1998-11-29[n年前へ]
■鴨川カップルの謎 
そうだ、京都、行こう
京都の風物詩の一つに「鴨川カップル」がある。京都を流れる鴨川の川縁に、カップルが等間隔に並ぶ現象である。鴨川の三条大橋から四条大橋までがその舞台である。この鴨川カップルについては、いくつかの性質が知られている。
- 基本的にはカップルらは等間隔に座る。
- 暗くなるに従い、カップル間の間隔が狭まる。
- 電灯の近く、すなわち、比較的明るいところではカップル間の間隔は広がる。
- 夏はカップルの間隔が狭まり、冬はカップルの間隔が広がる。
- 夏はカップル数が多く、冬は少ない。
- 男性が連れ立って、しかも何人かで座っていると、その周りにはカップルはなかなか座らない。
 (四条大橋の上から撮影) |
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(この後、1999.05.04午前中に撮影した画像も示す。午前でもあるにも関わらず、上の時より密度が高い。もちろん、夜の密度の高さはこんなものではない)
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今回の目的は、「鴨川カップル」のこのような性質はなぜ生じ、そこに効いているパラメータを実測することである。
まず、性質2,3(暗くなるに従い、カップル間の間隔が狭まる、電灯の近く、すなわち、比較的明るいところではカップル間の間隔は広がる)より、明るいと隣のカップルと離れようとする力が大きくなると予想される。また、カップル同士が離れようとする力、斥力、のバランスにより性質1(基本的にカップルらは等間隔に座る)が形成されていると考えられる。
性質3(夏はカップルの間隔が狭まり、冬はカップルの間隔が広がる。)の季節による間隔の違いは性質4のカップル数の違いから来ているのかもしれないし、それ以外の何らかのパラメータがあるのかもしれない。性質4(夏はカップル数が多く、冬は少ない)はやはり「寒さ」のせいであろう。京都は本当に寒い。いくらアツアツのカップルとは言えども、寒いものは寒い(多分、想像だが)。当然、建物の中でのデートとなるだろう。自ずと、鴨川カップルは少なくなる。
性質5(男性が連れ立って、しかも何人かで座っていると、その周りにはカップルはなかなか座らない)については、「男性の群れ」というのは普通のカップルに比べて非常に強い斥力が働いていると考えられる。この性質5に関しては、私の実体験を持って語ることができる。私と友人連中が鴨川の川岸に近づくと、座っている鴨川カップルが離れていく、という経験を何度もしたことがある。やはり、強い斥力が働くのだ。
計算は全てMathematica3.0を使った。計算の例をMathematicaのNotebookで示す。また、計算の考え方を以下に示す。
 | 鴨川の川縁を真上から見た所。画面上部が鴨川。画面下部が歩道。画面中央に街灯がある。そのため、画面中央が一番明るい。 |
 | カップル達はこの辺りに座る。 |
 | 対称性を考えて、画面の左半分のみを考える。また、赤い線上にカップルが座るものとする。 |
 | その線上の明るさを模したもの。X=100の所が街灯の直下とする。 このような明かりに照らされた状態で、カップルが照らされているとする。 |
 | 100m内にカップルが5組として方程式を解くとこうなる。棒グラフの先端の位置がカップルの座っている位置を示している。1組目は0m地点、5組目は100m地点、すなわち、街灯の直下である。 明るい所ではカップルの間隔が離れているのが判ると思う。 カップルの居心地(隣のカップルの存在感=隣のカップルの明るさ/距離)はいずれも、8という値である。カップルの居心地指数は少ないほど快適であることを示す。 |
それでは、条件を振ってやってみたい。上からだんだん暗くなっていく。鴨川の半日である。また、カップル数はいずれも100m辺り5カップルである。
 |  |  | 20 |
 |  |  | 16 |
 |  |  | 10 |
|  |  | 8 |
 |  |  | 6.4 |
昼間はカップルが等間隔であり、夕方になり、街灯で照度分布ができると、カップルの間隔も分布ができている。といっても、そういう条件で解いているのだから、当たり前だが。
また、カップルの居心地は暗くなった夜の方が快適であるのがわかると思う。それは、カップルの様子を見ていても、その通りであると思う。しかし、快適であるからといって、カップルが何をやってもいいという意味ではない。そこは、はっきりしておきたい。
今回は、カップル数を全て同じにしたが、逆に同じ居心地指数であるという条件下で解けば、夜の方がカップルが多いという性質も再現できる。これらの計算モデルと実験を比較していくことにより、鴨川カップルの性質を実証していくことができるだろう。なお、今回は計算の簡単のため、男性連れの効果は組み入れていない。また、いつかもう少しまともな計算をしてみたい。
計算を行った感想だが、実に不毛な計算であった。気が向けば、モンテカルロシミュレーションによる鴨川カップルの検証も行いたい、と思う。が、気が向く日はきっと来ない。
1999-01-30[n年前へ]
■渡り鳥の秘密
3000kmの彼方へ
先日、福島のいわき市の近くに友人を訪ねた。その近くで、はるか海を渡ってきた白鳥の群れを見た。そこでどこから来るのかとか、どうやって来るのかなどの話をした。大体、以下のような疑問である。
- Q.1:海を渡るのにどの位の時間がかかるのか?
