頭の中に数学の地図を作ろう
頭の中に数学の地図を作ろう Make a mathematical map in your head 2023.07.03 Updated by Atsushi SHIBATA on July 3, 2023, 10:16 am JST 今回紹介する書籍：『数学と文化』赤 攝也（ちくま学芸文庫、2020） 抽象化の重要性 小学生の長男の勉強を見てやっていると、算数の教材に「□×4－3－5＝8」のような問題が出てきます。「穴あき算」「虫食い算」と呼ばれる計算です。この種の課題は、大人が見ると四角をｘ（エックス）に見立てた方程式に見えるので、数を移項して「ｘ＝」の式にすることで答えを出そうとします。 この「移項をすると符号が反転する」というのを、小学生くらいの子供に教えるのはとても大変なのですが、子供に理解してもらうには、計算を手順に分解して教えます。「最後に5を引いて8になったのだから、その
第162回 「次に何が来るか？」鎌を持つカマバチから擬態無限展開
カマバチの一種（セイボウ上科：カマバチ科）のメス Dryinid wasp (Chrysidoidea: Dryinidae), female 葉の下、茎の部分で休んでいるところ。 体長：7 mm 撮影地：コスタリカのモンテベルデ、標高1500 m 今年のコスタリカのモンテベルデは、１カ月ほど遅めに雨季に入った。途端に生きものたちが活発に動き始める。 さて、今年の3月末、野外調査中、長いカーボンの枝切り竿が電線に接触してしまい、15万ボルトもの電流が体を突き抜けていき、自分は一度死んで蘇った。特殊な火傷を負ったが、引き続き同じ人生を歩み続けている。不便はつきものだけど、幸いにも日本からの二人の若者、FumiさんとToshiくんに日常生活のことも含め調査など手助けをしてもらっている。 その二人がなぜか最近、滅多にお目にかかれないカマバチという小さな寄生バチを１種ずつ見つけてくれた。カマバチの
卵アレルギーの原因物質がない卵を開発、広島大など
子どもの重度の鶏卵アレルギーに悩む研究者らの産学連携グループが、原因物質の一つであるオボムコイド（OVM）を除去した卵をゲノム（全遺伝情報）編集技術で作製した。孵化させ育ったニワトリを交配して生まれた卵もOVMが含まれず、遺伝子にも異常がないなど安全性を確認したという。今後、加工調理した卵を食べた際のアレルギー反応の有無などを調べ、製品化を目指す。医療用ワクチンへの応用も期待している。 加熱で消えない原因物質を遺伝子ごと除去 研究に取り組んだのは、広島大学大学院総合生命科学研究科の堀内浩幸教授（免疫生物学・動物生命科学）のグループと、キユーピー研究開発本部技術ソリューション研究所のメンバー。 広島大の堀内教授は家族が重度の食品アレルギーに悩んでおり、長男の場合、ごく微量の卵が混入しているだけで反応した。「家族旅行に行ってもお土産が買えないし、遠出のためのワクチンも接種できない。なんとかなら
気象庁、 次の台風から「予報円」半径を最大4割小さくして発表へ | スラド サイエンス
気象庁は26日、台風の進路予報の精度向上のために、台風進路予報円と暴風警戒域の範囲をより小さく絞り込んで表示させることを発表した。予報円は、台風の中心が70％の確率で入ると予測される範囲を示す。今後の台風では、3〜5日先の予報円の半径が最大40％縮小される見込み（気象庁、読売新聞、FNNプライムオンライン）。 この改善は、スーパーコンピューターを使用した予測モデルの改良によって実現されたという。気象庁は、台風の速度や風向、統計データなどを考慮して、5日先までの進路予測を日々作成して公表してきた。予報日が進むにつれて予測範囲が広がり、予報円のサイズも大きくなってきた。今回の改善により、自治体の防災対応や住民の防災行動をより適切に支援することが期待されるとしている。
前へ進み続けるために ナショジオが探求した135年
