COP21の合意は科学の問題か?いや、政治経済の問題である。

地球気候変動(私は地球温暖化とは言わない)に関するCOP21が、21世紀末までに、地球平均気温を工業化前の2 ℃以下にするという合意に至ったらしい(日経電子版記事:COP21合意 「痛み」を成長に生かす発想不可欠:日本経済新聞

恐らく、そこで協議されたのは、温室効果ガス排出量を漸減させると言うことなのであろう。

日経の記事も多くはそこを書いている。

地球気候変動に関しては、素人であるが、温度というキーワードを示されると、輸送現象論や流体力学を学んだ者としては、どうしても気になってしまう。

特に気になるのは、地球気候変動という問題が、科学の問題なのか?、と、言うことについてである。

地球気候変動問題から、一旦離れて、人類が可能な気象現象予測のState-of-the-artsを考えてみる。

すると、地球全体の気象現象予測が可能な未来は、気象庁の数値予報の7日ー10日程度である。それでさえ、台風や冬の爆弾低気圧が発生すると、その動きの予測は、もっと短い時間になってしまう。

数値気象予報に使われている数学モデルは、流体力学と熱力学および水の相変化を基礎式として、観測データを初期条件と境界条件として利用するモノであろう。

地球全体の数値気象予報のメッシュは、確か20 kmごとだったと気象庁のHPに紹介されている。

日本の数値気象予報技術は、恐らく世界の最先端と信じているので、これが、21世紀前半に生きる人類のState-of-the-arts と考えられる。

一方、地球気候変動問題は、数十年という長い未来の、『地球平均気温と呼ばれるスカラー量』を予測する必要がある。

そのような数学モデルが容易に構築し得るのであろうかと思うと、やはり困難であるらしく、地球シミュレータの研究は、大気であったり海洋であったりを様々な要素に分けて数学モデル構築が模索されている状況のようだ。

また、もっと簡単に考えてみると、地球気温変動問題について、地球大気をオープン制御系として捉え、目標値を地球平均気温、制御値を温室効果ガス排出量としたときに、どのような制御系が考えられるかと言うと、恐らく最も単純なシステムは、過去の温室効果ガス排出量と地球平均気温の相関グラフから、21世紀末までを、温室効果ガス排出量をパラメータにして外挿することであろう。

恐らく、この単純な制御系モデルが誰にでも理解されやすい地球気候変動問題であろうと思う。

しかし、この単純化した制御系モデルは、大気中の炭素循環と呼ばれる、大陸と海洋の炭素固定量変化が制御因子にならない。

また、人為的な温室効果ガス排出量は主に二酸化炭素を指す。しかし、メタンの方が、温室効果が高いことはよく知られていることである。すると、シベリアなどのツンドラ地帯の凍土が夏期に溶融し、メタンを排出しているはずであるが、このメタン排出を人為的に制御可能なのか、大いに疑問である。

すると、COP21において、人為的な温室効果ガス排出量だけに規制を作っても、地球気候変動問題を制御可能なのか、疑問を抱かず得ない。

何を言いたいかと言うと、地球気候変動問題に対しては、温室効果ガス排出量規制だけではなく、少なくとも、二酸化炭素については、大陸と海洋の炭素固定量を増やす必要があるであろうということである。

それは、具体的には、熱帯雨林の再生、海洋海藻コロニー再生、そして、大陸の砂漠(都市を含む)の緑地化を進めることである。

これは、温室効果ガス排出量と地球平均気温の単純な制御系モデルにおいて、排出量と地球平均気温の相関関係を変化させることになる。温室効果ガス排出量と地球平均気温の制御系をPID制御系として簡単化すれば、炭素の大陸と海洋の固定量増加は、積分要素と微分要素を増加させることに相当する。

しかし、先の日経の記事にしても、地球気候変動問題について語られるのは、温室効果ガス、特に、化石燃料による二酸化炭素排出量規制に矮小化されている。

結局、地球気候変動問題は、科学の問題ではなく、人が使えるエネルギーをどうするかという政治経済の問題になっており、それは、誰も得をしないような大陸と海洋による炭素固定量増加というお金と労力がかかる作業から目を逸らしている。

地球気候変動問題を議論するのであれば、人が焼畑や放牧を始めた頃から行ってきた、地表面の環境破壊から議論されるべきであろうと思う。

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マンション基礎杭のねつ造されたデータを、実物でどのように安全性を評価するか?

笑ってしまうと言うか、やっぱりと言うか、
三井不動産が販売した横浜市都筑区のマンションを端緒に、基礎杭打ち工事のデータねつ造が次々と明らかになっている。

一件では、済まないであろうとは、想像していたが、出てくる出てくる。

三井不動産は、マンションを取り壊して建て直すと言っているようだが、それが妥当に思う。

しかし、旭化成は、評価すると言っているようだ。

建築物の立ってしまって、すでに使われている基礎杭について、建築物の安全性が損なわれるモノでないかをどのように評価できるであろうか?

