どうも。
青森県立青森高等学校の冬期休業課題 any％ RTA世界王者、
新岡 昂也
(ニイオカ コウヤ) です。
あけましてメリーおめでとうクリスマスございます。今年もよろしくお願いします。
今回は手短にいきたいと考えております(どうでもいい情報)。
というのも一月中に試験が二つ、二月一日にも模試があるので、実質三つの試験がほぼ同時に私たちを襲う予定なのです。
そして相変わらず手加減というものを知らない冬休みの宿題。大変です。
ひょっとしたら去年の受験期よりも勉強時間が増しているかもしれません。
みなさんもきっとそうだと思います。むしろそう思いたいです。
しかし、そんな中でも自分の成長を実感することができました。
それは「処理能力の向上」です。何となくではありますが。
これまでは宿題の処理に全体の約60％ほどを費やしていましたが、今回は50％、上手くいけば40％で終われるかもしれません。
(宿題の難易度も量も毎回変わるじゃん、などという野暮な発言はご勘弁でございます)
処理能力の向上というよりも、集中力の向上なのでしょうか。
まあとにかく、ドババババと高速でなんでも処理できるようになったのです。少しだけ。でも嬉しいですね。
そういえば空手部のクラスメイトの成績が、前回の期末考査で成績が爆上がりしたことを思い出しました。
どんなことやったの、と聞いてみたところ、
「よくわかんない。でもすっごい部活やってた」
なんでよ、部活だけやってても成績ってあがんないでしょ？
「いいや、なんか冴えてくる。すごい勉強が進む」
そのときははぶっちゃけ、一体何を言っているのか(ごめん)と思っていましたが、今は分かる気がします。
実際この超高圧力場はかなりきついです。きついです(大事なことなので二回言いました)
しかし、生存本能だったり、狩猟本能的なものが「冴える」という感覚がたまに発生するのを感じます。
集中力が増し、アドレナリンがどっぱどぱになる感じ。こんな感覚だったのでしょうか。
つまり、すごくはかどるのを確かに感じることができたのです。新しい発見ですね。
「炭素」は、超高圧力場に置かれ、その圧力に耐え抜くことができれば「ダイヤモンド」になることができます。
「人間」も、超高圧力場(精神的)に置かれ、その(精神的)圧力に耐え抜くことができれば「結構強い人間」になることができるのではないかと、なんとなく考えます。
この「なんとなく」の感覚を固めるべく、これからは「「「適切な」」」負荷をかけてみるのもいいかもしれないな、とちょっとだけ思います。
科学者の卵、休み明けテスト対策、二つの模試対策、そして宿題、宿題、宿題。
これほどまでにカレンダーが埋め尽くされた冬休みは、なかなか経験しようと思っても経験できない貴重な超高圧力場です。
そう考えると、このテスト三連星もある意味チャンスでは？いや違うか？
とにかくとにかくそう思って、とにかくとにかく前向きに勉強を続けていきたいです。
さて、卵に戻りましょう。
今回の講座は、
英語交流 サロン（留学生との語らい）
1.「哺乳類の進化における歯の重要性について」
2.「進化する航空機～ライト兄弟から火星飛行機まで～」
の三本です。
まずは英語交流サロン。今回は参加することができました。
なんと今回は「ディベート」でした。
テーマは「高校生は SNS を積極的に利用するべきか」です。
まさに今の私たちにとって重要な課題ですね。
スマホは世間一般には「高校生の敵」であると言われています(確か)。
しかし、利用方法によっては私たちに利益をもたらしてくれるのではないか？
では、その「利益」とは具体的には何なのだろうか？
また、私たちがスマホによる利益を享受するためには、一体どのような使い方が求められるのか？
といったことを英語で話し合いました。英語で。
これまでの「サロン」にも英語で話すことはしてきました(当たり前)。