マヤ文明が栄えたメキシコのユカタン半島にある「セノーテ（聖なる泉）」を、ダイバーが探査する。ナショナル ジオグラフィックは失われた文明に関する新たな知見を得るために、135年間にわたり、世界各地に考古学者や人類学者、ダイバーなどを派遣してきた。（PHOTOGRAPH BY PAUL NICKLEN） 人間はいつも何かを探し求めている。自分が輝ける場所を見つけるため、限界を押し広げるため、あるいは謎めいた現象を解き明かすために。何千年もの間、人間はそんな探求を続けてきたが、まだ終わりは見えない。 探求の新たな時代を、私たちは生きている 米国の歴史は西へ西へと領土を押し広げた物語だ。押し広げられた側の視点から、その物語をとらえる博物館が、かつてのオレゴン街道沿いに一つだけある。ワシントン州やアイダホ州との州境に近いオレゴン州の片隅で、この博物館は先住民の伝統をたたえるとともに、開拓者の到来によ
生きたヒトの細胞で“心臓の心室”を3Dプリント 100日以上自発的に拍動 ドイツの研究者らが開発
Innovative Tech： このコーナーでは、テクノロジーの最新研究を紹介するWebメディア「Seamless」を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。Twitter: ＠shiropen2 ドイツのFriedrich-Alexander-Universitat Erlangen-Nurnberg（FAU）とJulius Maximilians-Universitat Wurzburg（JMU）に所属する研究者らが発表した論文「Direct 3D-bioprinting of hiPSC-derived cardiomyocytes to generate functional cardiac tissues」は、ミニチュアサイズの心臓の心室を生きたヒトの心筋細胞で3Dプリントする手法を提案した研究報告である。100日間以上の自発的な鼓動を
生命は深海底で生まれたのか!? ウォーター・パラドックスを解決する新説（渋谷 岳造）
生命誕生の場所はどこなのか？ 前編となる「最初の生命はどこで生まれたのか？ 謎の解明に迫る「新説」とは」では、これまで考えられてきたさまざまな説、そしてその中でも有力とされる「陸上温泉説」と「海底熱水説」の2つを紹介しました。 それぞれの説には、これまで謎とされた弱点が存在しましたが、この「海底熱水説」の唯一最大の弱点が「ウォーター・パラドックス」でした。これは生命の材料を作る反応を大量の水が邪魔をしてしまうというものです。この「ウォーター・パラドックス」を解決する新説「液体／超臨界CO₂仮説」を海洋研究開発機構（JAMSTEC）の渋谷岳造主任研究員たちが提唱し、いま注目されています。 それはいったいどのような説なのか？ そして生命誕生の場所はどこなのか？ その研究の最前線を紹介します。 海底熱水説の弱点を克服する新たな仮説 ――2022年11月に、生命の起源に関する新たな説を発表されまし
「有機農業は健康的か」は的外れ、より体にいい野菜や果物は？
この有機栽培のリンゴは健康な土壌で育ったのかどうか？ それで大きな差が生まれることもある。（PHOTOGRAPH BY BECKY HALE, NATIONAL GEOGRAPHIC） 夏になると農産物直売所やスーパーマーケットには季節の野菜や果物が並ぶが、有機（オーガニック）農産物の値段の高さには驚かされる。そして、有機農産物なら一般的な野菜や果物（慣行農産物）より栄養豊富なのだろうか、という疑問が浮かぶ。その答えは、ひと言でいえば「イエス」だが、詳細な答えは意外に複雑だ。 実は、米国農務省（USDA）の有機食品に関する規定は、その作物を食べて得られる健康上のメリットを重視しているわけではない（編注：日本も同様）。重要なのは有機農産物の栽培方法で、主として堆肥や家畜の糞を使用して土壌を保護し、化学的に合成された物質は使用しないことになっている（ただし、自然な方法で害虫を抑えられない場合は
ついに実現、室温超伝導？ それともまたも幻で終わるのか？ 100年の歴史の転換点、いま超伝導研究で進行している出来事とは | JBpress (ジェイビープレス)