- Q.2:位置(あるいは方向)はどのように認識するのか?
- Q.3:どこから来るのか?
- Q.4:なぜ渡るのか?
Q.3のどこから来るのかについては、仙台市科学館の中のGooseSchool(http://www.smus.city.sendai.jp/goose/home.html)に簡単な説明があった。そこにガンの「渡り」の地図が示してあった。その図を引用させて頂く。いや、もちろん「白鳥でなくガンであるし、そもそも飛んでくる場所が違う」のはわかっている。しかし、先の疑問の「どこから来るのか」はべつにいわき周辺の白鳥にこだわった疑問ではないのだから、他の場所の他の動物でもいいのだ。
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さて、残る疑問は、
- Q.1: 海を渡るのにどの位の時間がかかるのか?
- Q.2: 位置(あるいは方向)はどのように認識するのか?
このGooseSchool(http://www.smus.city.sendai.jp/goose/home.html)には「渡り」をどのように行うかという簡単な説明がある。それによれば、
- A.1: 人工衛星用位置送信機を取り付け経路を追跡した結果では2日間で2000ｋｍをノンストップで渡り続ける。
- A.2: 時間は体内時計で知り，方向は星や太陽で分かる。鳥はコンパスや六分儀のような能力を両方持っている。
そこで、簡単に手に入った
- 「鳥の渡りの謎」 (ロビン・ベーカー著 網野ゆき子訳 平凡社発行 ISBN4-582-52717-5)
- 「鳥学の世界へようこそ」 (ディヴィッド・ラック著 蓮尾純子 訳 平河出版社ISBN4-89203-192-5)
「鳥の渡りの謎」の原著の表現では「渡り」を"navigation"と表現し、「鳥学の世界へようこそ」の原著の表現では"migration"と表現しているのも視点の違いとして面白い。
さて、この2冊の本はいろいろな実験を行った論文を引いて、「渡り」に関しての実証を行っている。動物が絡んだ実験は、実験の精度を高めることがなかなか困難に思えるが、そこはしょうがないだろう。というわけで、必ずしも実験が信用できるわけでもない。特に磁気に関する実験に関して精度の低さを感じる。
しかし、今回は自分で実験も解析もしていないので、簡単なまとめだけにしておく。
- 鳥(種類、地域、条件)により「渡り」の際に使用する航法(navigation)は異なる。
- 方位を頼りにするやり方も、位置を頼りにするやり方もある。使用されるのはどちらか片方のみというわけでもない。
- 位置のセンサーとしては、目印、音、におい、磁場*、重力*
- 方位のセンサーとしては、太陽の位置、光の偏光パターン、星、月などの位置、地磁気*
さて、今回は下調べばかりであった。これでは、いけない。いけない。自分で実験もしなければ意味が無い。というわけで、近日中にある実験をする予定である。
1999-02-03[n年前へ]
■iMはドラえもんの夢を見るか?
さようなら、ドラえもん
Appleが出したiMacは「ドラえもん」を意識している、と私は思う。iMacの顔は白く頭は明るいブルーである。手、すなわち、マウスは真ん丸であり、体型も丸い。iMacのお腹にはCD-ROMが内蔵され、ドラえもんのお腹には4次元ポケットがある。顔の真ん中には丸い鼻(林檎マーク)がある。そして、色違いの妹がいる。ドラえもん(iMac)は色々なことを簡単にしてくれる(できる)し、部屋に一台いるという感じである。
というわけでiMacは「ドラえもん」を意識していると思うのだ。iMacのデザイナーが「ドラえもん」を意識したか、あるいは藤子不二雄の未来を感じる力が優れていたのだろう。
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ところで、私の通っていた高校はずいぶんと自由な学風だった。もちろん、私服であった。授業の科目に至っては「近代アメリカ文学」などというものまであった。変わった先生も多かった。
その変わった先生の中で、サミー本田(一部仮名)先生は黒沢明の話になると(必ずその話になるのだが)、止まらなかった。
サミー本田の「七人の侍」と「ドラえもん」の共通点から日本人の特性を語る話などは、今でも覚えている。他人に頼るばかりで、自分で戦おうとしない。日本人を駄目にしたのは「ドラえもん」というマンガだと言っていた。サミー本田には、他にも「素晴らしい芸術は完全な自由の中では生まれない」という持論もあった。
確かに後者については私もそう思うのだが、前者については違う。藤子不二雄の画いた正式な3回目の最終回でものび太は一人でジャイアンと戦って、そしてドラえもんは未来へ帰って行った。また、fakeではあるがドラえもんの最終回（仮）(http://gamella.elcom.nitech.ac.jp/~satoh/doc/ware/dora.html)でものび太は自分の力で道を開くのである。fakeを例に出すのも、それが「ドラえもん」の生んだ文化であるという観点からすれば、構わないだろう。
「ドラえもんとの共通点」という観点から、iMacというコンピュータには私は非常に感じる所があるのだ。夢のような話だが、何のために技術者になったのか、何を作りたいのかなどと色々考えてしまうのだ。
