2012年9月30日日曜日

幾何学模様(11)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

今回は、r=cotθを検討する。先ず、cotθをn乗する。次にcotθのm乗根をとってみる。そのあとは、θの前に係数を掛けてみる。係数の掛け方として、jθと(1/k)θの二通りを検討する。

次図は、r=(cotθ)n  n=1,2,3・・6 である。


r=cot θは、ギリシャ文字のカッパ(κ)に似ていることカッパ曲線と呼ばれている。
nを大きくすると両端が開いてくる。

次の図は、r=(cotθ)1/m  m=1,2,3・・6 である。

負の平方根は虚数になるので、ここではcotθの絶対値をとっている。
このパターンの特徴:mを大きくすると両端が縮んでくる。

次にθの前に係数をつけて、それを変化させてみる。

次の図は、r=cot(jθ)  j=1,2,3・・6 である。

この図を、もし、n乗すれば、端は広がるであろうし、もし、m乗根すれば端は縮まるであろうと予想される。


次の図は、r=cot(θ/k)  k=1,2,3・・6 である。



K=1とk=2で全く異なる。
kが奇数の場合とkが偶数の場合の二つの傾向に分けられる。kが奇数の場合は、真ん中のクロスしたところの形状が、kを大きくしていくにつれ複雑になる。
kが偶数の場合はk=2の真ん中の結び目のところの円形バターンが、kを大きくするにつれ増えていく。






2012年9月26日水曜日

PPT2010マクロ(2)

PPTマクロ(6)、PPTマクロでつくったもの2
PPTマクロ(5)、PPTマクロでつくったもの1
PPTマクロ(4)、マクロで四角形や楕円などを描く
PPTマクロ(3)、マクロで直線を描く
PPTマクロ(2)、マクロを有効化する
PPTマクロ(1)、マクロ作成の動機

PPTマクロ(2)、マクロを有効化する


 パワーポイント(PPT)のマクロは、難しくない,しかし、とっつきにくいといわれている。最初のハードルは少し高いが、それを乗り切ると、易しいということになる。たしかに本屋に行ってもExelのマクロの本はたくさんあるのにPPTマクロの本は無い。
 マクロ記録は、マクロを勉強するのに、現実的で便利である。しかし、PPT2010にはマクロ記録機能がない。PPT2003にはマクロ記録機能があるが、PPT2010からなくなっている。PPT2003が使える私のパソコンは壊れている。こうなると頼るのはネットしかない。検索を始めると、ほどなく次のネット情報に出会った。

PowerPoint 2010 VBA の基礎知識(マイクロソフト発行)

 これには、PPTのマクロの有効化方法や例題などが載っている。
 注意すべきは、マイクロソフトのオフィスには通常のディフォールトではマクロは有効になっていない。プログラムを作る前にまずマクロを有効にする必要がある。

マクロ有効化方法
まず、ファイル→オプション→リボンのユーザ定義 と進む。
でてきた「リボンのユーザ定義画面」には、「コマンドの選択」と「リボンのユーザ設定」がある。
「コマンドの選択」では「基本的なコマンド」を選ぶ。
「リボンのユーザ設定」で「メインタブ」を選択し、中断にある「開発」チェックボックスをオンにする。
マクロを有効化した後は、開発リボンの中のマクロボタンでマクロの編集や実行をする。
 この「PowerPoint2010VBAの基礎知識」には、例題がのっているので、これでPPTのマクロをおぼろげに把握できる。もし、すぐに理解できるようであれば、PPTマクロ作成能力に申し分はない。
次のURLに例題がたくさん載っているので、それを参照すればよいと書いている。

「PowerPoint Object Model Reference (英語)」>

 たしかに例題はたくさんある。自分が欲しいコマンドを探すのは大変であるけれど、そのうち慣れてくる。

 オブジェクト、メソッド、プロバティなどの言葉が出てくるけど、例題をこなしているとこれらの言葉が理解できなくでもプログラムができるようになるから、まさに「習うより慣れろ」である。

 実際にプログラムを作ってみて、PPT専用のマクロを使うところは限られている。多くはVB(Visual Basic)を使う。PPTマクロはVBA(Visual Basic Application)の一部である。そしてマイクロソフト・オフィスに共通に使えることを示すmsoが付くコマンド(多分、正確にはメソッドもしくはプロパティ)が多い。つまり、wordやexcelのお絵かきツールと共通箇所がたくさんある。このことはexcelのマクロ記録が役に立つことを示している。
 ある程度、PPT特有のコマンドの使い方がわかれば、PPT以外の知識でできてしまう。つまり、PPTマクロの本は要らないということになる。更にマクロを使う人にPPTしか対象にしないという人もいないということになる。

 Excelのマクロ記録は実際に役に立つ。プログラム作成で、わからなくなったとき、関連した2つか3つの単語でインターネット検索すると答えが見つかることがある。それが、Yahooの知恵袋であることがある。ということはYahooの知恵袋で質問すれば、誰かが回答してくれる可能性がある。私はまだYahoo知恵袋を使ったことがないが、いずれ使うことになると思う。

 PPTのマクロ:要は最初のハードルを越えることにある。最初のハードルを越え易くするため、次回以降、いくつかの例題を示していこうと思っている。

(つづく)

その他、シリーズも書いています。 ブログ「dousube」検索画面より検索下さい。

2012年9月19日水曜日

地球温暖化メカニズム考察(4)


