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教科書名短篇 科学随筆集
科学者にして名文家であった寺田寅彦、中谷宇吉郎、湯川秀樹。国語教科書で彼らの文章と出会い、科学への扉を開かれた者は多い。この三人を中心に、岡潔、矢野健太郎、福井謙一、日髙敏隆の名随筆を収録する。考えるよろこび、知る楽しみを味わえる「教科書名短篇」シリーズ唯一の随筆集。 文庫オリジナル 【目次】 科学者とあたま他六篇/寺田寅彦 (科学者とあたま/簑虫と蜘蛛/蜂が団子をこしらえる話/茶碗の湯/藤の実/鳶と油揚/蜻蜒) 地球の円い話他三篇/中谷宇吉郎 (科学以前の心/地球の円い話/立春の卵/科学の限界) 詩と科学他八篇/湯川秀樹 (詩と科学/原子と人間(詩)/科学と環境/目と手と心/単数と複数/具象以前/創造性の尊重/少数意見/アインシュタイン先生の想い出) 発見の鋭い喜び/岡 潔 科学的なものの考え方/矢野健太郎 広く学ぶ心/福井謙一 チョウの飛ぶ道/日髙敏隆 -
日本の気候変動5000万年史 四季のある気候はいかにして誕生したのか
日本の気候は、5000万年前の超温暖期から3000万年前の寒冷化、2300万年前のモンスーン開始による梅雨の誕生、エルニーニョ多発の時代、260万年前の氷期など、さまざまな変化を経験してきた。そうしたなかで、日本は列島を形成し、日本特有の温暖湿潤で美しい四季をもつ気候となってきた。5000万年前には大陸の一部だった日本が、大陸から分かれ始めたのは約4000万年前、日本列島が現在の位置になったのは約1500万年前だが、その長い時代の変遷の中で、日本の気候はどのように変化してきたのだろうか? 気候は、日本だけでは語ることはできない。日本の気候の成立には、ヒマラヤ山脈の誕生によるモンスーンの開始や黒潮と対馬海流の成立も大きく関わっている。本書では、地球全体の気候変動、日本列島の地質学的な変化と気候の変化を関連づけて明らかにしていく。 主な内容 第1章 超温暖期とその後の寒冷化 日本列島以前の気候 第2章 モンスーン時代の到来 梅雨の始まり 第3章 日本列島誕生と気候への影響 第4章 地球温暖化アナロジーの時代 第5章 第四紀氷河時代の日本 第6章 日本特有の気候の成立 -
最小にして人類最大の宿敵 病原体の世界 歴史をも動かすミクロの攻防
私たちのおよそ2000万分の1の大きさのウイルス。ゲノムのサイズもヒト全ゲノムが約62億塩基対、2万2千個のタンパク質をコードすると言われているのに対し、新型コロナウイルスは約3万塩基で27個。遺伝情報の量も非常に少なく、シンプルな存在。なのに私たちはなぜ新型コロナウイルス翻弄されるのでしょうか。 人類誕生から現在までの人の死因の累計第一位である感染症を引き起こす、ウイルスや細菌などの病原微生物(病原体)は、その小さな体と限られた遺伝情報量の中に、ヒトなどに感染して自らの子孫を効率よく増やして広めるための、巧妙で狡猾な生態を持つものばかりです。 本書では、そんな病原体たちが進化の過程で身に付けた、さまざまな感染戦略、生存戦略を紹介します。宿主に寄生することに特化した構造や機能、生態などの高度な進化は、いずれも驚くほどうまくできたしくみで、なかなかエキサイティングな世界です。恐ろしいものであると同時に、その「見事な」までの病原体について知っておくことが、次なる病原体との戦いの備えになるかもしれません。 -
生物を分けると世界が分かる 分類すると見えてくる、生物進化と地球の変遷
すべての生物学の土台となる学問こそが、分類学だ! なぜ、我々は「ものを分けたがる」のか? 人類の本能から生まれた分類学の始まりは紀元前。 アリストテレスからリンネ、ダーウィン……と数々の生物学の巨人たちが築いてきた学問は、 分子系統解析の登場によって大きな進歩を遂げている。 生物を分け、名前を付けるだけではない。 分類学は、生命進化や地球環境の変遷までを見通せる可能性を秘めている。 生命溢れるこの世界の「見え方」が変わる一冊! 地球上で年間1万種もの生物が絶滅しているという。 その多くは、人類に認識すらされる前に姿を消していっている。 つまり私たちは、まだこの地球のことをこれっぽっちも分かっていない。 それどころか、「分かっていないことすらも分かっていない」のである。 だが、分類学を学ぶことで、この地球の見え方は確実に変わる。 奇妙な海洋生物・クモヒトデに魅せられ、 分類学に取りつかれた若き分類学者が描き出す、新しい分類学の世界。 ◆主な内容 プロローグ 分類学者の日常 第1章 「分ける」とはどういうことか ~分類学、はじめの一歩 第2章 分類学のはじまり ~人は分けたがる生き物である 第3章 分類学のキホンをおさえる ~二名法、記載、命名規約とは? 第4章 何を基準に種を「分ける」のか? ~分類学の大問題 第5章 最新分類学はこんなにすごい ~分子系統解析の登場と分類学者の使命 第6章 生物を分けると見えてくること ~分類学で世界が変わる エピローグ 分類学の未来 -
本当に役立つ栄養学 肥満、病気、老化予防のカギとなる食べものの科学
「食物繊維は体にいいから消化もいい」と語っている学生に、そもそも消化ができないものを食物繊維ということを説明すると、では「消化できないものが体に必要なのか」ときかれて、これは正しい食の知識が必要だと感じた著者。 体にいい、悪いで語られがちな食べものについて、多くの人がわかっているようでわかっていないという実態を感じて、現在わかっている食の科学を理解し、正しい情報の受け取り方ができるようにという思いで執筆した1冊。栄養学的な面と、複雑な体の代謝のしくみをなるべくやさしい言葉で解説します。 食品によっては、時代的背景も関係していたり、健康ブームの空気にのって「良い食べもの」になっているものも。食と代謝はまだまだ解明されていないことも多いのですが、わかっていることをクリアにしながら、誤った認識に陥らない方向を示します。 序章 食べ物、その正体とは 第1章 食べ物に含まれる栄養素の真実 第2章 消化と吸収から考える食べもの 第3章 体のなかで栄養素はどんな働きをしているのか 第4章 血液という体液から考える食べもの 第5章 筋肉、骨、皮膚と食べもの 第6章 脳と神経に作用する食べもの 第7章 健康な食べものは本当に体に良いのか -
遺伝子とは何か? 現代生命科学の新たな謎
2003年にヒトゲノムの解読が完了したが、これで「遺伝子」がわかったのかというとそうではない。DNAにコードされている遺伝子の構成が判明したことで、ヒトゲノムの複雑さがかえって判明してきた。また、DNAに遺伝子はコードされているが、それらは非コード配列やそのコピーである多様なRNAなどによって、たくみに制御されていることがわかってきた。「遺伝子」とは、それらの制御機構を抜きにしては語れないし、「遺伝子」の概念は新たなステージで考える必要があるのではないだろうか? 本書では、メンデルの実験から、ワトソン、クリックによる二重らせんモデルの発表など、「遺伝子」をめぐる科学史を追いかけながら、「遺伝子」の正体を問い続ける。ゲノムの解読は終わりではなく、「遺伝子とは何か?」という、古くて新しい問いとその答えをめぐる研究の始まりであることを明らかにする野心的な一冊。 -
なぜ宇宙は存在するのか はじめての現代宇宙論
