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理系学生から英語が苦手、英語ができない、という声が多くあります。 なぜ理系は英語が苦手なのでしょうか。 そして、そこに何らかの解決方法はあるのでしょうか。 長年にわたり大学で実践・研究をされている「理系のための英語教育」について、 東京理科大学教授　片山七三雄 先生が「ELEC英語教育研究所」研究レポートに寄稿してくださいました。 是非お読みください。         理系のための英語教育‥考      

中国武漢から始まったCOVID-19（新型コロナウイルス感染症）の流行が日本にも押し寄せています。   私は医学の門外漢ですのでこの病気自体について詳しく述べることは差し控えたいと思いますが、ここでは一般的に「パンデミック」と呼ばれる状態について考察してみようと思います。   1) パンデミック（pandemic）とは、ある感染症が国中あるいは世界中で流行することを言います。 WHO （World Health Organization）（世界保健機関）では新型コロナウイルスの感染は現状ではパンデミックに当たらないが、ウイルスの感染拡大の封じ込めに全力を尽くすべきだと強調しています（2020年2月25日現在）。一方、アメリカの米国立アレルギー・感染症研究所所長は、「我々は明らかにパンデミックが起きる瀬戸際にいる」との認識を示しました。つまり 2) 渡航により感染例に遭遇する中国以外の諸国の対処能力に左右される局面にあるとし、ヒトからヒトへの感染が連鎖し始めている状態となっていると言っています。現在の日本や韓国のように感染源が特定できなくなっている事例が増えているのを見るとパンデミックが生まれつつあると指摘し、このような国が多数になると後の祭りとしています。   一般的にインフルエンザは、抗原が特異的に抗体を認識し結合するため新たに派生的な型（亜型）が出現して大流行をすることがあります。 3) もともとトリに存在していたこれらの亜型が何らかの理由によりヒトからヒトへの感染性を獲得すると、ヒトはそれに対する免疫を持っていないため世界的な大流行を起こすことになります。これがパンデミックです。   これまでにも数十年に一度、このようなパンデミックが起こっています。古いところでは1918年に起きたスペイン風邪、1957年のアジアインフルエンザ、そして1968年には香港インフルエンザが起こりました。記憶に新しいところでは、2003年のSARSコロナウイルス、2015年のMERSコロナウイルスがあります。   スペイン風邪は、第一次世界大戦中の1918年に北米、ヨーロッパではじまりましたが、第一波では致死性はあまり高くなかったとされています。いったんは収まりましたが、同年晩秋にフランス、米国で再び流行が起こり、今度は10倍の致死率となりました。特に若年層に死者が多く、死者の99％が65歳以下であったとされています。1919年初頭には第三波が起こりました。こうして一年の間に3度の大流行があったのです。   スペイン風邪は出血を伴う一次性のウイルス性肺炎を起し、短期間に重症化して死に至ったようです。もちろん当時は病を特定することすら難しかったので、最初は黒死病の再来とか脳脊髄膜炎などと疑われました。有効なワクチンや抗生物質などもなく、感染を予防するために採られた方法は、患者の隔離、接触者の行動制限、消毒、個人的に衛生に気をつけるなどといった初歩的な方法のみでした。のちに集会の禁止や学校の閉鎖が行われ伝播速度を遅くすることはできましたが、患者数を減らすことはできませんでした。この間、世界的な患者数はWHO調べで世界人口の25－30％におよび、死亡者数は4000万人に上りました。日本でも2300万人が罹患し38万人が死亡したとされています。   インフルエンザウイルスが初めて分離されたのは1933年のことでした。   1957年にはアジアインフルエンザが流行しましたが、このころにはインフルエンザに対するワクチンが開発され、細菌性の肺炎を治療する抗生物質も開発済みでした。2月に中国のある地域で発生したこのインフルエンザは3月には中国中、4月後半には香港に達し、5月には日本とシンガポールでウイルスが発見されるなど素早い速度で広がりました。一方、欧米では感染拡大に2、3か月かかるなど国によって伝播速度が異なりました。ウイルスが国に入っていても感染拡大のタイミングは国によって異なったということですが、その理由ははっきりとわかっていません。   4) いったん流行が始まるとスペイン風邪の時と同様に爆発的な感染拡大が見られましたが、致死率はスペイン風邪よりかなり低く、患者は学齢期児童に集中していました。