雪はどのようにして、あのような美しい結晶を作ることができるのだろうか。中谷宇吉郎を記念して建てられた「雪の科学館」に結晶の模型が展示してあったが、よくは分からなかった。このたび、F大学のMさんから基本となる模型をいただき、ようやく理解することができた。この基本形をたくさん繋げていくことによって、色々な雪ができることを考えると、楽しくなってくる。お正月のおもしろい宿題ができた。

明日から正月の５日ころまでは、日記をさぼりたいと思っている。

手づくりおもちゃの科学館は１月２０日（土）から再開するが、２０日は第１回科学実験教材研究会を 17:10 より開催するので、関心をお持ちの方はご参加ください。

ある大学の医学部の学園祭で、奇形児や脳のホルマリン浸けをいやと言うほど見せ付けられたことがある。そのときには、人間の構造はこんなものかなどと思って見ていたが、家に帰って食事時になると、すべての食べ物からホルマリンのにおいがするではないか。特に、ご飯からは強烈なホルマリンのにおいが漂い、やっとのことで食事を終えたことを思い出す。人間は何か強烈なことを経験すると、それが悲惨なものであるほど、トラウマとなって他の出来事と結びついて現れることがよく分かる。

二三日前にF高校のM君から、第 50 回　日本学生科学賞の発表において、「全日本科学教育振興委員会賞」を受賞したとの報告を受けた。彼は、以前に紹介した液滴の研究で、全国大会に出場していた。発表練習に立ち合わせていただいたが、研究努力の跡が如実に現れており、深い考察が見受けられた。指導の先生方の細かい心配りもあり、伸び伸びとした研究体制を感じた。みなさん、本当におめでとう。

２０年間もこの町に住んでいて、すぐ近くにこんな一方通行の道路があることを知らなかった。車同士がすれちがうことのできないその数百メートルの道路には、7:30 から 9:00 まで入ることができない。どの入り口をのぞいても、その道路へは進入できない。途中で直角に交わっている道路があるが、その道路への右左折は禁止されている。つまり、この道路は一方通行道路ではなくて、ある時間帯において進入禁止道路なのである。


　　　　　図１．進入禁止表示

そして、中にいる車はどちら方向にも移動が可能だ。ラッシュ時に他所から車が押し寄せて混雑するのを避けるための、住民の意見を尊重した結果であろう。少し迂回すれば、片道一車線の広い道を通ることができる。

今日は久しぶりに暖かな日差しを浴びた。こういう日を小春日和というのだろう。近くの山を散歩していたら、速度警告の仕掛けのある道路を見かけた。正式な呼び名を知らない。車でその上を走ると、トントントンという音と共に振動が伝わる、あの装置のことだ。場所によっては、三三七拍子の音の出るものもある。この装置は、かなり分厚いものを道路に貼り付けているものかと思っていた。

　　　　図１．速度警告道路

ところが実際には、大きさが５ミリ程度の砂利を一重に、アスファルト道路の上に敷き詰めているだけである。たったこれだけの高さの変化で、タイヤに大きな音と振動をもたらせるとは驚きである。砂利の帯の幅は 50 センチ、帯と帯の間隔は、始めの方で６〜７メートル、終わりの方で３〜４メートルと、リズムに変化を持たせている。帯の数は二十数個。もちろんその先には、急カーブが待ち受けている。

今日はクリスマスイブの日だ。
手づくりおもちゃの科学館は一週間前から１月の２０日まで冬休みに入ったので、気が楽になっている。１２月は科学館を３回開館したが、来客数は過去最低であった。アンケートへの記入者はゼロ、募金箱の中身は３回の合計でわずかの 537 円。来年辺りから少しは採算性を考えないと、経営破綻を脱出できない。気楽に科学を楽しみ、理科嫌いをなくさせようと考えている身にとって、たいへんなプレッシャーだ。