「宇宙論」は、ここ100年で非常に目覚ましい発展をとげています。これら直近100年の宇宙論の歩みを、最先端の発展までを含め、宇宙論や素粒子論、量子重力理論などを専門とする著者が、徹底解説。はじめての「宇宙論」として本格的な、そして現代的な宇宙論を知ることができるような1冊になっています。 人間の宇宙への興味は、古来より尽きることはありませんでした。実際、古代エジプトからインド、ギリシャに至るまで、様々な「宇宙論」が考えられ、それらに基づいた神話や哲学が発展してきました。にもかかわらず、現代の宇宙論につながる「観測に基づいた系統的な世界観の構築」が始まったのは、かなり最近、ここ400年あまりのことなのです。 理論物理学の最前線では、私たちの宇宙を超えた、その外側や生まれる以前などについても議論できるようになってきています。これらの驚くべき成果は、主に20世紀に入って起こった爆発的な物理科学の発展によってもたらされたものであり、それはアルベルト・アインシュタインをはじめとする多くの科学者の長年における仕事の結果として得られたものです。 現代の宇宙論で科学的に調べることができる、私たちの宇宙が誕生してから約10のマイナス30乗秒後といった宇宙の「超初期」について紹介したり、恒星や銀河、銀河団といった現在私たちが見る構造の起源が、このような宇宙の超初期にどのようにして作られたのか、理論的な説明や、それを確認するための観測についても触れていきます。 よく耳にする「ビッグバン宇宙」や「インフレーション宇宙」といった言葉についても理解が進むように詳しく解説しています。 さらに、近年理論物理学者の間で急速に受け入れられつつある描像である「マルチバース理論」を紹介します。この最新の描像によれば、私たちが全宇宙だと思っていたものは無数にある「宇宙たち」の一つにすぎず、それら多くの宇宙においては素粒子の種類、性質およびそれを支配する法則、さらには空間の次元に至るまで、多くのことが私たちの宇宙とは異なっているとされるのです。 私たちのこの宇宙が始まる前から寿命について、またこの宇宙の外側まで、壮大なスケールで語られる、わかりやすい最先端の宇宙論です。 -
統計学が見つけた野球の真理 最先端のセイバーメトリクスが明らかにしたもの
野球の必勝法とはなにか? 統計学的にその答えを追求し、メジャーリーグの「お荷物」を 常勝軍団に変身させ、一躍その名を知られた「セイバーメトリクス」。その進化はとどまる ところを知らず、野球場で起きているあらゆることを「数字」にするため新しい指標が次々 に考案されている。さらにテクノロジーの発達は、選手やボールの動きの精密な計測を可能 にし、それらビッグデータの解析によって、野球というスポーツの本質さえ解き明かそうと している。はたして野球とは、どのような競技なのか? 日本のセイバーメトリクス研究の 第一人者がRSAA、wRAA、UZR、UBR、フレーミングなどの新指標を駆使しながら、本当 に勝利に結びつくプレーと戦術について考察する。 大谷翔平の「二刀流」はMVPに本当に値するのか、スワローズ&バファローズの史上初の W下剋上はなぜ起きたかも、数値を見れば一目瞭然! ・投手の評価は「守備」や「運」に大きく左右されている ・打者の本当の貢献度を「得点」に換算してみると ・守備の「うまさ」をどうすれば正確に測れるか ・盗塁は70%以上成功しないと「赤字」である ・犠牲バントの「損益分岐点」は出塁率でどのくらいか ・球審のジャッジは実はかなり「恣意的」である ・「勝負強さ」をどう数値化するか などなど、野球の見方がいやでも変わる新知見満載! 目次 序 章 セイバーメトリクスの歴史――草創期から「革命」まで 第1章 セイバーメトリクスの原理――どのように「数値化」するのか 第2章 投手の指標――どこまでが「責任」なのか 第3章 打撃の指標――「得点創出能力」をいかに表すか 第4章 セイバーメトリクスの可視化――「下剋上」の原動力とは 第5章 パークファクター――野球は「場所」によって変わる 第6章 守備の指標――「未開の領域」に光を当てる 第7章 走塁の指標――「足」でどれだけ稼げるのか 第8章 総合指標――「二刀流」を評価する 第9章 セイバーメトリクスの革命――テクノロジーが明かす真実 第10章 プロ野球の未解決問題――これからのテーマ -
宇宙を支配する「定数」 万有引力定数から光速、プランク定数まで
万有引力定数=G、光速=c、プランク定数=h……など、根源的な自然法則に現れる「物理定数」。 科学はいかにして「その値」にたどり着いたか? 万有引力の法則から相対性理論、量子力学まで、宇宙の成り立ちを説明する物理法則には、必ず「固有の値」=物理定数が登場する。 物理定数とは何か? なぜ、一定の値をとるのか? その値はどう決まるのか? そして、本当に「一定不変」か? 宇宙の誕生と進化を司る「究極の値」のすべて──。 〈もくじ〉 第1部 物理定数とは何か──原子に刻まれたものさし 第2部 「時空」を支配する定数──時間、光速、万有引力 第3部 「ミクロの世界」を支配する定数──電気素量、プランク定数、ボルツマン定数 第4部 宇宙の進化と物理定数──果たして「一定不変」か? -
生命を守るしくみ オートファジー 老化、寿命、病気を左右する精巧なメカニズム
2016年にノーベル生理学・医学賞を受賞した大隅良典氏と共にオートファジーの研究に携わり、この分野の第1人者としてさらにオートファジーの役割やさまざまな病気や老化などとの関連を解明し続けている著者が、この細胞の驚きのメカニズムを詳しく解説します。 私たちの体の中では、タンパク質の分解と合成が毎日繰り返されていますが、その細胞のリサイクルシステムとも言えるしくみを担う主なものにオートファジー(自食作用)があります。オートファジーの発見自体は1950年代とかなりさかのぼりますが、生命にとって非常に重要な役割を果たしていること、そして、さまざまな病気と関係があることがわかってきて注目が集まるようになりました。 この本では、まずオートファジーを理解するために、細胞の中の世界ーー数多く存在する袋や膜のしくみや、物質を輸送するメカニズム、そこで何が行われ、どういう意味があるのかーーなどを丁寧に説明します。また、ノーベル賞に結びつく研究がどのように進んでいったのか、臨場感と共にその様子を紹介します。 さらにオートファジーが生体にとって極めて重要で多岐にわたる機能を持つこともわかってきました。主要な3機能、栄養源の確保、細胞成分の新陳代謝、有害物質の隔離除去を中心に取り上げます。また、オートファジーはどのように分解するべきものを認識するのか、その秘密に迫ります。 後半では、がんなどさまざまな疾患とオートファジーの関係、予防や治療に結びつく可能性について触れます。また、著者が発見した、年齢と共に増加しオートファジーを抑制して老化や脂肪肝に関わっていると考えられるルビコンというキーになるタンパク質について詳しく紹介します。 老化や健康寿命、病気、免疫といった身近な問題の鍵になるかもしれないオートファジーの研究をあらゆる角度から語る1冊です。 -
食べる時間でこんなに変わる 時間栄養学入門 体内時計が左右する肥満、老化、生活習慣病
朝たくさん食べるより夜たくさん食べるほうが太りやすいなど、同じものでも食べるタイミングによって、身体への影響が違うことを、私たちはなんとなく感じています。夜の締めのラーメンは、魅力的ですが、罪悪感が伴ったりもします。そのなんとなく感じている、食べる時間による身体へ影響が、科学的に解明されつつあります。つまり、生物学的に言えば、食行動は、生体に朝・昼・夜など時間軸で起こっている種々の生化学的・分子生物学的変化との関係で説明できるということがわかってきたのです。 食事が体調にどう左右するかは、種々の要因が絡みあっていますが、その一つで大きな要因であるのが、体内時計の働きです。「腹時計」がすぐ思い浮かぶかもしれませんが、体内時計にもいくつかの種類があります。さらに時計遺伝子というものが次々に発見されて、体内時計のさまざまな役割などを担っていることも研究されています。 本書では、これらの体内時計や時計遺伝子のしくみをわかりやすく解説します。また、実際の食材や食品が、摂取する時間帯によって、どのように体への影響を及ぼす可能性があるか、いろいろな実験を元に紹介します。食べ物とそれを摂る時間などによって、血糖値や腸内細菌、脳への影響と、さらに肥満や睡眠、病気などとの関連も解明されてきているのです。たとえばカテキンを多く含むお茶は、朝摂る場合と夜摂る場合で血糖値の上昇に差が出たり、トリプトファンを多く含む大豆製品や乳製品、バナナや卵などを朝食に摂ると、夜の睡眠に効果的だったり、ということがわかってきています。また、子供の場合、シニアの場合で、当然「時間栄養学」が違ってきます。そのような多くのケースをそれぞれ詳しく解説します。 時間に影響を受けるのは、食事だけではなく薬の効果や、運動の効果などもあります。時間栄養学と関連して紹介しながら、体内時計の不調である時差ボケについてや、この時間栄養学を健康により役立っていく可能性についても触れます。 第1章 体内時計とはなにか 第2章 時間栄養学――「いつ」「何を」「どう」食べるかで体が変わる 第3章 食物繊維を摂るタイミングで、血糖値や腸内細菌はどう変わるか 第4章 体内時計と代謝――間食は摂ったほうが体にいい? 第5章 時間調理学――時間によって調理を変えると体も変わる 第6章 ライフステージ別の体内時計――胎児から高齢者まで 第7章 時間薬理学――なぜのむ時間が決まっているのか 第8章 時間運動学――朝の運動と夕の運動で脂肪の燃え方が違う!? 第9章 体内時計の不調に夜、さまざまな「時差ボケ」 付録章 AIと時間栄養学 -