地球温暖化メカニズム考察(1)、地球温暖化は、現代科学が不得手とするもののひとつ
地球温暖化メカニズム考察(2)、地球温暖化懐疑論者の大きなまともな疑問
地球温暖化メカニズム考察(3)、地球温暖化は、平衡論では説明できない<
地球温暖化メカニズム考察(4)、地球温暖化は、ポジティブ・フィードバックのオンパレード
地球温暖化メカニズム考察(5)、植物の光合成がなければ、地球は熱暴走
地球温暖化メカニズム考察(6)、現代社会は、植物をも減少させている。このままでは地球は熱暴走
地球温暖化メカニズム考察(7)、地球には氷河期があった。寒冷化メカニズムは?>
地球温暖化メカニズム考察(8)、46億年地球史概略
地球温暖化メカニズム考察(9)、先カンブリア時代の気候変動
地球温暖化メカニズム考察(10)、先カンブリア時代の気候変動2

地球温暖化メカニズム考察(4)
-地球温暖化は、ポジティブ・フィードバックのオンパレード


 現代科学のすばらしさといくつかの弱点を地球温暖化考察(1)で述べた。 

 地球温暖化考察(2)では、気象気候変動は、変化がはげしく、又、複雑に関係する様々な要素を含んでおり、現代科学が、理解しづらいもの、不得手とするもの、実証しづらいもの、これらの全てを含んでいることを強調した。

 更に、気候変動論は、太古の気候変動を説明し、又、温暖化懐疑論者のまともな疑問に答えられるものでなければいけないことを指摘した。

 前回の地球温暖化考察(3)では、科学は主に平衡系を対象に発展し、地球温暖化問題も多くは熱平衡論をベースに展開しており、これでは太古の気候変動を説明できないし、温暖化懐疑論者のまともな疑問に答えられないことを示した。気象・気候問題は平衡論に固執することなく、不安定・非平衡論も取り入れて取り扱うべきだと主張した。

 地球温暖化は、人類が発生する温暖化ガス、主にCO2によるものだとされている。炭酸ガスCO2以外にも水蒸気も温暖化ガスである。その他にメタンもある。大気中の温暖化ガスが太陽光や地球の放射熱に共振し、大気を温める。ひいては地球をあたためている。

 平衡論者によれば、大気中に増えた分のCO2で地球温暖化がおきているとしている。それだけであろうか、現実の感覚としてすごいスピードで地球温暖化が進んでいるし、どの科学者の予想をも上回って地球温暖化がすすんでいるといわれている。平衡論だけでは説明できないことがおきている。主流ではないが、地球温暖化にポジティブ・フィードバック(正帰還)が働いているとの記述が散見される。その中から生物が関与しているという案件を除くと次のようになる。

1)氷は太陽光の反射率が大きい、大地も海も反射率は小さい。従って、大地も海も太陽エネルギーを吸収するが、氷は太陽エネルギーを反射して宇宙に逃がしてしまう。氷が解け、氷の表面積が減ると太陽光が、より海や大地に吸収されやすくなり、地球の温度が上がる。そうすると氷が解けて氷の表面積が減り温度が益々上昇する。

2)地球の温度が上がると海からCO2が大気中にでていく。炭酸飲料は温度があがると炭酸ガス(CO2)がでるというのは、日常的に経験している。海からCO2が大気中にでていくと益々温度があがり、更にCO2が海から大気へでていく。

3)地球の温度があがると大気中の水蒸気が増える。水蒸気も温暖化ガスである。大気中の水蒸気が増えると更に地球の温度があがる。

上記のように温度が上がる方向にポジティブ・フィードバックが働らいている。ポジティブフィードバックのオンパレードである。ポジティブフィードバックが働くと、急速な温度上昇もあり得る。数々の異常気象が世界中で急増していることをみれば、平衡論より、上記のポジティブ・フィードバック(正帰還)が働いていると考える方が、現実に即している。

 地球温暖化はどんな専門家も予想していない想定外のスピードで進んでいるといわれているが、これは平衡論をベースに予想しているからである。もし、ポジティブ・フィードバックをベースに考えると温暖化スピードはかなり速くなるわけで、どんな専門家も予想していないということにならず、想定内の速さになってしまう。現状の急速な温暖化にはポジティブ・フィードバックが確実に大きく寄与しているとしか考えられない。

 次回は生物の影響を考える。

(つづく)

2012年9月5日水曜日

幾何学模様(10)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

前々回の幾何学模様(8)からスーパー楕円 |x/a|n/m+|y/b|n/m=1 を検討している。
x=rcos、y=rsinθであるから、スーパー楕円は、 r=(|cosθ/a|n/m+|sinθ/b|n/m)-m/n  と書くことができる。
前々回の幾何学模様(8)は、n/mを変化させた図を示した。 
前回は、n/mを固定して、r=(|cos(jθ/k)/a|n/m+|sin(jθ/k)/b|n/m)-m/n のような関数を考え、a=b=1,n/m=2/3,j=1としてkを変化させてみた。

今回は、a=b=1,n/m=2/3,K=4として、jを変化させてみる。






n/mを小さくして、n/m=1/2とすると以下のようになる。



n/mを更に小さくして、n/m=1/3とする。




n/m=2/3として、jを1から30まで変化して場合を、以下の動画で示す。

2012年8月18日土曜日

幾何学模様(9)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

前回の幾何学模様(8)からスーパー楕円 |x/a|n/m+|y/b|n/m=1 を検討している。

x=rcos、y=rsinθであるから、スーパー楕円は、 r=(|cosθ/a|n/m+|sinθ/b|n/m)-m/n  と書くことができる。
前回、n/mを変化させた図を示した。n/m>2の場合、角丸四角になる。これはラメ曲線と呼ばれている。n/m=2の場合、円となる。2>n/m>1の場合、角丸菱形となる。n/m=1の場合、菱形となる。n/m<1の場合、星状になる。n/m=2/3の場合は、特にアステロイドもしくは星芒形と呼ばれている。 

