qa20060125

物質理工学演習 BII (2006-01-25) M: 以下は宮本のコメント

04s2006:: 今日はないです。すいません。 M: 謝ったからといって, どうなるものでもありませんが。あら, 残念 !
04s2007:: ノーベル賞をとるような人は毎日研究しているのですか。 M: 本当にもう, 人それぞれでしょう。でもまあ研究とか考えることが好きっていうことは, 共通しているものと予想しています。
04s2008:: くもの糸はとても強いと聞きましたが, それを化学的に作り出すことはできますか。 M: 成分を分析して物質が特定されれば, それを人が合成することは可能だと思われます。次の問題は, それを用いて糸を作る技術ですね。蜘蛛の糸って, 非常に細くてさらに特殊な形状の断面だったりすると聞いた覚えがあるので。
04s2015:: 片栗粉に適量の水を加えたものに力を加える (例えば手で握る) と固体のようになり, 手の力を抜けば液体に近い状態 (どろどろ) を示しますが, 物理的にこれはどのように説明出来ますか。 M: そういう現象をダイラタンシー (Dilatancy) というそうです。異常粘性の一種だと理化学辞典にも載ってるよ。流体とか粘性の分野では有名な現象のようですね。
04s2017:: 液晶テレビや液晶ディスプレーなどに使われている結晶 [ママ] はどのような分子の結晶 [ママ] なのですか。 M: 液晶相と結晶相とは, 別の相ですよ。どんな化合物がディスプレイ用の液晶材料として用いられているかなどについては, 物質理工学科にも専門の先生がいるので, 話を聞いてみてはいかがでしょうか。
04s2019:: エネルギーと質量が等価なら, エネルギーから重力をつくることもできるのか ? M: (質量を持った) 粒子と反粒子との対消滅によりエネルギー (光) が発生することの逆の過程を考えましょう。空間にエネルギーを投入すると (どうするかは知りません), 粒子・反粒子の対が生成されるので, 重力が生まれると言えるかもしれませんね。ただし生成した粒子の質量は非常に小さいので, 生じる重力も非常に小さいわけですが ...
04s2026:: 今日の 34 の質問を見て思い出したのですが確かあまりに酸素の濃度が高いと生物にとっては逆に毒になると某 SF アドベンチャーものの小説家なんかであったのですが, 実際はどうなんですか ? M: 心臓は体積のわりには多量の血液すなわち酸素を必要とする臓器だそうです。したがって活性酸素を発生させるような抗生物質は, 同時に心臓毒の副作用があると言うようです。そもそも空気中の酸素分子は, 窒素などと比べて反応活性な物質ですから, 生物の細胞組織を構成している物質と反応すれば, 細胞の破壊に至るという意味で, 毒だとも言えるでしょうね。
04s2031:: 今日は特にありません。 M: あらら, 残念 !!
04s2033:: 今日は特にありません。 M: あららら, 残念 !!!
04s2034:: 炎色反応でナトリウムは黄色の炎になるとかがありますが, 原子とか分子とかがもともとその様な色をしているから炎もそういう様になるのですか ? M: 以前の原子の色についての質問とか, 前の週の Na の D 線とか, 記憶に留まっていないのは残念です。
04s2035:: 現在, 球面調和関数はいくつわかっているのですか ? M: 指数 l, m を用いて一般式が与えられていますね。この指数は整数なので, そのとりうる限り無限にあると言えるのではないでしょうか。ていうか, こういうことって自分で考えて分からないのかなぁ。それとも質問の意味を誤解しているのかな ?
