児童英語・図書出版社 創業者のこだわりブログ

30歳で独立、31歳で出版社(いずみ書房)を創業。 取次店⇒書店という既成の流通に頼ることなく独自の販売手法を確立。 ユニークな編集ノウハウと教育理念を、そして今を綴る。

おもしろ科学質問箱

「どうして2月は、28日の年と29日の年があるの ?」 おもしろ科学質問箱 10

よく知られているように、2月29日のある年は閏年(うるうどし)といって、4年に1度あります。では、どうして閏年ができたのでしょう。

私たちがふだん使っているカレンダーは、太陽暦といって、太陽の動きをもとにして作られた暦です。地球が太陽のまわりを一回りする長さを1年とする考え方です。初めて1年の長さをかなり正確に計ったのは、6000年も昔の古代エジプト人でした。他の民族の人たちはたいてい、月の満ち欠けを基本に考える太陰暦をつかいましたが、季節にうまく合う便利な暦は、エジプトで考えられた太陽暦だといってよいでしょう。

1年を365日とするエジプトの暦では、1か月30日を12の月に分け、あまった5日を12月に入れて35日としたようです。でも、長い間この暦を使っているうちに日付と季節にずれがでてきました。このずれを清算したのが、古代ローマの皇帝ユリウス・シーザーでした。シーザーは、紀元前46年を445日とさせ、その後は4年に1度、366日にすることにしました。これは、シーザーの名をとってユリウス暦と呼ばれています。

ところが、年がたつにつれて、これでもまだ日付と季節がずれてしまいます。正確な1年は365.2422日であることがわかって、法王グレゴリウス13世は、1582年を10日間減らして355日とし、その後は各世紀の終わりの年は400で割れる年を除いて、閏年にしないことに決めました。つまり、1700年、1800年、1900年は閏年でなく、2000年は閏年となります。現在ほとんどの国で使われているこの暦は、グレゴリウスの名にちなんで、グレゴリオ暦とよばれています。

ところで、2月29日生まれの人は誕生日が4年に1度だから、歳をとらないと思われるかもしれません。でも、日本の法律では閏年ではない年は、2月28日に歳をとると決められています。

なお、日本では江戸時代まで太陰暦が使われていました。そのため、2月にも30日があり、芭蕉の弟子だった其角という俳人や、徳川家康から家光まで3代の将軍に仕えた大久保彦左衛門がなくなったのは、2月30日となっています。ちょっと面くらってしまいますね。

「電気冷蔵庫は、なぜ冷えるの ?」 おもしろ科学質問箱 9

物を冷たくするには、物から熱をうばいとらなくてはなりません。冷蔵庫というのは、冷やしたものから熱をうばって、その熱を外にすてる必要があります。液体が気体にかわるとき(蒸発するとき)に、まわりから熱をうばうために、冷たくなります。注射する前にアルコール消毒すると、スーと涼しく感じるのも、アルコールが蒸発して、皮膚から熱をうばったためです。夏など、道に水をまくと涼しくなるのも同じ理由で、まいた水が蒸発し、地面の熱をうばったためです。

昔から、たくさんの科学者や発明家が、この蒸発するときに物が冷えるという原理を使って物を冷やす機械をこしらえる努力をしてきました。でも、なかなか実用化できる考え方がみつかりませんでした。1823年、「電気学の父」とたたえられるイギリスのファラディという科学者は、大きな発見をしました。アンモニアガスを圧縮したところ、液体に変わったこと。そして、液体のアンモニアを蒸発させたところ、熱をうばって冷えたこと。この2つの変化を電気の力で活用したのが、電気冷蔵庫の原理です。

現在の電気冷蔵庫の多くは、熱をはきだしたりすいとったりして、ものを冷やす物質(これを冷媒といいます)に、アンモニアではなく、フロン(フレオン)を使ってきました。この仕組みは、次の通りです。

冷蔵庫の心臓の役割をになうのが、コンプレッサー(圧縮機)で、自転車の空気入れのように、外から空気を入れてポンプで空気を押しちぢめてフロンガスを圧縮すると、フロンの熱は外へ出され、温度をさげて液体にかわります。液体フロンは、次に蒸発機(冷凍庫はここにあります)で蒸発させてフロンガスに変え、熱をうばわれた冷凍庫が冷えていくのです。気体→液体→気体という循環を電気でおこなうのが電気冷蔵庫の仕組みといってよいでしょう。

最近は、電気冷蔵庫の冷媒にイソブタンなどが使われるようになりました。フロンが、オゾン層という太陽の紫外線を吸収して地球上の生物が紫外線を浴びすぎない役割をする層を、破壊するということがわかってきたためです。

なお、クーラーも、電気冷蔵庫とまったく同じ原理を利用しています。

「人間は、大むかしおサルさんだったってホント ?」 おもしろ科学質問箱 8

生物が地球上に生まれてから、20億~30億年という、とほうもない時間が過ぎました。この生物の歴史の中で、人類が加わるようになったのは、ほんの何百万年というほどの単位でしかありません。生物の長い長い歴史の最後の1ページに、私たちの祖先がおそるおそる地上におりてきたといってもよいでしょう。

