはなんでしょう。既に想像がついている人は、そのまんまのイメージで大丈夫だと思います。電気や磁気には、プラスとマイナス(S極とN極)がありその間には引かれ合ったり、斥け合ったりする力が働きます。電気と磁気はその昔、別の分野で研究されていました。しかし研究され続けていく中で「電気と磁気ってめっちゃ似てね?てか同一人物じゃね?」と学者が気づき「電磁気」と「統一」されました。
一つ例として挙げるのは磁石です。皆さん磁石で遊んだことはありますか?私は子供のころ磁石を二つ用意し、一方は机に置き、もう一方は手で持って上から近づけて遊んでいました。ある程度、磁石同士の距離が近くなると机に置いていた磁石が宙に浮いて、手に持った磁石にくっつきますよね。当時の私はそれが面白くてずっとやっていました。ちなみにこれ大発見に値するんですよ。「磁石が宙に浮いた」←これ当たり前だと思っていませんか?
磁石が磁力によって宙に浮くという事は、地球の重力を磁石が振り切っているということ
なんですよ。どうですか、電磁気力って重力よりも強く感じませんか?
以上で一通り、重力と他の力のパワーバランスについて説明しました。私がこの話を初めて知ったのは中学一年生のころでした。未だに「4つの力」という話は興味深いですし、まだ研究段階も部分もあります。(最近では5つ目の力があるのではないか、と噂されています。)でもこの話って物理学徒なら大抵知っているメジャーな話なんですよね。私はもっと聞きなじみのない人に知ってもらいたいですね。やはり一番身近に感じている力であり、常に自分の身体に働いている力であるのが「重力」です。そんな重力がこの世で一番弱いなんて戦慄しますよね。私はしました。
強い力「重力がやられたか…」
電磁気力「フフフ、奴は四天王の中でも最弱…」
弱い力「人間ごときに解明されるとは、我らこの世の力の面汚しよ…」
このようなやり取りが行われる可能性もありますね。
ちなみに重力はまだ解明されていません。(衝撃)
知的生命体(笑)である人間様の脳味噌のちっぽけさを感じざるを得ません。
科学に興味を持つ人と持たない人
こんにちは、田中です。
私は現在大学生で物理学を専攻しています。よく勘違いされる事なのですが、「大学で物理学を勉強している」と人に説明すると、やたら難しい話を振られたりします。
「相対性理論って何?」「この前のノーベル賞ってどういうこと?」
「タイムトラベルって実現するの?」「宇宙の外側には何があるの?」
などですね。あの…
「知りません」
知りません。いえ相対性理論も知らない訳では無いし、ノーベル賞の内容は毎年チェックしています。興味はあるので。ただ簡単な顔をして上のような質問をしてくる人はおそらくではありますが、科学の予備知識が薄い。そんな予備知識の薄い人達に聞かれて私はそれに応答しなければなりません。残念ですが、こんな状況に陥った時には「知らない」と一点張りをしてしまいます。
つまり私には知識0の人間に上のような難しい話を1から説明し、理解させるような能力は無いという事です。私はアルバイトで塾講師を経験していますが、中学生範囲ですら1から説明して理解にまで持っていくのは至難です。ただ理解を促す事ではなく自分の意見を述べることは出来ます。なので相手がある程度の知識を持った状態であり「相対性理論のここが凄いよね!アインシュタイン頭いい!」だとか「この前のノーベル賞、天文ネタは二年連続で予想外だったね!」だとかを、ただただ会話するのが楽しいのです。それで満足します。
でも予備知識のない人がせっかく質問をしているのに置き去りにするのはよくないですよね。一番良いのは私がもっともっと頭が良くなって上の質問を簡単に説明できてしまう人間になることですが、どうも難しそうです。私は少しでも科学に、物理学に、興味を抱いてくれれば日常生活で私のような堅物理学部生ともディベート出来るんじゃないかと考えています。えらく長いですがここまでが前置きです。
物理学に興味を持ったタイミング
私が物理という単語を初めて耳にしたのは小学校一年生の時です。当時フジテレビでガリレオというドラマをやっていました。主演の福山雅治が演じる湯川学は物理学科の准教授でした。ドラマの内容は刑事と湯川が協力して怪事件を解決する、その際に鍵となるのは毎度、湯川の物理学的な見解でした。そのころからどことなく科学ってカッコイイなと思っていたと思います。今になって思えば科学がカッコイイのではなく、福山雅治がカッコイイだけでした。
ガリレオとの出会いはおそらく大きかったでしょう。小学三年生から教科に理科が追加されますが、とてもワクワクしていた記憶がありますし、小学四年生で入ったクラブは科学クラブでした。小学校六年生になると、「天文学」即ち宇宙について漠然と興味が湧き「将来の夢は天文学者です!」と卒業式で声高らかに豪語して卒業していきました。
さて、ここまで小学生時代の私の科学に対する価値観ですが…あまりはっきりしていませんね。科学が好きになったきっかけとなったのは確かにガリレオです。物理学です。ですが当然、小学校に「物理」という教科はありません。習わなかったのです。私は読書もそこまでしないので、物理の参考書なども読んでいませんでした。そもそも「物理」ってなんだ?そんな状態でおぼろげに科学が好きだ!とか抜かしていたわけです。何もせずして天文学者にはなれない、ということは理解していた私は、中学一年生に上がり宇宙についての学術書を読み漁りました。中学の朝読書の時間も「宇宙」について考え、本を読む。「俺の読んでる本はみんなと違って難しいんだぞ!」みたいな矜持もありました。しかし私が当時読んでいた本…「宇宙はなぜこんなにうまくできているのか」(集英社インターナショナル出版:村山斉 著)は当時の私にとって難しすぎました。
まずなんですかlimって、∫ってなんですか。 Σ? Π?
