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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。
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※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)
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日本人の2000万人以上、成人の5人に1人が「慢性腎臓病」といわれる現代に必読の一冊。 腎臓は握り拳ほどの大きさで、左右に2つあり、その重さはたった150グラムほどの臓器です。 1日に150から180リットルの体液を濾過し、水分・ミネラル・pHを調整する驚きの生命維持装置「腎臓」 365日24時間休むことなく老廃物の除去し、体液をとおして体の各器官のはたらきを調整しているこの臓器は、30代をピークに減少し、再生することはありません。60歳を過ぎると腎臓は1年で16立方センチメートル減少するといわれています。 人生100年時代に、自分の腎臓で健康に生きるためには? その基礎から最新の医療情報までをお届けします。 再生医療でもっとも実現が難しいといわれるその精緻な構造と老廃物を除去する巧妙なしくみ、神経ネットワークや内分泌ネットワークを介して行われている脳や腸、心臓といった全身の器官との連携についてを中学・高校理科の知識をもとにやさしく解説します。また、なぜそのような複雑なメカニズムを獲得したのか、その理由を生命38億年における進化史から紹介。 さらに、慢性腎臓病約2000万人という時代に知っておきたい、現代人のための正しい医療知識や食事の注意点や運動法といった生活習慣による腎機能維持の方法までを、書籍やテレビ番組でも知られる腎臓専門医・髙取優二先生ががていねいに解説します。
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※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。 有名公式から美しい定理まで 珠玉の数式をわかりやすく解説! ピタゴラスの定理、フィボナッチ数列などの 歴史の一節となっている初等数学から、 世界を変えることになったオイラーの等式や ニュートンの運動方程式、微積分、 そして現代に連なる素数定理、リーマン予想まで。 数学好きには外せない、 数式の美しさ、すごさ、不思議さを わかりやすく伝えるとっておきの数式集。 ーーーーー ピタゴラス、ニュートンからオイラーまで―― 珠玉の数式を味わい尽くす! 分数の和の極限、ピタゴラスの定理、ヘロンの公式、オイラーの多面体定理、フィボナッチ数列、平方根の連分数展開、オイラーの等式、複利計算の式、3次方程式の解、ゼータ関数、テイラー展開、運動方程式、素数定理、フェルマーの最終定理、リーマン予想… さらに、気軽な数学の学び直しにも。 「楽しい数遊びやパズル」「現代社会を支える重要定理」 「世界の驚くべき真実を示す世紀の難問」が満載! ピタゴラス、ヘロン、オイラー、フィボナッチ、パスカル、リュカ、カルダノ、アーベル、アインシュタイン、ロピタル、ニュートン、マクスウェル、ラマヌジャン、フェルマー、リーマン… ※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。
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物理学の基本がよくわかる、入門的なまさに科学への入口ともいうべき一冊。 「電子」の発見から、その基本的な性質、量子力学からみた電子のありさまとそのふるまい、あらゆる化学反応の主役ともいうべき電子のはたらき、われわれの生活技術を支える、金属・半導体と電子、そしてヒトをふくむ生物の体の中でも活躍する電子など、世界に充ち満ちている「電子」の性質、その不思議なふるまい、ま支えている支えているその多岐にわたるはたらきを余すところなく解説していきます。 著者は、上智大学で「身近な物理」の講義を受け持ち、科学雑誌ニュートンの監修などでもおなじみの江馬一弘先生。難しいテーマもわかりやすく、面白く伝えてもらいます。 目次 プロローグ 電子はこの世界の主役 第1章 電子は自然界の「最小部品」 第2章 電子の謎の解明が「量子力学」を生んだ 第3章 電子が見せる量子力学的なふるまい 第4章 化学の主役としての電子 第5章 金属と絶縁体、そしてIT社会を支える半導体 第6章 生物の体の中でも電子が大活躍 エピローグ 電子の物理学とその未来
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英語を勉強していて意味のわからない単語に出会ったとき、その単語を英国人が実際に使っている現場に行き、まねをして使ってみると、自ずと意味がわかってくることがよくあります。これは数学にも当てはまります。とかくむずかしいと敬遠されがちな微分方程式ですが、最初に全部を理解してから進もうとするのではなく、とにかく本書で著者のまねをして方程式をつくり、展開してみてください。※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。
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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
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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。
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病気やケガで右手が使えなくなっても、左を利き手にできる!現代のリハビリテーションは、障害があっても、残っている健常な心身の機能をとことん伸ばし、それを新しい能力にまで高め、1人の自立した人間としての新しい生活の確立をめざすのである。本書では、神経の再生や脳機能の再編成、あるいは心の立ち直りなどに関する新しい知見を応用して、人間の全面的な回復をはかろうとするリハビリテーション医学の最新の姿を紹介する※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。
