物理化学 AI (20090608) M: 以下は宮本のコメント
03s2078: 
``四色問題'' というのを知ってらっしゃいますか ? ある映画で, この証明をコンピュータを使わずに (今だに[ママ]コンピュータを使わない証明が成されていないので), 証明するという内容があったのですが, 可能だと思いますか ? 数学者からしたら, 今ある証明は美しくないらしいのですが… . M: 場合分けしておいて, それぞれの場合について全て調べるということは, 普通の戦略だと思います. けど, その場合の数がハンパないので, コンピュータの支援が必要であり, そのコンピュータプログラムが正しいかどうかの検証も難しいという話でしたよね. 数学者があまり好みそうにない解決法ではありますよね.

05s2004: 
目の不自由な人が量子力学を学ぶ際, どこからはじめたら良いでしょうか ? M: 健常者と同じ.

05s2062: 
宇宙は有限ですか ? M: 生まれてから有限の時間しか経ていない宇宙が無限の大きさでありうるか ?

05s2083: 
``Who inside'' 読み終えました. 箱の空け方, 蔵の開き方の謎の解説が理科的で面白かったです. 動機については深い心情だなと思いました. 解ける謎と解けない謎, 解くべき謎と解かなくていい謎, 完全でない」[ママ]という事も重要なんですね. M: 質問の仕方が重要です.

07s1006: 
物理化学の教科書の分子分光学の部分を書ん[ママ]だら 直観的にフーリエ解析やウェーブレット解析を応用できる気がするんですけど 実際されているんですか ? M: FT-NMR や FT-IR は, すでに一般的ですね. その他にもスペクトルの波形解析は, いろいろやられているでしょう.

07s3032: 
直線が直交というと[十字の絵]をすぐ図示できますが, 波動関数が直交というのが, 数学的には -∞ψn*ψmdx=0 (m≠n) とわかるんですが, 図示はできますか ? M: 多次元ベクトル空間における直交なので, 十文字で良いのでは ?

07s3042: 
生物というのは存在する必要性があったのでしょうか ? (鉱石等で原子を留めていた方が長持ち (?) しそうだと思うのですが.) M: 必要だから発生したのか ? 長持ちってどういうこと ??

07s3048: 
円周率 π 3.1415926… と, 現在, 1 兆桁以上も計算されているというが, 今後さらに計算が進んだとき, 3.1415926…31415926… と循環し始めるということはありえないのだろうか ? M: π は無理数.

07s3049: 
今年の 7 月 22 日に日本の陸地では 46 年ぶりに皆既日食[ママ]が見られるそうですが, 青森ではどのように見えますか ? また, 皆既日食が起こる頻度はどのくらいですか ? M: 太陽・地球・月系の運動から予想されるのでは ?

07s3051: 
2 つの微粒子の運動を考えていました. 2 つの微粒子が, バネのようなものでつながれていて, ある力で投げ出されたとします. 当然, この 2 つは互いにある重心を中心に回転するとします. この状態で, 加速度 (力のことを考えてください) のある中を動くとします. この 2 つの運動の軌跡は複雑ですが, この 2 つの重心は, 加速度の中を方物運動をすると思います. そしてこの 2 つは, 重心を中心とした円運動をし, その軌跡は, 重心の描く線上を 2 つのサイクロイド曲線を描きます. しかもバネでつながれて伸縮しますから, ガウス座標でいえば y 軸方向に何倍か拡大されます. そういう軌跡を描きながら運動すると考えましたが, この発想着眼は正しいでしょうか. M: ``加速度のある中を動く'' というのが意味不明です (その後の話の展開から想像はできるが). また ``サイクロイド'' の使い方も間違っています (サイクロイドは回転する円上の *定点* の軌跡, 重心からの距離が絶えず変化する点は定点ではない). さらに ``ガウス座標の y 軸'' と言っているのも, どの方向かわかりません (話の展開から想像はできるが). 最後に, (前述のオカシナ点がなかったとしても) ここで述べられているのは, ある物体の運動をこう捉えましたという解釈の話であって, ``発想着眼'' で花井と思います. またこのような解釈は, 可能かどうか, わかりやすいかどうかが評価軸であって, 正しい (正解 ?) かどうかという評価は馴染まないと思います. ちなみに上述の解釈は, 運動を並進・回転・振動に分離して考えるという発想・着眼に基づくものであって, 分子の場合にもまたマクロな系でも普通に行われていることですね.