04s2036:: スピン角運動量は古典的に電子の自転に相当するらしいですが, もし, この自転が止まったり, もっと速くなったりするとどうなると考えられますか。 (実際にはありえないらしいが ...) M: (語ると長いよ :-) あ, 2005-12-21 の 04s2044 でも聞かれていたね）空間の三次元とは別の第四の自由度という意味でスピンと名付けられましたが, 古典的なコマの自転とは全く違うものです。名前が誤解を生んでいると思います。もしも電子が有限の大きさを持っていてある軸の周りに自転していたとすると, 分割できないハズの電荷が赤道部分と極部分に (そして微少部分を考えればそれこそ無限に小さく分割して各領域に) 配分できてしまうことになります。あるいは, もしも電子の自転速度を測ることができるとすれば, それは電子の形が経線の 0 度と 180 度の所で異なっていて区別できるということを意味しますが, そうすると電子にはさらなる内部構造を仮定しないといけなくなってしまいます。あるいは, 電荷を持った有限の大きさの物体が古典的な自転をするからスピン角運動量 (磁気モーメント) を持つのだという理解では, 電荷がゼロの素粒子ニュートリノがスピン 1/2 を持つことを説明できません。電子のスピンを古典的な自転と考えると, さまざまな矛盾が生じてしまいますので, スピン角運動量を持つという事だけを残してあとは忘れてしまいましょう。
04s2038:: これ以上新たな原子が発見されることは考えられるのですか ? またその場合は原子の名前などは発見した人が命名するのですか ? M: 2005-12-21 の 04s2050 で, 現代の錬金術あるいは地上の星について述べた気がします。名前については, 発見者の意向が尊重されるとは思いますが, 国際純正および応用化学連合 (IUPAC) などの科学者の団体の協議で決まるのだと思います。
04s2040:: この仕事をしていてよかったと思うことがあれば教えて下さい。 M: この仕事とは「大学の教員」のことでしょうか。仕事内容は教育と研究です (あ, 最近は社会貢献も, かな)。2005-11-16 の 04s2047 で, 教師という仕事のやりがいについて質問されています。また研究についても 2005-11-16 の 04s2007, 04s2074 などのように何度も質問されています。
04s2044:: 理論上で作れない物質はあるのですか。 M: 質問の意味が不明確ですね。現実に存在しない分子あるいは発見されていない分子であっても, その性質を理論的に調べることは, 現在では基本的には可能です。その意味では理論的な考察をする上で, 議論の対象とすることができない分子は無い。しかしそれらの分子が安定に存在可能かどうか調べることにより, その分子が局所安定構造ではないことが理論的に確認されることもあるでしょう。この場合には, 安定に存在することが不可能な分子であると理論的に分かったことになります。さらに問題の分子を実際に作れるかどうか, 理論的に反応経路の解析を行なったところ, その経路では生成されないということが分かることもあるでしょう。もちろん生成可能だと分かる場合もある。さらにされに, もしも生成可能だと分かったとしても, 現実に実験室でその通りに合成できるかどうかは, それはまた別問題ですね。さて, あなたが質問したかった「理論上で作れない」とは, どの段階の話ですか ?
04s2048:: 分子軌道法とは, すべての分子に適用できますか ? (巨大分子や多分子の系では難しいと思ったのですが ... 。) M: 分子軌道法の原理は非常に単純で, あつかえる系に特別な制限はないと思われます。しかし実用上は, 系が大きくなると, 必要な計算機資源が指数関数的に大きくなるので, 現実的なコストで結果を得るのが困難になってくるのだと思います。
04s2049:: 金魚は液体窒素をかけても解凍すれば, また泳ぎだしますが, なぜ金魚は, 完全に凍った後も生きていられるのですか。プロジェクト X (NHK の番組) で, どこかの企業が日本に始めて [ママ] 冷凍庫を広めようとした時に, 金魚と液体窒素で実演してました。 M: まず, その様なデモンストレーションで実際には何をやっているのか, 検証することが大事ですね。本当に金魚の血液などの体液や体細胞内の細胞液まで全てが凍結したのかどうか。金魚に液体窒素を注ぎかけただけでは, 体の表面に付着していた水が凍って, 身動きがとれなくなっただけかもしれませんし。
04s2050:: 高校の時の英語の長文で, 「携帯電話の電波が脳細胞を破壊する」というのがあったのですがそういったことはおこり得るのか ? M: その様な風説があるようですが, 科学的根拠はありません。少なくとも, 科学的な疫学的な調査により, 影響が認められたという報告はありません。類似の案件で, 送電線 (低周波電磁波源と考えられる) の近くでは健康に影響があるかどうかの疫学的調査では, 「影響があるとは言えない」との結果が出ています。「影響がない」ことが証明されていないという理由で, 電磁波の人体に対する危険性を主張する人がいますが, それは科学的な考え方というものを誤解しています。科学で言及できるのは, 「Aである」または「Aであるとはいえない」のいずれかです。帰無仮説というやつです。したがって「Aではない」という命題を証明できないのです。だからといって科学が無力だというわけではありませんよ, 念のため。そもそも「携帯電話の電磁波は危険」と主張するのであれば, 主張する側が証拠を提出すべきですが, その様な証拠はないというのが現実です。言い換えれば, もし仮に危険性があったとしても, 明確な証拠が見いだせない程度の非常に非常に小さな影響と言うことです。これは実用上は「危険性は無い」と言ってもいいのではないでしょうか。世の中には, これよりもはるかに大きな危険度を持つものが沢山あります。社会資本を投入して安全な社会を作るのであれば, 携帯電話の電波にこだわるよりも, そちらを優先すべきでしょう。この様な考え方を「リスクコミュニケーション」などと言うようで, 最近ようやく広まってきた考え方です。
04s2052:: このごろたまに聞く, ブルーレイディスク (?) は DVD と何が違うんでしょうか ? M: 原理は, ディスクからデータを読み取る光の波長が短いので, 記録密度の向上が可能だということだと思います。製品の規格など, 実装上の問題はよくわかりません。
04s2054:: 数字の最初って「0」ですか ? 「1」ですか ? M: 数字とか最初とか, 一見自明に見える言葉の意味を, あらためて定義して明確にしないと, 意味のある議論はできませんね。
04s2057:: 最近, テレビで, 水中で, 空気のリングを作る「バブルリング」というものを見たのですが, 私はどう考えても水中では, 空気は, 球体にしかならないと思っていたので, すごく驚きました。この「バブルリング」はどのようなしくみで作ることができるのか, 私には, どうやっても考えつかないので教えてくれませんか。 M: バブルリングというものは, 初めて聞きました。煙草の煙でリングを作るのに似ているのかな。と言うことであれば, 流体のなかでの動的な構造ということですね。そこで Web で「バブルリング」をぐぐって検索してみると ... なんだたくさんあるじゃん。流体力学の分野では渦輪 (かりん) と言うそうですね。
04s2059:: 顕微鏡の精度が向上することによって新たな細菌が発見された, というような事例は多くありますが, 今後も観測技術の発達による新発見はありえますか ? M: 時間分解能や空間分解能が向上すると, 今まで見えていなかった新しい現象が見えるようになると期待できます。例えば, 化学反応の途中の分子の姿のスナップショットが見えるかもしれませんね !