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※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。 「数学が苦手な人ほどカモにされる」投資の世界で、最大の「武器」になるのが確率・統計の基礎知識。日経平均株価には「3年以内に50%下落する」可能性が十分にあり、日経平均連動投信のリスクは米ドルへのFX投資の2倍に達する! 購入する株や投資信託を選ぶとき、「値上がりしそうかどうか」だけを見ていませんか? (ブルーバックス・2012年8月刊)
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現代の暗号技術には、純粋数学者が追究した緻密で膨大な研究成果が惜しみなく投入されている。開発者と攻撃者の熾烈な争いを追いながら、実際に使われている暗号技術を解説する。現代的な暗号の基本要素である「共通鍵暗号」「ハッシュ関数」「公開鍵暗号」にくわえ、類書ではほとんど解説のなかった、ハードウェアの面からの暗号解読についても紹介する。※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。
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手順通りにやれば必ずできるから、VBAのプログラミングが楽しくなる。VBAを使うと、面倒な複数のExcel操作をワンクリックで実行するしくみを作れます。本書は、典型的なVBAのプログラムを書きながら、基本的な文法を少しずつ学んでいくものです。「数行書いて動作確認」を繰り返して進むので、手順通りにやれば、未経験者でも挫折せずに、必ずVBAのプログラムを書けるようになります。(ブルーバックス・2012年4月刊) ※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。
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※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。 発明、発見の跡をたどれば、電気が分かる! 家には100Vの電気が来ていて、100Wの電球を1時間ともすと100Wh。30Aの契約で、月に400kWA使ってるけど、これって? 見えない電気がどうして発見され、どのようにその正体が明らかにされてきたか、歴史をたどれば、電気が何だかよく分かるようになる! (ブルーバックス・2002年4月刊)
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観測されない宇宙のダークサイドに迫る。私たちに見えている宇宙の質量は宇宙全体の数パーセントにすぎない。残りは「暗黒物質」、「暗黒エネルギー」と呼ばれる正体不明なもので満ち溢れている。宇宙にはびこるさまざまな「ダーク」暗黒星雲、星間ガス、ブラックホールなどの実体を検証しながら、宇宙の誕生と進化を支配し、宇宙の運命をあやつる黒幕の正体を突きとめる。(ブルーバックス・2005年10月刊)※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。
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順列・確率を習わなかった文系の学生にもよくわかる! 一見常識と思われていることが確率・統計の手法を駆使すると以外な事実に辿り着く。ものの見方・発想をガラリと変える確率・統計の基礎から応用までを伝授。●男と女が出会う機会は●宝くじの賞金総額を予想●今年のプロ野球の順位はどうなる●パチンコ必勝法はあるのか●電子機器の平均寿命●有名進学校の合格率の信頼性●内閣総理大臣の支持率が気になる※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。
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※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。 ボーイング、エアバスの2大旅客機メーカーが21世紀に初めて出した新型機が787とA380。両機はほぼ同時期に開発されたが、そのコンセプトは大きく異なる。787が燃費効率に優れた中型機なのに対し、A380は史上最大の超大型機。こうした基本的な方向性の違いから、製造に至る経緯、機体の性能まで、両機種を徹底分析。豊富な写真や図を用いて、わかりやすく解説した決定版。(ブルーバックス・2011年11月刊)
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触角(アンテナ)の不思議な形と働き。ただの1本の金属棒や、1つの箱が、見えない電波を生み出し、捉える。現代社会を支える重要なツールのとてもシンプルな原理と、意外に複雑な働きをやさしく解説。読めば明日から、屋根の上のアンテナが妙に愛おしくなる!? (ブルーバックス・2014年6月刊)※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。
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※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。 連立1次方程式の解法の工夫から始まった行列は、ベクトルや行列式とともに線形代数へと発展しました。線形代数は、微分・積分と並んで、物理学や工学さらには経済学などできわめて重要な実用数学で、理系や経済学の学生の基礎科目になっています。本書は、この線形代数をできるだけ易しく解説するとともにその応用例として、量子力学との関わりを見てみます。(ブルーバックス・2010年11月刊)
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「自分の目で見たこと」は信じてよいか?UFO、虫の知らせ、星占い……。科学的には証明できないことも、実際の体験をとおして信じてしまう。しかしその「体験」は、本当のできごととは限らない!超常現象の実在を信じてしまうのは、人の思考システムの本質がかかわっている。※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。
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※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。 テレビの視聴率、明日の晴れの確率、発ガンリスク、直下型地震の起こる確率、放射線のリスク、生産管理、在庫管理、物価変動、マーケティング……現代の私たちの生活は、「統計」なしには成り立ちません。しかし、統計学の正しい知識がなければ、数字に追われ、数字に踊らされ、数字に振り回されるだけです。本書は、高校数学の知識だけで本格的に統計学を理解することを目指します。(ブルーバックス・2012年2月刊)
