hirax.net::Keywords::「砂」のブログ

■色んなもので「くらべてみよう！」　

　テレビでよく「東京ドーム5杯分の」や「2万立方メートルの土砂が」などという表現を耳にする。そんな、比較を高さや長さ・距離や重さや面積、ありとあらゆるもので比較してみることができる「くらべてみよう！」適当に数字を入れたりすれば、あとはJavaScriptがガシガシと計算してくれる。

　例えば、「奈良の大仏の重さは小錦1,382人分」「地球の直径は万里の長城の長さの4.8倍」「琵琶湖の容積は350ml缶ジュースの78,571,428,571,429本分」

■「コーラの科学」と「ナニワのオカン」　

「沈むコーラ」と「浮かぶコーラ」

「水槽に沈むコーラ」と「水に浮かぶダイエット・コーラ」

　今年の夏はずいぶんと暑く、真夏日が一月以上続いた。そのため、ソフト・ドリンク類の売り上げが昨年の二倍近く売れたコンビニなども多かったようだ。家の近くのコンビニで、汗をかいた後に、スポーツ飲料や冷たいビールを買って、そしてゴクゴクと飲み干していた人たちも多かったかもしれない。あるいは、夏のキャンプ先で、川の畔の水中にドリンクの缶を沈め、いつの間にかキリリと冷えたビールやジュースを味い楽しんだ人たちもいることだろう。それとも、夏祭りの夜店の水槽の中に沈んでいるジュースを買ってもらって飲んだ子供たちも多いだろうか。

　ところで、「川の水や夜店の水槽の中にドリンクの缶を沈めて、ドリンク缶を冷やした」と何気なしに書いた。しか、し「水槽の中にドリンクの缶を沈めて」というからには、当然ドリンク缶は水よりも重いということになる。ドリンクの缶が水の中でブクブクと沈んでいるからには、それらの缶というものは水に浮かぶことができない「カナヅチ」でなければならないはずである。とはいえ、「カナヅチ」でなければならないはずとは思うのだが、それを確認したことはない。そこで、試しにダイエーで買ったダイエー・コーラの350ml缶(写真中の赤い缶)を洗面台で水中に入れてみると、ブクブクと確かに水底に沈んでいる。…なるほど、コーラ缶はどうやら水より重い「カナヅチ」のようだ。

　ところが、よくよくこの写真を眺めてみると、その横でプカプカと水面に顔を出して浮かんでいる別のコーラ缶がいることがわかるハズだ。そう、コーラ缶は水の中に沈んでいるのに、なぜかダイエット・コーラの缶(手前の白い缶)は水に浮かんでいるのである。つまり、ダイエット・コーラの350ml缶はナント水よりも軽いようだ…？実験に使った缶は(私がビンボーなので…)ダイエー・ブランドの一本40円ナリのコーラだったが、由緒正しい米国コカ・コーラで実験したようすや、その解説などもあって、やはり一般的にコーラ350ml缶は水に沈むのに対して、ダイエット・コーラ缶350mlは水に浮くようである。何故に普通のコーラ缶は沈み、ダイエット・コーラ缶はプカプカと浮くのだろうか？

350mlコーラ缶の「浮き沈み」を計算してみよう!

　その謎を探るため、とりあえず「コーラ缶350mlの水中における重さ」を計算してみることにしよう。そこで、まずはコーラの350ml缶を定規で測ってみると、ドリンクが入っている部分の高さは大雑把に114mmだった。そして、直径は大体64mmである。ということは、350mlコーラ缶の体積は

π×半径 (65_mm / 2) ×半径 (65_mm / 2)× 高さ (115_mm) ≒ 375 cm³

　また、アルミ缶自体の重さはおよそ16gほどだという。アルミの比重は2.7g/cmだから、体積は5.9cm³である。同体積の水の重さが5.9gだから、16gのアルミは当然5.9gの浮力を受ける。ということは、水中でのアルミ部分は差し引き、アルミの重さ(16g)? アルミの体積が受ける浮力(5.9g) = 10.1gほどの重さになっていることになる。つまり、アルミ缶は10gほどの「重し」を外殻としてまとっているわけである。