04s2060:: 凍らない水という話を聞いたことがあり, とても細い管に入った水と, タンパク質表面についた水は, マイナスになっても凍らないそうですが, (ある程度までは) 他にも凍らない水はあるのですか ? M: そういうミクロなレベルの話では, 巨視的なイメージの「水が凍る」という言い方がどういうことなのか, あらためて定義して明確にしないと, 意味のある議論はできませんね。
04s2065:: 先生は血液型による大体の性格診断 (行動の傾向について) を信じている方ですか ? というより血液型はそこまで人の性格や能力 (あくまで訓練なしの元々の素質で考えた場合) に影響力があるのだろうか ...。このことについてはどう思いますか ? M: そこまでちゃんと疑問を持って考えているならば, あえてここで第三者の賛否を聞いてどうしようというのでしょうか ? そもそも血液型って ABO 式だけじゃなくってゴマンとあるし, 訓練無しの元々の素質とは何かとか, 訓練の効果絶大なのであれば素質うんぬんに意味あるのかとかね。そもそも本人の努力で変更できない属性でその人の価値を判断をすることは, 現代社会で許されることなのかとかいう側面もあるしね (人種差別と同じでしょ)。
04s2070:: 今日はとくにありません。 M: あらららら, 残念 !!!!
04s2072:: ヘリウムは分子をつくらないのですか ? 水素分子の軌道エネルギー準位は [H_A と H_B による軌道のエネルギー準位の図] なので, 存在するとしたらヘリウム分子は [He_A と He_B による軌道のエネルギー準位の図] ?? M: そこまで定性的に理解したのであれば, 次の段階としては, もう少し定量的に考えてみましょう。すなわち, 個別の原子の時と分子を形成した時とで, それぞれの全電子エネルギーがどうなるかを考えます。もしも分子の形成で全エネルギーが低下するならば, 分子になるということですね。
04s2077:: 金はどれくらいうすくのばせますか。 M: 製造販売されている金箔は, 0.1 μm 程度まで叩いて伸ばしたものがあるようです。って, 自分で調べようとは思わなかったのでしょうか ?
04s2078:: HIIA ロケットが打ち上げに成功したらしいですがこれからの日本の宇宙開発は進むと思いますか ? M: 学術上も実用上も進んで欲しいとは思いますが, その推進力の一つは民衆の支持です。単純な二分法による打ち上げの成功・失敗にこだわるのではなく, 科学や技術の進歩にどう貢献するか, 地球市民の一員であるみなさんは内容で評価できる目を養ってほしいものです。
04s2080:: 今年一番やってみたいことはありますか ? M: 特に考えていません。ところで, あなたはどうなのでしょうか ?
04s2081:: けいたいの電波は脳にえいきょうあるのですか ? もしあるのなら何がよくないのですか ? M: 04s2050 参照。
03s2018:: 最近ニュースでは証券取引法違反や建築基準法違反等が問題になっていますが, 化学の分野にも違反すると罰っせられる法律のようなものはありますか。 M: 「危険物取り扱い法」「毒物および劇物取締法」「覚せい剤取締法」「核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律」等, 特定の物質の取り扱いを制限する法律があります。すべてに罰則があるかどうかまでは知りませんが。また「労働安全衛生法」「化学物質排出把握管理促進法」「ダイオキシン類対策特別措置法」などでも, 特定の物質の取り扱いや排出について, いろいろと決められています。その他にも関係法令は沢山あると思いますよ。
03s2074:: 電子によっていろいろな化合物ができ, その化合物の性質の違いについて少し知りたいと思いました。 M: ぜひ, 少しと言わずに大いに勉強してくれることを期待します。

Ryo MIYAMOTO, 2006-01-28