マックスウェルのこまを作っているとき、普通のこまではどのような歳差運動が起こるかを調べようと思った。こまをひょいと手の上で受け止めたら、見ていた子どもたちがびっくりしていた。さらに、紐の上での綱渡りを披露したら、やんやの喝采である。こんなことは、私たちの小さい頃には当たり前の芸であった。こまが手の上で回っている間だけ走ることのできる鬼ごっこなど、こまを使ったゲームをいろいろ考え出したものだ。いかに長い間手の上でこまを回し続けることができるかを競うために、直径が５センチほどの大きさの糊の蓋に蝋を流したものを用いたものだ。これを輪ゴムで手に固定してこまを受け取ると、蝋の摩擦が小さいので、よく回る。低学年の子どもたちは大きなお盆の上でこまを回し、こまごとお盆を持って走り回っていた。
こま回しの話になると、ぼくのてんぎ「しず」を思い出す。タイヤ交換のときに行うホイールバランスの機械を使ったら、軸ぶれがしない、完全に軸対称なラグランジュのこまができるだろうか。

日記も今日で丁度４ヶ月間続いたことになる。途中、少し休んだこともあるが、我ながらよく続いたと思う。カウンターの方も 1,130 を数え、どなたかが見てくれているということが励みになっている。はたして10,000 までいくであろうか。
ところで、私の敬愛している、また、私のホームページを紹介いただいたことのある「あそびをせんとや」の記事が先月末からストップしてしまっているのが、気がかりだ。

雑誌「ニュートン」のかなり以前の工作の記事に、マックスウェルのこまの作り方が載っていた。手づくりおもちゃの科学館で手伝いをしてもらっている、F高校のF君に半分作ってもらい、残りの半分を２日ほどかけてようやく完成させた。こまの支点にはボールペンの先を用いた。マックスウェルのこまは、重心にこまの支点があるので、軸が斜めになっていても歳差運動をしない。支点が重心よりも下にあるときには、こまの回転方向に歳差運動が起きる。逆に、支点が重心よりも上にあるときには、こまの回転方向とは逆向きの歳差運動が生じる。

　　　　図１．マックスウェルのこま

支点の位置をずらして歳差運動の回転方向を観察するときには、しっかりと軸を固定し直さないとこまの回転がぶれる。そこで図１．にあるように、支点の位置は固定して、蝶ナット２個を向かい合わせにしたもので重心を変化させるように工夫した。できばえは上々で、蝶ナットの位置によって歳差運動の向きを自由にコントロールできるようになった。

粉流体の挙動については、完全に解析がなされきってはいない。おもしろい現象で、まだ述べていないものの一つとして、粉流体の毛細管現象がある。振動している容器内の粉流体に細い管を差し込むと、粉流体はその内部を這い上がってくる。この現象は液体の毛細管現象と似ていることから同じ名称で呼ばれているが、その内容はかなり異なっている。片や液体の準静的な表面張力に由来しているものであるのに対し、片や統計的な動的力学に由来している。

粉流体の続き。砂時計の砂は一定の速度で落下する。当たり前のことのようだが、砂の量が多いときと少ないときで、穴の辺りの圧力のかかり方が変わらないのであろうか。水の場合には、明らかに、高さが高いほど圧力は増す。圧力が大きいと、穴を通過する流水量も大きくなる。砂の場合には、砂時計の下部の構造によって、砂のブリッジができるのである。そのブリッジが、上からの圧力を砂時計の下部の壁に分散させる。砂のブリッジは下から崩れていくが、次々と、その上に新しいブリッジができていく。この力の分散の仕組みについては、ディスク（円盤）を用いた実験や、シミュレーションによって、２次元ではあるが可視化されているようだ。

砂の話をもう一つ。動く砂は不思議な振る舞いをする。砂の液化現象は大地震のときに話題となった。もう一つおもしろい現象がある。白くて見やすい、沖縄県・本部半島と橋でつながっている瀬底島の砂（さんごのかけら）を使って実験してみよう。まず、ペットボトルに砂とビー玉数個を混ぜたものを入れる。

　　図１．砂とビー玉の混合状態

これをトントンと 100 回ほど振動させると、あら不思議、ビー玉が浮き上がってきた。

　　　　図２．振動を与えた後

ビー玉の比重はさんごよりも大きいと思われるが、この現象は力学的に説明することができる。シミュレーションで試みるのもおもしろい。

水を含んだ星砂をトントンと詰めると、水が湧き出してくるということを星砂２で述べた。この現象をもっと極端に示すのが、石川県・能登半島の千里浜の砂だ。千里浜は、なぎさのドライブウエーとして知られているように、湿った砂浜をバスでもオートバイでも、時速 100 Km で突っ走ることができるほど、砂が締まっている。粒径が 50 ミクロンと非常に細かくて、粒がそろっているためだ。この砂に水を含ませてかきまぜると、湿った状態の砂は安定である。