　さて、すると残りの肝心のコーラの液体自体の重さはどの程度になるのだろうか？　それは簡単、なぜならコーラは結局のところ、「砂糖水」である^*1。原材料の表示は「糖類（果糖ぶどう糖液糖、砂糖）、カラメル色素、酸味料、香料、カフェイン」となっているが、つまりはほとんどが糖類である。何しろ、350mlのコカ・コーラには35gもの量の糖分が溶け込んでいるのである(コカ・コーラのライバル「ペプシ・コーラ」の場合には、40gほどにもなる)。砂糖(糖分)が水に溶け込んでも水溶液の体積はほとんど変わらないから、実質この砂糖(糖分)の重さ35gだけ「350ml缶の中にあるコーラの液体自体の重さ」は水よりも重いことになる。

　つまり、コカ・コーラの350ml缶は、水と比べると

• 缶の中の空き体積分の浮力:20～25g
• アルミ部分:10g
• コーラの液体(に溶け込んでいる糖分)：35g

*1
　余談になるが、かつて「砂糖水を売って一生を終える気か」という口説き文句により、ペプシ・コーラ社長だったジョン・スカリーがアップル・コンピュータの社長に引き抜かれたのは有名な話である。

ダイエット・コーラの秘密

　おやおや？　それならば何故ダイエット・コーラがプカプカと水に浮いていたのだろうか？まさか、「ダイエット・コーラはダイエットしたコーラやろ？ダイエットしたんやったら、その分軽くなるやん？」なんて自分本位で超感覚的、つまりは「ナニワのおかん」的な意見を言う人はいないだろう。「何でコーラがダイエットすんねん!?」なんである。「何でコーラがダイエットしたら浮かなアカンねん!?」なのである。というわけで、ナニワのおかんはとりあえず無視して、私たちは科学的に考え・調べてみることにしよう。

　とりあえず、ダイエット・コーラの原材料を眺めてみる。すると、「カラメル色素、酸味料、甘味料（アスパルテーム・Lーフェニルアラニン化合物、アセスルファムK、スクラロース）、香料、保存料（安息香酸Na）、カフェイン」というように書いてあることがわかる。つまり、通常のコーラでは「糖類（果糖ぶどう糖液糖、砂糖）」であったものが、ダイエット・コーラの場合には人工甘味料の「アスパルテーム・Lーフェニルアラニン化合物、アセスルファムK、スクラロース」に変わっているわけだ。

人工甘味料の分子構造

アスパルテーム

アセスルファムK

　アスパルテームは1966年に甘味料として注目され始め、そして1982年に「味の素」が製造特許^*2をとった人工甘味料である。アスパルテームは砂糖の150倍もの甘味を持っている。そして、アセスルファムKは1967年に生み出された人工甘味料で、なんと砂糖の200倍もの甘味度がある。甘味度というのは「砂糖と同じ甘さ」を感じさせるためには、水溶液中に「(砂糖と比べて)どの程度の重さ」の甘味料を溶かさなければならないか、ということを示している。だから、甘味度が150～200ということは、「同じ甘さを感じさせるためには、(砂糖に比べて)甘味料の重さが150～200分の1ですむ」というわけである。つまり、通常のコーラで必要だった35gの砂糖が、アスパルテームやアセスルファムKといった人工甘味料を使えば、

35g / 150～200　≒ 0.18～0.23

*2
この特許は発明対価の22億円を巡って、「味の素」と元社員の間で係争中である。今年２月の東京地裁での判断は1億9千万円を元社員に支払うようにというものだったが、さらに控訴されているため、決着にはまだ時間がかかりそうだ。

実は正しかった「ナニワのおかん」　恐るべき野生の感覚!?

　ということは、ダイエット・コーラの350ml缶は、水と比べてみると

• 缶の中の空き体積分の浮力:20～25g
• アルミ部分:10g
• ダイエット・コーラ(に溶け込んでいる糖分)：0.2g

0.2 g + 10g - (20～25g) ≒ - 10～-15g

　…ん？砂糖を「ダイエットのため」にカットしたら、「その分軽くなって」浮いた…？　そう、ナニワのおかんの「ダイエット・コーラはダイエットしたコーラやろ？ダイエットしたんやったら、その分軽くなるやん？」ニいう(一言で言えば)ワケのわからない超ヘリクツは実は見事なまでに正しかったのである。恐るべきは「ナニワのおかん」の野生の本能だ。私たちが、「コーラの糖分をアスパルテーム・Lーフェニルアラニン化合物、アセスルファムK、スクラロースに置き換えた分…」なんて長々しく考えて計算するところを、何にも考えずに知性でなく直感だけで「ダイエットしたから、そら軽くなるやろ」と言い放つのだから…。恐るべき、(年を召された)女性の本能だ…。　＿|‾|○
　とはいえ、えてしてナニワのおかんは、ダイエット・コーラではなくて35gもの砂糖(糖分)が入っている通常のコーラをガブ飲みし、まるで「水にブクブクと沈むコーラ缶」のようにブクブクと肥えていたりする。「コーラよりアンタがダイエットせなあかんちゃうんか!」とも思ったりはするのだが…。

実は日本のコカ・コーラの350ml缶はプカプカ浮かぶ…!?

