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2017/04/10

新年度の大学受験生へ (2017)

新年度の大学受験生に、とりいそぎ要約的に伝えておきたいことがある。
※ 対象は特定の受験生に限っていないし、誰が覗きに来ようと知ったことではないが、ともかくも例年通りのメッセージだ。

以下に、「高校履修範囲」 つまり大学入試における各教科での、思考/記憶の負荷量を、ざっと僕なりの直観で数値化してみた - だから公的な権威付けなどはまったく無いけどね。
こんなものをまとめてみた目的は、教科によって思考/記憶の対象が異なり、負荷も異なりうることを了解して欲しいため。 

たとえば、数学は 『なぜ』、『どうする』 ことによって解を導けるのか、について傑出して思考/記憶負荷が高い。
論説・哲学は、国語科のうちとくに抽象度の高いコンテンツを想定、やはり 『なぜ』 そう言えるのかとの考察において負荷が高い。
理科は、『なぜ』 『どうする』 に加えて、『何が/何を』 という具体的オブジェクトへの考察負荷が大きい。
社会科は、『なぜ』 という考察は他教科と比べほとんど無きに等しいので評点していない (なお地理と政経この考察がもっと深くてもいい)。
その一方で、 『誰が』 については覚えるコンテンツが多い。

特に数学と理科の思考/記憶負担量が多いのは、万民に既得の命題がかなり多く、すべて了解するにはそれだけ勉強時間を長く必要とするため。
一方で社会科は、諸命題がウヤムヤ、たとえば、生産と交換経済と法と民主主義にて、何が何の前提であり結果であるのかさえ、ハッキリしていない
このため、センス次第で精緻にもズボラにもなり、受験勉強においては概して思考力動員が小さいと言わざるを得ない。
(むしろ大学進学以降にセンスが多く問われる。)

さて、これら教科を文芸・スポーツと比較してみたのには理由がある。
文芸もスポーツも常日ごろから軽んじられる傾向にあるが、じっさいは『なぜ』 『どうする』 『何が/何を』 のいずれかについても考察しなければならず、さらに 『誰が』 への考慮も求められるものである。
だから思考負担は高い。

問題は英語科。
こちらは社交目的=いわゆるコミュニケーションの英語というものと、特に難度高い大学入試英文にて問われる学術英語に分けてみた。
前者はともかく、後者はせっかく勉強するのなら、理科レベルとまでは行かぬまでも論説・哲学よりは思考負荷が大きくなければならぬ ─ というくらいの心構えで丁度いい。


要するに、どの科目も同じような意識で勉強していては、同じような学力向上は実現出来ない。
ただし、数学や論説文読解に優れた子は、既にかなり大いなる思考力があるのだから、結局は何やってもうまくやりぬくだろう。
 (現にこれらに秀でた子は結局は英文読解力でも秀でる)。
そしてなにより、文芸・スポーツに秀でた子でも、やはり何を学んでも成功しうると言いたい。
だから部活ふくめ、全身全霊をこめて打ち込め!


以上

大学新入生諸君へ (2017)

毎年のように言っていること、此度もまた記す。

① 入学時点での 「学力」 偏差値は、もう拘るのはよせ。
そんなもん、諸君の 「知力」 にはほとんど関係ない。
あえて言葉を使い分けてみる。
まず、「学力」 は既得の、皆が知っている(知り得る)命題の、記憶量だ。
絵画で例えれば、どこかで買ってきたり、誰かに与えて貰った、絵筆やキャンバスのようなもの。
一方で、「知力」 は、未知の事象への論理的な想像力であろう。
これまた絵画に例えれば、まさに諸君が描いていく絵だ。

はて、それでは、「知力」 に偏差値があるだろうか…誰がどういうデータから算出するのよ?