08s3001: 
炎色反応において 試料をまぜると別な色になりますか ? M: 光の三原色 (加法混色) って, どういうものか知ってますよね ?

08s3002: 
波動関数のしみ出しというものが いまいち理解できません. 量子が動く範囲外で量子の存在を確認できるということは, パッと移動してあらわれるということでしょうか ? M: ええと, 量子が存在する可能性があるということは, そこもまた量子が動く範囲です. トンネル効果ということですけど. 古典的粒子の運動範囲と混線しているのでは ?

08s3003: 
理論的には, 原子の質量に限度がないと思いますが, 本当のところはどうでしょうか. M: 何が本当か ? どうやって, 本当の事なのかどうかを確認するのか ?

08s3004: 
何かあることの能力に優れている人はそれについて一生懸命[ママ]やってきたことがあるのだと私は思います. でも, それを一生懸命やることが辛いと感じたときは どうすれば良いでしょうか ? M: 他の選択肢があるなら, 無理にやることないんじゃないの ? あなたは, そのことに関する能力に優れることがなかったということで.

08s3005: 
第 IV 族カチオンの水酸化物に過剰の NH3 水を加えたとき, Mn2+ だけアンミン錯体を形成しないのは なぜですか ? M: マンガンにはそういう性質がある, っていうのは高校以下のレベルですね. 科学系の大学生なら, 生成定数とか生成熱とかギブズの自由エネルギーの変化とかで語ってほしいですね.

08s3006: 
最近の消臭剤には銀イオンが良く使われていますが, なぜ銀イオンを使うと臭いを取ることが出来るのでしょうか. また銀イオン以外のイオンでは臭いを取ることはできないのでしょうか. M: 抗菌作用があるからでは ? なぜ抗菌作用があるか, 他のイオンはどうかは, 自分で調べてみてはいかが ?

08s3007: 
水が氷になるためには, 水分子が結晶のように規則正しく整列することが条件です. ここで, 水に電圧をかけると, 少しだけ水分子が結晶のように規則正しく整列すると聞いたことがあります. 以上より, もし, 水に高電圧 (1 メートルあたり数億ボルト) をかけると, 室温でも水が氷に変化するのではないでしょうか. M: 電場により分子を配列させると, (理想的には) 全ての分子が同じ方向を向くことでしょう (一軸配向 ?). しかし結晶では分子配列の規則が異なり, 水の場合は六方晶系の結晶になります. 対称性が全く違います.

08s3008: 
病原菌などの生体への影響等を見るために動物実験を行いますが, 意図的にウイルスに感染させたりすることには抵抗感があります. 何か他に良い方法はないのでしょうか ? M: これからは ES 細胞や iPS 細胞から作られた細胞・臓器などを利用するという選択肢がありそうです.

08s3009: 
鉄の酸化物はさまざまありますが さびとして発生する酸化鉄は決まっているのか ? また状況によって変わるのなら どのような理由から状況による選択性がしょうじるのか ? M: えーと, 質問の意味がわかりません. 前半については, 普通鉄の錆といったら, 赤錆と黒錆でしょ ? 対応する化合物が有るんじゃないですか ?? まあ赤錆の方は水酸化物も混じっていそうだけど. それぞれができやすい条件とか, 調べてみてはいかが ?

08s3010: 
1.青いバラ, 青く輝く花火, 青色発光ダイオードなど これらはつくるのが非常に難しかったり, まだ実現できていませんが, 青色と開発が難しいことに何か関連はありますか. // 2.鉄の原子核はなぜ安定なのか. (恒星の核融合は鉄までしかできない) M: 青いバラは光の吸収で青い花火は発光ですから, 特に見た目が青ということは偶然だと思います. // 原子核の安定性については, 核物理学の本でも読んでみたらいかが ?

