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お知らせ:2007年3月のCoSTEPウェブ実習の終了にともない、今後当サイトでは定期的なコンテンツの更新は行われません。
ただし今後も実習チームOB有志が、時折新しい記事を追加していく予定ですのでよろしくお願いします。(2007/6/21)

【News】(2008/2/6)優れたブログを紹介する「スゴブロ2008」ベスト20の第3位に選ばれました!
【News】(2007/3/14)『クックブック サイエンス観光マップのすすめ』の配布を開始しました。
【News】(2007/3/1)日経BPのサイト「セカンドステージ」に当サイトの紹介記事が載りました。
【News】(2007/2/7)2月1日の記事にて、公開記事数が100本になりました。
【News】(2007/1/5)はてなの 「こんな人も書いています」コーナーに掲載されました。



2006-08-30

[][] 森林浴の「快適さ」とは?〜野幌森林公園〜  森林浴の「快適さ」とは?〜野幌森林公園〜を含むブックマーク

◆森林浴はなぜ気持ちいいの?

 札幌市の東端、江別市北広島市との市境界線上に、野幌森林公園があります。敷地は、およそ東西3キロ、南北7キロもあります。公園内には総延長距離40kmを越す13ものハイキングコースが網の目のように張り巡らされています。

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 眩しい夏の日差しも、緑の木立が受け止めてくれるので、森の中はひんやりとしています。訪れた人たちは、さわやかな森の香りの中を歩いて、心ゆくまで森林浴を満喫することができます。

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 ところで、この森林浴の快適さは科学的にはどのように説明されるのでしょうか?


◆初期の説明「フィトンチッド

 そもそも森林浴という言葉が一般に広まったのは、ある新聞記事がきっかけでした。『林野庁が「森林浴」構想 森の香りを浴び心身を鍛えよう 自然休養林を再活用』(1982年7月29日朝日新聞)という記事です。この中で森林浴の効能については、「森の中には殺菌力を持つ独特の芳香がただよい、すこしぐらいのカゼなどは、森の中で一仕事すれば治ってしまう」という、芳香医学の専門家の言葉が引用されています。

 「森の中にただよう殺菌力をもつ独特の芳香」とは何でしょうか?それはフィトンチッドと呼ばれる物質です。傷ついた植物が周囲に放出して微生物を殺してしまう物質のことを、ソ連の学者が「フィトンチッド」(フィトン=植物、チッド=殺す)と名付けました。ただし、フィトンチッドは通常、単体の物質ではなく、様々な物質の集合体です。

 この研究を知って、森林内の空気に含まれているフィトンチッドはどのような物質かを調べた日本の学者がいました。これにより、森の空気には、樹木由来の「テルペン類(広く植物の精油に含まれる物質でたくさんの種類がある)」という物質が含まれていることがわかりました。テルペン類は、消炎剤や消毒剤などの薬に使われています。しかし、気体状のテルペン類を含むフィトンチッドが、森の中でどのように人間に作用するかについては、その当時はよくわかりませんでした。人に何らかの効果があるかどうかの評価は、質問紙を中心とした主観評価に頼るしかなく、人の生理状態の計測がほとんど行われていなかったからです。

 テルペン類が森林浴効果の原因の一つであることが明らかになるには、測定方法の進歩を待たねばなりませんでした。


◆測定方法と機器の進歩が森林浴の効果を明らかにした

 1980年代の後半に入ってから、人の生理状態を計測する方法や機器が進歩しました。

 人の生理状態は、脳活動や自律神経活動、内分泌系活動などを測定することで調べます。1980年代後半に至るまでは、脳活動は脳波を測ることで、自律神経活動は血圧と脈拍数を腕から測ることで、内分泌系活動は血液や尿を採集して成分を分析することで測定が行われていました。

 しかし、これらの測定はどれも測定に要する負担が重いという欠点がありました。例えば、脳波の場合、椅子に動かないように座らされ、頭に電線を何本も貼りつけられては、快適さを測るどころの話ではなかったのです。

 この点が1980年代後半から大きく改善されました。脳活動*1、自律神経活動*2、内分泌系活動*3のいずれの分野でも、測定負荷を軽減する測定方法が開発・実用化されました。

 この進歩が、森林浴の効果を科学的に捉えることを可能にしました。1990年に屋久島で行われた森林浴実験*4では、ストレスホルモンを唾液中から測定するという方法が採用されました。その結果、森林浴を行うと、ストレスホルモンが減少することが明らかになりました。

 新たに開発された測定方法を用いて次々と実験結果が得られました。それらの結果をあわせると、森林浴は、ストレスを低下させ、体をリラックスさせ*5、免疫力を強くする*6ことが科学的に実証されたのです。


◆森林浴の効果をもたらす複数の要素<嗅覚、視覚、聴覚など>

 森林浴をすると、多くの人が、リラックスし気持ちがよいと感じます。これは単なる気のせいではありませんでした。先ほどのような実験から、森林浴は、実際に人の生理状態に影響を及ぼすことがわかりました。さて、それでは森林浴のどのような要素が人体に影響を与えるのでしょうか?

 まず、においについてはどうでしょう。森林のにおいの元であるテルペンが動物にどのような働きをするかを調べるために、ハツカネズミを使った実験が行われました。回転ゲージに入れられたハツカネズミが、ヒノキのテルペンを蒸発させた部屋で運動する様子を観察します。部屋の中のテルペンの濃度を変えたときに、ハツカネズミの運動量がどのように変化するのかを測りました。実験結果は、部屋の中のテルペン濃度をヒノキ林のテルペン濃度に近くした時には、テルペンがない状態に比べて、約2倍運動量が増えました。食欲も正常で、体重も増えていることから、テルペンのにおいから逃げ回っているのではなく、快適さを感じているために運動量が増えたと考えられています。

 人の場合でも、多くの木に含まれているα-ピネンというテルペンを薄い濃度でただよわせた部屋で眠ると、テルペンのない場合に比べて、疲れの回復が早いことがわかっています。 

 次に、人に森林の風景画像だけを見せて、血圧と脳血流量を測ってみました。視覚による効果を測るためです。測定結果は、血圧の低下が起こり、脳血流量も減りました。これは、体も脳も鎮静化してリラックスしたことを意味します。視覚のみによる森林浴効果が確認されたのです。

 それでは、聴覚についてはどうでしょうか?森の中を流れる小川のせせらぎ音だけを人に聞かせて実験した場合にも、血圧と脳血流量が下がりました。聴覚からの刺激によっても、森林浴のリラックス効果が現れるのです。

 このような一連の実験結果より、森林浴の快適性は、ただ一つの原因によるものではないことがわかってきました。目に優しい緑の景色、森林の静かな雰囲気、森林樹木の放出するにおいと新鮮な空気などの複数の要素が、視覚、聴覚、嗅覚、触覚などを刺激することによって、総合的にもたらす効果であると考えられています。


◆森林浴の謎は解明されたか?