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※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。 測定すると簡単に壊れてしまう量子状態をどうすれば遠く離れたところに伝送できるのか? その突破口は、皮肉にも、アインシュタインが「spooky(きもい)」と言い放った「量子もつれ」を利用することだった。EPRパラドックスに決着をつけ、量子コンピューターへの道をひらく量子テレポーテーション研究の最前線を紹介する。(ブルーバックス・2009年8月刊)
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はいつくばって3億年。逆境に耐え抜いたゴキブリ魂。なぜゴキブリは生き残ったのだろう?――日ごろ忌み嫌われているゴキブリ。実は3億年も前から生き続けている「生きた化石」なのです。そして私たちが目にしているのは、全世界に4000種といわれる中のわずか1パーセントに過ぎません。大部分の仲間は、地球上に現れて以来、森の奥深く潜み、森の生態系にとって大切な役割を演じてきました。3億年の淘汰に耐え生き抜いた“進化の勝利者”ともいうべき彼らの生命力のひみつに迫ってみましょう。 第1章 3億年の時を超えて 第2章 恐竜とゴキブリと昆虫たち 第3章 人とゴキブリのかかわり合い 第4章 コガネムシはゴキブリだ 第5章 忍者みたいな虫・ゴキブリ 第6章 ゴキブリの食生活 第7章 旺盛な繁殖力 第8章 ゴキブリの時計と学習 第9章 殺虫剤に抵抗するゴキブリ
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数学ほど総合学習にピッタリの素材はない! 「ピタゴラス数」「百五減算」「にせ金さがし」「ベルヌーイ・オイラーの封筒取り違えの問題」……時間さえあれば楽しく学べ、考える力のつくテーマが数学にはたくさんある。せっかく導入された「総合的な学習の時間」をどうせなら活かしたいと、現場教師が提案する渾身の20テーマ。※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。
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※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。 受験生・大学入試関係者・教育行政当局者、必読! 大学入試の問題作りの現場には、外からは想像もつかない葛藤や苦悩がある。30年近く、入試数学の出題と採点に携わってきた著者が、これまで一切語られることのなかった作問の背景や意図、採点、その他諸々の事情について、余すところなく率直に論じる。(ブルーバックス・2008年10月刊)
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音はふしぎな性質意外な使い道がある。邪魔な騒音は音で消し、水中では画像も音で運ぶ。コンサートホールは建築音響技術の粋。超指向性マイクロホンでマウンド上の投手と捕手の密談を聴き、雑踏の中の人には音のスポットライトで語りかける。微小世界を覗いたり、体の中をみたりすることもできる。さらに、外国語上達法や、音色の心理学、絶対音感や赤ちゃんが聞いている音の話など、音に関連する心理や生理までも追究し、徹底解説※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。
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※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。 俺だって数式が読めるかっこいい男になりたい! 分不相応な野望を抱いたド文系オヤジが、数式世界の最高峰ともいえるアインシュタイン方程式を読み解く旅に出た。「さがさないでください」という一通の書置きをのこして。はたして彼は、この数式に何が書かれているかを読むことができるのか? 予定調和なしの決死行を見守りながら相対性理論がわかってしまう、世界初の数式エンターテインメント! ※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。
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スポーツにおける最高峰の戦いは、スポーツ科学、医学、情報、そしてテクノロジ―を駆使したものへと大きく変化を遂げています。ナショナルチームの育成やサポートなどの中心にいる、国立スポーツ科学センターのセンター長である著者が、スポーツに欠かせない科学の力とは何か、さまざまな面から、スポーツ科学の最前線を解説します。スポーツ競技の側面を知ることで、オリンピックをはじめとする、ハイレベルのスポーツ観戦をより深く楽しめます。、また、アスリートでなくても、体づくりや健康のため、またスポーツ上達のために参考になる内容も。 第1章 記録はなぜ伸びるのか。競技はなぜ進化するのか (スポーツの高速化と高度化、なぜ日本は陸上100m×4リレーで勝てるのか、水泳競技の高速化、スピードスケートの科学、体操競技は50年でウルトラCからウルトラIへ、サッカーも分析力の差がチーム力の差に) 第2章 アスリートを支えるサイエンス・テクノロジー (車いす競技と義肢競技の進化、義足のほうが速く走れるのか、なぜパラリンピアンは8m跳べるのか、判定に大活躍のハイスピードカメラ、テニスのチャレンジは軍事技術!? ゴルフ上達ツールに迎撃ミサイル技術、もはやGPSなしでは語れないスポーツ) 第3章 アスリートはいかに効率的に身体を作っているか (運動、栄養、休養の科学的セオリー、食事のタイミングでパフォーマンスは劇的に変わる、アスリートにとって休養とはなにか、リカバリーが勝負を決める) 第4章 ウェイトコントロールの科学 (アスリートと一般人の減量の違い、水分を減らすかと脂肪を減らすか、世界初のMRI画像で見える減量プロセス、なぜ吉田沙保里と伊調馨はかつ続けられたのか、アスリート研究から見た一般人のダイエット) 第5章 アスリートと水分 (水分補給もスポーツの一部、競技で異なるアスリートが競技中に飲んでいるもの、箱根駅伝ではオリジナルドリンクを飲めない!?、個人差が大きい汗の成分、スポーツドリンクの進化) 第6章 環境とパフォーマンスの科学 (暑さのなかで記録はのびるのか、暑熱順化と寒冷順化とは、高地トレーニングが日本のスポーツを強くした、低酸素トレーニングの可能性) 第7章 コーチングの科学――スポーツ心理学最前線 (オランダの最前線の取り組みとは、選手の人生全体を見るコーチング、究極のコーチングとはなにか、映像技術の進化とコーチング、コーチのいらない未来のコーチング)