08s3011: 
調和振動子の波動関数の粒子存在確率の図で, 両末端のちょっと内側が存在率が高いといっていたが, 具体的な数値や 0 [``ゼロ'' とルビ]からの距離は求めれるのか ? また, どんな値になるのか ? M: 関数の極大/極小値をあたえる場所は, 微係数がゼロの点として求められますよね.

08s3012: 
アインシュタインの一般相対性理論で重力波というものが提唱されているそうなのですが, 重力波は何を媒介にして伝わっているのですか ? M: 電磁波と同じだったかと思います.

08s3013: 
スライムのようなゲルの分類は流体ですか, それとも固体ですか. M: 流れる固体でしょうか. いや, ゲルはゲルですね.

08s3014: 
固体のセッケンには様々な色があるが, なぜ泡は一様に白いのか. M: 濃度とか散乱とかがヒント.

08s3015: 
X 線による宇宙観測において, ガスやチリの雲が存在すると観測が困難になると聞いています. しかし欧州宇宙機関の衛星が高感度の望遠鏡を用いて このような場所を観測せんとしているそうです. なぜガスやチリがあると観測しずらくなるのですか. また, 感度を上げさえすれば解決できることなのでしょうか. M: 日常的にも霧が出てくれば, (可視光による) 景色の観察が困難になるのではないですか ? また日常語の ``感度'' に対して, ここでは S/N とか検出系のダイナミックレンジとかも含めて考えているのではないでしょうか.

08s3016: 
分子や原子のスピードは同じ分子でもそれぞれ違いますが, 電子の間ではスピードの違いはあるのですか. M: 例えば水素原子のボーア模型で, 異なる軌道にいる電子のスピードを比べてみてはいかが ?

08s3017: 
0 の状態で H2O(s) と, 金属ナトリウムを接触させたら, どうなりますか ? M: 相変化のためのエネルギーや, 反応速度と温度との関係は, 教科書下巻を参照してください.

08s3018: 
よくフライパンを使い込むと油が馴染むと言いますが, この油が洗っても落ちないのは何故ですか. M: ``油が馴染む'' とは, 洗っても油が落ちないということなのですか ? どんな洗いかたでも落ちないのでしょうか ? 落ちない油って, どんな油でしょうか ?

08s3019: 
電子や電気に質はあるのでしょうか ? M: この場合の ``質'' って, 何ですか ?

08s3020: 
水をゆっくり冷やして氷にすると透明になり, 急に冷やすと白っぽくなるのはなぜですか. M: 本当にそうなるのですか ? 白は何による着色 (?) でしょうか ?

08s3021: 
学生実験で予期せぬ結果が得られて, 調べても分からない場合, どうすればよいのでしょうか. M: 調べたって言っても, 答えを探したって載ってる本はそうそうないでしょう. まずは誠実に事実に向き合うこと. そして, 考えてください.

08s3022: 
宇宙は広がっていると聞きますが 宇宙の外側って存在するのでしょうか ? M: その ``宇宙は広がっている'' と述べていた所で, 説明はなかったのでしょうか ?

08s3023: 
粒子に寿命はあるのか ? M: どの粒子の話でしょうか ? ていうか, 08s3023 参照.

08s3024: 
人間とか, 建物などモノには寿命がありますが, この世界の中で寿命のないものはあると思いますか ? M: 我々の住む宇宙自身に寿命が有れば, 全てのものに寿命があることになる ?!

08s3025: 
最近関東でバイオエタノールを混ぜたバイオガソリンの販売を開始しました. レギュラーガソリンと同じ価格で, 性能や扱い方も変わらないとのことですが, 車を利用する方はどのように思うのでしょうか. M: 車利用者一般の意識はしりません. 個人的には, バイオエタノール製造のコストが価格に反映されていないんじゃないかと, 疑います.