倹約と幸福 エネルギー・環境問題解決への道(小学館101新書)
「エネルギー大量消費の技術を知ってしまった人類が存続する道は、倹約による以外にはない」との主題で、これからの人の生き方、社会のありよう、人類の未来について、縦横に語る「新・清貧の思想」。 エネルギー大量消費の技術を知ってしまった人類が存続する道は、倹約による以外にない。人類が生き延びてこそ、幸福がある。地球規模の繁栄を求めてやまない時代において、未来の人間のあるべき姿と本当のしあわせをとは何かを問いかけ、答えを試みたのが本書である。倹約の主題で、科学、哲学、経済学、文学など、あらゆる領域からこれからの人の生き方、社会の進むべき道を縦横無尽に語る。「贅沢は敵だ!」という類の復古的な論調ではなく、人類の未来を見据えた上での倹約というライフスタイルを、説得力ある論考で叙述する、いわば2010年版「清貧の思想」である。 (底本 2010年2月発行作品) -
宇宙人と出会う前に読む本 全宇宙で共通の教養を身につけよう
「あなたはどこから来ましたか?」 さまざまな惑星の宇宙人が集う社交の場で、もしそう尋ねられたら、あなたならどう答えますか? 「地球から来ました」など論外で、失笑を買うこと確実です。ではなんと答えればよいのでしょう? 私たち地球人は「ある理由」により、宇宙人の平均より科学の発達が遅れている可能性があります。 いつか宇宙人と出会ったとき、恥をかかずに交流できるようになるには、地球の常識にとらわれず、 宇宙のすべてにおいて通用する普遍的な教養を身につけておく必要があるのです。 本書は、惑星際宇宙ステーションに地球チームの一員として乗り込んだあなたが、そこで遭遇する 宇宙人が繰り出すさまざまな突拍子もない質問に答えていくうちに、宇宙で本当に必要な科学知識 とは何か、宇宙的思考法とはどういうものかが、自然とわかってくるように構成されています。 読み通したあと宇宙教養がどれだけ身についたかは「宇宙偏差値」を算出してチェックできます。 宇宙人と意思疎通するための「三種の神器」、連星太陽をもつ惑星の異様なカレンダーなど奇抜な アイデアも満載でお贈りする「ちゃんとした宇宙人になるためのガイドブック」、その日が来ても、 来なくても、読めば世界の見え方が一変するはずです! 【目次】 プロローグ 宇宙のとあるカフェにて 第1章 あなたはどこから来たのですか? 第2章 あなたは何でできていますか? 第3章 あなたたちの太陽はいくつですか? 第4章 あなたは力をいくつ知っていますか? 第5章 宇宙の破壊者を知っていますか? 第6章 宇宙の創造者を知っていますか? 第7章 宇宙最古の文書を知っていますか? 第8章 あなたは左右対称ですか? 第9章 数のなりたちを知っていますか? 第10章 宇宙人の孤独を知っていますか? 第11章 エネルギーは何を使っていますか? -
はじめての機械学習 中学数学でわかるAIのエッセンス
飛躍的な進歩を遂げている機械学習を、難解な数式・プログラミングなしで解説する画期的入門書! 中学数学の知識だけでAIのエッセンスがわかる。 近年、著しい進歩を続ける機械学習。センター入試の英語の試験では機械学習を使うことで、200満点中185点をとることに成功し、将棋や囲碁ではもはや人間が太刀打ちできないレベルの能力を獲得。画像処理にいたっては、フェイク画像はもちろんのこと、オリジナルのキャラクターを造形できるところまで到達している。今後のビジネスや研究を続けていくうえでもはや無視できない存在になりつつある「機械学習」だが、言葉ばかりが先走りして、その本質を理解している人はごくわずかだ。「機械学習」とはいかなるものか、なぜ、近年飛躍的な進歩を遂げることができたのか。機械学習の専門家であり、科学出版賞を受賞した書き手として知られる田口善弘氏が、難解な数式やプログラミングをいっさい使うことなく、機械学習の本質を丁寧に解説する。 本書が取り扱う機械学習の手法 ・k近傍法 ・主成分分析 ・多次元尺度構成法 ・線形回帰 ・線形判別 ・ロジスティック回帰 ・マルコフ過程 ・決定木 ・ベイジアンネットワーク ・カーネルトリック ・ニューラルネットワーク ・深層学習(ディープラーニング) ・CNN ・モンテカルロツリーサーチ ・GAN ・BERT ・量子暗号 ・量子アニーリング -
爆発する宇宙 138億年の宇宙進化
宇宙にとって「爆発」とはなにか? ビッグバン、インフレーション、超新星爆発、ガンマ線バースト……宇宙に起こるさまざまな爆発現象。 これらは、けっして自明な現象ではありません。超新星爆発は、なぜ起こるのか? 実は、その過程にはまだまだ解明されていない謎が多く存在するのです。 本書では、この宇宙の始まりでもある「ビッグバン」、「超新星爆発」の謎、「ガンマ線バースト」などの爆発現象を取り上げながら、最新の天文学で考えられているそのメカニズムや、赤色巨星、白色矮星、ブラックホール、中性子星、さらにはダークマターについてなど、さまざまな天体や物質についても詳細に解説。 特筆すべきは、まだ観測されたばかりの謎の爆発現象「高速電波バースト:FRB」を、その観測実例をもとに、天文学におけるさまざまな仮説・研究を紹介していきます。 そのそも、この宇宙もビッグバンという爆発から始まりました。 私たちがふだん日常の中で使っているさまざまな元素も、これらの爆発によって作られたものです。 そして我々、生命もまた爆発によって作られたものだと考えられています。 さまざまな爆発を理解しながら、宇宙とはなにか? 生命とはなにか? という根源的な問いへと向かっていく、知的興奮を体感する科学書です。 -
三体問題 天才たちを悩ませた400年の未解決問題
宇宙に浮かぶ3つの天体――「3体」 ニュートンの万有引力の法則によって「2体」の運動が明らかにされた17世紀初頭。科学者達は「3体」の運動を解明しようとさまざま試みでアプローチした。 オイラー、ラグランジュ、ポアンカレ……科学史にその名を残す天才数学者・天文学者たちをもってしても、この「3体の運動」をの「一般解」を見つけることはできなかった!? なぜ解けないのか? 「解ける」とはなにか? 「三体問題」をめぐる400年にわたる解明へのアプローチを通して、人類が辿り着いたものとは? 「オイラーの8の字解」、「ラグランジュの正三角形解」など、不思議な軌道を取る「特殊解」の存在。 万有引力の法則からアインシュタインの一般相対性理論、アインシュタイン方程式、そして重力波へ。 さらに一般解への研究は「カオス理論」へと発展し、コンピュータによる数値解析手法も進化させた。 天文学では、星の位置を知るための「位置天文学」や軌道計算などさまざまな分野へとつながり、実際、20世紀の初頭には、ラグランジュの見つけた特殊解を太陽系にあてはめたときに、その解の位置にから「トロヤ群」という小惑星群も発見されている! 「三体問題」をめぐる400年の歴史の背景にある奥深い科学世界を、数学史・科学史ととも語り尽くす、2021年、最高にスリリング科学書! -
脳を司る「脳」 最新研究で見えてきた、驚くべき脳のはたらき