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② ただし。
大学出てからどうなるのかについては、拘るべきだ。
就職は採用先と諸君との経済的な合意、さらに人格上の信用にまで則ってのこと、こちらは 「知力」 のウェイトがかなり高い。
じゃあ縁故採用はどうなんだ、と言うかもしれないが、縁故採用する企業側が将来業績が上向くか、はたまた、くたばっていくかは、まさに採用企業と送りだした大学の 知力」 の問題である。
ともかくも、採用企業と大学の間には期待能力と信用関係が強く働くと見ておくべきだ。

ということはだよ、君たちの大学での知力の研鑽次第で、「うちへ来ないかね?ん?どうかね?」 と誘ってくれる企業が - 企業ではなくともそんな人々が必ず居るってこと。
そうなると、後押ししてくれる大学関係者だって居る。

ましてや、君たちの年代は頭数が少ない、だから世の中では、少なくともジジイやババアよりは需要が高いのだ、カネの配分以前の真理だ。
さぁ!自信を持っていけ。
くだらん左派連中の不安扇動に引き込まれるな、そんなもん、カネのつまみ食いでしかないんだ。

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③ 発想方法について。
大学では、「何が/何を」 「どうなる/どうする」 「なぜ」 「誰が、いつ、どこで」 について、情報がワンサカワンサカ、洪水のように押し寄せて、また冗談みたいに雲散霧消していく。
ただ、理科系も社会科系も藝術系も問わず、必ず根本に据えなければならぬ着想起点は、「何が/何を」
なぜなら、「何が/何を」 だけは、情報のみならず厳然としたモノの存在そのものであり、真偽そのものであるからだ。
そこからこそ 「どうなる/どうする」 が生じ (言語にしたって、名詞があるからこそ動詞があるのだ)、だからこそ、君たちの知力のうちに 「なぜ」 もおこる。
それからやっと 「誰が、いつ、どこで」 の出番となる。
この順番を間違えると、在りもしないモノにまつわる大ウソに騙されかねない。

大学教授がどんな損得から、何をどんなふうに語ろうとも ─ いいかね、エネルギーも電気も水も炭素もピカソもゴーギャンも、厳然として存在するのだよ、誤魔化しようが無いのだよ。
思考の順番だけは間違えぬよう。

以上
ちょっとだけ愛を込めて (男子へじゃないぞ)。

2017/04/07

【読書メモ】 「人工光合成」とは何か

『「人工光合成」 とは何か 光化学協会編 講談社Blue Backs
サブタイトルによれば、夢の新エネルギーにして、世界をリードする日本の科学技術である由。

本書提示の大テーマ。
炭水化物≒化石燃料の人的な燃焼による熱エネルギー抽出は、(発電もバイオマスも含め)総じて二酸化炭素の排出超過を不可避としてきた。
この炭素循環の拡大を回避すべく、太陽光による植物の光合成をヒントに、可視光の人工的な光合成システム構築が研究されまた実証進む。
人工光合成による水の酸化/水素抽出が、水素燃料の多分野への活用を図る ー これが本書呈する最大の要旨、とともに、二酸化炭素の還元も別種の有用化合物をつくる (CO2 captive and utilisation) 。
なにしろ太陽光のエネルギー量は年間換算で人間ニーズのざっと10000倍もある、だから、人工光合成が現在の 「光化学と電子にかかる技術問題」 を克服し、さらに 「物質抽出と転用」 も進めば、その製品システム化は、あくまで発電機能に留まっている太陽光パネルを凌ぐ有益なものたりうるだろう

さて、依然として政治的に喧しい二酸化炭素排出の功罪論は、ひとまず措くとして。
本書では、人工光合成への多元的なアプローチがスリリング、基礎技術論から研究開発実情まで次から次へと紹介され、読み進める上で飽きのこない編集構成がいい。
理科諸分野(化学、生物学、物理学)に広く通じた読者であれば、技術開発への複合的な想像力をいよいよ喚起してやむことはないだろう。
とはいえ、そうではない僕のような門外漢や学生一般にとっては、たとえば光電子移動反応にかかる酸化剤と素材分子と触媒のかかわりなど(同じものを指しているのか)、どうも関係構図がやや捕捉しがたいのではなかろうか。
そこで、とりあえず今回の読書メモでは、僕なりに、本書の前段部;水素の人工的生成にかかる諸問題と実情に絞って、かなりラフではあるが以下に総括してみた(つもり) ─ これで学生諸君や初学者は本書のアブストラクトくらいは掴めるのではないか。


【着想の根本; 植物の光合成】
・植物の光合成は、二段階に分けられ、水分子を酸化して酸素を発生させる 「明反応」 と、二酸化炭素を還元して炭水化物類を合成する 「暗反応」 からなる。