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人間にとって科学とは何なのかを考える……自然科学は、けっして人間や人間社会から切り離された、中立の道具などではないのです。良かれ悪しかれ、その時代その社会の基本的なものの考え方、底流となっている前提と結ばれているものなのです。……現代の科学は、その長所も欠点も、わたくしども自身のもっている価値観やものの考え方の関数として存在していることを自覚することから、わたくしどもは出発すべきではないでしょうか※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。
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DNAという言葉は誰でも知っているし、日常会話のなかでもよく口にする言葉です。しかし、DNAが生命の設計図であることはなんとなくわかっていても、それが具体的にどんな形で私たちの体の構造の「情報」になっているのか、想像するのは簡単ではありません。また、ニュースで毎日のように取り上げられる、PCR検査やゲノム編集、遺伝子組換え、クローンといった話題が、DNAとどう結びついているのかを正確に理解している人も少ないでしょう。 本書では、中学や高校で習う原子や分子といった知識があれば理解可能なように、DNAに基づく生命科学の大枠を、DNAに書かれた生命情報という観点から解説を試みました。少ない予備知識の読者でも最初から順を追って読めば基本を理解でき、少し知識がある読者なら、基本を確認しながら最新の解析技術まで深めることができる1冊。 第1章 生命の情報~なぜDNAという分子が重要なのか 1生命の単位としての細胞 /2原核細胞と真核細胞 /3細胞の多様性と分化 /4クローン生物とはなにか /5ES細胞、iPS細胞と再生医療 /6すべての細胞に同じ「ゲノム情報」 /7DNAの構造 第2章 遺伝子とはなにか 1遺伝子という概念の変遷 /2RNAとセントラル・ドグマ /3転写――RNA合成/4mRNAを成熟させるRNAプロセシング /5タンパク質の基本構造 /6タンパク質の多様性 /7翻訳―ータンパク質の生合成/8翻訳後のタンパク質の成熟 /9非コードRNA遺伝子 /10 DNAの複製 第3章 ゲノムDNAの全体像 1ヒトゲノム計画 /2いろいろな生物のゲノム /3すべての生命に必要な代謝システム /4ヒトゲノムDNA の中身をのぞいてみると/5 トランスポゾン とはなにか/6 ウイルスとゲノム /7 遺伝情報システムとしてのゲノム /8ゲノムの不安定化とDNA修復/9ヒトゲノムの個人差と多様性 第4章 クロマチンとエピゲノム~ゲノムに追記される情報 1DNAのヌクレオソームとクロマチン構造 /2細胞記憶を担うエピジェネティクス /3エピゲノムの片腕――DNAメチル化/4もう一方の片腕――ヒストンコード /5遺伝子のスイッチ /6転写を増やす働きをするエンハンサー /7エンハンサーの謎 /8インスレーター の二つの構造/9核構造と相分離 第5章 生命科学を大きく発展させるDNA解析技術 1 DNAを扱う基本操作 /2遺伝子のクローニング /3すっかりおなじみになったPCR /4DNA塩基配列決定法の基本/5「次世代」のDNA塩基配列決定法 /6遺伝子の発現解析法 /7クロマチン構造の解析法/8DNA解析に変革をもたらすゲノム編集技術/9新次元のゲノム情報をもたらすメタゲノム解析
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電池に充電できるものとできないものがあるのはなぜ? 電池は進化し続けている。身近な乾電池や鉛蓄電池から、急激に普及したリチウムイオン電池、そして次代のエネルギーとして期待される燃料電池まで、さまざまな電池の原理を解説。コンパクトな電池にも、高出力、長寿命、安全性を獲得していった技術革新の歴史が詰まっている! (ブルーバックス・2006年9月刊)※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。
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免疫を学ぶとき最初に読むべき一冊として高く評価された入門書を10年ぶりに改訂。複雑な免疫応答の流れがよくわかる解説が好評。 わたしたちのからだを病原体の攻撃から守る免疫の基本的なしくみはどうなっているのだろう。 20世紀のおわりから21世紀の今日にかけて、免疫の“常識”は大きく変わった。自然免疫が獲得免疫を始動させることがわかり、自然炎症という新たな概念も加わった。制御性T細胞の存在は確かなものとなり、mRNAワクチンは現実のものとなった。 本書では、最新の知見をふまえ、免疫という極めて複雑で動的なシステムの中で無数の細胞がどう協力して病原体を撃退するのか、その流れがよくわかるように解説する。 【もくじ】 1章 自然免疫の初期応答 2章 獲得免疫の始動 3章 B細胞による抗体産生 4章 キラーT細胞による感染細胞の破壊 5章 複数の免疫ストーリ― 6章 遺伝子再構成と自己反応細胞の除去 7章 免疫反応の制御 8章 免疫記憶 9章 腸管免疫 10章 自然炎症 11章 がんと自己免疫疾患
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森羅万象を科学の数字で見るとびっくり。宇宙の大きさは470億光年。太陽の中心を出た光が地球に届くまで1000万年。地球上の生物の種類は174万種。宇宙全体で観測できる物質の割合はたったの4.9%。1人の人間が持つDNAをすべてつなぐと、地球と太陽を400往復する長さに。日本人が一生の間にするウンチの量は約5トン。──つい誰かに話したくなる話題満載。科学が10倍面白くなる! (ブルーバックス・2015年3月刊)
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日本の「ものづくり」は死んでいない! 「冷やすメカニズム」を根底から覆す冷蔵庫、意外な魚のおかげで完成した高温でも触れるレンガなど、企業秘密レベルの熱いイノベーションと、それをなしとげたクールな研究者たちの素顔に、われらがブルーバックス探検隊が迫る!