 さて、これらのことを知った私は、さっそく、森林の音を収録したCDを聞きながら、森林のにおいのアロマオイルを焚いて、森林の映像を見てみました。しかしその時、私が感じた快適さは、実際に緑の下を歩いたときの快適さには遠く及びませんでした。森林浴の場合、バラバラの要素に分解されたものを足し合わせても、全体を再構成することは、今のところできないのです。

 学問の世界では、快適さの定義は未だに確定していません*7。快適さをどのように科学で捉え研究していくかについて新しい提案をしている研究者もいますが、まだ学界全体の合意には至らず、研究途上という様相です。


 野幌の森のさわやかな風に吹かれていると、森林浴の快適さにはまだまだ奥深い謎が秘められているように思えてなりません。


(文・写真: 中村滋)

【アクセス】

  • 百年記念塔、開拓記念館、開拓の村

・新札幌駅前バスターミナルからJRバス「開拓の村行き」に乗車。百年記念塔へは「野幌森林公園」、開拓記念館へは「記念館入り口」、開拓の村へは「開拓の村」(終点)で下車。

・JR函館本線「野幌森林公園駅」より、百年記念塔口まで1.3km。

  • 大沢口

・新札幌駅前バスターミナルからJRバス「文京台行き」に乗車。「文京台南町」で下車。または夕鉄バス「文京通西行き」に乗車。「大沢公園入口」にて下車、徒歩5分。

・JR函館本線「大麻駅」より、大沢口までおよそ2km。

  • これら以外にも、瑞穂口、登満別口、トド山口などの入り口がある。アクセスの詳細は下記の自然ふれあい交流館まで。

【インフォメーション】

  • 自然ふれあい交流館(tel:011-386-5832)

野幌森林公園の自然探訪者向けのビジターセンターで大沢口にある。月曜休館。


【参考文献】

  1. 『林野庁が「森林浴」構想 森の香りを浴び心身を鍛えよう 自然休養林を再活用』 1982年7月29日、朝日新聞 朝刊第一面 
  2. 『植物の不思議な力=フィトンチッド 微生物を殺す樹木の謎をさぐる』 トーキン・神山恵三著、1980年、1984年、講談社
  3. 『木のふしぎな力』 谷田貝光克著、1996年、文研出版
  4. 『森林浴はなぜ体にいいか』 宮崎良文著、2003年、文春新書
  5. 『植物抽出成分の特性とその利用』 谷田貝光克著、2006年、八十一出版

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*1:脳活動への影響は、光を使って脳血流量を測ることによって計測できるようになりました。額から脳の中に太陽光の10分の1程度の強さの赤っぽい光(近赤外光)を照射します。すると、血液中のヘモグロビンがその光を反射します。反射された光の量を測定すると、脳の中にどれぐらいの血液が流れているのかがわかるのです。脳内の血流量が多ければければ多いほど、脳が活発に活動している状態であることになります。光を使った測定では、額に2箇所、パッドを付けるだけですむので測定負荷が軽くなりました。

*2:自律神経活動を知るための血圧と脈拍数の計測は、腕からではなく指から測定できるようになりました。

*3:内分泌系の変化は、唾液による測定が可能となりました。コルチゾールと呼ばれるストレスホルモンは、リラックス時には減り、ストレス時には増えることがわかっています。また、このストレスホルモンの血液中の濃度変化は、唾液中の濃度変化に関係します。従って、唾液中のストレスホルモンの濃度を測定することにより、内分泌系の変化を知ることができるようになりました。

*4:森林浴の効果を測定するための実験が、1990年に屋久島で行われました。実験は、質問紙による主観評価とストレスホルモンの測定を行います。森林からの効果であることを確認するために、森林という場所以外の条件を同じにした対照実験も合わせて行われました。対照実験の方は気温や湿度を自由に設定できる人工気候室内で行われます。屋久島実験の主観評価からは、森林浴によって、活気を保ちつつリラックスできたという回答が得られました。このとき、唾液中のストレスホルモンを測定すると、対照実験に比べて低くなることがわかったのです。この実験により、森林浴によってストレスが軽減することが明らかになりました。

*5:森林内を歩く実験では、最高血圧が対照実験に比べて減少することが測定されました。血圧が下がるということは、体が鎮静化しリラックスしていることの現れです。

*6:さらに別の実験からは、免疫細胞の一つであるナチュラルキラー細胞が、運動の前後で、都市の中では少し減少しますが、森林でははっきり増加するという実験結果が出ています。森林の中で運動すると免疫力が強くなるのです。

*7:唯一定義されている快適性に、熱的快適性があります。アメリカの暖房・冷房・空調技術協会が、「暑くも寒くもない感覚」としています。

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2006-08-27

[][] 緑の堤防〜ひのまる公園〜  緑の堤防〜ひのまる公園〜を含むブックマーク


 地下鉄東豊線栄町駅から西へ15分ほど歩くと、大きな樹木がたくさんはえている「ひのまる公園」が見えてきます。

f:id:costep-miura:20060818011315j:image:w240 f:id:costep-miura:20060818012037j:image:w240(撮影:2006/7/8)


■ひのまる公園について

 この公園は、明治時代、札幌村三大農場のひとつに数えられた、日の丸商店の店主・松本菊次郎が営む日の丸農場の敷地内であったことから「ひのまる公園」と名づけられました。園内には、歴代の農場主が保存に勤めたヤチダモやハルニレ、ミズナラなどの大木が開拓以前をしのばせる貴重な樹林としてそのまま残されています。また、散策路、遊水路、休憩所などが整備され、野球広場やテニスコートといったスポーツ施設も備えている緑豊かな公園です。大きな樹木が残る自然林の園内では、全身が樹木に抱かれているような感じがして心地よく、筆者のお気に入りの公園です。