このうち 「明反応」 として、太陽光を動力源とした 「光電子移動反応」  植物葉緑体のチラコイド膜に在る多数のタンパク質(やマンガンクラスタ)と色素分子クロロフィルの化学反応にて起こり、分子間にて電荷分離と電子移動、こうして体内の水分子を酸化、分解させている。
このさい、クロロフィルは太陽光を波長に応じて取捨しており、太陽光の600~800nm の長い(赤い)波長光と、400~500nm の短い(青い)波長光を吸収し、中間の(緑色の)波長光は反射する。

・生成物質からみれば、この「明反応」プロセスにては、エネルギー供給物質として ATP(アデノシン三リン酸) を作り出し、また還元剤として NADPH (ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸) を作り出している。
これらを受けて、「暗反応」 では、葉緑体のストロマ部 (カロビン~ベンソン回路)において、ATPのエネルギーを用いつつ、NADPH電子伝達によって二酸化炭素を還元し、炭水化物(ブドウ糖、デンプン、セルロースなど)を合成する。

【明反応の化学; 水分子の電気分解】
水分子は酸素と水素の共有結合からなり、これを分解するためになんらかの酸化剤(触媒)によって水分子を酸化させる、つまり電子を抜き取る必要がある。
しかも、ラジカル状態となった酸素がまた水素イオンと結合することなくO2として安定させなければならない。
したがい、2個の水分子から電子4個を抜き取ればよい。
2H2O + (酸化剤) → O2 + 4H+(酸化剤)4-
酸化剤を省略して記せば; 2H2O → O2 + 4H++ 4e-

【光電子移動反応】
或る色素分子にて、その各分子間の電子軌道のエネルギー差が、可視光の光子1個のエネルギーと一致している場合、分子間にて電荷分離と電子励起が起こる。
これが「光電子移動反応」 であり、光は電磁波として、かつ プランク定数x光速/波長 の光子エネルギーとして、色素分子の軌道上の電子を揺さぶり、その電子がさらに運動を求めて別の分子の電子軌道に飛び移っていく。

この反応系にて、なんらかの酸化剤(触媒)が介在していれば、水分子の分解も可能である。
しかし、速度と時間の問題が立ちはだかる。

【光子束密度問題】
「光電子移動反応」 にては、入斜される光の1光子が1電子を動かす。
水分子の分解で(上に記したように)2個の水分子から4電子を立て続けに引きぬくのに、仮に吸光係数の非常に大きな色素素材を触媒に用いたとしても、0.68秒かかる。
この所要時間は、物質の分子運動(衝突)からすればとてつもなく長い ー 触媒の物質変化の方が遥かに速く進行してしまう。
(一般に、1リットルあたり1モルの分子がある溶液がある場合、そこでは1秒間で100億回の分子衝突が発生する)。
つまり、いかなる色素素材ないし他の触媒物質を触媒に起用したとしても、そのままでは安定的に2個の水分子から4電子を引き抜き続かせることは出来ない。
これが 「光子束密度」 の問題

しかしながら、驚くべきことに、植物光合成の 「明反応」 では、分子構成と酵素とマンガンクラスタの反応速度が、この「光子束密度」 問題に巧妙に対応し、体内の水分子を分解しているのである。

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【人工光合成技術へのアプローチ; 略史】
アインシュタインによる光量子仮説から、光化学当量の法則へ。
チアミチアンによる、太陽光エネルギーの化学変換。

・ホンダーフジシマ効果; 半導体(二酸化チタン結晶)触媒と紫外線照射による水の電気分解で、人工光合成の具現化の端緒となり、また半導体素材の酸化還元反応への研究も進むことになった (なお、藤嶋昭氏は現在まで東京理科大学長)。

・マイヤーらが、強い酸化力をもつルテニウム錯体を触媒として (つまり初めて天然以外の触媒を用いて)、水分子を酸素と水素イオンに電気分解成功。
ただしこれは光照射による光電子反応ではない。
レーンらが、レニウムピピリジン錯体に紫外光を照射して、二酸化炭素の還元に成功。