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アミノ酸が人間の体内でどんな働きをしているのかをわかりやすく解説することで、幅広く活用されるアミノ酸の「力」を明らかにする。 食品、スポーツドリンク、化粧品などに添加され、サプリメントが人気を集め、医療での利用が進む。 グルタミン酸ナトリウムは年間160万トン、リジンは65万トンが世界中で生産されている。アミノ酸とは、いったい何なのか。どう用いるべきなのか。※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。
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電子のやり取りを見れば、無機はわかる。「電子のやり取り=酸化還元」が無機化学を理解する鍵だ! 「電子のやり取り」のことを、化学では「酸化還元」と言います。暗記するしかないと思っていた無機化学は、実は「電子のやり取り=酸化還元」で、その大部分を、すんなり理解することができるのです。化学の「理屈と面白さ」がわかる、絶好の入門書。(ブルーバックス・2006年3月刊)※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。
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化学の"難関"を楽に乗りこえる物質の基本である原子や分子で、電子が離れたりくっついたりしたものがイオンです。酸とアルカリの反応も、電池のメカニズムも、イオンなしでは語れません。そして、イオンを正確に理解することができれば、化学の大半はわかったも同然でしょう。本書はそんなイオンに焦点をしぼり、米山先生お得意の対話形式で読物風に仕上げられています。イオンが好きになり、化学が好きになること請け合いです。※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。
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※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。 あなたにとっての「最善の選択」とはなにか。 「意思決定理論」をもとにした「15の実験」でわかる、あなたの選択のタイプとは? 天才科学者フォン・ノイマンらによって体系化され、現在も発展を続ける「意思決定理論」。 その足跡をたどりながら最新研究までを紹介し、さまざまな状況下での選択のあり方について、実験形式で楽しく理解することができる! 数学者・ベルヌーイが指摘した「期待値」計算の矛盾から導入された、個人の満足度を表す「効用」とはなにかを説明したうえで、この「効用」をもとにした「期待効用理論」から「リスクに対する態度」を測定し、読者それぞれのリスク下での選択のタイプを判断していく。 次に、行動経済学において発展してきた「プロスペクト理論」を紹介しながら、リスク下での選択について、さらに詳細に分析する。 そして、利益や損失を受け取るタイミングに関する「時間選好」、「他者」との分配に関する「社会的選好」、「認知能力」の測定と、さまざまな状況下での選択について、個人の選好を分析し、最終的にそれらを統合した実験をとおして、読者ひとりひとりが自分自身における「最善の選択」を知ることができる。 また本書では、より簡単に実験を行いたい人のために「Scratch」による実験プログラムにもアクセス可能。さらに数学的な背景をより詳しく知りたい読者のための「補論」や、統計ソフト「R」によるプログラミング例にもサイトに掲載している。 意思決定に対する満足度は、ひとりひとり異なるものである。 個人における選択のあり方を徹底的に掘り下げ、より良い選択ができるようになる考え方を紹介する、最新「意思決定理論」の決定版! ※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。
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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。
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時に自分の身体の一部を削って子に与え、我が子の繁栄のために他者の子を殺す……。自然界では、子育ては一種の闘いでもある。人間よりも賢い!? 感動すら覚える子育て。微生物発酵で卵自動温め装置を作るクサムラツカツクリ、自分の血管から栄養を子供に吸わせて育てるコモリガエル……。死と隣り合わせの過酷な自然の中で編み出された「あっ!」と驚く子育て法の数々を、著者自らの手による豊富なイラストを交えて紹介。(ブルーバックス・2006年5月刊)※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。
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※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。 研究者として独り立ちするための「虎の巻」。1000件以上の研究提案に目を通し、競争的資金の配分機関で多くの若手研究者をサポートする研究プロジェクトの“黒子”が、今やポスドクの8人に1人が40歳以上という博士受難の時代に研究者として成功するためのノウハウをあますところなく伝授! (ブルーバックス・2010年12月刊)
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インド洋を抜きにして、地球を語ることはできない! 大陸移動から気候変動、生命の起源まで──。 世界第3位の巨海から、この惑星のダイナミズムが見えてくる! 海洋と大気と大陸が連動するおどろきのメカニズム! 日本に過酷な異常気象をもたらす、インド洋独自の大気海洋現象「ダイポールモード」とは何か? ソマリア海賊も怖じ気づく季節風「ヒッパロスの風」はなぜ生じる? 三つの海底山脈が交差する「ロドリゲス三重点」特有の生き物とは? 巨大火山と地震の巣をもつ「日本列島のふたご」が存在していた! 驚きと謎に満ちた「第三の大洋」の全貌を解き明かす。 ロングセラー『日本海 その深層で起こっていること』『太平洋 その深層で起こっていること』著者による、海洋科学ミステリー第3弾。 【もくじ】 第1章 インド洋とはどのような海か──二つの巨眼と一本槍をもつ特異なその「かたち」 第2章 「ロドリゲス三重点」を狙え!──インド洋初の熱水噴出口の発見 第3章 「ヒッパロスの風」を読む──大気と海洋のダイナミズム 第4章 インド洋に存在する「日本のふたご」──巨大地震と火山噴火 第5章 インド洋を彩るふしぎな生きものたち──磁石に吸いつく巻き貝からシーラカンスまで 第6章 「海のシルクロード」を科学する──その直下にひそむ謎の海底火山とは?