■ひのまる公園のなぞ

 そんな素晴らしい「ひのまる公園」には、なぞがあります。そのなぞとは、野球広場の水はけが非常に悪いことです。普通、グランドや野球場は周囲より水はけが良くなるように造ってあるはずです。しかし、「ひのまる公園」の野球広場は逆に周囲から雨水が流れ込むようになっていて、公園の中で真っ先に水浸しになってしまうのです。これはなぜでしょう。

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 このなぞを解くヒントが、野球広場に設置されている一枚の看板にありました。看板には、そこが野球広場であると同時に、公園貯留施設であることが書かれていました。貯留施設とは、いったいどのような目的を果たす施設なのでしょうか。


■洪水の危険性

 札幌は豊平川が洪水のたびに流れを変え土砂が堆積することによりできた土地です。このような地形を扇状地といいます。札幌は地形の成り立ち上、大小いくつもの河川が存在し複雑に市内を流れており、大量の雨が降ると河川の氾濫が起こりやすく、過去に幾度も洪水被害を受けてきました。


■洪水を防ぐには

 そのため、札幌の街では、古くから治水工事が行なわれてきました。洪水を防ぐための治水工事には2つの方法があります。1つは河川改修という方法です。これは、障害物を取り除いたり分水路を作るなど河川の流れをスムーズにすることや、川幅を広げたり高い堤防を築くなど、河川の排水能力を高める方法で、札幌でも古くは明治初期から行なわれてきました。もう1つの方法は、河川の排水能力を超えるような大量の雨水が一度に流出しないようにすることです。一時的に水を貯える貯留地や調整池などの貯留施設によって洪水被害を防ぎます。


■都市化による水害

 札幌では昭和40年代頃から住宅地や道路の整備などの都市化が進み、建物や舗装部分の面積が増加して、雨水を地面に浸透させたり、一時的に貯えておく遊水地として機能していた空き地や田畑が減少しました。その結果、下水道を通って河川に放出される雨水の流出量が、都市化が進む以前より増加し河川が氾濫する危険性が高まってきました。

特に「ひのまる公園」がある東区を含む札幌北部の地形は、もともと標高が低く平坦な低地帯が多く、洪水により浸水などの水害を受けやすい土地が広がっています。その上、急速な都市化が進むことで河川が氾濫する危険性が高まり、早急に対応する必要が生じました。

しかし、河川改修による対応では、用地の買収や大掛かりな工事が必要なため、莫大な費用や長い年月が掛かってしまい早急に対応することが困難です。そこで、河川改修だけで洪水を防ぐのではなく、雨水を地面に浸透させたり一時的に貯え、大量の雨水を一度に河川に流出させないようにする貯留施設が造られるようになりました。


■洪水を防ぐ野球場

 洪水を防ぐ貯留施設の一つとして、平成7年に整備された貯留地が、「ひのまる公園」の野球広場だったのです。「ひのまる公園」の貯留地の構造は、子供が安全に遊べる基準である30cm程度を周囲より掘り下げてあり、貯留地周辺に降った雨水が集まりやすい構造になっています。また、止水弁がついている排水口を備えており、止水弁を閉じることにより、下水への流出を一時的に止めることができるようになっています。満水時には水深20cm程になり約700tの水を貯留することができます。

<貯留施設のイメージ動画> [札幌市建設局下水道河川部河川計画課ホームページより引用]



 「ひのまる公園」の貯留施設は、東区中央部の伏古地区から北区篠路地区をとおり札幌北部へ流れる伏籠川に流出する雨水の流出量を調節する施設です。同様の働きをもつ貯留施設が伏籠川流域の東区・北区の公園や学校のグランドを利用して、平成5年度から平成16年度までの間に61箇所が貯留地として整備されました。最終的には平成26年までに117箇所の貯留地を整備する計画となっています。この計画は、伏籠川流域貯留浸透事業と名づけられ札幌北部の洪水に対する安全を確保しています。

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<伏籠川流域貯留施設一覧> [札幌市建設局下水道河川部河川計画課ホームページより引用]

「ひのまる公園」は、都市化で失われた貴重な緑を残しているだけでなく、都市化による河川の氾濫を防いでくれる堤防としての機能を持った公園だったのです。

 (文 三浦久和)




【アクセス】

【住所】

  • 東区北41条東10丁目

【参考文献】

  1. 「さっぽろ文庫77 地形と地質」札幌市教育委員会編

【参考リンク】

【謝辞】

 取材のご協力いただいた2名の方々にお礼申し上げます。

 札幌市建設局 下水道河川部河川計画課 後藤さん・長平さん

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2006-08-24

[][] 明治の薫りが漂う空間 〜豊平館(中島公園内)〜  明治の薫りが漂う空間 〜豊平館(中島公園内)〜を含むブックマーク


花火大会や、さっぽろまつりの夜店などで訪れることの多い中島公園。久しぶりにゆっくりと散策してみました。ボートの浮かぶ池や藤棚を抜けていくと、白とウルトラマリンブルーの鮮やかな洋館が見えてきます。これが豊平館です。豊平館は、明治13年に現在の市民会館付近(札幌市中央区北1条西1丁目)に完成した明治初期の代表的な木造洋風建築で、当時はホテルとして使われていました。そして昭和33年に現在の場所に移されました。しかし老朽化が進み、昭和57年から5ヵ年計画で修復工事が行われて、現在のような建築当時の姿に復元されました。

f:id:a-kamimura:20060730103735j:image(豊平館全景 2006/7/30 撮影)

   

一歩中に入ると、そこは明治文化の薫りが漂う空間です。白い壁、磨き上げられた茶色の光沢を放つ漆塗の柱や階段、そして赤い西陣織のカーテンと絨毯が目に飛び込んできます。誘われるように二階に上がり、広間を覗いてみました。ここは、建築当時ダンスホールとして造られました。有名な鹿鳴館が造られる二年も前のことです。