なぜ、私たちは「特別」なのか?――その答えはここにある。 心のはたらき、知性、ひらめき…… ニューロンだけではわからなかった、 「人間らしさ」を生み出す、知られざる脳の正体 脳のはたらきは、ニューロンが担っている ――この常識が覆されようとしている。 脳の中には、知られざる「すきま」があり、 そこを舞台に、様々な脳活動が繰り広げられていたのだ。 細胞外スペースに流れる脳脊髄液、 その中で拡散する神経修飾物質や細胞外電場、 そして、脳細胞の半分を占めるグリア細胞。 私たちの心や知性の源は、ここにあるかもしれない。 「神経科学の王道」に挑む、新しい脳科学が誕生! ◆おもな内容 ・寝ている間に流れる「水」が脳内を掃除している ・認知症と脳を流れる水、睡眠の意外な関係 ・脳の若さの秘訣は「すきま」にあった!? ・脳の「すきま」に拡散する物質が気分を決める ・ワイヤレス伝送のような脳の信号伝達があった! ・電気を流すと頭が良くなる? 神経回路がシンプルな人ほどIQが高い? ・知性やひらめきと関係する「もう一つの脳細胞」 ・脳科学から考える、脳を健康に保つ方法 ……など ◆目次 プロローグ 「生きている」とはどういうことか 第1章 情報伝達の基本、ニューロンのはたらき ――コンピュータのように速くて精密なメカニズム 第2章 「見えない脳のはたらき」を“視る”方法 ――脳研究はどのように発展してきたか 第3章 脳の「すきま」が気分を決める? ――細胞外スペースは脳の“モード”の調整役 第4章 脳の中を流れる「水」が掃除をしている? ――脳脊髄液と認知症の意外な関係 第5章 脳はシナプス以外でも“会話”している? ――ワイヤレスな情報伝達「細胞外電場」 第6章 頭が良いとはどういうことか? ――「知性」の進化の鍵を握るアストロサイト エピローグ 「こころのはたらき」を解き明かす鍵 ――変化し続ける脳内環境が生み出すもの -
細胞とはなんだろう 「生命が宿る最小単位」のからくり
すべての生物の基本構成単位として、あたり前のようにとらえられている「細胞」。 その細胞を、「生物ではない」けれど、「細胞への侵入が可能な存在」であるウイルスの視点から見つめ直すと、何が見えてくるのか? あたかも、ウイルスに侵入してくれと言わんばかりの構造をしている細胞膜。 ウイルスに容易に乗っ取られてしまうタンパク質合成装置=リボソーム。 ウイルスに瓜二つのエネルギー工場=ミトコンドリア。 新型コロナウイルスにもまんまと利用される輸送システム=細胞内膜系。 そして、細胞の“司令塔”たる細胞核にいたっては、ウイルスによって生み出された!? 細胞の機能としくみ、その一生はなぜ、現在の私たちを構成するあのような細胞となったのか? そして、その進化の過程でウイルスが果たした役割とは? ──気鋭のウイルス学者が、「侵入者目線」で新たな細胞像を解き明かす、傑作サイエンスミステリー。 -
ゲノム編集とはなにか 「DNAのハサミ」クリスパーで生命科学はどう変わるのか
ゲノム編集は、生物のもつ全ての遺伝情報であるゲノムを正確に書き換える技術である。この技術は、ヒトを含む全ての生物で使うことができることから、研究の世界だけでなく、産業界、さらには医療の世界を大きく変えようとしている。しかし一方で、ゲノム編集がどんな技術であるのか、遺伝子組換えとの違いはどこにあるのか、安全性はどのように考えられているかなど、一般への理解が進んでいないのが現状である。ライフサイエンスの研究者でも技術を十分に理解できていないのが実情だ。 このように理解が進んでいない原因は、ゲノム編集技術の開発スピートが非常に速く常に新しい技術が生まれていることや、技術が広範な分野に及ぶため様々な分野で技術の捉え方が異なることが理由として考えられる。また、研究者であれば誰でも使えること(特に基礎研究であれば)や一般の方の身近な問題に直接関係することなども、既存のバイオテクノロジーとは性質が大きく異なる点と言える。研究者の世界においても一般社会においても、これだけ影響力のあるバイオテクノロジーはこれまで例がなく、予想外の技術への対応が追いついていないのが現状である。まさに、SF映画で見ていた世界が、ゲノム編集で現実となる可能性もでてきた。 ゲノム編集の可能性は、応用分野ではアイディア次第で無限大と言っても過言ではない。これまで長い時間をかけて作られてきた有用な品種が、ゲノム編集によって意図も簡単にしかも短時間に作ることが出来る時代もそう遠くない。地球環境の変化を考えると、ゲノム編集は食糧問題を解決する重要な技術にもなるであろう。バイオ燃料をゲノム編集技術によって効率的に生み出す微生物などの開発も進みつつある。健康問題に関しても、ゲノム編集は創薬や疾患治療に有効であることが証明されている。がんを治療する技術、感染症を治療する技術、ウイルスを簡便に検出する技術など、次々と新しい技術が開発されている。 本書では、ゲノム編集とはどんな技術なのか、既存の遺伝子組換え技術とはどんな違いがあるのかを、まず紐解いていく。本書を読めば、2012年に開発されたクリスパー・キャス9が、なぜノーベル賞を取る技術と考えられているのが理解できるだろう。さらに、応用分野でどのようなことが可能であるのか、あるいは既に技術が開発されているのか、具体例をあげながら解説していく。 -
時間は逆戻りするのか 宇宙から量子まで、可能性のすべて
物質には反物質があり、力には作用と反作用があるように、この世のすべてのものは、ほんのわずかな破れはあったとしても、対称性を持っています。ところが時間の進み方だけは対称ではなく、宇宙ができたときから現在まで、一方向だけに進んでいると考えられています。このことを「気持ち悪い」と感じている物理学者は少なからずいるようです。筆者もその一人です。 本当に時間は一方向だけなのか。宇宙は逆戻りしないのか。じつは時間も宇宙も、反復し、逆戻りしているのではないのか。一見、荒唐無稽なこの疑問を大真面目に検討してみることで、宇宙や時間についての新しい見方を呈示しようという狙いです。 量子重力理論研究の期待の新鋭にして、日本人としては最後の「ホーキングの弟子」ともいわれる著者が、量子論的な視点を突破口にして、「反復する時間」の可能性をわかりやすい言葉で探っていきます。 -
文系でもよくわかる 日常の不思議を物理学で知る
「タイムマシンは理論的には可能」 「氷が水に浮くから命は存在する」 「自転車はこいでいてなぜ倒れないの?」 「スマホで話したり画像が送れるのはなぜ?」 日本の宇宙論、物理学の第1人者が解き明かす、新しい世界と日常の見方。 最先端の物理学で日常の「不思議」を誰でも分かるように解き明かします。 文系でも物理学に興味のある人や、新しいものの見方を模索している人へ向けた新しい物理学の解釈。 大好評「文系でもよくわかる物理学」シリーズ第二弾! 【目次】 1章 時間は流れない 「時間が流れる」とは限らない 脳が構築する〝順番〟はよく間違っている 相対性理論の「時間」、量子論の「時間」 「時間のループ」はありえるのか 星の年齢はどうやってわかるのか? 宇宙のはじまりにある時間とは? 2章 魔法の角度をもつ水 「氷が水に浮かぶ」から、生命が生き延びられた? もしも水が熱しやすく冷めやすかったら、地球は砂漠のようだった 「0度で凍り、100度で蒸発する」の不思議 水の秘密は、その角度? テフロン加工のフライパンが焦げないのは水の帳面張力が強いから 「純水」は体に毒? 水以外のものでも生命は生きられたのか 宇宙空間にも水はある? 3章 生活に隠れた物理学 カーブで倒れないギリギリの速度は? 自転車はなぜ倒れないのか 宇宙空間でロケットが急カーブしたら? 遠心力の正体とは? LED照明はなぜ省エネなのか? 電子レンジは何を温めているのか 電子レンジを使っていると、Wi-Fiがつながらない? 「エコキュート」はエアコンと同じ? 原子力発電も火力、水力発電も、基本は同じ? 地上に太陽をつくる? 4章 スマホに使われている物理学 そもそもなぜスマホで会話ができるの 電波はどうやって送受信するの? 「5G」はなぜ大容量なのか 光回線はなぜ速いのか どうして「指紋」がわかるのか 緊急地震速報はどうやって教えてくれるのか 電波は体に悪い? 5章 医療をささえる物理学 体温計には物理学が詰まっている? 指を挟むだけで血液中の酸素量がわかるのはなぜ? MRIはなにを画像にしているの? レーザーも量子論のおかげ? 粒子線治療では、なぜがんのある場所で止まるのか? 筋肉は何の力で動いているのか 肩こり・腰痛への物理学的アドバイス 6章 物理学者の今と昔 物理学者のコミュニケーションが変わった? ウェブサイトは物理学のためのものだった? AIで世紀の大発見は起こるのか? 物理の道を志した「こっくりさん」事件とは 終章 日常の「あたりまえ」は「あたりまえ」ではないかもしれない そこにモノは存在するのか あなたの知っていた「1キロ」は1キロではないかもしれない 渡り鳥とオーロラの共通点とは? -
新装版 タネはどこからきたか?