しかし、それはあくまでも一方的なものになってしまう場面が少しありました。
けれども今回のディベートでは、「互いに意見を聞き合い、それに対する意見を組み立てる」
ということができました。なかなかこういう機会もなかったのでとても新鮮でした。
そしてこれまでにやったことがないからこそ、私はとてつもなく緊張してしまいました。
私の性格は、どちらかというと「緊張するとベラベラしゃべりだす」というタイプに分類されると自己判断します。
はじめの席に着き開始五分、いや、五分ともちませんでした。
幸い相手方も話好き(だと信じたい。でなければ非常に申し訳ない)だったためか、それぞれの学校で使っている数学の参考書について熱く討論し、親睦を深めることができました。
しかし、ここであるイベント(？)が発生。
「予定を変更して、六人グループではなく五人グループに変更します。一人選び、別のテーブルに移動してください」
とのことが。ジャンケンの結果、
俺 が 移 動 す る ん か い
そしてまた合流。緊張。ベラベラベラ。
合新メンバーの緊張もほぐれてきたころ、
さ ら に イ ベ ン ト が
「留学生を呼ぶので四人グループになってください」
そんなこんな、なんやかんやあって、無事に留学生との語らいは始められました。
先述の適度な緊張のおかげもあってか、かなりスラスラと自分の意見を発表し、かつ相手の意見を聞いて発言することができたと思います。
この調子で、日々英語力を磨けるように頑張っていきたいです。
結局のところ、私たちは絶対にスマホなどを使わなければ生きていけない世代なのかもしれません。
現に青森高校では、某進系教育株式会社のポートフォリオシステムの使用を推奨されています。
青校生の勉強時間の把握や、テスト毎の振り返りの提出の回収が楽だそうです。アプリの使い心地はさておき
というか社会全体で見ても、インターネットやスマホなしに事が進む、ということはかなり珍しいことだ思います。
もちろん、話し合った私たちは、この社会が悪いから改革を、という考えにはなりませんでした。
インターネットというかスマホが出現してから、確実に良くなった、便利になったところもあります。
しかし、何気ない書き込みから犯罪やトラブルにも巻き込まれる、という危ない側面もあることも事実です。
なんとか共存できるように、モラルだったり節度だったりを守って、健全に文明の発展を喜んでいきたいものです。
今回のお昼はラーメンにしました。ズゾゾゾゾゾゾゾゾゾゾゾゾゾゾゾ......
さて一発目。
「哺乳類の進化における歯の重要性について」
です。
福本敏先生による講義でした。
この講義で、まず驚いたことがあります。みなさんも驚いたと思います。
「あれェ？資料、配られてなくない？」
そうです。卵の受付で大学生(科学者のひよこ)の方々が手渡してくれる例の資料が、この講義の分だけ渡っていなかったのです。
最初は何かの手違いで、講義が始まるころには配られるだろう、と考えていましたが
そのまま配られることなく、講義は開始されました。
絶対に気を抜いてはいけない講義1.84時のスタートです。
全てメモによる記憶なので、ここからの文頭には「おそらく」とか「確か」が省略されています。
テーマは「乳歯の有効活用」です。
みなさんが幼少期に抜いた二十本。あれです。
「あれ」なんて何に使うの？と思ったわたくし。
サンダーにつけて効率よく金属加工？
たしかにエナメル質は鉄よりも固いですが。
端的に言うと、あれから「万能細胞=幹細胞」を創ることができるのです。
ちなみに、iPS細胞も人工幹細胞の一種です。つまり「再生医療への応用」が可能なのです。
ここで、乳歯の存在意義について触れておきましょう。
乳歯って、結局は永久歯が生えてくる過程で抜け落ちてしまう存在です。
じゃあ最初から永久歯を生やして生まれればいいのでは？と考えると思います。
しかし、それでは不都合な点がいくつか生まれてきます。
