2006/11/21

氷になると体積が増えるのはなぜ?

Q:なぜ水は固体になるとき体積が大きくなってしまうのでしょうか?
A:
水の分子の形に秘密があります。
H2Oという水の分子は、水素-酸素-水素が一直線ではなく折れ曲がっているのはご存じでしょう。これです。

電子が酸素側に引きつけられるため、中央部分がマイナス、両端がプラスの電荷を持つようになります。
そのため、水分子が結晶となるときに、水分子の両端は、他の水分子の中央部分に引きつけられます。水分子が折れ曲がっているため、結晶は規則正しく正三角形が組み合わさった正四面体を構成するように整列します。
水分子が液体の時(摂氏4度ごろ)は規則正しく整列しないので、狭いところに多くの分子がいても平気なのです。しかし、固体になると整列しなくてはならなくなります。その分、体積が大きくなるのです。

このような水分子の性質(折れ曲がっていること)は、固体になったら体積が大きくなる事以上に生命にとって極めて重要なことなのです。
水分子に電気的にプラスとマイナスの部分があるので、塩化ナトリウムなどの物質が水に溶けやすいのです。
無機物だけでなく有機物も水に溶けるものが多くあります。
何十億年も昔に生命が海で生まれたのも、色々な物質が水に溶けていたことで可能になったと言えます。
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回答した以外にも、H2Oが折れ曲がっていることで電子レンジで加熱が可能になっていることもあるのだけど、あまり大切な話ではないと思って省略した。
水は実に不思議な物質だ。
人間にとって身近な温度の範囲で個体・液体・気体に変化する。
なによりも素晴らしいのが様々な物質を溶かすことができることで、生命の元と言えるぐらいだ、という事を伝えたかった。

2006/11/11

累乗根が1に近づく理由:スマートな回答ではない

Q:累乗根(二乗根や三乗根など)が、必ず1に近づくのは何故?

A:
正の実数は、ルート(二乗根・三乗根…)を計算すると必ず1に近づきます。

例えば「二乗根」の場合は次のように証明できます。
二乗根で計算した結果をxとし、もとの正の実数をx^2と考えます。(ただしx=1を除く)
「それぞれ数字と1との距離を比較しよう」、ということですから、
(x-1)と(x^2-1)のどちらが大きいのか、を考えます。
そこで、(x^2-1)/(x-1)の値を計算しましょう。
(x^2-1)/(x-1)=(x+1)(x-1)/(x-1)=x+1
x^2が正の実数ですから、xは必ず正の実数となります。
そのため、(x^2-1)/(x-1)は1よりも大きいことがわかります。
つまり、xは必ずx^2よりも1に近いのです。

同様に三乗根の場合は、(x^3-1)/(x-1)=x^2+x+1ですから、
x=1でないかぎり、xは必ずx^3よりも1に近いことが証明できます。

考え方を拡張してn乗根(nは2以上の整数)の場合にも、
正の実数のn乗根は、必ず1に近い数字になることが証明できます。

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回答は間違っていない、と思う。
「式の展開や式の割り算を使って、分数の値が1よりも大きいことを証明すれば良いな」と思いついたのだが、エレガントではない。

y=x^nが、単純増加関数であることを利用すれば、もっとエレガントな証明が出来たかもしれない。
まあ、勘弁してもらおう。

2006/11/04

私のipodは第何世代?-apple社の不便なポリシー

Q:私のipodは第何世代?
A:
一概にiPodと言っても確かに多くの種類がありますね。
自分の持っているiPodのモデルを区別するにはアップル社のページを見るのが一番確実です。
http://docs.info.apple.com/jarticle.html?artnum=61688

具体的にはモデルによって次のような違いがあります。
スクロールホイール、タッチホイール、またはクリックホイールが付いているかどうか
ハードディスクの容量
ディスプレイがカラーか、モノクロ画面か
Dock(ドック)コネクタの有無

apple社は彼らなりのポリシーがあるようで、コンピューターにもiPodにも、型番をつけないことが当たり前です。(マッキントッシュのモデルを見分けるのは非常に難しいものです)
そのようなポリシーをおしゃれだと思う人もいれば、不便だと思う人もいます。

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apple社のポリシー(製品の型番を目立つところには付けない)は不便だ。
http://docs.info.apple.com/jarticle.html?artnum=301724
のように、細かい違いを元にモデルの違いを区別しなくてはならない。

iMacですらこの調子なので昔のMacだとやってられない。何考えているのだろうと思う。
モデルが違っても、動作するソフトウェアや接続できる機器に違いが無いならば(完全な互換性があるなら)、モデルが何かなんて気にしなくても良いかもしれない。
しかし、実際にはメモリーを増設する際にモデルがわからないと困るだろう。
ましてやCPUまで別の物が、「スタンドの底部のシリアル番号(EMC 番号)が印刷されたラベル」を見ないとわからないというのは、やりすぎだろう。