※この商品はタブレットなど大きいディスプレイを備えた端末で読むことに適しています。また、文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 飛ぶ、はじける、流される。動物を利用し、世界を旅する。 ときには踏まれ、焼かれ、100年の眠りからさめる。 時空を越えるタネの大冒険と生命のふしぎ! 小さくて大きなタネの世界へようこそ! 植物のタネと発芽の神秘を、写真と文章で解き明かすビジュアルブック。 周りにすき間ができるまで発芽をこらえるヌルデのタネや、 水流に運ばれるミズバショウのタネ。 山火事で焼かれたり、鳥に運ばれたり、自然界の様々な場面に対応するべく、 植物は進化した結果、地上を生き物が住みやすい楽園に変えていった。 その長い「適応のドラマ」を凝縮しているタネは、まさに手のひらサイズのタイムマシーン! 高等学校の国語の入試問題にも採用された実績があり、読みやすく分かりやすい文章で、自然の秘密を科学的に解き明かします。 東大名誉教授で生態学者の鷲谷いづみ先生と、 NHKスペシャル「足元の小宇宙~生命を見つめる植物写真家~」で植物生態撮影の魅力を伝えた埴沙萠さんの奇跡のコラボレーション。 (本文より) 緑豊かな日本で、植物の存在を感じない日は一日としてありません。 私たちのまわりにある環境は、実に植物たちがもたらしてくれたものなのです。 だからこそ、植物から安らぎとやさしさが感じられるのです。 その植物たちの命をつなぐものこそ「タネ」なのです。 だから、そのタネにギュッと詰まった秘密を知ることは、驚きと深い感動を与えてくれるはずです。 さあ、ページを開いてみてください。 -
生命はデジタルでできている 情報から見た新しい生命像
科学出版賞受賞作家の書き下ろし最新作 「全生物に読んでほしい!」人気YouTuber・ヨビノリたくみ氏絶賛 いま、生物学の分野で静かな革命が進行しつつある、と言ったら読者の皆さんは驚くだろうか? その生物学の分野とは、ゲノム科学である。ゲノム科学に関する新しい知見がネットに流れない日の方が珍しい。 「寿命を伸ばす遺伝子発見!」 「『がんゲノム医療』検査に保険適用」 なんだがすごいことがこの分野で起きているっぽい。だが、なぜ、「突然」こんなことになっているのか? その疑問に答えてくれる報道は少ない気がする。本書の目的はそれを少しでもわかりやすく説明することにある。 そのために、本書ではDIGIOMEという造語を導入した。DIGIOMEとは何か? それは、デジタル信号処理系としてゲノムを捉える考え方だ。ゲノムを構成するDNAが、ゲノム情報という意味で、われわれ生命の設計図たる情報を担っていることは、ワトソン=クリックによるDNAの二重螺旋構造の発見の頃から知られていた。だが、本書ではそこを一歩踏み込んで、ゲノム自体をデジタル情報処理装置として捉える見方を提案したい。 我々人類が、デジタル情報処理装置の恩恵を日常的に享受できるなったのは、わずかにここ数十年のことに過ぎない。だが、生命体はそのそもそもの誕生時からこの高度なディジタル情報処理系の恩恵を享受してきた。周知の様に、我々人類がデジタル情報処理装置の恩恵を享受するには、高性能ながら安価な情報処理装置(例えば、スマホ)の発明が必須だった。生命体はそのような精密な情報処理装置を持っていないにも関わらず、ゲノムをデジタル情報処理装置として機能させることに成功してきた。本書で語りたいのは、なぜ、そんな奇跡のようなことが可能だったのか、ということだ。 実際、デジタル信号処理系たるゲノムは、われわれ人類が作り上げた精緻で緻密なそれとは、にて非なる側面をもっている。ある面では我々のそれより優れているし、ある意味では劣っている。そして、いま、このタイミングでその詳細が詳らかになったのは、デジタル信号処理系としてゲノムの動作を克明に観測して記録できるだけの技術と知識を我々が手にしたことによる。いままで秘密のベールの奥に隠されていたその機構の謎が日々、その観測技術によって続々と白日のもとにさらされている。前述のゲノム科学における新発見の連鎖はその帰結に過ぎない。そして、その技術の一端にはいま流行っているAI=機械学習の進歩も大きく関わっている。この本はそんな存在、DIGIOMEを巡る冒険譚を、極力最先端の知見を用いて語ることを目的とする。この本を読み終えた時、きっとあなたは、いままで見ていた「生命」をそれまでとは随分と違う目で見ることができるに違いない、と信じる。 -
進化のからくり 現代のダーウィンたちの物語
「歌うカタツムリ」(岩波科学ライブラリー)で第71回毎日出版文化賞 自然科学部門受賞を受賞し、新聞や雑誌の書評で、「稀代の書き手」として絶賛された千葉聡氏(東北大学理学部教授)。本作は受賞後の最新作になる。自身の小笠原のカタツムリ研究のフィールドワークや内外の若手研究者の最新の研究成果を紹介しながら、「進化生物学」の醍醐味を描いたエッセイ的な作品。練り込まれた構成と流れるような巧みな文章で、ダーウィンに始まる進化研究の「バトン」がいまも途切れることなく受け継がれており、我が国の研究者もこれにおおいに貢献していることが分かる。読み始めたらページをめくる手がとまらない、痺れるほど面白い傑作 千葉/聡 東北大学東北アジア研究センター教授、東北大学大学院生命科学研究科教授(兼任)。1960年生まれ。東京大学大学院理学系研究科博士課程修了。静岡大学助手、東北大学准教授などを経て現職。専門は進化生物学と生態学。著書『歌うカタツムリ』(岩波科学ライブラリー、2017年)で第71回毎日出版文化賞・自然科学部門を受賞。ほかに『生物多様性と生態学ー遺伝子・種・生態系』 (朝倉書店、2011年、共著)などの著作がある。 目次 第1章 不毛な島でモッキンバードの歌を聞く 第2章 聖なる皇帝 第3章 ひとりぼっちのジェレミー 第4章 進化学者のやる気は謎の多さに比例する 第5章 進化学者のやる気は好奇心の多さに比例する 第6章 恋愛なんて無駄とか言わないで 第7章 ギレスピー教授の講義 第8章 ギレスピー教授の贈り物 第9章 ロストワールド 第10章 深い河 第11章 エンドレスサマー 第12章 過去には敬意を、未来には希望を -
ナノテクノロジー 極微科学とは何か
10億分の1メートルの世界で原子・分子を操作する技術。そこから物質の新たな性質が生み出され、「ものづくり」は大きく変革される。さらに、医療や環境、コミュニケーションなど、人々の暮らしの可能性は劇的に広がる。「寿命がきたら自分でリサイクル可能な状態に“壊れる”パソコン」「人間より早く正確に危険を察知する車」「がん細胞ができるとすぐに医師に知らせるバイオチップ」「患部だけに効果を発揮する副作用のない薬」「カニやセミの抜け殻のように人間の形状にあわせて原子・分子のレベルからデザインされる衣服」「鋼鉄よりも10倍固く10分の1の軽さの新素材」「静電気で動くモーター」「国会図書館もの情報量が収められる角砂糖のサイズの原子メモリ」……。「ものづくり」に活かし、さらに、便利でかつ無害な社会を創るために、ナノテクノロジーにいかに取り組むべきか。その第一人者が極微科学の本質と新時代のパラダイムを説き明かす。 -
時間はどこから来て、なぜ流れるのか? 最新物理学が解く時空・宇宙・意識の「謎」