08s3026: 
ミクロな磁石の向きを磁場を使わずに反転できれば, 磁気素子をさらにコンパクトなサイズにすることができると思うのですが, 磁場を使わずに磁石の NS 反転ができるのでしょうか ? M: 磁場がないときには, ミクロな磁石 (スピン) が空間の特定の方向を向く必然性はありません. すなわち一般には乱雑な方向をむく方が, エネルギーが低い.

08s3027: 
有機化合物を合成する際に立体障害が問題となってくるが, 環や多重結合を持たない炭化水素のうち, 混み合いすぎて存在できない最小の分子はどのようなものなのか. M: ``存在していないものにはどんなものが有るか'' って, 不思議な問いですね :-)

08s3028: 
v(x)|2 は x=0 において線対称な分布ですが, それを変化させることはできるのでしょうか. M: すばらしい着眼点です (前半について). ポテンシャルも対称であることに注意しましょう.

08s3030: 
無重力空間では, 電子の運動は地球上のものと違いは出ますか ? M: 電子の運動を考えるにあたり, 現在重力を考慮していますか ?

08s3031: 
無重力空間で火をつけることができたら, 炎はどのような形になるのですか ? M: スペースシャトルや ISS からの映像を見たことないのでしょうか. または古典的ですが「ロウソクの科学」が考えるヒント.

08s3032: 
自分達は三次元空間にて生活していますが, 自分には見えない (隠れている) 次元というのは存在しますか. もしも四次元空間以上を目で認識する (紙に書いた式等では無く) ためには根本的な脳の機能が次元に対応する以外に方法はあるでしょうか. M: 現在は三次元空間が網膜上に二次元の映像として射影されている視覚の次元が向上するとか :-p

08s3033: 
二原子分子は本当の剛体回転子ではない (p.193) とあるのですが, 本当の剛体回転子 (二つの頂点間の距離が固定されている ?) には どのようなものがありますか. M: 実在の物質で, 完全な剛体などありえないのではないでしょうか ? ちょっと物質の構成を考えれば, 想像できるでしょ.

08s3034: 
万有引力とは逆の, 万有斥力なるものは存在しないのでしょうか ? M: この宇宙を統べる四つの力について調べてみてはいかがでしょうか.

08s3035: 
たばこは吸いながらライターで火をつけなければ, つかないのはなぜか. M: 単に乾燥した植物の葉っぱと紙でしょ. たき火とか焼却炉とかに放りこめば, 普通に燃えるでしょうに.

08s3036: 
いろんな生物が環境の変化など長い年月をかけて進化してきましたが, 人間は現在様々な物を開発し, 便利な生活を送って[ママ]います. その結果肉体的には昔の人に比べ衰えていると思います. これも環境の変化による変化だと思うのですが, これは進化なのか退化なのか, どうとらえたらよいでしょう ? M: 生物学的な ``進化'' を誤解している気がします. 世代を越えて形質が伝わることが遺伝, その形質が世代を経るにしたがって変化していくのが進化. で, 形質の変化によって機能が向上するか損なわれるか, そこは問はない.

08s3037: 
調味料の 1 つである味の素とは, うま味を出す為に使われるが, 人間が作り出した化学調味料である以上, ある程度体に害があったりするのか. M: 結構短い文章なのに, 誤解のテンコ盛りに見えます. まず味の素の主成分であるグルタミン酸ナトリウムは, 昆布の旨味成分として, 天然物から発見されたのでしょ. だから ``人間が作り出した化学調味料'' という表現は, 正確ではない. ただし現在の製品は, 昆布から抽出するのではなくて化学合成していると思われるので, 前述の表現は, まるっきりの間違いでもない. 次が ``〜である以上'' の部分ですが, 人工合成物は毒だ (それに対して天然物は毒じゃない) とでも言うのでしょうか ? フグ毒 (テトロドトキシン) は天然の生物が作り出す毒だし, 一方でテフロンなんかは非常に安定な, すなわち毒として作用する化学反応を起こし難い, 人工合成物ですね. 最後に ``ある程度体に害があったり'' の部分, どんな物質でも適量を越えて過剰に摂取すれば, 毒です. 例えば生物に必須といわれる水でも, これが原因で毎年多数の人命が失われています......溺死というオチは半分冗談ですが. 毎年一件くらいは水のがぶ飲み大会で, 優勝者 (当然, 短時間に大量に水を摂取した) の様態が悪くなり, 場合によっては死亡するというニュースを見ます (ニュースになっていない事例はもっとあると予想). 健康法などと称して一日に大量の水 (10 L 以上とか) を摂取すると, 死んじゃうかもしれませんので, 騙されませんように.