【現代の技術研究例】
・「光電子移動反応」 による水分子分解のための触媒として、植物葉緑体クロロフィル分子に代わる人工的な色素分子が模索され、研究が続けられている。
むろん、「光子束密度問題」 を克服しなければならない。

・たとえばポルフィリン分子であり、分子間の構造多様性や結合距離の調整が続けられ、また分子間の連結強度をはかるため、有機高分子素材や無機結晶との連結も模索されている。

・また、1分子に5つの鉄イオンを含む金属触媒が開発されている。
これを用いたさいに、鉄イオンが多電子の移動反応を実現し、これによって、水分子の分解速度は従来の鉄触媒の1000倍以上になっている。

・さらに、光子1個によって水分子2個から電子2個まで引き抜く方法論さえもが、最近報告されている。
(水分子分解に立ちはだかってきた 「光子束密度問題」 は、半分まで解決されたことになる…?)

・バイオ改変による取り組みもある。
一部のシアノバクテリアの光合成 「明反応」 と窒素還元能力、それらにおける酵素の活性化/非活性化を、遺伝子工学的に調整することで、水分子からの水素発生能力を高める種を作り出すことが出来る。
このメリットは、投入エネルギーが太陽光と窒素肥料だけであること、また死んでも生態系に戻すだけであり廃棄問題が発生しないこと、とされる。


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……ざっとここまで、光合成の「明反応]に相当する水素生成のごく概説。
なお本書はこののち、 p.139 以降から人工的な二酸化炭素還元 (≒暗反応?)へのアプローチ紹介が続く。
そして p.151 からは半導体と電子技術による人工光合成の工業的追求に突入してゆく (※ このあたり、概要のみであれば、 『すごいぞ!身の回りの表面化学 にて紹介http://timefetcher.blogspot.jp/2015/11/blog-post.html 
僕も電機メーカあがりだから、電極(アノードとカソード)やバンドギャップなどはまだ概念的に追随出来るとして、更に複合的に二酸化ケイ素マイクロ粒子だの、エチレン、プロピレン、オルフィンがどうこうとなると、もう複合的過ぎて僕には太刀打ち出来そうにない。
更なる深みと高みへと野心満々の読者は、チャレンジしてみては如何?

僕はここでひとまず小休止だ、とはいえ、また気が向いたらチャレンジしてみたい一冊ではあり、そのときは皆さんと同じページを捲り、同じように感嘆しているかもしれない。

以上

2017/04/02

新卒社会人の皆さんへ (2017)

学校出たてで就職したばかりの、ホヤホヤの若手諸君に、一応は先輩面さげて、以下ざっとまとめた。
「あったりまえの」 ことに絞ったが、だからこそ踏まえておいて欲しいことを、いくつか。

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生業とバイトは根本的に違う。
どっちが偉いか、なんてことは分からないし、そんなこと語るつもりもない。
ただ、生業っていうのは、何らかの雇用/被雇用の関係において、両者がともに何か新規に生み出すことを前提に、継続的に働き続ける、そういう仕事をさす。
企業組織だけとは限らないよ、個人でプロになるにせよ、継続的に新規の創出を追求するならば、おのれの生業だ。
そして、そういう継続や協業の関係を構築したくない場合に、雇用者は言うがままの労働者を暫定的にのみ使役し、これをバイトという。

生業として何らかの仕事を選び、それに挑むなら、日々学ぶこと、周囲を大切にすること、かつ、遠慮せぬこと、ケンカも辞さないこと。
それでおのれがパワーアップを実感出来るのなら、その仕事はおのが生業に向いてるってこと、逆に環境から弾き出されるのなら、向いていないってことだ。
向いているか向いていないかは、本気でつっかからないと分からないよ。

それから。
社会生活では責任という言葉が錦の御旗みたいに横行している、が、新規に何にも創出しない仕事、そんな職業に、責任なんかもとより存在しないんですよ。

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仕事とは、そもそも何か?
物理学ならともかくも、人間世界にて仕事の定義は途方もなく難しい ─ ような気がする。
しかし、それでも思いっきり簡単に了解するならば、人間の仕事の根元は、「何が/何を」 だと察する。
つまりは、モノだ、マテリアルだ、それからもうひとつがエネルギーだ。
なんだ、あたしはサービス業だし…などと早とちりせず、さあ、ちょっと大胆に考えてみてほしい。