人間に近い仲間にサルがいますが、人間はサルと先祖は共通してはいても、のちにサルとなった一族とは分かれて独自の発達をしてきました。サルとの一番大きな違いは、人間が2本足で直立して歩くことからはじまったようです。

それは、いつからはじまったのでしょう。サルの生活は、基本的には樹上でのくらしです。人間の祖先もまた、長い樹上生活があったに違いありません。でも、人間の祖先はやがて、気候による食料の不足からか、草原に進出してきました。木からおりてきたサルの仲間であった祖先、これが驚異的な進化のはじまりでもありました。つまり、2本足で立つことが他の動物たちと人間との分かれ目であり、立って歩いて手の自由を得て、さらに道具を使うことによって人類の祖先が誕生したのでしょう。しかし、生活に適したものが生き残り、複雑で精密な頭脳を持つようになる進化の過程には、さらに長い時間が必要でした。

人間はどこからやってきたのか、この問いに答えてくれるものは、世界各地で発見される骨の化石です。つい最近までは、南アフリカで発見された200万年以上前の化石アウストラロピテクスが最古の人類と考えられていました。しかし現在では、人類の祖先はおよそ700~800万年前までさかのぼることができます。それがラマピテクスやサヘラントロプスなどで、人類とサルとの分かれ目にいた最古の人類と考えられています。自由になった両手で、ごく簡単な道具くらいは使っていたと思われますが、まだサルに近い姿をしているので猿人とよばれています。

その後に地上に現われた人類は、原人とよばれるジャワ原人やペキン原人たちです。その名の通り、ジャワや北京郊外で発見された化石は、今から20~50万年前と推定されています。

その次に現われたのが、より人間に近いネアンデルタール人です。今から15~5万年前のヨーロッパに住んでいたこの人々は、はじめて死者のための葬式やその他の儀式的なことも行なっていたようです。でも、このネアンデルタール人も、猿人や原人たちと同様に、絶滅してしまいました。

そして、起源はまだ不明ですが、現人類の直系の祖先というクロマニョン人が、3万5千年ほど前にヨーロッパに現われました。彼らはラスコーやアルタミラの洞窟に見られるような芸術的な絵画を残し、さらに住居を作ったり、さまざまな優れた文化を生み出していました。

人類の歴史のほとんどは、石器時代であり、人類はまさに、石器時代の人々の気の遠くなるような長い間の自然との闘いに生き残り、築きあげられた生活なくしては成立しえなかったことを、私たちは忘れてはなりません。

「氷はどうして浮くの ?」 おもしろ科学質問箱 7

水に浮くものは、同じかさ(体積)の水よりも軽いものです。水は、たくさん冷やしていくと氷になります。氷になるとき、水が10の体積だったのが11くらいに増えて、大きくなります。重さは変わらないので、同じ体積での重さは、氷のほうが軽いため、水に浮くのです。

冬に水道管が凍って破裂するのも、岩の小さな割れ目に入った水が凍って岩を割ってしまうのも、霜柱が土を持ち上げるのも、みんな水が凍って体積が大きくなるためです。

水はよく知られているように、1気圧(1013ヘクトパスカル)の時に、摂氏0度で凍りはじめ、100度で沸騰します。そして、体積が一番小さいのは、摂氏4度の時で、温度が4度よりあがっても下がっても、体積がだんだんふえて大きくなります。お風呂に入っていて、上のほうが暖かくなるのはそのためです。

なお、水はふつう液体ですが、氷の時は固体、蒸発すると気体になります。やかんを沸かすと蒸発して水蒸気になりますが、水蒸気になると、体積は1650倍にもふえます。沸騰したやかんがふたを持ち上げてしまうのは、そのためです。むかし、蒸気機関車という汽車が走っていましたが、石炭を燃やして水を沸騰させ、その体積が増えた力で車輪をまわしていました。

「お風呂に入るとどうして軽くなるの ?」 おもしろ科学質問箱 6

水の中の物体は、空気中より軽くなる性質があります。それは、水の中の物体に浮力という浮く力が働くからです。浮力はかさ(体積)の大きいものほど、大きな力がはたらきます。

このことをはじめて発見したのは、今から2300年もむかし、ギリシアにいたアルキメデスという科学者です。あるとき、アルキメデスはお風呂に入り、湯船に身をしずめました。そのとき、あふれる湯を見てひらめくものがありました。そのひらめきというのは、[水中にある物体は、それと同じ体積の水の分だけ軽くなるのではないか] ということでした。

たとえば、縦、横、高さが60cm、つまり60立方cmで100gの石があったとします。それを水の中で重さを計ると、40gしかありません。水1立方cmの重さは1g、水60立方cmの重さは60g。(100g-60g=40g) 石と同じ体積の水の重さ分が軽くなります。

これが 「アルキメデスの原理」 とよばれている法則で、「液体の中に物体を沈めると、その物体がおしのけた液体の重さに等しい力が上向きにはたらく」 というものです。

船が鉄でできているのに浮いていられるのは、船の中には空気がいっぱい入っているために、船の重さ以上の浮力が働くためです。洗面器が浮くのや、ボールを水の中に押しこもうととすると、水はそれにさからってボールを押しあげるのもおなじです。みんな 「アルキメデスの原理」 がそのわけを教えてくれます。

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