今回は、n/mを固定して、r=(|cos(jθ/k)/a|n/m+|sin(jθ/k)/b|n/m)-m/n スのような関数を考える。これもスーパー楕円の範疇であろう。以下では、a=b=1,n/m=2/3,j=1としてkを変化させてみる。
kに対して単調に変化するのではなく、複数のモードがある。大きくは4つのモードに分かれる。4k,4k-1,4k-2,4k-3である。
以下にそれぞれを示す。勝手に型名をつけるとしたら、4kは涙型、4k-1は花弁型、4k-2は瞳型。4k-3のパターンは4k-1と似ていて、これも花弁型。









 いずれの場合においても、kが大きくなると、内側に円ができる。n/mを小さくすると内側の円が小さくなる。
 以下にn/m=1/3としたときの4k-1のケースを示す。






2012年8月16日木曜日

地球温暖化メカニズム考察(3)


地球温暖化メカニズム考察(1)、地球温暖化は、現代科学が不得手とするもののひとつ
地球温暖化メカニズム考察(2)、地球温暖化懐疑論者の大きなまともな疑問
地球温暖化メカニズム考察(3)、地球温暖化は、平衡論では説明できない<
地球温暖化メカニズム考察(4)、地球温暖化は、ポジティブ・フィードバックのオンパレード
地球温暖化メカニズム考察(5)、植物の光合成がなければ、地球は熱暴走
地球温暖化メカニズム考察(6)、現代社会は、植物をも減少させている。このままでは地球は熱暴走
地球温暖化メカニズム考察(7)、地球には氷河期があった。寒冷化メカニズムは?>
地球温暖化メカニズム考察(8)、46億年地球史概略
地球温暖化メカニズム考察(9)、先カンブリア時代の気候変動
地球温暖化メカニズム考察(10)、先カンブリア時代の気候変動2

地球温暖化メカニズム考察(3)-地球温暖化は、平衡論では説明できない


 現代科学のすばらしさといくつかの弱点を前の前の回で述べた。
 前回では、気象気候変動は、変化がはげしく、又、複雑に関係する様々な要素を含んでおり、現代科学が、理解しづらいもの、不得手とするもの、実証しづらいもの、これらの全てを含んでいることを強調した。
 更に、気候変動論は、太古の気候変動を説明し、又、温暖化懐疑論者のまともな疑問に答えられるものでなければいけないことを指摘した。

 地球温暖化の研究者は、地球温暖化が旱魃、大洪水を引き起こし、更に、水不足、食料不足を引き起こすと声を大にして警告している。
 しかし、懐疑論者を黙らすことができず、多くの科学者はそっぽを向いている。政界も経済界も真剣に対応しようとしていない。
 温暖化問題を悠長にかまえていいのか、もっと危険視しなければならないのか、科学的にもっと真相に迫る必要があるのではなかろうか。
 地球温暖化の研究者の警告どおり、世界的に旱魃、大洪水が増えている。警告以上に被害が増大しているようにもみえる。危機管理の観点からも地球温暖化メカニズムの追及は、世界の最重要テーマではないのではなかろうか。 
 地球温暖化で警告を発している科学者は、説得力を欠いている。気候変動理論が不十分、のせいだと思う。気象も気候も、安定してない。不安定性の研究が不十分なため、地球温暖化の危機を正しく、世の中に伝えることができていないのではないか。
 科学は主に平衡系を対象に発展したので、不安定な系に対しても平衡状態を前提に考察していないだろうか。
 気候問題を扱っているところでは、常に熱収支の図がでてくる。地球温暖化に警告を発している専門機関においても、熱収支図が前面にでている。これは熱平衡を大前提にしているように思える。完全平衡ではなく、準平衡としての熱収支であれば、大いに価値があるが、そうは見えない。過去の科学の常識にとらわれることなく、気候問題に取り組む必要があると考える。

 ある変化があったとする。起きた変化が小さくなる様に力が働く場合と、起きた変化が更に大きくなる様に力が働く場合がある。前者は、ネガティブフィードバック(負帰還)と呼ばれ、後者は、ポジティブフィードバック(正帰還)と呼ばれる。
 変化に対して、ネガティブフィードバック(負帰還)がかかると系は安定に向かって進む。系に対して、ポジティブフィードバック(正帰還)が働くと系は全く違った方向に進み、元とは全く異なる系になってしまう。

 系にネガティブフィードバック(負帰還)が、十分に働いてすぐに安定状態になるケースに対して、科学は大きく進展した。
 安定な系を意識的に作って実験してきたし、安定な系を対象に観測してきた。しかし、気候問題は平衡論では不十分であり、今後は不安定な系の研究をもっと精力的に推し進めるべきだと考える。

  系が変化に対して、振動しながら平衡に達していくケースや、系が振動し続ける系、更には振幅が増えながら変化が振動する場合が考えられる。これらはポジティブフィードバックとネガティブフィードバックが複雑に絡み合っていると推察する。このような系は研究が不十分な未知な領域である。

 以前、宇宙は静的なものとして捉えられていた。しかし、観測技術が進展した現在では、宇宙は静的なものでなく、逆に激動していると捉えられている。

 地球史もこの数十年でいろんなことがわかってきており、現在急速に進歩している学問分野となっている。地質学的にみれば、地球の気候は予想以上に激動している。

 過去の科学の常識にとらわれることなく、不安定な系の研究を推進し、気候変動問題を世界全体がもっと注力して取り組むべきだと考える。地球温暖化の被害は非常に大きいので、世界中で問題を共用し、真剣に取り組まなければならないと考える。

(つづく)

2012年8月13日月曜日

エネルギー問題(1)