シャンデリアは彫刻の施された丸い天井飾り(メダリオン)に吊り下げられており、また大きな鏡の下には、大理石のように見える暖炉(マントルピース)があります。ところが、この二つは、日本の伝統的な建築技術である漆喰(しっくい)によって作られています。

f:id:a-kamimura:20060803093951j:image(二階広間 2006/8/3 撮影)



【漆喰って何?】

漆喰の主な材料は、「消石灰」と「糊」、そして「すさ」と呼ばれる繊維を短く裁断したものです。*1これらを混ぜてペースト状にしたものが漆喰です。これを、こてを使って押さえるようにして塗っていきます。わかりやすいものとしては、蔵や城の壁があります。色のイメージとしては、白が一般的かもしれません。


消石灰はもともと鍾乳洞などで知られる石灰石から作られます。消石灰は漆喰という形で長い年月を経ると、どのように変化していくのでしょうか。それをちょっと化学反応式で見てみましょう。

CaCO3→CaO+CO2 (高温分解)

石灰石 生石灰

CaO+H2O→Ca(OH)2(水を加える)

生石灰    消石灰

Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O↑(出来た水は自然に蒸発する)

消石灰       石灰石

つまり、石灰石(CaCO3)から作られた消石灰(Ca(OH)2)は、長い年月の間に空気中の二酸化炭素(CO2)と反応して石灰石( CaCO3 )に再び変化し、少しずつ硬化していきます。まさに究極のリサイクルですね。また漆喰は、主材料が無機質・強アルカリ性の消石灰であることから、硬化性、不燃性、防火性、防カビ性、抗菌性、などの長所を持ちます。



【メダリオンとマントルピース】

天井のメダリオンは、全ての模様が異なり、各部屋の植物の名前にちなんだ飾りになっています。ロビーやホールのものは特に大きく、彫刻の細かさや華やかさは圧巻です。

f:id:a-kamimura:20060824082829j:image

(メダリオンの写真/ 左:一階ロビーの「波に千鳥」、右:二階ホールの「鳳凰」 2006/8/3撮影)


またマントルピースは、全部で6基あります。天板は大理石*2でできていますが、その周辺は漆喰で作られています。近づいてみると、色が似ているだけではなく、大理石によく見られるマーブル模様まで模倣されていていることがわかります。しかも、非常にボリューム感もあり、天板に使用されている本物がなければ、大理石と見間違えてしまいそうです。ここに漆喰が利用されたのは不燃性、防火性という特徴のためでしょう。

f:id:a-kamimura:20060803094243j:image f:id:a-kamimura:20060803094453j:image

(マントルピース全容とその一部2006/8/3 撮影)


【明治時代から現在まで】

明治時代に入り、西洋館が近代化の象徴として、全国各地に建てられました。しかし、全ての建物を外国人技師が、手がけることは不可能です。そのため、多くの日本人の大工や棟梁たちが、和風建築の高い技術を利用して新しい建築物を作っていったのです。そこで利用されたのが、漆喰彫刻といわれるものです。このように職人の高い技術と優れた性質によって受け継がれてきた漆喰ですが、時代の流れのなかで、職人も減り、手間もかかるので敬遠されてきました。しかし、最近は効率重視の建築材の人体に及ぼす悪影響(シックハウスなど)が問題となり、改めて漆喰が脚光を浴びつつあります。


【新しい人生の門出に】

豊平館は、昭和33年に現在の中島公園内に移築されると同時に、市営結婚式場として利用されることになりました。移築6年後には、国の重要文化財に指定されました。国内の重要文化財で、他に結婚式場に使用されているものはありません。実は筆者は、かつてここで挙式を行い、新しい生活をスタートさせました。二階奥の挙式場前には、これまで挙式をあげた方々全員が署名した「豊平館記念帳」が、収められている棚があります。職員の方にお願いして記念帳を出していただきました。そこには、筆者が記した懐かしい旧姓の自分の名前がありました。ずいぶん前のことで、記帳したことさえ忘れていました。しかし、いつもよりも強く力のこもった自分の文字を見ていると、当時のいろいろなことが思い出されました。

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(豊平館記念帳の写真 2006/8/3撮影)


もう一度館内を歩いてみました。建築当時の職人たち、その後多方面でかかわった多くの人々、そしてここで挙式を行ったたくさんの人々の思いを、120年の時の中でメダリオンやマントルピースなどが、柔らかい眼差しで見守ってくれているような気がしました。


(文、写真: かみむらあきこ)


  • 【アクセス】 地下鉄南北線中島公園駅から約200m
  • 【住所】   札幌市中央区中島公園1番20号

            閲覧時間:午前9時〜午後5時


  • 【参考資料】   

       -豊平館(しおり)   (社)札幌市友会 編

       -豊平館(しおり)    札幌市  編集

       -棟梁たちの西洋館    中央公論新社編



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*1:「消石灰」は漆喰の主材料で、グランドのライン引きの白い粉も同じ仲間です。「糊」は粘度を持たせ、作業のしやすさと乾燥後の固着を目的としています。そして「すさ」は、塗り作業時の材料の落下と乾燥後の収縮や亀裂を防ぎます。

*2:大理石は石灰石が熱や圧力によって変成されたものです。大理石という名前は、中国雲南省の採石場である「大理」地区にちなんでいます。

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2006-08-20

[][][] 光のいたずら・蜃気楼 (その2・気象学編)〜小樽市高島〜  光のいたずら・蜃気楼 (その2・気象学編)〜小樽市高島〜を含むブックマーク




■小樽の蜃気楼 〜高島おばけ〜


 石狩湾では蜃気楼を見ることができます。小樽市旧高島トンネル近くの海岸は、私が1998年に初めて蜃気楼を見た場所で、私がおすすめする観察スポットです。


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  • 小樽市高島の蜃気楼観察スポット。旧高島トンネル近くの海岸

 ここから対岸約22km先の石狩湾新港は実際には、球形や円柱形のタンクがあるのですが、蜃気楼になると、まるでビルがたくさん林立しているように見えることもあります。蜃気楼の語源は、紀元前の中国にまでさかのぼります。「蜃(大ハマグリ)またはミズチ」から吐く「気(息)」によって、「 楼閣(大きな建物)」がつくられると考えていたことによります。