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2009年に執筆された本ですが、内容は全く色あせておらず、むしろ、コロナと対峙する際に、参考になることが多数見つかります。パンデミックというと未知なる体験のように思われがちですが、人類は、1918年のスペイン風邪や2009年の新型インフルエンザなどを既に経験しているので、その時の歴史を学び、経験を生かすべきです。 この書籍の中で、 1. 新型ウイルスの何が怖いのか 2. どのように変異が生まれるのか 3. どの程度PCR検査をするべきなのか 4. 感染者数に一喜一憂するな などの、現在私たちが直面している問題の解決策につながる洞察が深く掘り下げられています。 【本書に関する参考ブログ】 http://www.kenjikabashima.com/ 京大医学部の椛島先生のブログです。 ロベルト・コッホ賞を受賞したインフルエンザの世界的権威が書いた衝撃の科学ミステリー。変幻自在なインフルエンザウイルスの謎に迫る! 21世紀初のパンデミック(世界的大流行)が突如発生、ウイルスは瞬く間に世界に伝播した。はたして新型ウイルスは、人類を脅かす存在なのか。ロベルト・コッホ賞を受賞した世界的権威らが、最新の研究成果をもとに、インフルエンザウイルスにまつわるさまざまなミステリーを解き明かす。 第1章 パンデミック発生 「新型」の何が怖いのか ウイルス学の基本をおさえる ほか 第2章 インフルエンザウイルスはどのように感染するのか インフルエンザウイルスの発見 電子顕微鏡が映し出したウイルスの正体 ほか 第3章 「種の壁」を超えた感染はなぜ起きるのか? 人獣共通感染症としてのインフルエンザ 「変異」はこうして起きる ほか 第4章 ウイルスの病原性が突然高まるのはなぜか? 第5章 H5N1亜型ウイルスがパンデミックを起こす可能性はあるのか 第6章 スペイン風邪は、なぜ史上最悪の被害をもたらしたのか? 第7章 ワクチン接種で感染を予防できるのか 第8章 抗ウイルス薬は感染拡大を食い止められるのか 第9章 新型ウイルスは、人類を脅かす存在なのか? 疑問1 どのようにして新型インフルエンザウイルスが誕生したのか 疑問2 H1N1亜型のウイルスにもかかわらず、パンデミックを起こしたのはなぜか 疑問3 これから新型インフルエンザは大流行するのか 疑問4 季節性インフルエンザと何が違うのか 疑問5 病原性が高まることはないのか 疑問6「六〇歳以上の人には新型ウイルスに対する免疫がある」は本当か 疑問7 新型インフルエンザに抗インフルエンザ薬やワクチンは有効か
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放っておくと筋肉は年齢と共に衰え、そのことが原因で免疫力が下がったり、生活習慣病を引き起こしたり、心の健康や、脳の認知機能にまで影響を及ぼすと言われています。とはいえ、筋肉を衰えさせてはいけないとわかってはいても、運動をコンスタントに取り入れるのはなかなか難しい……。ジムに通い続けるにはお金も必要だし、一人でできないスポーツはその場所や相手を確保するのに手間やお金もかかる、ランニングはいきなり走っても大丈夫か不安……などなど、運動に対するハードルはけっこう高いものです。そこでウォーキングの提案です。ウォーキングなら家の周りを歩いてもいいし、どこかに行くついでに1駅分歩くこともできるし、すぐにでも始められます。ただ、なんとなく歩くだけでは体力アップはむずかしいことも事実です。著者は科学的に「どれくらいの速度で」「どれくらいの頻度で」「どれくらいの時間行えば」「どんな効果が得られるのか」を徹底的に研究し明確にしました。その根拠となるのは、20年にわたり6000人以上のデータを取った結果と分析。それがわかりやすく示されているので、なぜどのように体にいいのか、納得できます。そのようにして確立した、効果的で継続しやすい方法「インターバル速歩」のやり方を紹介。ややきついと感じる早歩きと、ゆっくり歩きを一定間隔で繰り返すだけのシンプルな方法です。第1章では、体力とはなにかについて、ミトコンドリアの働きなど細胞レベルの話も交えて解説します。なぜちょっときつめの早歩きを組み込むのかがわかります。第2章では、具体的なインターバル速歩のやり方を紹介し、多くのデータから明確になった、さまざまな効果について解説します。第3章は、インターバル速歩をさらに効果的にする方法や、腰痛・膝痛や体に不調のある人にもできる方法などを紹介する応用編です。第1章 体力とはなにか体力には種類がある/運動時のエネルギー源/体力が落ちると生活習慣病になる/運動トレーニングによる持久力向上メカニズム/熱中症予防のために備わった驚くべき体のシステム/1日1万歩は体力アップになるか?/中高年者は筋力トレーニングと持久性トレーニングを明確に区別する必要はない ほか第2章 インターバル速歩の方法と効果体力アップはウォーキングで十分だった!/体力向上は、生活習慣病を改善する/気分障害を改善する/睡眠の質も改善する/認知機能も改善する/関節痛も改善する/骨粗鬆症も改善する/炎症反応を引き起こす遺伝子活性を抑制 ほか第3章 インターバル速歩の応用インターバル速歩の後の乳製品を摂取で、筋肉が太くなる/慢性炎症を抑制する/生活習慣病の症状が改善する/熱中症に強くなる/腰痛・膝痛の人もできる/水中インターバル速歩 ほか