　ところで、経済事情(一言で言えば私がビンボーだから)により、今回はコカ・コーラでなく、ダイエーで売っていた一本40円の米国産コーラとダイエット・コーラを使って実験をしてみた。しかし、それだけではどうかと思ったので、(大枚払って)一本だけ日本コカ・コーラの350ml缶を買って洗面台で水中に沈めてみた。…いや、沈めてみようとしたのである。ところが、日本コカ・コーラの350ml缶(右手前の赤い缶)は全然沈まずにプカプカ浮かんでばかりなのだ(右の写真)。ダイエー・コーラ(奥の赤い缶)と日本コカ・コーラ(手前右)の違いと言えば、ダイエー・コーラが355mlの内容量で、(米国コカ・コーラと違って)日本コカ・コーラが350mlであるということ、つまり(容器の容量が同じであるとするならば)浮力が日本コカ・コーラの方が5g大きく浮きやすいということと、(表示カロリーから予想すると)ダイエー・コーラの方が3g程度砂糖(糖分)の使用量が多くその分沈みやすいということである。もちろん、少し容器の体積も違う。それらは微妙な違いに過ぎないが、その微妙な違いにより日本産コカ・コーラは米国産コーラと違って水に沈まずに浮かぶのかもしれない…。

　ところで、この「水に浮かぶダイエット・コーラと沈むコーラ」ではないが、コーラ一つとってみても色々な科学を知ることができる。キャンプ先の川辺や夜店の水槽の中に沈んでいるジュース缶の中には、「沈むコーラの350ml缶」から「人工甘味料の化学」や「浮力という物理」や「ナニワのおかんのスゴさ」が詰まっている。日常で目にする景色の中には、色んな科学の入り口が潜んでいる。街中には数限りない面白い謎が満ちあふれている。

■300系新幹線の悪夢　

　新幹線に飛び乗り、東京に向かう。目覚ましにコーヒーを買って、隣の席のテーブルに置いて、ノートPCを開いて資料作成の続きを始めた。しばらくすると、トンネル(トンネル内はいつも恐怖を感じる)に入り、いつものようにガタピシグラグラ車両が揺れ始める(300系は本当に悪夢以外の何者でもない)。と、思ったらコーヒーの缶があまりの揺れで飛び上がりながら倒れ、周りにコーヒーをまき散らした。もちろん、作業中のPCの上にも…。砂糖無しのコーヒーだったのが不幸中の幸いだ。急いで乾かしつつ、作業を続ける。
　Wikipediaにも「300系の導入当初は、座席前のデスクに置いたコーヒーがこぼれたとか、サンドイッチが手も触れないのに丸ごと床に転落した、などの苦情が相次いだ」と書いてあるが、多少の改良をした今でもひどすぎだ。

　IEEEのマイルストーン賞も受賞した東海道新幹線だが、少なくともあんな300系を世に出してしまい、しかもそれを今でも使い続けている、という点において(かつてのJRではなく、少なくとも「今の」JRは)マイルストーン賞はスッパリキッパリ返上して欲しい。「高速鉄道に関して世界最高水準の技術と風洞を持つＪＲが300系の揺れ問題を長年放置していたのは実に情けない」という5年前から全然変わっていないところが、情けない。

■「PDICをワンボタンで辞書引き」　

　「ワード文書を編集しながら，簡単にPDIC（パーソナルディクショナリー）やDDWIN（CD辞書検索ソフト）を引くためのマクロ」という「PDICをワンボタンで辞書引き」 from 妄言砂漠

■2004年のニュースを振り返る　

　今年は、一月に一回いくつかニュースを選んでいた。そんな今年一年に選んだニュースを眺めて、振り返ってみる。というわけで、「IP糸電話」から「うれしいひとこと」までを、まずはとりあえず並べてみました。
　よく出てくるキーワード、私が今年気になったキーワードは…、「未来」「記録」「言葉」「見る・眺める」「科学・技術」…そして「女」「男」なんでしょうか…？2004年も間もなく終わろうとしているわけですが、来年、2005年は一体どんな未来になるんでしょうか？~　
■3月10日　「一人と一人を繋ぐ『IP糸電話』」「あなたの発明、印紙代金はさぁいくら？」「チョコレートの箱詰め問題」の「科学とお金とチョコレート」の三つのニュース