（小谷太郎：大学教員・サイエンスライター） さる3月、米国ロチェスター大学のランガ・ディアス博士の研究グループが、室温で超伝導状態を実現したと発表しました。もしも本当ならば、産業に革命をもたらし、社会を変え、エネルギー問題も環境問題も片っ端から解決する大発見、人類の夢がついに実現です。 しかしこの報告を超伝導の専門家は手放しで喜んだわけではなく、業界の反応は複雑でした。なぜなら、ディアス博士が共著者になった論文がかつて、不自然なデータ処理を指摘されて、撤回されたことがあったからです。「今回ももしや・・・？」と疑う人や、ディアス博士の他の論文にも疑わしい点があると言う人もいました。 追試の結果も思わしくありませんでした。ディアス博士の報告した物質は超伝導状態を示さないという報告が相次ぎました。 しかしついに6月9日（協定世界時）、他の研究グループがディアス博士の実験の再現に成功したという報告
生成AIに“生成AIが作った文章”を学習させ続けるとどうなる？ 「役立たずになる」と英国チームが報告
Innovative Tech： このコーナーでは、テクノロジーの最新研究を紹介するWebメディア「Seamless」を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。Twitter: ＠shiropen2 英オックスフォード大学や英ケンブリッジ大学、英インペリアル・カレッジ・ロンドン、米トロント大学に所属する研究者らが発表した論文「The Curse of Recursion: Training on Generated Data Makes Models Forget」は、GPT-4などの大規模言語モデル（LLM）が別のLLMが生成したテキストを学習し続けるとどうなるかを調査した研究報告である。 今後、LLMモデルを使って生成した文章がネット上に溢れかえる未来、それらを多く含むデータをトレーニングする後続のLLMモデルはどうなるかを検証する。 LLMモ
100の稲妻を収めたこの世の終わりのような写真
トルコの天体写真家であるUğur İkizler氏が、トルコで発生した激しい雷雨を50分間にわたってタイムラプスで撮影し、100本以上の稲妻を1枚に収めた写真を公開しました。 Mudanya Gökyüzünde Gecenin Aydınlığı – ikizler.org – Uğur İkizler http://www.ikizler.org/index.php/2023/06/18/mudanya-gokyuzunde-gecenin-aydinligi/ Electrifying time-lapse image captures 100 lightning bolts torching the sky over Turkey | Live Science https://www.livescience.com/planet-earth/weather/electrifying
銀河中心ではブラックホール同士が次々と合体？ 国立天文台が新説を発表
国立天文台(NAOJ)は6月19日、2019年に重力波が検出された太陽質量の約85倍と約66倍のブラックホールの合体イベントにおける、2つのブラックホールが理論的に予想されていたよりも著しく重いこと、合体に付随して突発的な可視光の放射が観測されたことの2点の謎を説明可能な新たな説を発表した。 同成果は、NAOJ 科学研究部の田川寛通特任助教らの国際共同研究チームによるもの。詳細は、米天体物理学専門誌「The Astrophysical Journal」に掲載された。 2016年2月に米国の重力波望遠鏡「LIGO」が、13億光年彼方で、それぞれ太陽質量の約36倍・約29倍のブラックホールの合体イベント「GW150914」による重力波を検出して以降、現在では、隔週程度の頻度で重力波観測によりブラックホールの合体が発見されている。 これだけ頻繁に観測されているとなると、ブラックホールの合体は、2
光を当てると光りながら溶ける有機結晶、初の発見、大阪大
光を当てると色と強さを変えて光りながら溶けていく有機結晶を発見したと、大阪大学の研究グループが発表した。熱ではなく光で溶ける物質は知られてきたが、発光を伴うものは初めて。光り方の変化をみることで、溶ける過程や仕組みの理解が深まった。電子回路などを作る「フォトリソグラフィー」をはじめ、光で材料の特性を制御する技術への応用につながる可能性もあるという。 有機結晶は立体構造の分子で構成する。分子が整然と並んでいれば安定しているが、外からエネルギーが加わると形が不安定になり、溶けて液体になることがある。通常は熱によって溶けるが、一部の有機結晶では、光を当てると分子が吸収し、構造を変えて溶ける。このような結晶はこれまで「アゾベンゼン」がよく研究され、これを骨格として設計されてきた。結晶が溶ける過程で光る様子を観察できれば、溶ける過程や仕組みの詳しい理解の手がかりとなる。 そこで研究グループは一般に発