 政府の「エネルギー・環境会議」は、「エネルギー・環境に関する選択肢(案)」を6月29日に発表した。このなかで、2030年までの日本の原発とエネルギー政策の在り方が、3つのシナリオ「原発ゼロシナリオ」、「原発15シナリオ」、「原発20-25シナリオ」で示され、パブリックコメントを8月12日までに受け付けた。
  
 国家の再重要案件であるエネルギー問題に対して、既得権益の生き残りを図ろうとする魂胆がプンプン匂い、これが日本国のエネルギー政策かとがっかりさせられるものを感じるが、とりあえずパブリックコメントに応じた。再稼働ですら反対であるが、「原発ゼロシナリオ」の割合をほんのわずかでも増やすことを目的に応じた。
 
 以下は、私が提出したコメントである。
 
 意見の概要(100字以内)
 
 「ゼロシナリオ」を支持します。今後のエネルギー政策は、真の安心・安全保証を旨とすべきです。地球温暖化は世界の脅威となっており、脱原発と地球温暖化対策を両立させるシナリオを再検討すべきです。
 
 意見及び理由
 
 「ゼロシナリオ」を強く指示します。核燃料サイクルは技術的、経済的に破綻していることは目にみえています。ということは、使用済み核燃料は行き場がないことを意味します。六ヶ所村に持っていけない、どの市町村も引き取らない。海も国際法で禁止されている。引き取ってくれる国などあるはずもない。原子力発電所内にそのまま置いておくしかない。使用済み核燃料保存プールもいずれ近いうちに満杯。

核燃料サイクル不可=原発継続不可

 となっており、原発は既に袋小路に入っており、原発継続は物理的に破綻間近。
 地球は地震の世紀に入っており、地震の巣窟である日本で原発を続けることは、国民にとって大博打。世界にとって大迷惑ではありませんか。
  原発自体、大問題。何十万年も放射能を出し続ける使用済み核燃料を産み、稼働時、稼働後も大量の水で冷やし続けなければならず生態系への被害も少なくない。何よりも今回の福島、過去のスリーマイル、チェルノブイリにみられるような大被害と隣り合わせとなっている。使用済み核燃料をどう処分すればよいのかわかっていない。
 こう考えると、原発は、愚者の発明品と断言することもでき、それを使い続けることは愚の骨頂ではありませんか。「ゼロシナリオ」を強く強く指示します。
 
 地球温暖化は、専門家が「地球温暖化が進むと大洪水と旱魃が頻発する」と警告しており、その通りに進んでいます。
 タイの大洪水、最近ではフィリピンの大洪水、海外の大洪水はあまり国内では報道されませんが、頻発しています。温暖化被害の比較的少なかった日本においても、「ゲリラ豪雨」「スーパー台風」「スーパーゲリラ豪雨」「これまでに経験したことのない大雨」「ゲリラ雷雨」と次から次へと新語が必要なほどの異常豪雨が発生し、人的・物理的被害も甚大となっています。大きな竜巻は日本では、発生しないと言われていたのに、しばしば発生するようになっています。
 ここ1ヶ月で、米国、ロシア、インドの旱魃が新聞記事をにぎわしています。さらに温暖化が進めば、水不足、食料不足になると地球温暖化の専門家は警告しています。
 ここまで、地球温暖化の世界的被害が大きくなっているのに、CO2排出削減目標が少ないのはおかしい。原発無しで国際公約となっている2020年に1990年比 25%CO2排出削減に挑戦すべきと考えます。
 自然エネルギーの倍増を数年間継続すれば、電源の自然エネルギー比率を温暖化対策の先進国並みにすることができます。追い抜くことは難しいとしても、短期で追いつくことは可能なはずです。そうすれば、2020年25%CO2排出削減も可能になります。原発無し、自然エネルギー強化、省エネを国民的な目標にすればできるはずです。
 自然エネルギーの急速な普及は、どうしても不可能というのであれば、天然ガスを使ったコージェネレーションシステムやトリジェネレーションシステムもあるではありませんか。
 
 エネルギー自給率の向上も目標にすべきです。エネルギーは、昔も今も将来も国際紛争の種です。環境省の調査では、将来的には自然エネルギーのみで電源エネルギーは全てまかなえます。 
 全エネルギーの自給率を100%にするには、日本の所有する海域での海洋資源を開発すべきと考えます。メタンハイドレードも豊富だと聞いています。エネルギーではありませんが、熱鉱床も豊富だと聞いています。日本国内の海洋エネルギー、海洋資源にももっと力を注ぐべきです。
 
 原発をはじめ、各種既存技術に依存していては、日本のGDPは伸びるとは思えません。現在そして将来の主要産業である自然エネルギー、海洋エネルギー資源・海洋資源にもっと注力すべきです。
 多種多様で小規模な自然エネルギー技術に磨きをかけ、それらをきめ細かく、つないでいく。更に、省エネもきめ細かくすすめていく。まさに日本人の性格にあった技術だと思われます。これらの技術は世界をリードするはずです。そして、これらのエネルギーは真に安心・安全で持続可能なエネルギーです。2020年、1990年比25%CO2排出削減目標を捨てるべきではありません。
 
 

2012年8月3日金曜日

幾何学模様(8)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

これまでに、
幾何学模様(1)で r=|cos(jθ/k)|を、
幾何学模様(2)で、ハートマーク 
r=|cos(jθ/2)|*(1+|sin (jθ/2)* cos (jθ/2)|) を、
幾何学模様(4)、(5)、(6)、(7)では、
r=|sin(jθ/k)|n/m+|cos(jθ/k)| n/m を検討してきた。