　　　　図１．湿った千里浜の砂

このペットボトルをトントンとたたくと、あら不思議、水がたくさん湧き出しました。

　　　　図２．湧き出した水

千里浜の砂の不思議な振る舞いについては、科学技術館の実験演示室で教えていただいた。ずっと前に、空気砲グループの学生から、鳥取砂丘の砂を用いた砂時計の製作セットをプレゼントしてもらったことがある。そのとき使用した砂の粒径は千里浜の砂よりさらに細かかったようなので、今度、鳥取砂丘に行ったときに採集してこよう。

星砂の続き。昨日、砂をトントンと詰めると体積が減ると述べた。これは、乾いた砂でもいえることだ。

　　　　　　図１．乾いた星砂

星砂を乾かせてペットボトルに入れると、量が増えたように見える。しかし、これをトントンとたたくと、

　　　　　図２．たたいた後

図２．のように体積が減ったように見える。ふわふわの状態よりも、より最密充填状態に近づいたためであろう。

竹富島に続いて西表島でも星砂の浜に行った。ここの砂は竹富島に比べて細かいが、星砂の割合はかなり多い。砂の性質を調べるために 、海岸沿いの砂を500 ミリリットルのペットボトルに詰めて持って帰った。これを乾燥して再び元のペットボトルに詰めなおしたところ、約１割ほど減っていた。

　　　　　図１．乾燥した星砂
星砂（炭酸カルシウム）は、乾燥すると縮むのか？この疑問はさておいて、星砂を覗いてみよう。

　　図２．西表島とおみやげの星砂
図２の上半分は西表島の星砂であり、下半分はおみやげにいただいたものである。明らかに大きさの違いがある。もう一つ分かったことは、砂浜には同じくらいの大きさの砂が集まる傾向があるということである。また、星砂以外の砂はさんごのかけらではなくて、星砂と似た有孔虫の殻であるということもわかった。ということは、先日竹富島の星砂の選別法について述べたが、物理的な選別法はほとんど役に立たないということであろう。ちなみに、Mさんに作っていただいた回転盤の上に水槽を載せて星砂の選別を試みてみたが、星砂と他の有孔虫の殻とを分離させることはできなかった。

沖縄の名物料理の海ぶどうは養殖ものだそうだ。　プチプチとした歯ごたえがいい。ドレッシングに浸けて食べてください、という説明が付いている。ドレッシングをかけてしまうと、しぼんでしまうそうだ。それでは、試しにドレッシングに漬けてみようという気になるのは自然な発想だろう。20 分も浸すと、浸透圧の関係で見事にしぼんでしまった。

　　　　　　　　　図１．海ぶどう
手前がドレッシングに漬けていたものである。もとの大きさの半分くらいに縮まってしまった。プチプチ感もなくなってしまい、とても、おいしいとは言えない。胃の中に入ってしまえば同じだとは言え、やはり食感に左右されるようだ。

石垣島、西表島など大小 19 の島々を山々に見立てて、八重山と呼ぶ。八重山で一番大きい島が西表島である。ここはイリオモテヤマネコで有名だ。残念ながら本物を見ることはできなかったが、道路の飛び出し注意の標識にはこの動物が描かれていた。実は、日本最南端の有人の島は波照間島といって、さらに少し南方にある小島だ。西表島には山もあり、大きな川もある。ここでも水牛の車に揺られて、遠浅でつながっている由布島に渡り、熱帯植物を楽しむことができた。川めぐりでは、マングローブの林や、樹齢 400 年という日本最大のサキシマスオウの木を見てきた。この木の根っこはうねうねと曲がった板のようになっていて、まな板や船の舵としても利用されてきたそうだ。