一つ目。「顎に歯が入りきらない」
赤ちゃんの顔って小さいですよね。少なくとも僕のよりは圧倒的に小さいです。
そんな赤ちゃんのかわいいかわいい顎に、僕のようなかわいくないかわいくない永久歯を入れれば、大変なことになってしまいます。
本来、顎も歯も年齢と共に、同時期に同じくらい発達し始めるものです。
しかも、頭蓋骨に関して言えば、赤ちゃんのそれが柔らかいのは産道を通りやすくするためだと言われています。
成人男性レベルの大きい顎があれば、生まれるのも一苦労なのだと思います。
あと、母乳を飲むときも歯があれば痛そうです。なんとなく。
そして二つ目。「永久歯ができるまでの時間稼ぎ」
前述の理由から、永久歯を標準搭載することは不可能です。
しかし、永久歯ができるまでには長い年月と栄養素が必要です。
何が問題なの？と思ったそこのアナタ。
この状況を「人間界」ではなく「自然界」で考えてみましょう。
永久歯が生えそろうまでには、およそ10年がかかると言われています。
その間、形のないもの以外何も食べないというわけにもいきません。
また、人間界には当たり前にある「離乳食」なんてものもないんです。辛辣ですね。
というように、乳歯は生き延びる上で重要な役割を果たしています。ポジション的には初心者用アイテムでしょうか。非常に便利です。
しかし、いつかお別れはやってくるものです。残念ながら。
そうして抜けた乳歯のあとから、おおきな永久歯が生えてくるのです。おしまい。
さて、乳歯に戻りましょう。
「乳歯から人工幹細胞はどう創るのか？」
これのカギとなるのが「歯髄」です。
歯髄の中にある細胞「歯髄幹細胞」には、iPS細胞のような万能性があります。
本来は、その万能性を遺伝子やらなんやらでいい感じにスイッチを切ることで、私たちの良く知っている歯が生まれます。
LEDが敷き詰められた液晶のようなものがあるとします。
「I」という文字の形になるようにLEDを灯すとき、少なくとも二通りの考え方ができると思います。
一つは「全LED OFF → 一部LED ON」というように形作る方法、
もう一つは「全LED ON → 一部LED OFF」というようにする方法です。
歯の場合は、後者であると言えます。
であれば、そのスイッチの切り方を変更すれば、思い通りにいろんなものを生み出すことができるのです。
ちなみにスイッチの切り方を間違えると、
歯 か ら 髪 の 毛 が 生 え る
なんていう珍事態が発生してしまいます。
ちなみにこの結果を利用して、何とか髪を甦らせる細胞をつくれるんじゃないかという別プロジェクトが進行しているらしいです。非常に楽しみです。
このプロジェクトを進めるためには、「歯」以外の知識も必要になってくるそうです。
そりゃそうですよね。なんせ歯から肝臓でも肺でも生まれてしまうのだから、それらに関する知識がなければ結果を有効活用できません。
なんでも広く、そしてなるべく深く学んでおくことで、なんでもないような結果が「化ける」可能性を持つかもしれません。
また、どの結果が将来に役立つ、結びつくかもわからないものです。
何事にもチャレンジして結果だったり経験だったりのストックをためる。
そうした貯金は、いつか絶対に役に立つのではないかとなんとなく思いました。
なんでもインプットしていく姿勢で多方向にアンテナを張っていたいものです。
あと歯を大切にしたい気持ちがより強くなりました。
年「齢」ですから。年「歯令」。
年齢を重ねるためには、健康な「歯」が必要不可欠です。
幸い私はまだ虫歯になったことはありません。歯と共に健康であり続けたいです。
最後。
「進化する航空機～ライト兄弟から火星飛行機まで～」
です。
オールウェイズパワフルな浅井圭介先生の講義でした。
先生はJAXAで研究をし、NASAへ留学した経験もあるそうです。私も世界に羽ばたいて飛んでいきたいです。