■4月7日　「顧客が本当に必要だったもの」「常識はずれの人たちに出会いたい」「好きな『ことば』でつくる砂時計」の「人と言葉」の三つのニュース

■4月9日　「私だけのGoogle検索」「携帯電話に『違う自分』が写る」「Googleが赤ちゃんだった頃」の「Googleも自分も変わる」三つのニュース

■5月12日　「紛争分布の可視化」「動画観察が可能な『高速原子間力顕微鏡』」「カメラ付き携帯とグリッド・コンピューティングで『お肌診断』」の「未来の可視化」の三つのニュース

■5月14日　「自動着色ソフトウェア『はいから』」「電子レンジの爆発タマゴで大ケガ」「仮装大賞『ピンポン』芸が世界の舞台へ」「不惑を迎えてなお現役のBASIC」の「思い込めば見えてくる？」4つのニュース

■6月9日　「自分への視線を発見・記録するメガネ」「米国防省の検閲塗りつぶし語句を解読」「『センター試験』と『二次試験』の得点は無関係？」「2つのスーパーコンピュータ：WindowsとGRAPE」の「見る・見られる・比べる」4つのニュース

■6月11日　「最新技術でロウ管レコードが美しく響く」「『匂い』と『景色』をつなぐ脳内リンク」「未来アンテナ」「ビル・アトキンソンの講演」の「思い返す・思いを馳せる」4つのニュース

■7月7日　「『叶わぬ望み』の青の薔薇」「チタン製の埋め込むブラジャー」「初の民間宇宙船をM&M'sチョコレートで祝う」「スーパークリエイターたちが描く、未踏の世界」の「未踏の世界は美しい？」4つのニュース

■7月9日　「新書マップで本棚散策」「働きバチが『怠け者』？」「携帯電話をポケットに入れると精子の数が30％減？」の「ちょっと一休み」する3つのニュース

■8月4日　「楽し懐かし、テレビゲームとデジタル科学展」「ホーキング博士も寺田寅彦もミスをする」「アウディがエッシャーの世界を走る」の「自らを振り返る夏休み」三つのニュース

■8月6日　「理想のカップはCカップ？」「『美人プログラミングスタイル』で心を癒す」「『女性客室乗務員』『女子アナ』の平均顔」の「男と女」三つのニュース

■9月8日　「ドーピング検査で精神力も測れる？」「脳医学的ペプシとコカコーラの差異」「『プロ野球の行方』を回帰分析する」の「スポーツとコーラ」三つのニュース

■9月10日　「遠くへ行きたい……ハトの知恵とカメの脚力」「『温泉』『美人の湯』を科学する」「『男の立ちション』は『的外れ』」の「「男と美女と旅に出る」 」三つのニュース

■10月6日　「『メッセージ』や『ゲーム』を空に浮かべる工作」「FPGAで蘇る懐かしの『マイコン』に落涙」「触れて伝える『人体通信』にドキドキ」の「浮かぶ・伝える・蘇る」三つのニュース

■10月8日　「ゴミ袋と水着の『透けない技術』」「22世紀、世界最速の人類は女性？」「SPAMメールの震源地」「フォント解析で政治が動く」「「女と男で世界が動く」四つのニュース

■11月3日　「ブラジャー（とその中身）への科学的？好奇心」「日本の科学のレベルを上げるには？」「ロゲルギスト今井功氏、死去」の「科学の楽しみ」三つのニュース

■11月5日　「携帯電話は体の一部」「家族の想い出がDVDで蘇る『フォトマイニングサービス』」「WEBログ『食べたものを淡々と記録するよ』は今日も続く 」の「毎日の記録と想い出の写真」三つのニュース

■12月1日　「『25億ピクセルのデジタル写真』以上にこまやかな機能」「全裸ヌードも写す!?空港の金属探知器」「TAROとHANAKOは精子減少を食い止めるか!?」の「景色とヌード？を眺める」三つのニュース

■12月3日　「『楽器の科学』で、鼻歌まじりにスウィング！」「男性の『悪臭』は究極の『媚薬』？」「Googleの『学術文献検索エンジン』」の「科学と技術と男と女」三つのニュース

■12月22日　「うれしいひとこと」