日照条件に左右されない街の「真の色」推定技術 NTT、メタバースなどに応用へ
NTTは6月15日、撮影された画像から、照明条件によらない「真の色」（物体固有の反射率・アルベド）を推定する新たな手法を開発したと発表した。画像から影などを取り除き、任意の照明条件を再現できるという。実在の街を再現した“超リアルメタバース”構築などに応用する。 街の写真など実世界データをデジタル化する際、撮影時の照明条件が影響する。 例えば物体認識では、撮影時の照明条件が推定精度に影響するため、様々な照明条件下で撮影した画像を集めて検証する必要がある。また、さまざまな照明条件下で街の写真を複数つなぎ合わせてメタバース空間に再現する際、影が残ってしまう問題があった。 こうした問題を解決するため、1枚の画像を、物体表面の照明条件に依存しない反射率（アルベド）画像と、照明条件に依存する陰影画像に分解する「固有画像分解」技術が開発されてきた。 NTTの新技術では、レーザーを照射し、その反射光を計測
ジェームズ・クック船長と「ザワークラウト」、イギリス海軍と「ライムジュース」……命がけの「ビタミンC摂取」の歴史（佐藤 健太郎）
大航海時代の船乗りたちの多くは、ビタミンC不足による「壊血病」に倒れた。 当時の人々はどんな対策をとったのか？ *本記事は佐藤健太郎『世界史を変えた薬』を抜粋・編集したものです。 前編「大航海時代の船乗りたちがバタバタと倒れ……世界史に見る「ビタミンC」不足の恐怖」 壊血病の対策が広まらなかった理由 壊血病の歴史を調べていて不思議なのは、その対策が知られていたにもかかわらず、なぜかそれが広く普及しなかったことだ。 もちろんビタミンＣという物質はまだ見つかっていないが、これを含む食品は十分手に入った。たとえば中国では、早くも５世紀にビタミンＣを含むショウガが壊血病に対して有効であることが知られており、船でその鉢植えが栽培されていた。
2か月寝たきりで「微小重力状態」再現 宇宙飛行士への影響を研究 仏
【6月14日 AFP】長期間ベッドで寝たきりで過ごして宇宙空間の微小重力状態を模し、身体への影響を調べる「ベッドレスト研究」がフランス国立宇宙研究センター（CNES）の医療部門、宇宙医学・生理学研究所（MEDES）で行われている。 宇宙空間で体験する微小重力状態を再現するために、被験者には2か月間、頭の方が6度下がるように傾けたベッドに寝たきりで過ごしてもらう。結果は宇宙飛行士らの生活環境改善に役立てられる。 12人の被験者は全員男性で、3000人の応募者の中から選ばれた。 寝たきりで過ごす60日間を含めた約3か月の拘束期間に対し、1万8000ユーロ（約270万円）が支払われる。(c)AFP
バッタの食欲を調べ尽くした科学者が達した答え
動物は「ベストな食べ物」を知っている？ 1991年、私たちはオックスフォード大学自然史博物館のスティーヴのオフィスで、コンピュータの前に座っていた。 当時私たちは、それまで試みた中で最も大規模な摂食実験を終えたところだった。実験の対象は、これから説明する研究にうってつけの、特別な種類の「バッタ」だ。 この日の話し合いの中で、栄養へのまったく新しいアプローチが生まれることになるとは、このときまだ知るよしもなかった。 私たちはこの研究で2つの問いに答えを出そうとした。 第1に、動物は「自分にとって何が最適か」という基準で、食べるものを決めているのだろうか？ 第2に、もし何らかの理由で最適な食餌を摂れず、やむなく別の食餌を摂るとき、どうなるのだろう？ 私たちは実験室で、バッタなどの草食性の昆虫が摂取する二大栄養素である、タンパク質と炭水化物の比率の異なる25種類の餌を注意深く作成した。高タンパク
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