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すべての物理法則が破綻する「特異点」は、ふつうの宇宙であれば必ず発生する。物理学者にとってショッキングな この事実を証明したのが、ロジャー・ペンローズの「特異点定理」だった。 しかし彼は、一方ではこんな「仮説」も提唱したーー本当に厄介な「裸の特異点」は、宇宙検閲官がブラックホール で覆い隠してくれている、だからきっと大丈夫だ! はたしてこの仮説は、定理となりうるのか、それとも願望にすぎないのか? 物理学の存亡をかけた検証が始まった! 2020年ノーベル物理学賞の対象となった「特異点定理」を一般書で初めて解説し、一般相対性理論はみずから破綻する「宿命」であることを示しながら、宇宙検閲官仮説が本当に成立するか否かをスリリングに検証! そこからは、宇宙創成の謎解きにつながる数々の最先端の理論も「副産物」として生まれてくる! 映画『インターステラー』に描かれたブラックホールと特異点のリアルな姿がここにあります。 (本書の内容) 第1章 一般相対性理論とは 第2章 アインシュタイン方程式の解 第3章 特異点定理 第4章 宇宙検閲官仮説 第5章 特異点定理と宇宙検閲官仮説の副産物
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※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。 銀河は宇宙空間に一様に分布しているのではなく、密集しているところとまったく存在しないところが混ざりあって、所々に穴ぼこが開いたような格好をしている。宇宙はいったいなぜこのような構造になったのか。宇宙の誕生に手が届くくらい奥深く覗いてみると穴ぼこと思われていた空間に得体の知れない物質が……。宇宙の進化の行方を支配する暗黒物質の謎に迫る。(ブルーバックス・2011年5月刊)
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村山斉さん(東京大学Kavli IPMU初代機構長)絶賛! 「宇宙から来るメッセンジャー。 ブラックホールの内部や星の爆発を探る、 宇宙線研究者の壮絶な戦い」 素粒子、ビッグバン、生命進化―― すべてのカギは宇宙線が握っていた! 1912年の気球実験で存在が明らかになって以来、はるか宇宙の彼方から届く「謎の手紙」として、宇宙物理学者たちの好奇心を刺激し続けてきた「宇宙線」。その研究からは、「反物質」や「素粒子」の発見、46億年におよぶ太陽活動の歴史、巨大な物質を透視する「ミュオグラフィ」など、さまざま科学的叡智が生み出されてきた。本書では、世界的な話題を呼んだ“最強クラスの宇宙線”「アマテラス粒子」を発見した宇宙物理学者が、宇宙線研究100年の軌跡とその最前線を伝える。 【目次】 序章 アマテラス粒子の衝撃 第1章 宇宙から送られた「謎の手紙」 第2章 こんなにすごい宇宙線 第3章 「もっとも高いエネルギー」を追い求めて 第4章 最強の宇宙線、未知なる正体 第5章 天文学のパラダイムシフト 終章 2040年代の宇宙線天文学 「244エクサ電子ボルト」の衝撃/「アインシュタインの正しさ」を裏づけた宇宙線/「宇宙最強の粒子」と「宇宙最古の光」の衝突/生命は宇宙線が進化させた?/ピラミッドや火山を透視する「ミュオグラフィ」/「宇宙線の化石」からわかる太陽の歴史/天文学のパラダイムシフト……etc.
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推薦の声、続々! ノーベル物理学賞受賞・小林誠 氏 「物理学者の飽くなき探究が解き明かす宇宙のなりたち」 東京大学Kavli IPMU初代機構長・村山斉氏 「鏡にうつらないドラキュラ、爪先で立つバレリーナ、足りない金(きん)と不安定な宇宙。私たちの起源を探る旅のスリリングな解説!」 138億年前、点にも満たない極小のエネルギーの塊からこの宇宙は誕生した。 そこから物質、地球、生命が生まれ、私たちが今ここに存在するまでには、数々の偶然が重なった。 誰も見たことがない「この世界の起源」を、人類はどのように解明してきたのか? そして、反物質、ダークマター、マルチバース……残された謎は、どこまで明らかになったのか? 宇宙の謎に挑む研究者たちが総力を挙げて、基礎から最先端までを丁寧に解説する。 基礎から最先端の宇宙論まで、これ一冊でよくわかる! ・世界はたった3種類の粒でできている ・何もない真空で起こっていること ・インフレーションを証明する実験とは? ・「強い力」が強いわけ ・素粒子の標準理論の「標準」とは? ・ダークマターは存在する ・身の回りには反物質が存在しないことの不思議 ・「偽の真空」と「真の真空」 ・宇宙の進化の起源 ・マルチバースと人間原理 ……ほか ■目次 第1章 宇宙は何でできているのか 第2章 素粒子の標準理論のはじまり 第3章 元素の起源 第4章 質量の起源 第5章 力の起源 第6章 非対称性宇宙の起源 ――物質・反物質 第7章 宇宙膨張の起源 ――ビッグバンとインフレーション 第8章 宇宙の大規模構造の起源 ――ダークマター・ダークエネルギー 第9章 宇宙の進化の起源 第10章 宇宙は安定か?
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宇宙に「命の星」はいくつあるか? 宇宙物理学者が、この宇宙における「生命の発生確率」を真剣に考えると――。 これまでも生命の発生については、「ミラーの実験」や「ドレイクの式」など、さまざまにそのアプローチが提唱されてきました。 それではビッグバン理論、インフレーション理論などの最先端の宇宙論・物理学をもとに、RNAの合成、生命活動のはじまり、それらの発生頻度をあてはめたとき、我々の知る138億年の宇宙には、地球以外にも生命は存在するのでしょうか? 2023年4月17日、木星氷衛星探査計画 ガニメデ周回衛星「JUICE」が打ち上げられました。 日進月歩で進展していく宇宙探査・理論をもとに考える「生命」とはなにか? 本作のもとになるものは、2021年、2023年に同著者より発表され、世界的にも大きな話題となった論文です。 なぜ、われわれは存在するのか? われわれは孤独なのか?――その究極の問いに迫る!