今回から数回、スーパー楕円 |x/a|α+|y/b|α=1 を検討する。

x=rcos、y=rsinθであるから、スーパー楕円は、 
r=(|cosθ/a|α+|sinθ/b|α)-1/α と書くことができる。

ここでは、b=1、α=n/m(n,mは正整数)として検討する。
a=b=1
、 n/m=4/m(m=1,2,3・・・6)のスーパー楕円を下図に示す。


n/m>2の場合、角丸四角になる。これはラメ曲線と呼ばれている。n/m=2の場合、円となる。2>n/m>1の場合、角丸菱形となる。n/m=1の場合、菱形となる。n/m<1の場合、星状になる。n/m=2/3の場合は、特にアステロイドもしくは星芒形と呼ばれている。 

a=2、b=1、20/m (m=1,2,3・・・40)のスーパー楕円   
r=(|cosθ/2|20/m+|sinθ|20/m)-m/20  を以下の動画で示す。




2012年7月29日日曜日

幾何学模様(7)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

関数r=|sin(jθ/k)|n/m+|cos(jθ/k)| n/m(j,k,n,m:正整数)において、前々々回(幾何学模様(4))は、j=k=m=1としてnを変更してみた。前回(幾何学模様(5))は、J=k=n=1としてmを変えてみた。前回(幾何学模様(6))はn/m=20、j=1としてkを変えてみた。

今回は、n/m=20、k=4として、jを変えてみた。K=4としたのは、前回の検討でk=4が最もシンプルであるからである。n/m=20としたのは、j=k=m=1の場合、図形が4つにはっきりわかれるからである。

関数r=|sin(jθ/4)|20cos(jθ/4)| 20において、正整数jを変えてみる。そうすると各jにたいして、楕円状の図形の頂点を結ぶとj角形になるパターンができる。

以下にそれを示す。





2012年7月28日土曜日

地球温暖化メカニズム考察(2)


地球温暖化メカニズム考察(1)、地球温暖化は、現代科学が不得手とするもののひとつ
地球温暖化メカニズム考察(2)、地球温暖化懐疑論者の大きなまともな疑問
地球温暖化メカニズム考察(3)、地球温暖化は、平衡論では説明できない<
地球温暖化メカニズム考察(4)、地球温暖化は、ポジティブ・フィードバックのオンパレード
地球温暖化メカニズム考察(5)、植物の光合成がなければ、地球は熱暴走
地球温暖化メカニズム考察(6)、現代社会は、植物をも減少させている。このままでは地球は熱暴走
地球温暖化メカニズム考察(7)、地球には氷河期があった。寒冷化メカニズムは?>
地球温暖化メカニズム考察(8)、46億年地球史概略
地球温暖化メカニズム考察(9)、先カンブリア時代の気候変動
地球温暖化メカニズム考察(10)、先カンブリア時代の気候変動2

地球温暖化メカニズム考察(2)-地球温暖化懐疑論者の大きなまともな疑問


 現代科学のすばらしさといくつかの弱点を前回述べた。気象気候変動は、現代科学が理解しづらいもの、不得手とするもの、実証しづらいもの、これらの全てを含んでいる。

 現代科学は、対象が安定しているもの、平衡しているものを研究することによって大きく進展した。しかし、天候は、日々、そして時々刻々変わる。こうした日々、我々が実感している天気の変動は気象変動と呼ばれる。地球の気温を1年にわたって平均する、そして更に世界で平均をとる。その平均値で長期にわたる天候の変動を検討する。これが気候変動と呼ばれていている。

 熱は高い方から低い方へ流れる。風は気圧の高い方から低い方へ流れる。熱も大気圧も均一(平衡)になるまで流れようとするが、現実の天候をみていると、均一にはならない。均一になる前にもともとの条件が変わってしまう。温度が平衡(均一)になる前に、夜が訪れいままで高温であったところが低温になる。熱の流れ、風の流れが変わる。つまりいつも不安定である。

 日々の気象は不安定であるが、長期の気候をみるとほぼ安定している、長期的な気候は平衡論をベースに展開できるというのが主流のように思われる。しかし、長期の気候が平衡論で展開できるというのは確かだろうか。気候変動は、平衡論に固執することなく、非平衡論をも含めて考察する必要があるのではないか、もっと不安定な系の研究を促進すべきではないかと考える。

 現代科学は局所的な問題を深く追及して大きな成果を上げた。気象・気候変動問題は、このようなアプローチではなかなかうまくいかないと推察される。
 地球史の世界は、従来、生物史、大陸移動史、気候史などなど様々な分野にわかれていた。しかし、いろんな事象が複雑に関係しあっているというがわかり、総合的にトータルシステムとして考察すべきではないかということになり、研究方法に大きなパラダイム(大系枠組、理論枠組)シフトが起きていると聞く。気象・気候変動問題もこのように大きなトータルシステムで考える必要があるのではないか。     

 気候変動論は太古の昔の気候変動をも、ある程度説明できるものでなければいけないと考える。太古の昔、細胞レベルの生物しかいなかった時代には、地球は全球凍結したり、超温暖化したりしている。

 生物が出現してからは、全休凍結も超温暖化もなくなった。これは生物の存在が気候に大きく関係していると言えるのではないか。生物出現後、全休凍結、超温暖化はなくなったが、温暖期と氷河期を繰り返している。何故そうなのか、このあたりの追及も必要ではないのか。

 科学の世界では新説がでると、先ず「嘘や」と疑われる。確認実験が行われ、真偽が確かめられ、新説が肉付けされる。懐疑的な見解に対しても疑問が解かれていき、新説が充実し確立していく。地球温暖化にも懐疑論がある。温暖化懐疑論者の大きな疑問は、以下の2点である。