考えられる評価方法は、
1.ねつ造されていない基礎杭打ち込みデータから、建築物の設計上の強度余裕を評価する、机上での評価。

2.建築物実物での検査。供用されている建築物であるから、破壊検査はできない。となると、非破壊検査方法を用いることになる。
非破壊検査手法は、主に、音響方法(金属ならば、超音波)、電磁気的方法、X線を使う方法の三種類がかんがえられるが、電磁気的方法とX線を使う方法は適用できないであろう。すると、音響的手法を検討することになるが、建築物の基礎構造は、後に保守することを想定されていないから、音を出し入れする場所が無い。もし仮に音を地中に入れることができても、反射波から基礎杭の正常と異常を判定可能な評価が可能かは、極めて難しい。何故なら、そんな方法があれば、建築物を建てる前のボーリング調査なんてコストのかかる方法は必要ないからだ。

よって、音響的な非破壊検査方法も現実的ではない。

そうなると、設計上の強度余裕の評価のみで建築物が使用に耐えうるかを評価するしかないが、元来、設計的に無駄な基礎杭は埋めないはずであるから、机上の評価は、あくまで参考にしかならない。

結局、建築物を壊して、建て直すしかないであろう。

手抜きは、結局、高く付くのである。

平和を維持するためのもの、食料と文明の輸出

いろいろ考えたが、

以前から考えていたことから、変化しなかった。

平和を維持するためには、食料と文明の輸出国の立場にいなければならない。ORではなく、ANDである。

そして、文化ではなく、文明である。文明とは、エネルギーと置き換えても、ほとんど同意である。

私はスターウォーズが始まりを見ているのかもしれない。

キリスト教歴の紀元前2、3世紀から紀元14世紀位まで、世界は、地中海沿岸地域が中心であった。

それは、今のヨーロッパとアジア間の交易が、全て地中海を介して往き来していたからだ。

その後、ポルトガル、スペイン、オランダ、英国による、地中海を介さない交易、つまり、喜望峰経由インド洋進出により、世界地図の分捕り合戦が始まり、世界中が多くの迷惑を被ることになる。

ポルトガルが先頭だったが、最終的には英国が、多くの利権を握る。

そして、20世紀半ばまで、主に西ヨーロッパ内の覇権争いに、地理的に無関係な民俗が巻き込まれて、クリミア戦争、第一次世界大戦、そして、第二次世界大戦を経て、西ヨーロッパ諸国は、戦争疲れし、分捕り合戦から手を引く。

それで、戦争疲れしていない、米国とソ連の二極化し、冷戦とは呼ばれたモノの、一時的に、大きな戦争が起きない状態になった。

しかし、ソ連が自壊し、アメリカ一極になると、民族主義や、宗教原理主義が現れてきた。。

さらに、第二次世界大戦終結から70年も経つと、新たに領土的野心を露わにする、昔は昔、今は今と言う人たちが現れても不思議は無い。

今の世界の緊張地帯が、イラク・シリア、ウクライナ・クリミア、アフリカ北部、そして、中央アジアと東アジアであるのは、偶然では無いのだろう。

そんな中で、アメリカは、陸軍兵士4万人削減すると言う。

もはや、21世紀的な形で、自分の身は自分で守る、と言う、古代から当然な世界に移行している最中に、私はいるような気がしてきた。

幸いにも私は、戦争を経験せずに、歳を重ねることができたが、生きている間に経験するとしたら、その時は、ファンタジーと思っていた、スターウォーズの入り口かもしれない。

幾ら抑止力を高めようが、逆に、反戦を叫ぼうが、避けようの無い、21世紀型の力こそが正義と言う世界で暮らすための準備をしなければならないのではなかろうか?

何故、円安と株高がニュースになるのか?

円ドルレートが118円まで進んでしまった。

私が子供の頃は、まだ、1ドル360円の時代だったし、

物心付いた頃でも、200円の時代が長かったから、別に100円±50円位の為替変動には驚かない。

20年前には、1ドル50円でも利益の出る国産車を輸出しようと、設計しようとしていたし。その途中で、職場を変えたので、為替変動とは縁遠い社会で生活してきた。

このブログ記事のカテゴリーが、『少し理屈ぽいこと』になっているのは、為替変動や株価変動は、長周期になるほど、または、低周波数になるほど、変動が大きいことを言うためである。

為替や株価は、取引時間中は、1秒単位で変動しているが、一般の人は、およそ、午前値と午後値の半日程度を指標にしている。すなわち、0.5日が、為替や株価変動の時間の単位である。