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  • 上段:石狩湾新港のタンク群が蜃気楼化。下段:実景。(望遠撮影)

 小樽沖の蜃気楼は、江戸時代から「高島おばけ」と呼ばれていました。この観察スポットがある小樽市の高島地区が名前の由来です。幕末に蝦夷地(北海道)を探検した松浦武四郎が、1846(弘化3)年の5月初旬(今の6月初め頃)に小樽沖を船で航行中に蜃気楼を見ました。その蜃気楼のことを地元の人々は「高島おばけ」と呼んでいたそうです。松浦武四郎の著書「西蝦夷日誌」「再航蝦夷日誌」に記してあります。


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  • 西蝦夷日誌に描かれた蜃気楼「高島おばけ」の図(北海道大学付属図書館蔵)

■蜃気楼を科学的に考えると


 蜃気楼現象の物理的メカニズムについては7月12日に公開した「光のいたずら・蜃気楼(その1・光学編)」で解説した通りで、上層に密度が小さい物質、下層に密度が大きい物質があることによって、その境界で光の進行方向が変わり、景色が実像とは異なって見えるということです。そこで今回は、実際にどのような気象条件の時にそのような現象が起こるのかを説明しましょう。蜃気楼が発生する4月から7月、石狩湾の海水面温度は、4月で5〜10度、7月では15〜20度です。一方、石狩湾岸の陸地の気温は、晴れれば4月でも15度以上、7月では25度以上の日もあり、海水面温度よりも陸地の気温が高くなる日があります。そしてその陸地の暖かい空気が風速2〜3m程度の南よりの風で海上に流れ込むと、上層は暖かい空気で下層は冷たい空気になります。空気は暖かいと密度が小さく、冷たいと密度が大きいので、下図のように対岸の対象物からの光は上に凸のように進みます。そこで観察者は、その光がまっすぐに進んできたものだと思うため、その対象物が上にあるかのようにだまされて見えるのです


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  • 上暖下冷の空気層で光が屈折して蜃気楼が見える

 つまり、「4月から7月にかけての海上の冷たい空気の上に、陸上の暖かい空気がその上に流れこみ、上層が暖かく下層が冷たい空気層になります。その境界で光の進行方向が変わり、景色が実像とは異なって見える」というのが蜃気楼発生のメカニズムです。


■蜃気楼を見るために


 それでは実際に蜃気楼を見るためにはどうしたら良いのでしょうか。まずは、蜃気楼が発生しそうな日に観察スポットに出かけなくてはなりません。蜃気楼が発生する可能性が高い期間は、陸地の気温に比べ海水温が低い4〜7月です。気象条件としては、ぽかぽかと陽気が良く気温が高い日です。そして、石狩湾上の冷たい空気の上へ陸地からの暖かな空気が流れ込むような、穏やかな南風が吹く日です。さらに対岸の景色が見える程度に遠くが見えなくてはなりません。持ち物としては、双眼鏡があると良いでしょう。蜃気楼は遠くの現象なので双眼鏡で拡大して見ることをお勧めします。あとはじっくり待つのみです。午後に発生することが多いのですが、午前から発生することもあります。継続時間は数時間の場合もあれば、10分程度の場合もあります。蜃気楼はとても気まぐれな現象です。ちょっと気長に待ってみましょう。

 蜃気楼は光学や気象学により説明ができる科学的な現象です。科学的な理解がなかった幕末の高島の人たちは、景色が異なって見える不思議な蜃気楼現象を「おばけ」に例えたのでしょう。実は科学的な現象だと理解しているはずの私でさえ、蜃気楼を実際に見ると自然現象にだまされてしまい「おばけ」のように見えてしまいます。みなさんもだまされたつもりで「おばけ見物」をしてみませんか?


旧高島トンネル付近

  • 【アクセス】:JR小樽駅前から「高島3丁目」行きバスに乗り終点下車。徒歩約7分。
  • 【住所】:小樽市高島3丁目4


【参考サイト】

  1. さっぽろサイエンス観光マップ/光のいたずら・蜃気楼(その1・光学編)
  2. 北海道・東北蜃気楼研究会(「高島おばけ」を詳しく紹介)
  3. たそがれの小樽(「高島おばけ」のいろいろな写真や動画を紹介)

(文・写真・図 大鐘卓哉)


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2006-08-16

[][] 水辺に冷たい光をさがして 〜西岡公園〜  水辺に冷たい光をさがして 〜西岡公園〜を含むブックマーク



木々の輪郭が闇に沈むと、草のかげで小さな光が点滅し始めます。豊平区の西岡公園は、明治時代に旧陸軍の水道施設として造られた西岡水源池を中心とする水辺の自然公園です。トンボや野鳥の種類が多いことから、環境省の「ふるさといきものの里100選」に選ばれています。ここで7月中旬から8月にかけて、ホタルが見られます。

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【 ホタルの種類 】

ホタルは世界に約2000種、日本には45種が確認されています。日本人によく知られているのはゲンジボタルとヘイケボタルです。ゲンジボタルは本州、四国、九州に生息し、体長15〜20mm。ヘイケボタルは日本全土と中国東部に生息し、体長7〜10mmとゲンジボタルよりやや小型です。

北海道ではヘイケボタル、オバボタル、スジグロベニボタルの3種が見られます*1


【 ホタルの住むところ 】

ホタルの幼虫はほとんどが陸上で成長します。ところがゲンジボタルとヘイケボタルの幼虫は水中に住みます。農薬の多用や川の汚染で数が激減したため、各地で川の浄化やホタルを飼育・放流する活動が行われてきました。


ゲンジボタルの幼虫は、カワニナという貝を主食にします。カワニナは流れのある清流に住み、水質の悪化に敏感です。一方、ヘイケボタルはカワニナ以外にモノアラガイやサカマキガイ、タニシを食べます。これらの貝は流れの緩やかな川や水田・湿地に住むため、ヘイケボタルの見られる場所は必ずしも「清流」ではなく、むしろ「きれいすぎない」水辺といえます。


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  • 西岡公園 八つ橋付近の流れ(撮影:2006/7/27)