  1. 地球温暖化の原因といわれているCO2よりH2Oの方が、温暖化効果が大きい。地球大気中にはH2O蒸気のほうが、CO2ガスよりはるかに多い。なぜCO2が温暖化の原因と言えるのか。
  2. 恐竜が闊歩していた時代は、地球は今より高温で、CO2濃度も多かった。その時より温度が低く、CO2濃度も低いのに何故現在の状態が問題なのだ。
 現在、地球温暖化を訴える研究者は、これらの疑問にきちんと答えることができていないのではないか。懐疑論者は危険と目されている地球温暖化に疑問をつきつけ、そして嘘やと言っている。嘘やと言って更なる科学的な追及を怠っているようにみえる。地球温暖化は将来の安全保証に関わる大問題なので、懐疑論者は、もし自分が間違っていれば、相応のペナルティを払う覚悟が要るのではないか。それほどの覚悟と責任を感じて温暖化問題を協力して解明していくべきではないだろうか。

 理科系の人は、是非、温暖化問題を逃げずに、自分なりに調査するなり、考えたりして頂きたいと思う。

(つづく)

2012年7月25日水曜日

幾何学模様(6)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

r=|sin(jθ/k)|n/m+|cos(jθ/k)| n/m(j,k,n,m:正整数)において、前々回(幾何学模様(4))は、j=k=m=1としてnを変更してみた。前回(幾何学模様(5))は、J=k=n=1としてmを変えてみた。

今回はn/m=20、j=1としてkを変えてみる。n/m=20としたのは、j=k=m=1の場合、図形が4つにはっきりわかれるからである。
n/m=20、j=1として、Kを変えてみると、kに対して単調に変化するのではなく、複数のモードがあることがわかった。大きくは4つのモードに分かれる。4k,4k-1,4k-2,4k-3である。

以下にそれぞれを示す。











2012年7月24日火曜日

幾何学模様(5)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

前回まで

今回
r=|sin(θ/)|n/m+|cos(θ/)| n/m(j,k,n:正整数)において、n/m=2は円である。n/m=2は円である。n/m>2として、前回n/m=3,4,5・・・の例を示した。
今回、n/m<2として、n/m=1/1,1/2,1/3・・・を以下に示す。どれもr=1の円に内接している。mが大きくなるとrの最大値は2に近づく。


2012年7月19日木曜日

地球温暖化メカニズム考察(1)


地球温暖化メカニズム考察(1)、地球温暖化は、現代科学が不得手とするもののひとつ
地球温暖化メカニズム考察(2)、地球温暖化懐疑論者の大きなまともな疑問
地球温暖化メカニズム考察(3)、地球温暖化は、平衡論では説明できない<
地球温暖化メカニズム考察(4)、地球温暖化は、ポジティブ・フィードバックのオンパレード
地球温暖化メカニズム考察(5)、植物の光合成がなければ、地球は熱暴走
地球温暖化メカニズム考察(6)、現代社会は、植物をも減少させている。このままでは地球は熱暴走
地球温暖化メカニズム考察(7)、地球には氷河期があった。寒冷化メカニズムは?>
地球温暖化メカニズム考察(8)、46億年地球史概略
地球温暖化メカニズム考察(9)、先カンブリア時代の気候変動
地球温暖化メカニズム考察(10)、先カンブリア時代の気候変動2

地球温暖化メカニズム考察(1)-地球温暖化は現代科学が不得手とするもののひとつ


 科学技術の進展には目をみはるものがある。 素粒子の世界では、新粒子が発見されたというニュースが、最近、新聞紙上をにぎわした。究極物質の追及はとどまるところを知らない。100億年以上も前におきた宇宙開闢の解明も着々と進んでいる。生命の根源ともいえるDNAの2重らせん構造が発見されて既に50年以上、最近では遺伝子情報の解明が進み、遺伝子の組み換え操作も行われている。超高速で多量のデータが世界中を飛び交うネット社会。数十年前のスーパーコンピュータ機能は各個人のパソコンに搭載されている。人が月に降り立ってからも40数年。各家庭には車が普通などなど科学技術の進展は、驚異的である。

 これらの科学の進展に大きく寄与したのが実験である。実験により法則を見つけ、そして確認する。純度の高い結晶を作るのも、新しい材料を探索するにも、製品を作る場合においても、実験によって一つ一つずつ法則やノウハウが着実に積み重ねられていく。結果的に驚くべき科学社会が実現した。

 実験をする場合、通常、邪魔となるものは徹底的に取り除かれる。温度が邪魔となれば、液体窒素温度である‐196℃まで冷やす。それでも不十分であれば、ヘリウム温度の‐269℃まで冷やす。空気が邪魔となれば真空が用意される。1気圧より10桁以上小さい真空が保たれる。対象物を平衡状態で安定にさせておき、そこにコントロールされた刺激を与え、そのレスポンスを測定、解析し、法則を見つけ、対象物の性質をこと細かく把握する。実験事実は強く、人々の予想を簡単に裏切る。よくできている理論さえ覆すことがある。それだけ厳正ではっきりしており、それらが積み重なることにより科学が確実に進歩する。

 しかし、実験ができないもの、実験が不十分にしかできないもの、実験を不得手とするもの、こういった範疇にはいる科学分野は、今なお不明な点が多い。実験ができないものとして物事が複雑にからむ複雑系システム、実験が不十分にしかできないものとして安全性があげられる。実験を不得手とするものとして、変化が激しいシステムがあげられる。例えば、変化が加速される正のフードバックシステムなど。