人間が利用可能なモノエネルギーの複合的な組み合わせが、新たなモノエネルギーを生み出す。
ここまでは、いいですね。
それらに働きかける仕事を ─ 
栽培と言い、収穫と言い、漁獲と言い、伐採と言い、探索と言い、軍事と言い、発送電と言い、洗浄消毒と言い、医療といい、調理といい、技術開発と言い、製品開発と言い、設計と言い、部材調達と言い、製造と言い品質管理と言いメンテナンスと言う。

そして、これらの仕事があってこそ。
数理コンピュータがありITがありICTがありロボットがあり、輸送貿易があり卸売や代理店業があり、金融があり証券があり経理があり財務があり、法務があり人事勤労があり、だからこそ、教育産業や娯楽産業があり、政府があり裁判所があり、議会もある。

誰が偉い、とかではなく、仕事を考察する上で何が何に優先し、どういう行為がどういう行為に依存しているかを、ざっとまとめたつもり。
これが分かれば、仕事の意義だの位置づけだので、いちいち混乱せずとも済む。
そして、経済や企業経営を考える上でも、国家/国際経済を考える上でも、これが基本。
ちっちゃなタコ壺に嵌まって苦しむなかれ、いつもトータルにでっかく考えろ。

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就職してから、誰もが一度は考え、しばし悩むこと。
『労働者たる我々人間は、この世の中で「不足」することになっているのか、あるいは、必ず「余って」しまうことになっているのか』。
このバランシングは、何らかの仕事の根元であるモノやエネルギーの多様化の速度が、労働者の増加速度よりも速いか遅いかで決まる、とはいえないだろうか?

ちょっとだけ思考実験だ。
たとえば地球上の有機化合物、これらは確認されているだけで数千万種類は在るというが、これらのうち数百万種類でも、人間が仕事として取り組めるモノが在るとしてみよう。
それらの組み合わせが多様になり、それが労働者の増加速度を上回っていけば、農産品だって飲料水だって薬剤だって繊維素材だって工業製品だって、必ず種類が増え続けるだろう。
産品や素材や製品の種類がどんどん増えていけば、だ、いずれはどんな人間だって何らかのモノに携わる(だから諸サービスに携わる)機会が生じることになるでしょう。
それなのに、実際にリストラが続き、ベテランやジジィババァがどんどん職を失い、一方では若者も参入出来ない ─ 
となると、きっと誰かがどこかでモノとは関係無い利害を振り回しているってことになる…

こういう検証を科学者や経済学者が真面目に進めているかどうかは知らないよ。
とまれ、要するに、頭に留め置いて欲しいことは ─
モノやエネルギーの多様性から鑑みれば、産品が増え素材が増え製品が増え、だからサービス業だって増えるから、誰だっていずれは、おのれの仕事にかかる何かにたどり着けるんじゃないかな、ってこと。
発想はでっかく行け、でっかく!

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価値観の多様性という言葉について。
学生が学術探求のために使いまわすのはよい、でも社会人になったら、もうこんな言葉を使うのはよせ、みっともない。
理由は簡単。
上に挙げた様々な仕事は、どれもさまざまなモノエネルギーに根本に拠っており、それぞれの仕事に従事する人間が、みんなバラバラに異なった価値(観)を有しているのはあったりまえ。
それを、多様に、もっと多様に!と叫ぶ連中は、よっぽど画一的で統制的な労働世界が前提にあるのだろう。
どうせ本音はカネ、カネ、カネ、俺らにも回せ、だ、ほっとけ。
こんごの先進国では、そういう連中はどんどん締め上げられていくだろう。

以上

謝辞

ここに提示の記事は、いずれも私自身の判断責任のもと編集・投稿したものです。

大半の投稿は学生など若年層向けを意図してやや平易な表現にて、通俗性は極力回避しつつ、論旨の明示性を重視しつつ書き綴りました。あわせてまた、社会人の皆様にお読み頂くことも想定しつつ、汎用性高い観念知識を相応に動員しながら記した積もりです。

私なりの思考着想によるささやかな閃きが、皆様の諸活動にて何らかの光源たり得れば、望外の喜びであります。

山本