1999-03-05[n年前へ]
■できるかな
ドアの向こうには、
本サイトとドラえもんの共通点
以前、「iMacはドラえもんの夢を見るか?-さようなら、ドラえもん -(1999.02.03)」 の時にドラえもんの話を出した。今回もまたまたドラえもんの登場である。私はドラえもんをさほど読んでいたわけではない。しかし、ここまでドラえもんにこだわるのは、高校時代のサミー本田先生の教育の賜物なのかもしれない。今日(1999.03.05)の朝日新聞の朝刊に4面全面を使ってドラえもんの映画の広告が載せられていた。その内の1面を少し加工したものが下の写真である。
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「できるかな」がメインテーマの本サイトとしては、この「できたらいいな」というのは非常に興味を惹かれるコピーである。また、下に示す面の広告のコピーは「iMacはドラえもんの夢を見るか?-さようなら、ドラえもん -(1999.02.03)」 の時に最後に浮かんでしまった疑問の一つの答えであるようにも思う。
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「できたらいいな」という気持ちは、その答え故に起きるのであるし、だからこそ「できるかな」という考えが湧くのである。
ところで、本サイトの「できるかな」の名前の由来は「ノッポさんとゴン太くん」の「できるかな」、そして、西原理恵子の「できるかな」である。
- NHKの「できるかな」ビデオ情報 (http://www.nhk-sw.co.jp/kids/video/01838A1.html)
- 西原理恵子「できるかな」(http://www.fujisankei-g.co.jp/fusosha/senden/980124.html)
- 西原理恵子 「鳥頭の城」(公式サイト)(http://www.jah.ne.jp/%7Eaiai/riezo/index.htm)
おまけ
こういう広告を眺めていると、- ドラえもん
- パンドラの箱
- 量子力学
「クジラは哺乳類か魚類か？、論ぜよ。」
という題目であった。この題目についてレポート用紙5枚位で説明できるとお考えの方は不可確実である。言い換えれば、自分なりの「動物分類学を構築せよ」と言っているのである。その人の姿勢まで問われる深い問題である。
1999-03-30[n年前へ]
■ペットボトルロケット
天まで昇れ
-天まで昇れ-
先日、2月21日、糸川英夫が死去した。ロケットを研究し続け、日本のロケット技術を築き上げた人である。
ISAS(宇宙科学研究所)の歴史(http://www.isas.ac.jp/info/history/index-s.html)
そこで、私たちが簡単に打ち上げることのできる、ペットボトルロケットについて考えてみたい。ペットボトルロケットは素晴らしい科学おもちゃだ。ロケットが大気中を飛ぶときと、宇宙空間を飛ぶときの原理の違いを的確に体現していると思う。それは、ペットボトルの中に水を入れてあることだ。ペットボトル中に水を入れることで、革命的ないくつかの効果があると私は思う。挙げてみると、こんな感じだ。
- 空気と水の粘性の違い->水の方が長時間にわたり一定の噴出量にしやすい。
- 気体(空気)と液体(水)の圧縮性、質量の違い->
- 空気を噴出する場合には、ロケットの前後の圧力差が推進力を支配する。
- 水を噴出する場合には、反作用力(運動量保存)が推進力を支配する。
空気のほうは温度が違うと結構違う。摂氏0度で1.293kg/m^3であり、100度で0.946kg/m^3である。もちろん、気圧が違えば、それに比例して体積は大きく変わる。
結局、空気と水とでは質量が約1000倍違う。だから、ペットボトルロケットが後ろから水を噴出する場合には、空気の場合に比べて、1000倍もの反作用力を受けるのである。つまり、ロケットは1000倍の推進力を持つことになる。ただし、空気の場合には、ペットボトル中で数気圧分圧縮されているので、質量も数倍になる。したがって、正確には1000倍の数分の一ということになるだろう。
逆に、ロケットの前後の圧力差を考えてみる。、空気の場合には、前後で数倍の圧力差が生じるだろうが(WEBで調べると5-7倍位が通常上限のようだ)、水の場合には前後での圧力差はほとんどないだろう。だから、水を噴出する際にはこれによる推進力はほとんど働かないだろう。しかし、空気を噴出する際にはこの圧力差によりロケットは進むことになる。真空中ではこの方法では推進力はほとんど働かない。
こういった違いをもとに子供(といっても高校生位か)に宇宙でのロケットの原理を説明すると面白そうだ。これら推進力の違いは、とても大きいと思う。
かつては、セルロイドを使った小さなキャップロケットの時代だった。今は、ポリエチレンテレフタラート製の大型ロケットの時代に変わった。
今日は久しぶりに雪が降った。「雪は天からの手紙である」と言ったのは、雪を研究し続けた中谷宇吉郎だった。ならば、私たちが打ち上げるペットボトルは天へと届けるロケットだ。空へ高く届くように、私たちはそれを打ち上げ続ける。いつか、私たちのロケットは天へ昇る。
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」など。