科学が捉えた「時間の本質」――時間は過去から未来へ流れて《いない》!? 時間の正体は、宇宙の起源につながっている。 時間とは何か? 時は本当に過去から未来へ流れているのか? 「時間が経つ」とはどういう現象なのか? 先人たちが思弁を巡らせてきた疑問の扉を、いま、物理学はついに開きつつある。 相対性理論、宇宙論、熱力学、量子論、さらには神経科学を見渡し、科学の視座から時間の正体に迫る。 ―――― 【本書「はじめに」より】 「時間が経つ」あるいは「時が流れる」とは、どういうことだろうか? 目の前に置かれた時計を見つめている自分を想像していただきたい。時計の針が、3時ちょうどを指しているのを見たとしよう。そのままじっと時計を見つめていると、秒針がゆっくりと一周し、長針がわずかに進んで、3時1分を指すのが見える。さらに見つめ続けると、やがて針は3時2分を、続いて3時3分を指す。 時計を見ている人にとって、針がある時刻を指すのを目にする場合、その時刻だけがリアルな瞬間だと感じられる。針が3時2分を指しているならば、3時1分を指す光景は過去の記憶であり、3時3分を指すことは未来の予測である。どちらも、3時2分を示す時計を目の当たりにしている「いま」のようなリアリティは感じられない。時計を見つめ続けると、時計の針は、しだいに、その後の時刻へと動いていく。この状況を素朴に解釈すると、眼前の時計が示す「いま」の時刻が、後へ後へと移動していくことを表すようにも思われる。 さて、ここで考えていただきたい。こうした「時の流れ」は、意識の外にある物理世界においても、客観的な出来事として起きているのだろうか? 言い換えれば、「時の流れ」は物理現象なのか――という問題である。 ―――― 【主な内容】 ■はじめに――時の流れとは 《第I部 現在のない世界》 ■第1章 時間はどこにあるのか ■第2章 過去・現在・未来の区分は確実か ■第3章 ウラシマ効果とは何か 《第II部 時間の謎を解明する》 ■第4章 時間はなぜ向きを持つか ■第5章 「未来」は決定されているのか ■第6章 タイムパラドクスは起きるか ■第7章 時間はなぜ流れる(ように感じられる)のか -
毒 青酸カリからギンナンまで(PHP文庫)
トリカブトはアコニチンという神経毒を含む美しい花で、過去には殺人事件のトリックで用いられたこともある。しかしこの毒草は漢方の処方で用いられる「附子(ぶし)」や「烏頭(うず)」も生み出す。毒と薬は表裏一体の関係にあるのだ。本書は不思議な毒の魔力と魅力に迫るべく、毒の基本知識、毒の分類、毒が変えた歴史、毒と食べ物、犯罪や事件との関係、さらに麻薬と覚醒剤まで、第一人者が平易に解説。 〈内容例〉〇中国の皇帝たちが、不老不死を願って飲んでいた毒とは? ○美容外科で使われる「ボトックス」は世界最強の毒から開発された ○中毒のときの記憶がなくなる、チョウセンアサガオの謎の毒 〇一酸化炭素中毒はなぜ起こる ○覚せい剤は生薬「麻黄(マオウ)」の研究過程から生まれた -
あなたは嫌いかもしれないけど、とってもおもしろい蚊の話 日本の蚊34種類図鑑付き
※この商品はタブレットなど大きいディスプレイを備えた端末で読むことに適しています。また、文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 世界を飛び回る女性蚊学者が、蚊になり替わって蚊を熱く解説する愛と偏りの書。 嫌われ者の極致である蚊を、 「蚊は美しい」とのたまうリケジョたちが、蚊になり替わって熱く語ります。 夏になると、耳元でプーンと羽音とともにやってくる蚊。 刺されるとかゆいし、存在そのものが嫌い……という人が多いのでは。 そして、この地球上でもっとも人を殺しているのも蚊。 マラリアを媒介し毎年数十万人の人が亡くなっています。 蚊が媒介する感染症は、日本でもデング熱の発生があり、ジカ熱も他人事ではありません。 そんな嫌われもので全人類の敵とも言える蚊を研究し、 蚊に対する愛憎まみれるリケジョたちが語る蚊の本当の姿。 (目次) 1章 教えて先生 蚊の基本Q&A 2章 蚊のおもしろい話 3章 蚊のかたちを知る 4章 愛と偏りの蚊図鑑 5章 蚊と人類のまじめな話 -
麺の科学 粉が生み出す豊かな食感・香り・うまみ
パスタ、うどん、蕎麦、ラーメン……。今や、さまざまな麺を毎日のように口にする、世界中で愛される麺。その秘密を、麺の素材の科学や調理の科学という視点で解き明かす1冊。つるっとした口当たり、もちっとした食感、ソースやたれと絡んで美味しさが引き立つ理由が、材料の性質や麺を作る工程で起こる化学反応からわかります。食品メーカーで研究を積んだ経験と、大学の研究室でさまざまな食品の風味や香り、食感などのデータを蓄積している著者ならではの、麺類をおいしくするコツの提案もたくさんあります。スパゲッティの時短調理、うどんの食感をよくするために身近なあるものを入れる方法、即席麺を高級料理店の味にする驚きの技などを、科学的な裏付けと共に紹介します。第1章では、美味しさを作る素となる、小麦粉や蕎麦粉、片栗粉、タピオカ、米粉といった素材の性質などを科学的に解説します。また、その素材が麺になった歴史的背景などにも触れます。第2章では、パスタ、中華麺、うどん、きしめん、冷や麦、素麺、日本蕎麦、ライスヌードルなど世界の麺について、麺の形状や性質、麺として作られていく過程で起こっている科学について解説します。第3章では、麺のすぐれた栄養バランスについて紹介し、糖質、脂質、タンパク質、および微量栄養素が穀物ごとにどういう特徴があるのかを解説し、その特徴からおすすめの食べ方も提案します。第4章では、科学的特徴と実験データから得られた、麺を美味しく食べるための裏技を紹介します。家庭でもすぐできる、簡単なコツばかりで、それを編み出すために使用した、香り、風味、うまみ、食感などを科学的に測定・分析する最新技術についても触れます。第5章では、おいしさを追求するプロセスに必ずある失敗例を取り上げます。【主な内容】第1章 小麦粉、蕎麦粉、米粉――麺を作る粉の科学 小麦粉/蕎麦粉/米粉/片栗粉/タピオカ第2章 こんなにある! おいしい麺いろいろ 素麺と冷や麦の違いとは?/各地のうどんときしめん/中華麺/パスタ/日本蕎麦/ 冷麺は蕎麦粉から/ライスヌードル第3章 麺の栄養学 三大栄養素と微量栄養素/タンパク質のアレルギー/遺伝子組み換え作物とは第4章 科学の力で麺をおいしく 麺をおいしくゆでる/素麺をおいしく食べる/重曹のかわりを探して――うどんの食感/ かきまぜタイミングで即席麺をおいしく/チルドうどんと電子レンジ/冷凍麺のおいしさの秘密/ スパゲッティをゆでるとき塩を入れますか?/日本蕎麦の香りとのど越し/ ラーメンの脂をまろやかに ほか第5章 麺の科学NG集 うどんだって蒸し調理で時短に?/麺をスープに、スープを麺に? ほか -
高校数学でわかる複素関数 微分からコーシー積分、留数定理まで
科学には、夢があります。「自然界を支配する未知の真理を知りたい」、あるいは、「人間の、生物としての能力を、はるかに超える知的能力や、物理的な力を手に入れたい」 これらの人間の抱く様々な夢を実現する手段が、科学技術です。高校生の時に、このような夢を持って、理系大学に進んだ方は数多いことでしょう。 ところが、大学の講義は、そのような学生たちの期待に必ずしも応えるものではなく、想定外に難しくて、講義を聞いてもよくわからないことが、少なくありません。特に数学の学習に、壁を感じる学生は少なくないようです。 「高校数学でわかるシリーズ」は既に10タイトルを数え、累計で30万部を超えるブルーバックス内のシリーズです。理学・工学を学ぶ上で必要な、また、教養として知っておきたい数学や物理学のトピックスを、高校数学を出発点として、分かり易く解説しています。そして 11タイトル目は、「複素関数」です。 複素数は、実数と虚数の組み合わせで表されます。複素数を変数とする関数が、複素関数です。 代数方程式の研究過程で発見された複素数は、代数学だけではなく、幾何学でも非常に重要な役割を果たします。さらに、波を表すことにたいへん便利な複素数は、量子力学をはじめとした物理学や、工学には必須の数学です。 本書は、「複素数とはなにか」から始めて、複素数の性質、複素関数の微分・積分、留数定理などを解説するとともに、「オイラーの公式」と「代数学の基本定理」も理解できます。※この商品は紙の書籍のページを画像にした電子書籍です。文字だけを拡大することはできませんので、タブレットサイズの端末での閲読を推奨します。また、文字列のハイライトや検索、辞書の参照、引用などの機能も使用できません。 -