08s3038: 
犬は嗅覚が優れているというが, 味覚はあると考えられるのか. M: 私は知りません. 犬の専門家に聞いてはいかがでしょうか. 答えが分かったら教えてね.

08s3039: 
放射線を発する原子は, 原子そのものにエネルギーがあるということでしょうか ? M: E=mc2 という意味では, 全ての原子にエネルギーがありますね ;-)

08s3040: 
粒子とは球なのですか ? 他の形をした粒子は存在しますか ? M: 何点狙いの質問ですか ? 形は, 考えている粒子に依存する話でしょ ? どの粒子の話をしたいのですか ?

08s3041: 
超電導磁石を船に使用する構想があり, すでに 1992 年に日本で世界初の超電導電磁推進器を使用した実験船「ヤマト 1」の試験航行が行われたそうです. 海水を強力な磁力で引き寄せ, 噴射する方式だそうですが, 推進器が大きすぎるのと, 液体ヘリウムの予冷に時間がかかるので まだ, 商業実用化はされていません. 磁石ではなく, 水を動かすという方式には とても驚きました. 先生はどう思われますか. M: 推進の原理は ``海水を強力な磁力で引き寄せ...'' ではないと思いますよ. そもそも海水は磁石にくっつく磁性体ではないし.

08s3042: 
目で見ることができる波長は 1 人 1 人違うのか ? また, もし 1 人 1 人違うのであれば, 霊などが見えたりする人と見えない人がいるが そのことが関係しているのか ? M: 視覚の分子論的なメカニズムを調べてみてはいかがでしょうか. しかしこの後半で「霊」が出てくるのは, ちょっとどうかなと思いますヨ. 霊は物質でできていない (少なくとも, これこれの物質でできたこういうものだと, 明確に示されてはいない) ので, それが見えるかどうかを, 実在の物質と電磁波 (光) との相互作用で理解しようとするのは, スジが悪い.

08s3043: 
分子が赤外線を吸収してから放出するまでの時間は決まっているのですか. M: 光子の吸収・放出を伴う遷移は確率過程であり, ある特定の分子がいつ遷移するかを予言する方法は, 原理的にありません. また, これまで励起状態にいた分子と, たった今光子を吸収して同じ励起状態になった分子とでは, 二つを区別する術はありません. すなわち今後の単位時間あたりに失活する確率は, 同じです.

08s3044: 
質量の大きい元素は自発的に核分裂を起こすことがありますが, 自発的に核分裂を起こさない質量の小さい元素でも, 人工的に核分裂を起こさせることはできますか. M: 人工的にっていうのが, 中性子の衝突とかであれば, もちろんできるだろうなと想像できるだろうな.

08s3045: 
炊飯釜やトイレ, 車のコーティングに撥水加工としてフッ素コートが使われますが, フッ素コートの他に撥水性が高いものはないのですか ? M: フッ素コートって言っても, 原子のフッ素が並べられてるわけじゃないですよ. フッ素を含む化合物が塗られている. その化合物の種類はゴマンとあるわけで.

08s3046: 
U や Pu は原子力発電の原料としてよく使われていますが, これらの原子より放射能を出さずに, U や Pu にとってかわる原子が発電に実用できそうな原子はありますか ? M: 核融合は, そういう謳い文句じゃなかったっけか ?

08s3048: 
原子核の中には陽子と中性子が入っていますが, 電子が原子核の中に入ってしまうことはありますか ? M: β 崩壊では, 電子が出てきますね.



Ryo MIYAMOTO, 2009-06-16