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「ビッグバンから最新の宇宙論まで、一気に読める!」(村山 斉 氏 東大教授 絶賛!) 「生まれて間もない宇宙に響いていた宇宙交響楽。そこに刻み込まれた宇宙の歴史と成り立ちを探る研究の第一人者による渾身の一作 ビッグバンとは何か、ビッグバンの前には何があったのか、その謎の答えは、空の全方向から降ってくる「宇宙マイクロ波背景放射」の中にある。 そこに含まれたかすかな温度のゆらぎが、人工衛星により発見・解析されたことでビッグバンに鳴り響いていた宇宙の音、すなわち『宇宙交響楽』の解明が進み、宇宙の年齢や姿、そして運命までが今、明らかになってきた。 世紀の大発見 1992年、私が東京大学理学部物理学教室で宇宙理論研究室の助手をしていたときのことになる。4月のある日、研究室のボス、佐藤勝彦教授が手にファックスの出力を持ち、興奮した面持ちで部屋に飛び込んできた。「杉山君、COBEが温度ゆらぎを発見したらしいぞ!」 ファックスは、米国での記者発表を伝える現地特派員からのものだった。まだメールが一般には普及していなかった時代のことだ。なお、COBEは宇宙背景放射探査衛星の略称である。 このときの興奮は、今でも忘れることができない。佐藤先生の手からひったくるようにしてファックスを受け取り、さっそく目を通した。それは『COBE差分マイクロ波放射計の1年目のマップに見られる構造』という少々ぶっきらぼうな題名の英文の論文だった。筆頭著者はジョージ・スムート。これこそ、私が大学院時代から、ずっと研究を続けてきた対象そのものが見つかったという報告だったのだ。 COBEの発表は、車イスの天才物理学者、スティーヴン・ホーキングが、「史上最大の発見か、少なくとも今世紀最大の発見」とコメントしたこともあり、世界を駆け巡るトップニュースとなった。 COBEとは、宇宙マイクロ波背景放射という、宇宙からやってきている電波を捉える目的で、1989年に打ち上げられたNASA(米国航空宇宙局)の人工衛星だ。宇宙マイクロ波背景放射は、宇宙がかつて熱かった時代、つまりビッグバンの時代の名残の電波である。 COBEが発見したものは、ビッグバンの時代の構造だったのだ。私自身が、大学院時代から一貫して研究してきたのは、ゆらぎの空間パターンが何を教えてくれるのかについてだった。この構造を調べれば、ビッグバンより以前、宇宙の始まりに、どのようにゆらぎが生み出されたのかについても明らかになるかもしれない。(略)。私自身、当時、世界に10名ほどしかいなかった専門家の一人として、すぐにもこの結果を、自分自身の理論計算と比較し、世界に向けて発表しなくては、と焦る気持ちを抑えきれなかった。 (まえがき)
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謎の「ナノヘルツ重力波」は、宇宙誕生の痕跡なのか!? 2023年、世界に衝撃を与えた国際研究チーム「ナノグラフ」の報告。 それはある重力波の存在を捉えたというものでした。 発見された重力波は、ナノヘルツ(ナノ=10のマイナス9乗)、つまり数年もの非常に長い周期の、超長波長の重力波でした。 この観測プロジェクトで使われた手法は「パルサー・タイミング法」というものです。 電波星ともいわれる「パルサー」から送られてくる電波を観測することで、宇宙の空間の歪みを検出するという手法が、この「パルサー・タイミング法」です。 では、このナノヘルツ(超長波長の)重力波はどこで生まれたのか? ・宇宙のはじまり、ビッグバンより前に起きたとされる「インフレーション」によって空間が引き延ばされたさいの痕跡「原始背景重力波」。 ・銀河の中心「活動銀河核」に存在する太陽質量の数万倍といわれる「超巨大なブラックホール」が合体した。 といった候補が考えられています。 これまで謎とされていた「宇宙のはじまりの姿」。 その痕跡を見ることが人類にとって現実のものとなりはじめました。 本書では、その背景にある宇宙論を、重力とは何か? アインシュタイン方程式とは? そして宇宙のはじまりはどのように考えられてるのか? ひとつずつ段階を踏みながら解説し、「ナノグラフ」によって行われた「パルサー」を用いた宇宙空間の精密観測「パルサータイミング法」と今後の観測計画。そして15年以上にもわたる「パルサー・タイミング・アレイ」による観測の結果から、この謎の超長波長の重力波「ナノヘルツ重力波」の正体に迫っていきます。 宇宙の誕生に迫る宇宙論と観測の最前線をていねいに解説します! 序章 ナノヘルツ重力波の衝撃 謎の重力波とパルサー・タイミング・アレイ 1章 重力とはなにか……空間そして時間の歪み コラムメジャーリーグ投手の放つ重力波 2章 重力波望遠鏡……宇宙を見る新しい目 3章 連星パルサーの謎……電波天文学と中性子星 コラム 重力波に縦波成分は存在するのか? 4章 宇宙誕生の痕跡とは……インフレーション理論と原始背景重力波 5章 巨大ブラックホールの謎……宇宙の歴史を探る コラム 「特異点定理」の数理 6章 超波長重力波を捉えるには……パルサータイミング法と宇宙の謎 7章 もう一つの重力波観測……位置天文学で見える宇宙 8章 宇宙のはじまりを見る……超長波重力波の正体と未来の宇宙観測
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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?