2つの粒子で世界がわかる 量子力学から見た物質と力
世の中のすべては「ボーズ粒子」と「フェルミ粒子」でできている!2種類の粒子を理解すれば、現代物理学のエッセンスがわかる!■世の中を2つに分ける基準とは?私たちの周りにあるすべてのものは、目に見えない小さな粒子からできています。ではこの粒子は何種類あるのでしょうか? ミクロな世界を記述する量子力学によれば、あらゆる粒子は「ボーズ粒子」と「フェルミ粒子」の2種類に分けることができるのです。そして、これらの粒子が示す性質の解明は、物理学の発展において避けて通ることのできない難関だったのです。【本書の目次】第1章 この世は粒子でできている第2章 粒子か波か第3章 すべての粒子は2種類に分けられる第4章 量子力学の天才たち第5章 ボーズ粒子と超流動第6章 フェルミ粒子と超伝導第7章 ミクロな世界から宇宙まで。 -
文系でもよくわかる 世界の仕組みを物理学で知る
最先端の物理学が、金融の世界を制している。 輪廻転生は物理学では正しい。 AIが人間を不死にする。 日本の宇宙論、物理学の第1人者が解き明かす、新しい世界の見方。 最先端の物理学を誰でも分かるように解き明かします。 量子論によって、我々の人生が変わる! 文系でも物理学に興味のある人や、新しいものの見方を模索している人へ向けた新しい物理学の解釈。 1章 物理学でものの見方が変わる 2章 物理学者の正体 3章 空の上の物理学 4章 私たちは何を見ているのか――光の話―― 5章 すべては粒子でできている――素粒子、原子、分子の世界―― 6章 時間はいつでも一定か――相対性理論の話―― 7章 意識が現実を変える?――量子論の話―― -
火山はすごい
3・11以降、活発化する火山活動。大噴火は起こるのか? 世界で起きるM6以上の地震の2割が日本で発生し、世界の陸地面積の0.25%しかない日本列島に、世界の活火山の7%が存在している。特に東日本大震災以後は、西之島、御嶽山、口永良部島、浅間山などの火山活動が活発化し、地震も頻発している。本書は、京大の人気教授が具体的な火山の特徴を紹介しつつ、今後起こるかもしれない災害への心構えを説くもの。大噴火、大地震はいつ起きても不思議ではない。 ・9世紀(平安時代)に酷似する現在 ・850年 三宅島噴火 ・2000年 有珠山、三宅島噴火 ・863年 中越・越後地震 ・2004年 新潟県中越地震(M6.8) ・864年 富士山噴火 ・2009年 浅間山噴火 ・869年 貞観地震(宮城県沖) ・2011年 東日本大震災(M90) ・878年 相模・武蔵地震 ・XXXX年 首都直下地震? ・887年 仁和地震(南海トラフ) ・203X年 南海トラフ巨大地震? 日本列島は「大地動乱の時代」に突入している! ※本書は、2002年6月に発刊された『火山はすごい 日本列島の自然学』(PHP新書)を加筆・再編集したものです。 -
歌う鳥のキモチ
鳥がどんなキモチで歌っているのか、歌う鳥のキモチに興味ありませんか? 鳥を識別や撮影の対象としてだけでなく、何をしているのか「解釈」しながら観察するのは実に楽しいものです。 本書は「歌う鳥のキモチ」に焦点を当てて、「鳥がなぜ歌うのか」「歌に込められた鳥のキモチ」を探っていく内容です。 歌は歌い手と聞き手がいてこそ成り立つ社会行動なので、歌に注目することで、鳥(小鳥)の社会、私生活が浮き彫りにされていきます。 第1章では「鳥の歌」について誰もが思う素朴な疑問(「春になると歌い始めるのはなぜ?」「夜明けに歌うのはなぜ?」「なぜ、ものまねしたい?」など)をひとつずつ解いていきます。小鳥の歌のさまざまな切り口・視点を紹介し、歌う鳥の「キモチ」がわかるようなります。 第2章はノビタキ、キセキレイなどを題材に、第1章で概観したことを実証、打ち破ろうとした著者の最新レポートです。キセキレイで個体識別を行って行動観察したイワオとピンコの夫婦の話など、生き生きとした小鳥たちの物語が展開されます。 第3章「歌う鳥の私生活」は、本書のメインディッシュです。歌声のレパートリーで個体識別されたクロツグミたちが、実にユニークで面白いドラマを見せてくれます。 第4章では、ビギナーを対象にした聞き分けの話や、歌のレパートリーによる個体識別方法を紹介しています。 鳥の「キモチ」や私生活、いきものの社会に興味関心のある方には必ずや楽しんでいただける内容です。 -
「放射能は怖い」のウソ いちばん簡単な放射線とDNAの話
世界のトップ科学者と渡り合ってきた著者だからわかる 放射能の真実 人間の身体は放射能がないと生きられない! デマに踊らされないための最新の科学的知見が満載 福島原発事故から3年。 事故発生当時から放射能の真実を勇気をもって語り、 デマと戦ってきた著者が 最新の科学的知見を新たに付け加えて、 あらためて放射能の真実を語る。 世界一の放射線医学誌『ラジオロジー』に掲載された ファイネンデーゲンとチュビアーナによる決定的論文の抄訳、 さらに、世界トップの科学者が名を連ねる アメリカのSARI(放射線の正確な知識のための科学者の会)の モハン・ドス博士の貴重な提言を掲載。 ※この本は2011年8月に出版された同名タイトルの書籍に加筆して再発行したものです。 -
コウノトリの翼 エコロジストのまなざし
※この商品はタブレットなど大きいディスプレイを備えた端末で読むことに適しています。また、文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 日々の暮らしや身近な自然から地球規模の気候変動まで。 稀代のエコロジストから届く未来へのメッセージ。 この時代を生きるために必要な「科学と社会の対話」がここにある。 ヒトのつくる人間社会を深く理解するためにも、生物としてのヒトが環境とどのようにかかわってきたのか、 かかわっているのかを、時間と空間を広く見わたして認識する生態学の視点、すなわち「エコロジカルなまなざし」が欠かせない。 それは、ますます深刻になる気候変動や化学汚染などの人為的環境改変、高齢化社会、食料供給の遍在化、地域紛争と民族対立など、人類が今後直面する諸課題を、深く理解し、適切な判断をする上でも必要性が高いと思われる。(「はじめに」より) <目次> はじめに 第一章 日々の暮らしと自然 第二章 インベーダーたち 第三章 自然の恵みと生きものの営み 第四章 地震と津波と放射能 第五章 自然保護と保全そして再生 第六章 温暖化と気候変動 第七章 生物多様性と生態系サービス あとがきに代えて -
高校数学でわかる流体力学 ベルヌーイの定理から翼に働く揚力まで