【 光らなくてもホタル 】

ホタルの光は雌雄のコミュニケーション手段として知られています。しかし、すべての種類が夜に飛び交い光るわけではありません。ホタルは成虫の活動時間帯により

 1. 断続的に強く発光する夜行性種

 2. 連続した弱い光を発する両行性種

 3. ほとんど発光しない昼行性種 

の3グループに分けられます。

雌雄間のコミュニケーション方法はグループごとに違います。夜行性種はご存じお尻を光らせて、両行性種は発光とにおい(フェロモン)を使い分けて、昼行性種はフェロモンでコミュニケーションしています。


また、発光によるコミュニケーションにもいくつかのパターンがあります。

ゲンジボタルは雄が集団で飛びながら一斉に同じリズムで光り、違うリズムで光る個体を雌と認識します。ヘイケボタルは雄と雌が別々の発光をして互いを認識します。

さらに、同じ種のホタルでも、体長や発光間隔が生息地域によって異なることが知られています。たとえばゲンジボタルは、飛びながら約4秒間隔で光る集団と約2秒間隔で光る集団が、日本の東西に分かれて生息しています。 


【 すばらしいエネルギー変換システム 】

ホタルの光はどのように作られるのでしょう。ホタルの体内にはルシフェリンという発光物質があり、これにルシフェラーゼという酵素とATP*2が作用すると酸化反応を起こして発光します。

ルシフェラーゼはATPをAMPに変える反応に関わるだけでなく、オキシルシフェリンに結合して光を出す役割も果たしている

  • ホタルの発光

電球と違い、ホタルの光は熱を出さないことから「冷光」*3と呼ばれます。ホタルはATPから取り出したエネルギーを熱として捨てることなく、90%以上を光に変えることができるのです。人間が作ったどんなシステムもこれほど高い効率は得られません。


筆者はホタルを見たのはこれが初めてでした。やっと出会えたホタルは思いのほか小さく、静かに光っていました。しかし、ふと我に返ると蚊の羽音と執拗な攻撃が・・・。

浴衣にうちわを持っての優雅な「ホタル狩り」のイメージとは、ほど遠い夏の夜でした。


(文・図・写真 原林滋子)


アクセス

  • 豊平区西岡487-2
  • 地下鉄南北線「澄川駅」から中央バス西岡環状線[澄73]乗車,「西岡水源池」下車,徒歩1分

公式サイト

http://www.city.sapporo.jp/ryokuka/nishioka/


・ホタルの観察に適した条件:湿度が高く、風のない晴れた夜。月明かりもないほうがよい。日没後1〜2時間が見頃。

清田区、西区ではNPO法人や小学生がホタルの飼育・放流に取り組んでおり、清田区役所、西区の左股川緑地で放流会や鑑賞会が行われます。

参考文献

  1. 朝日新聞社 「動物たちの地球」79 カブトムシ・コガネムシ・ホタル


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*1:ゲンジボタルが見られる地域もあるが、これは本州から移入して人工的に飼育・放流した結果、越冬できたもの。

*2:アデノシン三リン酸。すべての生物体内にあり、エネルギーの受け渡しにかかわることから「エネルギー通貨」とも呼ばれる。

*3:電球は、通電により500℃以上になったフィラメントが熱放射する光を利用している。電気エネルギーを熱と光に変えているために、さわると熱い。

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2006-08-12

[][] ねぎぼうずの咲くところ 〜丘珠の玉ねぎ畑〜  ねぎぼうずの咲くところ 〜丘珠の玉ねぎ畑〜を含むブックマーク



札幌の北東にある、丘珠空港からモエレ沼公園にかけての一帯には、大きな玉ねぎ畑が広がっています。五月のはじめに植えられた玉ねぎは、九月のはじめから収穫が本格的に始まります。


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  • 8月上旬の玉ねぎ畑:倒伏*1が始まっています

札幌は日本の玉ねぎの栽培発祥の地と言われていて、「札幌黄」とよばれる玉ねぎの大生産地でした。

「札幌黄」は明治のはじめにアメリカから持ち込まれた原種を改良して生まれた、札幌特産の玉ねぎです。

かつて札幌の玉ねぎ農家では、収穫した玉ねぎの中から形状、重量、大きさ、日持ちのよさなどの点で優れた玉ねぎ(母球)を選び、その母球から種をとりました。この種をまき、収穫時に再び選別をおこなうことを長年繰り返し、「札幌黄」が生まれました。

明治の末には、札幌で収穫された玉ねぎは、国内の流通のほかに、北はシベリア、南は東南アジアにまで輸出されていました。


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  • これが「札幌黄」です。

「札幌黄」は味がよく*2、札幌の風土と農家の努力の中で育て上げられた玉ねぎでした。ところが、現在では「札幌黄」はほとんど作られなくなりました。そのかわりに、F1品種((株)七宝の「スーパー北もみじ」などが代表品種です)とよばれる玉ねぎに生産のほとんどすべてが置き換わりました。


玉ねぎに限らず、農作物のF1品種は形状、大きさ、発芽や収穫の時期などの性質がすべての個体でよくそろうという特徴をもちます。

F1とは、性質や系統が異なる品種を掛け合わせた雑種の一代目の子孫のことです。F1で性質がよくそろうのは、遺伝の法則により優性遺伝子の形質がすべての個体に現れるためです。また、雑種を作ると、親となった品種より発育が著しく優れ、強い子孫が生まれることがあるため、F1は農作物の品種改良によく用いられます。

F1品種の玉ねぎは、「札幌黄」より貯蔵性、病気への耐性、収量などが優れていて作りやすく、生産性が大きく向上しました。このことが、「札幌黄」が作られなくなった理由です。


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  • 遺伝子と現れる形質の関係

しかし、このF1から種をとった二代目の子孫(F2)は性質が不ぞろいになり、F1より品質が劣ってしまいます。

F2では優性遺伝子と劣性遺伝子のかけあわせにより1/4の確率(3:1の比)で劣性遺伝子のみ(F1では現れない形質)を持つ個体が現れるためです。

品質のそろった玉ねぎを生産するために、農家は種苗業者からF1品種の種を毎年購入しています。このため、収穫した玉ねぎから種を採る必要が無くなり、玉ねぎの花が畑で見られることも少なくなりました。