　　　　　　図１．サキシマスオウの根

竹富島は石垣島の一番近いところから４Kmのところにある、周囲９．２Kmの小さな島である。さんご礁そのものからできているようで、平たくて、山も川もない。人口は 361 人だそうだから、丁度碁盤の目の数と同じだ。平らな島を水牛車に引かれて、のんびり観光もよい。星砂の浜に案内されたが、星砂を見つけることはできなかった。みやげ店で売っているように星砂ばかりでできている砂浜を想像していたので、少しがっかりだ。一握りの砂の中にある星砂の数は、その手を開いたときに手にくっついているわずかな砂の数ほどしかないそうである。
では、星砂を売っている業者はどのようにして星砂だけを選別しているのだろうか。考えられることは、次のようなものか。

１．星砂の密度が大きい場所を探す。
２．水流を利用する。
３．風を利用する。
４．ふるいにかける。
５．ベルトコンベアーや黒い紙に乗せて、選別する。
６．振動を利用する。
７．坂を転がせる。
８．泡を利用する。

以上のいくつかを組み合わせるのであろうか。最後の８．は、水容器の底から細かい泡を吹き出させて、砂粒よりも表面積の大きい星砂をくっつけて上に運ぶという案である。この場合には、石鹸水を使うといいかもしれない。

以上、物理的な手法しか思いつかなかったが、星砂はある種の有孔虫の殻であり、砂粒はさんごや、他の有孔虫の殻からできているので、化学的な選別は難しいように思える。

最大瞬間風速が 80 メートル/秒の世界は想像できない。台風の影響の強い石垣島は、風に備えて家の周りを石垣で囲っていることで有名だ。その石垣島でも、今夏の台風１３号による被害は甚大だ。聞くところによると、風速 110 メートルにも耐えることのできるはずの気象測候所がぶっ壊れてしまったそうだ。それで、正確な風速は六十数メートルまでしかわかっていないそうだが、被害状況から判断して秒速 80 メートルは超えていたといわれている。平屋の家に隣の家が乗っかって、二階建てになったり、樹齢数十年の木が倒れたりしたそうだ。沖縄といえばさとうきびが有名だが、さとうきび畑も大変なダメージを受けていた。

　　　　　　　　　　図１．海辺の倒木

沖縄の県木となっている琉球松の葉はスギナとそっくり同じだ。先がとんがっていないし、唐松のように落葉するそうだ。

　　　　　　　　　　　図１．琉球松？
ここまで書いて、原色牧野植物大図鑑（正・続）を調べたら、琉球松は載っていなくて、代わりに琉球杉があった。琉球杉の葉は明らかに本土の杉の葉と同じである。念のためにインターネットで琉球松（沖縄松）の拡大図を見ると、これまた内地の松と同じ葉を付けていた。
それでは、この写真のものはいったい何なんだろうか？

日本の最南端に行ってきた。北陸地方との気温差が10〜20度くらいもあり、羨ましいかぎりである。青い海、白いさんご礁、強烈な太陽、熱帯動植物、沖縄にやってきて住みついた若者が多いのには納得させられる。

ところで、マングローブというのは植物の種の名前ではなくて、亜熱帯から熱帯地方にかけて汽水域に生える植物の総称であることは知らなかった。日本で最もお馴染みなのは、たこの足のような根っこを持つ「ひるぎ」という植物らしい。ひるぎも最近は減ってきているそうで、人口的に繁殖させているところもある。

　　　　　　　　　　図１．ひるぎの根

　　　　　　　　　図２．ひるぎの人工繁殖

「蘭学事始 」杉田玄白著・緒方富雄訳は、現代語を用いた、読みやすい形になっている。国語の教科書でも習ったことがあるが、オランダの「ターヘル・アナトミア」を翻訳して「解体新書」を著したいきさつがよくわかる。最先端の医療を日本に紹介しようとする、玄白たちの熱き思いが伝わってくる。お薦めの本である。同じ題名の菊池寛の著書と読み合わせてみると、玄白の前野良沢との確執がうかがえて、おもしろい。

最近、少々憂鬱な状態でいる。手づくりおもちゃの科学館を開いたのことはいいのだが、維持費などの経費が意外と多いことだ。予想外の出費などがあり、ボランティア活動としての限界を感じている。来年あたりからは少しやり方を変えていかなければならないようだ。