中学生の私には理解しかねる文字の羅列。ドヤ顔で読んでいた自分が阿保らしい。
でもワクワクしました。13年生きてきて1ミリも分からない内容がある事に。
この頃から気づき始めます。「宇宙」を知るには「物理」が必要な事をです。
そして「物理」には「数学」が付き物であることも。
それからの私は一気にシフトチェンジ、宇宙についての学術書ではなく物理の参考書を読み始めます。それもなるべく難しくないものを選びました。「14歳のための物理学」(春秋社出版:佐治晴夫 著)はとても分かりやすかった。それでも難しい数式は出ていたが、出てくるたびに興味をそそられた。物理を勉強しているのだから科学(理科)において物理がどのような立ち位置にあるのかをだんだんと理解していきました。当然、理科の授業でもこれは化学分野、これは生物分野、これは物理分野と割り切ることが出来ました。今になって気づけば、それが出来ていたのは物理の参考書の他、科学の学術書などを読んでいたからに違いありません。他の人はどうだったのでしょう。理科の授業としてしか受けていなかったのではないでしょうか。
興味のある学問を早い段階で認識する重要性
ここまでをまとめると、私が物理の道を歩み始めたのは中学生からということになります。そしてその事実が今の私を形作っています。すでに文系の道を歩んだ人からすれば「始めから科学に興味のあった奴の話なんて参考にならねえよ」って感じでしょうか。私は別に物理に興味を持って物理の勉強をして大学は物理学科に入りなさい!と言いたいわけではありません。私の中学生時代から読み取ってほしいのは、「中学生理科の中に物理を認識できていたか」という点です。前段落で下線を引いてある部分の事ですね。おそらく物理に興味が抱けなかったという人はそもそも科学においてどこの部分なのかを理解していないのだと思います。人が学問に興味を持つタイミングは様々ですが、中学生辺りで大まかな方向性を定めた方が良いと考えています。興味のある学問を勉強するために大学へ行く、大学に入るために受験勉強をする、受験科目のために文系・理系を定める。これを全て高校生で済ますことは難しいです。少なくとも自分が文系と理系どちらに進むのかは中学生の段階で決めておきたい所です。そして更にコアな目標、私で言うところの「物理を勉強したい」という目標があるならば、既にこの時点で自分が勉強したいと思っている科目の立ち位置を知ることが重要なのです。
私の考える中学校理科教育の弊害
中学生の習う理科は物理分野、化学分野、生物分野、地学分野に別れています。ですが教科名は「理科」です。物理も化学も生物も地学という授業もありません。
(一般公立中学校の場合です。私立や中等教育学校では異なります。)
ですから、習っている生徒自身も何を勉強しているのかが分かりづらい訳です。
皆さんは理科の定期テストで、良い点数の時と悪い点数の時で差が酷いなあと感じた経験はありませんか?当然差は生まれます。各単元ごとに科目が変わっているようなものですから。その時のテストを思い返してみてください。植物や遺伝の単元で良い点数を取れていたら、あなたは生物が得意かもしれない。化学反応式や水溶液の性質の単元だったら化学が、力のつり合いや電気抵抗なら物理が得意なのかもしれない。しかし中学生は理科を理科としてしか認識してません。
なので理科は「その時によってテストの点数がまばらだな。俺、理科は向いてないかもしれない。」と思ってしまう人が多いのです。
自分の得意を見逃さないで
とにかく伝えたい事は、ここです。中学生の時ちょっと得意だった理科の分野、好きだった理科の分野を思い出してみてください。それは物理ですか?化学ですか?生物?それとも地学でしたか?そんな分野が見つかったら今からでも本を手にとってはいかがでしょう。今はインターネットでも興味深い話が山ほど載っています。何か一つ読んでみて話のネタにしてみてください。
そして世界中にいる私みたいな理学部生の堅物にやさしく話しかけてあげてください。
後半は理科に限らず全教科で言えることですね。
長文かつ拙い文章をここまで読んでくれてありがとう。