札幌には今もみずから種をとり、「札幌黄」を作り続けている農家がわずかに残っています。もし丘珠の玉ねぎ畑の片隅に真っ白な「ねぎぼうず」を見ることがあれば、きっとそれは「札幌黄」の花でしょう。ねぎぼうずの咲く畑には、100年以上の歴史を札幌の玉ねぎ農家とともに生き抜いた玉ねぎが育っているのです。


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  • 「札幌黄」の花 : 2006.7.30.撮影

(文・図・写真:佐藤 登志男)


[アクセス]

札幌新道 伏古IC出口付近から「丘珠空港」、「さとらんど」方向へ進んでください


[参考文献]


札幌玉葱販売農業共同組合連合会 札玉創立二十年記念誌(1970)

八鍬利郎 北海道のタマネギ(1975)

札幌村歴史研究会編 北のたまねぎ −札幌黄を育てた人たち−(1998)


[参考リンク]


株式会社七宝(平成16年にF1品種の開発で農林水産大臣賞を受けています:pdfファイルの3ページ目)

http://www.shokokai-kagawa.or.jp/kenren/com_guide/sippou.htm

http://www.afftis.or.jp/project/prize/16/gaiyou.pdf

Wikipedia 「タマネギ」

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%8E%89%E3%81%AD%E3%81%8E

札幌市役所 さっぽろの農業

http://www.city.sapporo.jp/keizai/nogyo/gaiyou/tamanegi.html

札幌村郷土記念館

http://www.ncf.or.jp/wg/higashiku-nc/kinenkan/sapporomura.html


[取材協力]


齋藤農園 齋藤 重博 様、齋藤 恵子 様

(有)奈良写真館 奈良 光悟 様

札幌村郷土記念館

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*1:玉ねぎが十分に育つと葉が折れて倒れます。収穫の目安となります

*2:カレー、肉じゃがなど煮物がおすすめだそうです。:齋藤様 談

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2006-08-08

[][] 世界に一つだけのステージ 〜札幌ドーム〜  世界に一つだけのステージ 〜札幌ドーム〜を含むブックマーク

北海道のスポーツ発信地、札幌ドーム。

ここではプロ野球、Jリーグの公式試合やコンサートをはじめ、各種イベントが行われています。

野球観戦の大好きな筆者は、よく札幌ドームへと胸をときめかせながらでかけます。

地下鉄東豊線 福住駅を出ると、その姿をすぐに見ることができます。

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  • なめらかな面が印象的なドーム(撮影:2006/7/25)

札幌ドームには世界でここだけの設備があります。

それを眺めるために入り口側の裏側に行ってみると、ドームに隣接する円形のアリーナ(オープンアリーナ)の中央で、大きなステージがひなたぼっこをしていました。

このステージが世界でここにしかない設備です。

ステージの大きさは85m×120mで、重さは8300t。

一般的な大人の体重を60キロとすると、だいたい大人14万人分もの重さです。

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  • 日の光をたっぷり受けるステージ(撮影:2006/7/25)

このステージ、普段はこのように外にあるのですが、サッカーの試合を行うときにはドームの中に移動します。こんなに大きなステージを、いったいどうやって動かすのでしょう。


■ステージの下の力持ち

実はこのステージ、移動するときに空気の力を借りています。

物体が空中に舞うことを英語でhover(ホヴァー)というので、このステージには「ホヴァリングステージ」という名前がついています。

私達の体や、周りにある全ての物体は大気に押されています。

この圧力のことを大気圧といいます。

海面での大気圧の大きさを1気圧とし、これはだいたい1kg/cm2です。

ステージにも、だいたい1気圧の大気圧がかかっています。

ステージの下には、ブロアと呼ばれる空気の吹き出し口が10個ついていて、

ブロアからは毎分200㎥の空気が吹きだされます。

空気がステージの下にたくさん入ると、ステージを上から押さえつけている大気圧よりも、ステージの下の空気圧のほうが大きくなります。

この仕組みは風船を膨らませるときを考えるとわかりやすいでしょう。

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  • 大気圧と空気圧のモデル


最終的にステージ下には1.09気圧、大気圧よりも約9%大きい空気圧がかかり、ステージ総重量の90%を支えることができるようになります。


■正確な移動は自動システムのおかげ

ステージの下にはブロアのほかにタイヤが34個ついています。

タイヤは普段収納されていますが、十分な空気圧がかかった後に地面に着地し、ステージを押し上げます。

f:id:mitotomo:20060806013521j:image*1

  • ステージが持ち上がるしくみ


空気圧で重量の大半を支えることができるので、タイヤや地面にかかる負担はぐっと軽減されます。タイヤだけで動く方法に比べて、タイヤも地面も長持ちし、経済的です。

大きく重いものをまっすぐ移動させる時はどうしても左右にずれてしまうものですが、ホヴァリングステージはタイヤについているセンサーの働きで200m直進しても左右のずれは5cm以下。大変正確に制御されています。

そのため正確に進むためのレールを敷く必要がありません。

レールを敷いてしまうと、ドームに人工芝を敷いて行われる野球や、沢山の機材を運び込まなければならないコンサートなどを行うときにレールが障害物になってしまいますが、

札幌ドームにはレールがないので、サッカーだけではなく色々なイベントが行えるのです。

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  • ホヴァリングステージが出入りする部分。下部のガラス部分が左右に開閉する


■世界に一つのステージを眺める贅沢

ドーム球場では、冬が長く雪の多い札幌でも天候に関係なくスポーツが楽しめます。しかしサッカーの公式試合は天然芝のグラウンドで行わなくてはならないというきまりがあり、そのためには太陽の光がふりそそぐ屋外にグラウンドがなければなりません。

この両方の条件をクリアするために考え出されたのがホヴァリングステージでした。

外で芝生を育て、試合のあるときだけドームの中に移動させることが可能になり、課題を克服しました。

ホヴァリングステージがなければ札幌ドームで今のように色々なスポーツやイベントを楽しむことはできなかったでしょう。

可動方式の違う動くステージはドイツやオランダにもあるそうですが、空気の力で持ち上げられて移動するステージは、世界中で札幌ドームだけにあります。

(文・写真:宮本朋美)