 気候・気象変動は、まさに実験ができないもの、実験が不十分にしかできないもの、実験を不得手とする範疇に入る。

 気象・気候問題は、地球規模でとらえないとうまく説明できないといわれており、地球温暖化に対する深刻度、危険度は不確かである。台風・竜巻、更には地球温暖化自体も変化が激しいシステムである。

 地球温暖化の脅威は、既に公な機関が認めるものであり、大洪水・大旱魃の危機が叫ばれ、諸外国は既に大きな被害を受けている。日本もここにきて、ゲリラ豪雨に始まり、スーパー台風、ハイバーゲリラ豪雨、いままでに経験したことのない大雨などなど気象異常に対する新語が飛び交うようになってきた。甚大な被害もでている。温暖化が非常に危険な状態になっている可能性がある。

 温暖化は既に危険水域に入っていると推定されるので、多くの科学者が、地球温暖化をできたらメインテーマに、無理ならセカンドテーマとして取組むべきではないかと思う。

 私も微力ながらいろいろ考え、多くの人が考えるきっかけとなればと思う。

(つづく)

2012年7月10日火曜日

幾何学模様(4)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

r=sin2θ+cos2θ=1である。r=sinnθ+cosnθ(n:正整数)とすればどうなるかという単純発想でnを変化させてみた。






以下の動画はnを変化させたr=|sinnθ|+|cosnθ|である。 









n=1,2,3は変化が大きい。そのあとは、nが増えるにつれ、単純に図形が細まる。


最後のフレームに周囲長と面積を求める問題を載せてみた。

2012年6月28日木曜日

幾何学模様(3)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

幾何学模様を表現するのに、動画は欠かせない。ということで動画作成にチャレンジした。できるだけ簡単な例を探した。選んだ例題は、「一端をX軸におき、他端をY軸におく一定の長さの線が、それぞれの端をX軸、Y軸においたまま動く」というもの。一本の線を第一から第四象限に動かしていくとわかりやすいだろうが、初めての動画作成なので、より簡単にできる方法を選んだ。それで、今回は4本の線が第一、第二、第三、第四象限で同時に動く。動くだけなら模様にならない。動いた軌跡を残すことによって、模様ができる。
次が、私の最初の幾何学模様動画である。すこしきれいにみせるため、X軸もY軸も書いていない。







コマ数が少ないせいか、動くというイメージはでていない。でも幾何学模様を動画にすることができた。
一番外側の曲線(包絡線)は、アステロイド曲線と呼ばれる。星芒形とも言われる。

何事もするにも最初の山は高い。かなり躓いた。躓きながらなんとかできた。
次の手順で作成した。

①  動画のコマとなる静止画を、パワーポイントで作成。1コマは1スライドに対応するように書く。ここまでは、PPTマクロを使った。スライドショーで出来具合を予想する。

ppt2010
にビデオ作成という機能がある。これを使ってみたら、パソコンがうなり始めた。スライド数は80枚以上、解像度はディフォールトの最大値。10分以上経過してビデオができていた。しかし、このビデオがやたらと遅い。これはものにならない。不必要なデータ処理をしていることは明白。

②  データ量を減らす為、パワーポイントで作った図を「図として保存」した。

③  インターネットで動画ソフトを検索。動画作成ソフトは、無料有料たくさんあるようであるが、無料で、かつ、少し馴染みのあるGoogleのPicasaにした。

作ったはずの図がPicasaで表示されていない。PPTのディフォールトの図保存がPNGファイルであり、これはPicasaのライブラリに表示されない。JPEGとして保存すると表示されるようになった。

④  Picasaで動画を作成。この手の動画は2コマ/秒がよいようであるが、Picasaにはない。1コマ/秒とした。

インターネット情報に教えられるままPicasa以外にデータ圧縮するフリーソフトをダウンロードした。インターネット情報ではPicasaがデータ圧縮を要求するとのことであったが、最新のPicasaはデータ圧縮を要求してこない。

⑤  Youtubeにアカウントを作成。(Youtube登録は今回が初めて。)

⑥  動画をYoutubeにアップ。

Picasa
で動画を作ったあとYoutubeにアップするボタンがある。そのボタンを押しても失敗したというメッセージがでる。すこしずつなにかを変えながらで作った動画をYoutubeにアップするボタンを押す作業を繰り返したが。うまくいかない。
インターネットでYoutubeにアップできるのは、Google ChromeとFirefox、・・、IEではアップできないと暗に言っている記述をみつける。Google ChromeつまりYoutubeにログインして、アップすればよいとわかる。

⑦  アップした動画を埋め込んだ。




2012年6月22日金曜日

幾何学模様(2)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

ハート・マークがr=f(sinθ,cosθ)で表現できないか、検討してみた。ハート・マークができる条件は、まずはθ=0でr=0 および θ=90°でr=1 になること、次に 0<θ<45°で r<1になること、更に、45°<θ<90°でr>1になることであると考えた。

いろいろやってみたけど、比較的簡単な関数で実現できることがわかった。わかってみれば、なんだという感じである。結果的にいえば、θ=0でr=0 および θ=90°でr=1 になる最も簡単な関数は、sin θである。

0<θ<45°で r<1にするには、sinθに(1+sin θ*cos θ)を掛ければ、実現できる。θを0°から360°まで変えてrの値をプロットするのであるが、rが負になることは許されないので、sin θやcosθに絶対値をつけなければいけない。

現実にrをプロットするのはどうするか、rのx値とy値を求めればx-y座標にプロットできる。x値およびy値は、それぞれx=r*cos θ、y= r*sin θ で表わされる。最も簡単なrはr=1である。これは円になる。rは原点から(x,y)点までの距離である。

r=|sin θ|*(1+|sin θ* cos θ|でθを0°から360°まで変化させると2つのハート・マークができる。 r=|cosθ|*(1+|sin θ* cos θ| とすると角度を90°回転させたハート・マークが2つできる。