※この商品はタブレットなど大きいディスプレイを備えた端末で読むことに適しています。また、文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 ニュートン力学の極致、憧れの流体力学を理解しよう。水理学や航空力学はもちろん、船や海洋、さらにはエンジンや油圧・配管など、液体や気体を扱う全ての分野で、流体力学は必須です。さらに、理系好きの読者にとって流体力学は憧れです。そこで本書では、流体力学の基礎的から、飛行機の飛ぶ原理として有名な「ベルヌーイの定理」の完全理解を目指し、二次元翼の揚力を計算してみます。(ブルーバックス・2014年6月刊) -
高校数学でわかる相対性理論 特殊相対論の完全理解を目指して
※この商品はタブレットなど大きいディスプレイを備えた端末で読むことに適しています。また、文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 比喩やイメージではない。アインシュタインの相対性理論が、高校数学を使って、ストライクで理解できる! すべては、光速一定の原理から導き出された。時空の概念を大きく変えた特殊相対性理論は、「光速一定」というただ一つの原理から導き出されマイケルソン・モーレーの実験の矛盾をみごとに解決しました。本書では、その導出から電磁気学との関係まで大学学部レベルの理解を目指します。(ブルーバックス・2013年2月刊) -
共感する脳
人間関係の根底にある「共感性」が失われつつある。わが子を愛せない母親、すぐにキレる若者など、殺伐とした現代人に特効薬はあるのか。本書は、脳生理学の立場から「共感」とは何かを問う。人間には本来、他人の表情や態度から直感的に心を読み取る「共感脳」が備わっているという。その働きを活性化するのが、セロトニンという脳内物質。著者は、セロトニンをはじめ、ドーパミン、ノルアドレナリンの三つの脳内物質の相互作用を光の三原色にたとえて説明する。つまり、興奮をもたらすドーパミンはポジティヴな赤、ストレスを感じた時のノルアドレナリンはネガティヴな青、セロトンは心が安定した状態を表わす緑にたとえている。人間生活には、この三原色のバランスが大切である。とりわけ現代人には、セロトニン神経を刺激するリズム運動や、涙の効用の必要性を説く。さらに、愛する人の痛みを感じる脳の実験データも興味深い。人間らしさを科学した注目の一冊。 -
こんなふうに教わりたかった!中学数学教室
※この電子書籍は固定レイアウト型で配信されております。固定レイアウト型は文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 ※この電子書籍は固定レイアウト型で配信されております。固定レイアウト型は文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 のべ100万人超の受験生を志望校とへ導いた元代々木ゼミナール伝説の数学講師が、中学数学を基本の「キ」から解きほぐす。昔数学が苦手だったあなたに、「こんなふうに教わっていれば、数学嫌いにならずに済んだのに・・・」と地団駄を踏ませる会心の1冊! -
「余剰次元」と逆二乗則の破れ 我々の世界は本当に三次元か?
※この商品はタブレットなど大きいディスプレイを備えた端末で読むことに適しています。また、文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 万有引力の法則を検証し、高次元宇宙を探し出す。ミクロの世界では重力が存在するのか、じつはまったく確認されていない。もし実験で万有引力の法則からのずれが見つかれば、それは重力が余剰次元にも伝播していることを示唆し、四つの力の統一という現代物理学最大の目標に向けた突破口となる。余剰次元探索の最前線に立つ著者が最新の考え方と実験の現場を紹介する。(ブルーバックス・2011年2月刊) -
数学 解法のエッセンス
大学入試問題は、こんなに簡単だった! 例題を挙げながら、解法のエッセンスをわかりやすく解説。公式の活用法、出題者の意図を把握することで、効率よく勉強することが可能!まさに目からウロコの一冊! 1950年 大阪府堺市生まれ。 1972年 関西大学工学部電子工学科卒[森田・大東(超高周波研究室)] この時期に、森田・大東先生から数学(物理数学)の『面白さ』を教えてもらう。 1975年 大阪府立大学大学院工学研究科修士課程了[笠井・米田・田中・福永研究室(情報系)] この時期に、福永先生からファンデル・ヴェルデンの『現代代数学』のテキストで院生4、5名のためだけに講義をしていただく。また、このときグラフ理論の書物を読んで、研究に活かす。 専攻:グラフ理論、情報理論 現在:清風高等学校数学科教員 日本数学協会会員 初等数学の会会員 著書: 『数学解法への道』塩崎、鶴崎、川西、西尾 共著(プレアデス出版) 『グラフ理論序説改訂版』仁平、西尾 共著(プレアデス出版) 第1章 不定方程式と整数解 第2章 使えると得する3文字の対称式 第3章 解と係数の関係を3次方程式で考える 第4章 相加・相乗平均の用い方 第5章 コーシー・シュワルツの不等式 第6章 いろいろな角度の3角比を求める 第7章 正弦定理・余弦定理の復習をしよう 第8章 条件つき確率 第9章 数列の応用問題 第10章 数学的帰納法を使いこなす 第11章 微分法の応用問題 第12章 積分で解く重要問題 第13章 最大・最小問題を考える(1)〈相加・相乗平均の関係を用いる〉 第14章 最大・最小問題を考える(2)〈2次関数を用いる〉 第15章 最大・最小問題を考える(3)〈判別式を用いる〉 第16章 最大・最小問題を考える(4)〈グラフを用いる〉 第17章 最大・最小問題を考える(5)〈微分を用いる〉 第18章 幾何の定理を使いこなそう(1) 第19章 幾何の定理を使いこなそう(2) 第20章 ベクトルで表された領域 第21章 平面と直線の重要問題 第22章 空間図形の問題を解く -
毒
わずかな量でも瞬時に人を死に至らしめる毒もあれば、じわじわと長い時間をかけてその毒性が現れるものがある。フグ毒やキノコ毒のように、食べ物のなかにも毒が含まれるし、スズランやスイセンやアジサイのようによく見かける植物のなかにも毒を持つものがある。毒性を持つ物質でも使い方次第では「薬」となるし、一般に薬と言われるものであっても量と使用法を間違うと「毒」になるものもある。古来より人は毒と付き合い、毒の神がかり的な作用を見て、その魅力と魔力に興味と恐れを抱いてきた。そうした毒の謎に今日の科学はどこまで迫れるのか。毒の基本知識から毒の分類を通して「毒とは何か」を語り、歴史のひとこまを彩る毒、食べ物のなかの毒、犯罪や事件に使われた毒、麻薬と覚醒剤まで、様々な毒を幅広く紹介する。また意外にも、私たちの生活の隅々にいたるまで毒が関わっていることに注意をうながす。 -
イタリアの都市から学ぶ日本の小都市の可能性
2010年12月の都市環境デザインセミナーでは、中部イタリアの小都市メルカテッロに住まいを求め、家族とともに地元に溶け込んだ生活を体験しておられる井口氏に、イタリアの小都市の風景、食べ物、くらしとコミュニティ、文化と宗教、仕事と休みといった日常の生活メッセージをどのように受け止めたのか、日本が学ぶべき点はなにかを報告いただきました。また2009年の海外セミナーでイタリアを訪れ、井口氏の思いにふれたメンバーから日本とイタリアの違いと学ぶことの可能性について報告をいただき、これらをもとに異なる文化と歴史を踏まえた日本の小都市の発展に向けて議論しました。本書はその記録です。