【公式サイト・アクセス】

施設概要のページでホヴァリングステージ移動の動画を見ることができます。

市営地下鉄東豊線 福住駅下車 3番出口より徒歩10分

  • ドームではアテンダントの方が施設を案内してくれる「ドームツアー」が催されています。運のいいときはホヴァリングステージの移動が直に見られるかもしれません。

【協力】

株式会社 札幌ドーム

川崎重工業株式会社

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*1:シール部:ステージ下に入れた空気が漏れないようにしている部分

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2006-08-04

[][] いごよろしく 〜札幌囲碁学院〜  いごよろしく 〜札幌囲碁学院〜を含むブックマーク


北海道大学のすぐ近くに札幌囲碁学院があります。500円で1日遊べ、筆者が学生時代には週に4-5回通った碁会所です。今回は人間の脳の働きという面から、元気な老後を送るためのヒントをお伝えします。

f:id:costep_webteam:20060805055610g:image (札幌囲碁学院)

 

 囲碁や将棋のプロ棋士には年をとってからも、いわゆるボケる人は、ほとんどといっていいほど見当たりません。現役のトーナメントプロを引退しても、解説や立会い等の仕事をこなされているそうです。

死ぬ直前まで体も頭も健康でいることは、理想の人生のひとつと言っていいでしょう。今回はそんな人生を送るために、囲碁や将棋が大変効果的だという考えを紹介します。

 人間の脳は右脳と左脳に分かれ、それぞれの機能に違いがあります。以前は、これは人間に特有の現象と考えられてきましたが、最近の研究では、他の生物にも右脳と左脳の機能差があるのではないかと言われています。

一般に右利きの人では、左脳に言語中枢があります。そして計算や分析の機能を持ち、仕事や勉強に必要な知性の領域と言われています。一方、スポーツや芸術にも必要な人間の感性をつかさどっているのが右脳です。右脳には音声や音を識別したり、パターンや図形を認識したりする機能があります。実際の作業時には左右の脳は協力しあって働きますので、右脳と左脳の役割については、基本の働き、という理解をして下さい。

 さて、浜松医療センターの金子満雄氏はPET(陽電子放出断層撮影)を用いて、人間が囲碁をしているときの脳の働きを調査しました。アマチュア6人を調査した結果、序盤は全員が右脳後半部を使っていました。ここは従来、図形イメージを捉える部分と考えられています。また詰碁(ご存じない方は、非常に狭い範囲に限定された部分的局面と思ってください)の問題に取り組む時には、右脳後半部と同時に前頭前野や左脳も使っています。詰碁は読みも重要ですので、最初に思いついた手を読みによって確認しているようです。囲碁に取組むと一局を通して右脳を使っており、右脳が鍛えられるというのは本当のようです。

 ところがプロ棋士の場合は、アマチュアと異なる思考過程をとっているようなのです。例えば序盤の局面では、プロは右脳をほとんど使っていませんでした。同様のことは、プロの音楽家が音楽を演奏する時にも言えるそうです。仕事や業務として取り組むと、趣味で取り組む時とは違って感性を磨くことには繋がらないようです。

 金子氏は認知症の患者を、これまで外来で27000人診てきました。そのような患者の中に囲碁や将棋を趣味として楽しんできた人はほとんどいないそうです。高学歴で社会的地位の高かった方、真面目で仕事ばかりされてきた方が少なくありません。そこで、金子氏は認知症のリハビリに囲碁を利用することを、思いつきました。試して見ると、実際に数ヶ月で社会復帰された方もいたそうです。

 金子氏は、「認知症は生活習慣病といってよく、遺伝的要素や脳血管性によるものは合わせて1割くらい」と述べています。囲碁将棋や芸術を楽しんでこなかったから認知症になったのか、それとも、そもそも認知症になりやすい人はそのようなものに興味がわかないのか、というところまで述べられてはいませんが、右脳を鍛えることは人生にとって思った以上に重要である可能性があります。ただし囲碁をやったことがあるといっても、義務的、仕事上仕方なく、といった付き合い方では効果がないそうです。これはプロ棋士の思考過程で明らかになったように、囲碁との付き合い方も大事ということです。やはりあまり楽しいと思えない趣味は、本当の趣味とは言えないということなのでしょう。マージャン、トランプ、音楽、俳句、短歌といったものも、認知症予防には効果があるようです。

 今回囲碁や将棋のルールを説明するスペースがありませんので、ルールをご存知無い方は申し訳無いですが、インターネットなどで検索して下さい。詳しいルール解説が色々なところに載っています。また本もたくさん出版されていますのでそれらも参照してください。

 ところで囲碁や将棋に対して人工知能の方は、どの程度まで進歩しているのでしょうか?実はまだまだ人間の方が優勢です。しかし近年の進歩は目覚しく、数年前チェスの世界チャンピオンはコンピュータに負けてしまいました。将棋でも最近のアマチュア全国大会で将棋ソフトがかなり上位に進出しています。

f:id:costep_webteam:20060805055922g:image (囲碁の局面例)


 コンピュータにとっての泣き所は、将棋や囲碁は「局面の場合の数」が非常に大きいところです。囲碁の場合19路×19路=361路に交互に黒石と白石をおいていきます。単純に「361の階乗」(361×360×359×…×2×1)ですと10の768乗になります。実際的な局面の数として東海大学の古山教授は、囲碁で少なくとも10の500乗以上、将棋で10の200乗程度と見積もっています。

 これらがどれくらい大きな数かをイメージしてもらうため、宇宙にある原子数と比較してみましょう。宇宙を構成する原子数は10の80乗程度と見積もられていますから、囲碁や将棋の局面の数がいかに大きいかがわかります。

 しかし人間はこれらのゲームを昔から楽しんでいるのです。囲碁や将棋のような、難解なゲームでも楽しめる脳を持つ人間という生物は、普段あまり自覚していませんが、本当にすごい生き物なのですよ。

 (文、写真:ひるあんどーん)

所在地 :札幌市北区北18条西4丁目 北18条ハイツ904号

電話  :011-736-1515

定休日 :月曜日

アクセス:地下鉄南北線「北18条」駅から徒歩2分

参考文献:

和田博編著、囲碁と脳の働き、出版文化社

古山恒夫、将棋は先手必勝か、HPコラム http://www.ss.u-tokai.ac.jp/frame/column/furuyama/furuyama.htm

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