でも、面倒なので、1日を単位と考える。

すると、20年というのは、365日×20年の信号列と考えられる。エイやで、たかが、7千行程度のデータ点数である。

数式によるアナログの計算が不可能な限り、為替や株価は、7千行の過去のデータから、解析しようとすると、評価可能な最も長い周期は、20年となる。これは、7千行のデータの単純移動平均値に等しいことは、容易に証明できる。

すると、日々の為替や株価の変動は、単純移動平均値に対する変動にはとして現れる。次に長い周期は、以下の計算にあるように、3500行分、つまり10年となる。つまり、20年分のデータから、19年から、11年分のデータの影響は、評価できない。

2014/11/20 20:40

1
÷ 7,000
—————-
= 1.428571e-4
—————-

1.428571e-4
× 2
—————-
= 2.857143e-4
—————-

2.857143e-4
1/x 3,500
—————-
= 3,500
—————-

そして、つぎは、5年、2.5年となる。

つまり、周期の逆数の周波数に対しては、倍数で評価可能ではあるが、周期については、極めて、大雑把にしか評価し得ない。

よって、いくら、数学的にもっともな為替や株価変動のモデルを作っても、横軸が時間、つまり周期である限り、短期間の予想しかし得ない。

周波数であれば、低周波数の変動が、大きく、高周波数の変動が小さいのだが、周期を横軸に取ると、長い周期ほど、為替や株価の変動は、大きくなる。

これは、水の波と似た現象である。

つまり、長い期間では、為替は、大きく変動するのだが、短期的には、ピクピク動いているようにしか思えないため、長い周期の変動が目に見えて現れると、周期の短い変化にのみ関心を持っている人たちにとってはニュースになる。

つまり、経済学は、幾ら数学を導入しても、未来は予測できないことになる。

20年を30年と長くすればするほど、長期の変動は大きくなる。

不思議でもなんでもないのだ。

1ナノヘルツと10ナノ秒の世界(天変地異と連鎖反応)

とあることが気になった。

どのような意図があって言ったのは
分からないが,田中原子力規制委員会長が,火山学者の皆さんの成果が十分ではないと言う風にも取れる発言をしたとかしないとか。

その発言自体には興味はわかなかったのだが,別のことに興味がわいた。

何に興味が持っかを書く前に,『人の考えられる時間の長さ』について,先ず,記述したい。

日本では計量法において,時間の基本単位には『秒(記号は s)』を使うことになっている。補助単位として,分や時,または,ミリ秒(ms)やマイクロ秒(μs)も使えるが,基本は,sである。

では,1sの定義は何かというと,その定義は,『セシウム133の原子の基底状態の二つの超微細構造準位の間の遷移に対応する放射の周期の9 192 631 770倍の継続時間』となっている。これは,何を言っているかと言うと,時間という物理量を直接測る指標がないので,電子の振動により出てくるエネルギーの回数を数えて,時間にしている。周波数に直すと,9.192631770ギガヘルツとなる。ギガとは10を9回かけたこと,即ち,10の9乗である。

1sというのは,とても人の感覚に合っている。例えば,

(1)人の正常時の脈拍は毎分あたり,60回程度であろう。1分は,60sだから,1sに1回の脈となる。ガリレオが振り子の等時性を発見したときに時計替わりにしたのが,自身の脈だという逸話が残っている。

(2)脈拍と関係があるのかどうか,分からないが,人が普通に歩く時の1歩もだいだい1sに1歩であろう。

(3)生物学的(もしくは医学的)な意味があるのかも知れないが,高級自動車のばね上共振周波数は,1ヘルツ近く,かつ,1ヘルツ未満であることが一般的である。1ヘルツは1sに1回の振動のことである。このバネ上振動数よりも低くしすぎると,車酔いが起き易くなり,周波数を高くすると,ゴツゴツと感じて,ともに,乗り心地が悪いとなる。

(4)例が自動車ばかりで恐縮であるが,自動車が旋回(つまりコーナリング)する際に,クルマを上から見ると自身も回転している(これを,ヨー運動と呼ぶ)。ヨー運動も共振現象を起こすのであるが,その共振周波数も約1ヘルツである。プラスマイナス0.2ヘルツ程度の差はあるが,約,1ヘルツである。これが何を意味しているかというと,ドライバーがステアリングホイールを1sに1回以上の動かしても,クルマは人の言うことを効かなくなることを意味する。昔(今は知らない),よく行われた実験は,ステアリングホイールをプラスマイナス30度ずつ交互に回し,その回す速さを変えて,クルマの挙動(横加速度)を測る実験である。この実験をすると,1ヘルツ以下では,クルマは,ステアリングホイールの動きに合わせて動くのに,1ヘルツ以上になると,ステアリングホイールの動きに合わなくなる。スポーツカーは,この応答する周波数を少しでも高くしたものだある。しかし,クルマのヨー運動の共振周波数は,ホイールベースとタイヤによりほとんど決まってしまうので,市販車では,1ヘルツが2ヘルツにできると言うものではない。一方,ロケットの運動は10ヘルツ以上で進行方向を制御される。