前回の経験で、θを nθ/2とすれば、n個のハート・マークができると予想される。現実にnを変えていくとn個のハート・マークができた。


 
r=|sin θ|*(1+|sin θ* cos θ|とr=|cosθ|*(1+|sin θ* cos θ|)を重ね合わせてみた。
ここではr=|sin θ|*(1+|sin θ* cos θ|のほうは白で不透明処理をした。



色付けをして、シェーディングをすれば、花弁(はなびら)のようにみせることもできる。|sin θ* cos θ|の前に係数をかければ、ハートの形を変えることができる。

以前、ハリウッドにおいてC Gの世界でリーダとして活躍している日本人の若者を紹介していた。彼は日本から何冊もの数学の本を取り寄せていた。既にアートの世界では数学は大きな位置を占めていると予想される。

物理と数学はお互いが切磋琢磨してきた。いずれアートが数学の進展を促すかもしれない。

サイエンス・アートは、今はまだ娯楽の世界かもしれないが、教育の世界に展開されれば効果が大きい。 いろんな分野の数学や科学に対する理解を早めることができる。カバーする分野を広げることができる。なによりも数学や科学に対する興味を引き出すことができる。

芸術的なセンスのある人は、サイエンス・アートからいろんなインスピレーションを得るであろう。いろんな分野の芸術家がサイエンス・アートから得たインスピレーションを発展させれば、芸術は深まる。アートが数学の進展を促すようなことがおきれば、芸術の枠組みは大きく広がるだろう。

r=f(sinθ,cosθ)は組み合わせが膨大である。無限と言ってよい。まだまだ誰も検討していなくて、興味深い組み合わせがあるはずである。

r=f(θ)に一般化すると更に、世界が広がる。3次元に拡張すれば、未知の分野が数多く存在するのではなかろうか。

2012年6月16日土曜日

幾何学模様(1)

幾何学模様
(18)、(17)、(16)、(15)、(14)、(13)、(12)、(11)、(10)、(9)、(8)、(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)

どうやって幾何学模様を描いているか、次図で簡単に説明する。
 先ず、r=f(θ)を考える。最も簡単なのはr=1である。これは円になる。
θを決めるとrが求まる。次にθを変えて、rを求める。rを線でつないでいく。通常、最初θ=0でrを求める。以降1度づつθを大きくしてrを求め、これらをつないで幾何学模様を作る。


前回は r=|sinθ| および r=|cosθ|のパターンを紹介した。

今回は、r=|cos(nθ/m)|のnとmを変化させたパターンを示す。
先ず、m=2として、nを1,2,3・・・と変化させる。


 この場合、r=1の円に接する点が、1,2,3・・・と増えていっている。


  
n角形は、(n)-gonと言われる。ペンタゴンやヘキサゴンはよく聞く。
n面体は、(n)-hedron  。
今回のような場合は、(n)-gramと呼ばれる。ちなみに 1はmono、2はdiもしくはbi、3はtri、4はtetra、5はpenta、6はhexa、7はhepta、8はocta、9はnona、10はdecaである。

m=2の場合は、このように規則的であるが、mが3以上になると様々なパターンを示す。
次図で、ほんの一部を示す。


探せば、規則的なものがいろいろあるであろうが、すぐ目についたのは、分子が1で、分母が1,3,5・・・と続く場合と同じく分子が1で分母が2,4,6・・・と続く場合である。



r=f(sinθ,cosθ)は私が予想した以上に奥が深い。


2012年6月14日木曜日

ppt2010マクロ(1)

PPTマクロ(6)、PPTマクロでつくったもの2
PPTマクロ(5)、PPTマクロでつくったもの1
PPTマクロ(4)、マクロで四角形や楕円などを描く
PPTマクロ(3)、マクロで直線を描く
PPTマクロ(2)、マクロを有効化する
PPTマクロ(1)、マクロ作成の動機

PPTマクロ(1)、マクロ作成の動機


 パソコンを手にしたときから、マクロをしようと思ったが、今まで20年以上も手がつかなかった。マクロで何をするの?という具体的なアイディアがなかったのが、長年、手がつかなかった一番の理由であろう。

 今回マクロを始めた切っ掛けは二つある。一つ目は先輩がエクセルのマクロは、簡単だとおっしゃる。パワーポイントのマクロは?と聞くと、エクセルと比較してもっと簡単なはずだといわれる。私は彼より10歳以上も若い。もう一つの切っ掛けは、机の中のセルロイド製分度器である。パワーポイントで、任意の角度を設定して、円弧が描ければ、この分度器は要らない、捨てられると思った。

 早速、パワーポイント・マクロの本を買いに行った。エクセルのマクロは山と積まれているのにない。パワーポイントのマクロの本は売られていない。マクロ記録があれば、なんとか手がつけられるだろうと思ったが、パワーポイント2010ではマクロ記録がなくなっている。パワーポイント2003にはマクロ記録があるとのことであるが、パワーポイント2003の入ったパソコンは1年前に壊れてしまっている。でもなんとか始めることができた。どうしたのかは、次回以降のブログで書く。次図は、最初の成果である。


 なんということはないただの円弧である。でも、これを作ったら、いろんなアイディアが次から次へと浮かんできた。長年、マクロを使う具体例が思い浮かばなかったのに、マクロでプルグラムができると実感した途端に嘘のようにアイディアが溢れ出てきた。中学・高校数学を使った作図である。今の段階でかなりの作図ができた。これから少しずつ紹介していく。

 一例として r=|sin θ| および r=|cos θ|を示す。


(つづく)

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