2006/10/28

謎の円:center pivot irrigation

Q:グーグルアースで見つけた円は何?
A:
良いものを見つけましたね。
英語で、
center pivot irrigation
と言います。

中央に井戸を掘って、数百メートルのホースで円状に散水する農場です。
参考URL1はコロラド州のページです。http://www.ext.colostate.edu/PUBS/crops/04704.html

参考URL2はメーカーのページです。http://www.groundwater.org/pe/rainmakers.html

四角い農場を丸くしか使わない。
約79%程度の利用率しかない。
アメリカらしい大雑把さのようにも思えます。

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Center Pivot Irrigationは、実にアメリカらしい農場だと思う。
円周率/4=3.14…/4=0.7853…となって、24%の土地はホッタラカシだ。
日本人にとってはもったいないと思ってしまうだろう。
例えば配置を千鳥配列にして、六角形に内接する円にすれば、
円周率/2√3=0.906…となって、90%以上の有効率になる。

このような土地効率よりも、土地の売買の時に簡単になることを優先したということだ。

2006/10/17

ブログって何の略:クモの巣と丸太が合体

Q:ブログって何の略
A:Web Logからきた言葉です。
WEBLOG→BLOG(ブログ)となりました。

Webは、WebページのWebで元々はクモの巣のことです。
LOGは、丸太のことですが、日記などを意味しています。

参考:LOGの由来
もともとは「丸太」を意味するLOGだったのです。
大昔の船でスピードを測定するために、ロープをつけておいた丸太を海に投げて、あらかじめ作っておいたロープの結び目がいくつでるかを計っていました。
船のスピードの単位を「ノット」(結び目)というのは、その名残です。

そのスピードを測定するときに使った記録簿をLOG-BOOKと言いました。
そのLOG-BOOKを元にナビゲーターは進路を決めるのです。
LOG-BOOKには船長が船のことを記録するようになり、今の航海日誌となりました。

そのLOG-BOOKをコンピューター業界が「記録簿」の意味で使うようになり、LOGと言えば日誌・日記などの記録をさすようになりました。

BLOGとはクモの巣と丸太が合体してできた言葉なのです。

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クモの巣と丸太の組み合わせが、なぜか、インターネット上の日記になって多くの人が取り組み多くの人に読まれている。(このBLOGは非常に少数にしか読まれていないと思う。)
そんなヘンテコさが面白い。

Thumbs.db が作られない様に:検索BOXが目に入らない

Q:Thumbs.db が作られない様に
A:
次のような操作でThumbs.dbが作られなくなります。
----以下引用
[スタート]-[コントロールパネル] から「フォルダオプション」を起動します。
[表示] タブを開き、「縮小版をキャッシュしない」にチェックして「OK」をクリックします。
----引用終わり

Windows系のことで疑問に思った場合は、参考URLのWINFAQを見ると良いでしょう。私の知る限り最も充実しています。

参考URL: http://homepage2.nifty.com/winfaq/c/trouble.html#49

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質問も回答もどうってことないのだが、コメントでおやっと思った。
「WINFAQも良く見ているが検索できると使いやすいと思う」
WINFAQを良く見ているとコメントされているが、そのページの左側にある検索BOXは目に入らなかったようだ。そのBOXにThumbs.dbと入力すれば、今回の回答は簡単に得られたのに。
もしかすると、Googleで検索することすら知らない/できないというユーザーが非常に沢山いるのかもしれない。
コンピューターリテラシーという面で大いに問題かも知れない。
もちろん、Googleで検索して出てきたページが「正しい情報」とは限らない、しかし何が正しいのかを見分けるのがコンピューターリテラシーだと思っていた。

ところが、検索BOXの使い方すら分からないのでは、リテラシーどころではない。

2006/10/16

HDLCなんて久々に聞いた。

Q:ATM非同期とHDLC非同期は同じ?
A:
非同期ということが同じだけで、原理が同じとは言えません。
(HDLCなんて古い用語は最近は聞きませんね。)

ATMは固定長パケットで送信しますし、HDLCは01111110のビット列が来るまでの不定長となります。
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自分で検索すればすぐ分かる質問だったのだけど、HDLCなんて古い用語につられて回答してしまった。
大昔の汎用機と端末間の通信で、構内回線で信用の置ける(ノイズの少ない)ところにはBLC、アナログ電話回線で信用の置けない(ノイズの多い)ところにはHDLCと、使い分けていた。
汎用機と端末なので同期通信だけ使っていたが、非同期もあるにはあっただろう。
広域イーサネットが当たり前のサービスとなった今では、ATMもHDLCも教科書だけで使われる用語になっていくのだろう。

どういう場面で使われるものなのか、それはどのような特徴を活かしているという理由なのか、そこまで考えるとおもしろいし理解も深まるだろう。