他にも例はあるかも知れないが,1sというのは,人の生きている環境に非常に密接な時間である。

しかし,人にとって,10年というのは,一つの区切りとなるほど長い時間である。そして,30年となると,相当に長い時間となる。

30年という時間を導いたところから,やっと,本題に入る。30年も時間があると,何が,起きてもおかしくはない。景気変動はもちろん,天変地異も戦争も起きる。今日は,米ソ冷戦の象徴であったベルリンの壁が壊れてから25年だということだが,30年も経たないうちに,今は,中近東がとても複雑なことになっている。

電卓(できれば関数電卓)を叩いてみて欲しい。

1s×60(これで1分)×60(1時間)×24(1日)×365(1年)×30(年)=946,080,000 sとなるはずだ。時間の逆数は周波数になるから,30年というのは,0.000000001056993ヘルツ=1.056993 (nHz)となる。 ここで,やっと,10のマイナス9乗のナノ(n)の世界が出てくる。

30年とは,1ナノヘルツ(nHz)の世界なのである。

一方,原子力発電所の原子炉の中で起きている現象はというと,一つの中性子が一つのウランに衝突し,そして,次のウランに衝突する時間は,Wikipedeaの記事であるが,約10ナノ秒(ns)なのである。周波数に直すと,100,000,000ヘルツ(Hz)=0.1 GHzである。

なにを言っているのかというと,地震や戦争,その他もろもろのリスクは,nHzの時間スケールで起き,原子炉の中の物理現象は,0.1GHzの世界で起きている。

桁数のみの差で,17桁違う世界である。 桁数の単位だと『10×1億×1億=10京』となる。

火山学者の人たちが研究しているのは,1ナノヘルツの世界の物理現象である。原子炉を制御するためには,0.1ギガヘルツの世界である。

それぞれの分野の二人の学者がそれぞれの専門について話しをしたとすると,話している時間のスケールが全く異なる。

30年に一回しか採取できないかも知れないデータを基に,10ナノ秒の現象の制御に利用しようと言うのは,余に,無理がある。それぞれの,専門でのベストエフォートな成果を出すしか無い。

ただし,10ナノ秒で起きる現象を研究している人たちの方が圧倒的に有利である。 なぜなら,人の感覚の1sよりも短い時間で実験が可能だからだ。かつ,繰返しの実験も出来る。だから,原子力発電所は建設され,運用されている。 これが,人の感覚と遠い,30年に1回実験できるかどうかの現象であったなら,実現はされていない。

30年に一度しか起きないため,懲りない人の問題は,『戦争』であろうか。

About STAP phenomena from viewpoints as a mechanical engineer

It was very sad that Dr. Sasai killed himself.
I haven’t met him and I haven’t read his papers.

Moreover I am only a mechanical engineer working for a company. But he was a famous researcher in the field of bio-chemistry. My subjects and missions don’t posses any relations with his works. There had never be relation between me and him.

However, I have many concerns about his and Dr. Obokata’ s word; STAP phenomena. They explained their work using the key-word/ STAP phenomena not using STAP cells.

Modern bio-chemistry has revealed a lot of phenomena in cells. Especially, technologies using DNAs have built a lot of knowledges about heredity.

Meanwhile, modern both biology and chemistry haven’t revealed remarkable anything about evolution. Considerations of evolution have been yet natural historical in modern biology from viewing points as a mechanical engineer. Moreover, who can denies that there are interactions between cells and mechanical stress fields which are produced by high pressure water and electromagnetic fields in ionized baths including acids.

Valence electrons energy of DNA may be affected by changing of outer physical field. It might posses relationship with evolution and variety of life.

STAP phenomena may be wrong, however from viewpoints as a mechanical engineer , there must be interactions between cells and outer physical field-change. That will be an answer for evolution, I think.

日本の仏教に関すること2件 その2

日本の仏教界は,宇宙全天球背景マイクロ波観測結果や,LHCのヒッグスボソンの実験結果に対して,

一体,どのような見解を持っているのだろうか?

もっと身近では,STAP現象発生有無について,見解を考えているであろうか?

日蓮宗で15世紀くらいかな? その頃の日本人の知性と,現代の人類の知見の間を埋める努力を,仏教界はしているのであろうか?

神道は,何でも神様なので,ヒッグスボソンでさえご神体にできるから,問題ないんですどね.