「飛行機のできるまで」が今回のテーマ。
そーらーをじゆうに、とーびたーいなー。
はい、○○コプター。
こんなことをイカロスも考えたのでしょうか。
とにかく、古代より私たちは空を飛びたがっていたのです。
最初は鳥の羽を蝋で固めたおっきい羽根から始まりました(たぶん)。
15世紀に入ると、あの天才が航空工学界に参入します。
そう、レオナルド・ダ・ヴィンチです。
彼はその類稀なる観察力と思考力、洞察力を駆使し、実際の鳥の羽ばたき方を再現した「オープソニター」というものを開発します。
しかし、飛ぶ側の筋肉、それも当時はおろか現代人でさえもほぼ不可能なレベルまで体を軽くし、かつ強大な筋肉がなければ飛べないという代物でした。
それもそのはず、鳥は飛ぶために骨の中身を空洞にし、全体重の40％を筋肉に費やし、人間にはないような特殊な呼吸器官によって大量の酸素を取り込んでいるのですから、人間がかなうはず等ありません。
しかし時代と共に考え方も発展し、ついにはモンゴルフィエ兄弟が熱気球、シャルルとロバート兄弟が水素気球による飛行を実現しました。
これこそが「人類初の飛行」だそうです。すごいですね。
しかし、我々はまだ満足しませんでした。
確かに気球は空を飛べますが、どちらかというと「浮かんでいる」というのに近いです。
なので「どうにかして『飛べ』ないか」と考え始めるわけです。
ここでブレイクスルーが。
19世紀初頭、ケイレイ卿は「揚力」と「推力」を区別しました。
要するに、浮かぶ力と進む力を区別したわけなのです。
鳥はこれら二つを同時に行うことで空を飛んでいますが、人間にはその所業は不可能です。
よって、「揚力」は「翼」で、「推力」は「推進機=エンジン」で受け持つことになったのです。
ここでみなさんご存知、ライト兄弟が出てきます。兄弟多すぎない？
なんとこの兄弟、これまでのデータを疑い始めました。
そしてこの兄弟、ノースキャロライナ州に引っ越して体を張った実験を始めました。
しかしこの兄弟、体を張るのはきついと思いました。
そこで、なんとか痛くないように実験ができないものかと考えました。
「風洞」使おう！！！！！
風洞、とは一様な風を送る装置です。しかしそんなものを一体何に使うのでしょうか？
風洞の中に飛行機の模型、そしてその下に天秤を置きます。図を見たほうが圧倒的に早い
この天秤が非常に重要な役割を果たしています。
要は「センサー」なのです。
このセンサー=天秤がいかに揺れないか。揺れないためにいかに安定して空気を受け流すか。
これが安定すればするほど良い、ということなのです。
そうして実験を重ね、数々のデータを検証しなおし、ついに。
1903年、人類初の有人動力付き飛行に成功
飛行時間12秒、飛行距離36mと短いものでしたが、私たちにとっては大きなものとなりました。
ライト兄弟のもっとも大きな功績とはつまり「自然の模倣からの脱却の成功」です。
人間には、人間なりのやり方がある。
これまでの、鳥や虫のマネから脱却し、「飛行機」の爆発的な進化を生んだのです。
しかし、あの金属の塊がどうして飛ぶのでしょうか？
簡単に言うと、翼の上面と下面の圧力の違いを利用しているのです。
前提として、空気は「粒子の集まり」ではなく「流体」として考えます。
何でも粒子屋さんニュートンの言った通り空気が粒子の集まりなのであれば、たった1c㎥の立方体に入っている空気分子などの数は、
2686京7540兆個(26,867,540,000,000,000,000)
にもなります。1c㎥で。1c㎥で。1c㎥で。
であれば、もはや「流体」とみなしても問題ない、というようになりました。
ちなみにこのように考えられるようになったのは18世紀後半。
ダニエル・ベルヌーイによるものです。
発見順は前後しますが、マルティン・ヴィルヘルム・クッタという人が、
「クッタの理論」というものを発見(というか提唱？)します。
翼の断面図は、左右非対称です。また、必ずどちらかの端が比較的尖っています。
これにより、翼の上面の空気の流れのみが加速され、流れの速さ(流速)が上面>下面となります。
ここで、先ほど登場したベルヌーイの発見した「ベルヌーイの定理」の出番です。
ベルヌーイの定理とは、要するに「流速(V)が増すと圧力(p)が下がる=保存性がある」というものです。
この定理を翼の上面と下面のそれぞれに当てはめると、
「流速が遅い下面のほうが圧力が下がりづらい=流速が速い上面のほうが圧力が大きく下がる」
よって、圧力は下面>上面となります。
以上によって、飛行機が飛ぶための揚力は求められます。
そして今回の講義にはなんと、
実験
がありました。
息を吹き込んでベルヌーイを感じるものや、ペーパープレーンによって飛行力学を学ぶものでした。
特に驚きだったのは「ペーパープレーン」でした。
ただの紙飛行機じゃないんです。「ペーパープレーン」なんです。
ちなみにこの紙ひ......ペーパープレーンには実在のモデルがあるそうです。
その名も「ヒョウタンカズラ」これの種子がちょうどこのような形をしています。
あと「ほら......怖くない」で有名な某ジブリ系映画に出てくる「メーヴェ」にも似てます。
それほど合理的な形をしているんですね。
ちなみに家に帰った後、自分でも実験をしてみました。
なんとかカーブできないものかと模索しました。
そして曲げる方法を見つけました(大げさ)
このペーパープレーンはメーヴェ(画像参照)のように端のほうが少し角度をつけて折れています。
この角度を左右どちらかのみきつくすれば、その方向に曲がることを発見しました。
また、前に付けているクリップで重心の位置を変更し、機体の前方寄りにするとより素早く曲がるようになりました。
同様に中心寄りにすると、ゆっくりと回るようになります。
しかし動きを速くすると、その分落ちようとする力(おそらく重力)に引っ張られやすくなり、すぐ落ちてそんなに旋回できなくなります。
逆に遅くすると、ゆったりと大きく旋回するようになります。
なぜ旋回できるかというのは......ここに書き込めるほどまだ固まっていませんが、なんとなく折れ曲がっている方にかかる気圧<普通の方の気圧になっているから、外側のほうがより前に進もうとしても、内側がついてこれないから右翼と左翼で飛行距離に差が生じて、旋回できるのではないかと、ぼんやり考えます。
ちなみに私は某namco製ゲームのファンで、「エースコンバット」というゲームを「ややかじっていた」(本当にかじっただけ)のですが、戦闘機の翼って両端折れてませんよね？
なのになんで旋回できるのか......これからもっと調べてみたいと少し思います。
そもそも、これらのようなことはライト兄弟が過去のデータを疑っていなければ起こり得なかったことです。
そういえば「教科書に書いてあっても疑い、自分自身で確かめようとすることが大事」とどこかで聞いたことがあります。
その飽くなき探求心のようなものが、いつか大きな発見、大きな成功に結び付くのだと思います。
しかし「何か結果を出さなければ」という気持ちに追われてしまえば、その実験や研究も保守的になり、それ以上の発展は望めなくなると思います(保守がすべて悪いとは言わない)
飛行機開発の序盤では、これ絶対飛ばないでしょ、なんてものもたくさん開発されていました。
しかしそうしたものが、今日の飛行機工学の基盤にあると考えると、全く無駄なものではなかったと考えることもできます。
よって、なんでも楽しんで、グイグイ行こうとする精神でいれば、自然と結果は出るのかもしれません。まだそのような経験があまりないので何とも言えませんが。
だからこそ、そんな経験がいつかできることをぼんやりと夢みて、これからも、より一層、貪欲に、本質を追い求めていきたいものです。
全然手短にならなかった。
投稿者：青森県立青森高等学校