死亡者は高齢者と乳幼児に限定されていました。第二波では、高齢者に感染が拡大し、より高い致死率となりました。世界中で200万人の超過死亡者数が報告されています。   しかし最初の流行から一週間以内にWHOではウイルスを分離分析し、ウイルスサンプルが世界中のワクチン製造者に配布されました。8月には米国で、10月には英国で、そして日本では11月にワクチンが使用可能となりましたが、まだまだ数は充分でなく、集会の禁止と学校閉鎖のみが感染拡大を止める唯一の方法だったようです。   1968年の香港インフルエンザはアジアインフルエンザよりさらに軽度で、爆発的なアウトブレイクもなく、香港インフルエンザに起因する死亡者数は前年度の季節性インフルエンザより少なかったとさえ言われています。前のパンデミックでの免疫を持っていた人たちの間でそれが防御的に働いたようです。   季節性インフルエンザではこれまでの経験からワクチンが用意され、その供給が需要を上回るため大流行が起こることはありませんが、新型インフルエンザのパンデミックの場合は発生からワクチン製造までに6か月かかり、需要拡大期に供給することができません。また患者数が一気に増え、おまけに医療関係者も罹患するため医療機関の許容量を超えてしまい、医療システムが破綻することになります。また 5) パンデミックインフルエンザでは流行の規模が膨大であり、学校の閉鎖や集会の禁止も長期化するため経済活動も影響を受け、企業の存続や世界経済への深刻な影響も懸念されます。   新型インフルエンザの流行の際にどのような症状が現れるか、感染がどのような展開を見せ、どのような集団で重症化するかなどについての予測は非常に難しいのですが、パンデミックが起こった際にその疾病の特徴と流行の様相を素早くとらえ、患者からの臨床情報を調査、分析し、それらを共有して、それに合わせて迅速な治療や対策をとることが必要だとされています。   今まさに日本でのコロナウイルス対策は上記の局面を迎えているように思います。早くウイルスの実相を解明し、それに対する処方を確立し、それをできる限り早く供給していくことが必要です。学校閉鎖や集会禁止といった行動規制のみでなく、医学的な対応も同時に進めて、このウイルスによる被害を最小限にとどめたいものです。   参照：感染症・予防接種ナビ及び国立感染症研究所の記述を参考にいたしました。   下線部を英語に訳してみましょう   1) パンデミック（pandemic）とは、ある感染症が国中あるいは世界中で流行することを言います。   2) 渡航により感染例に遭遇する中国以外の諸国の対処能力に左右される局面にある。   3) もともとトリに存在していたこれらの亜型が何らかの理由によりヒトからヒトへの感染性を獲得すると、ヒトはそれに対する免疫を持っていないため世界的な大流行を起こすことになります。   4) いったん流行が始まるとスペイン風邪の時と同様に爆発的な感染拡大が見られましたが致死率はスペイン風邪よりかなり低く、患者は学齢期児童に集中していました。   5) パンデミックインフルエンザでは流行の規模が膨大であり、学校の閉鎖や集会の禁止も長期化するため経済活動も影響を受け、企業の存続や世界経済への深刻な影響も懸念されます。     英訳例   1) Pandemic refers to the spread of an infectious disease across a country or around the world.   2) The situation is dependent on the coping ability of countries other than China that encounter cases of infection through travel.   3) If these subtypes, which originally existed in birds, become able to infect and be transmitted by humans for any reason, humans, who never had immunity to it, will cause a worldwide pandemic.   4) Once the epidemic started, an explosive expansion of the infection was seen just with the Spanish flu. However, the mortality rate was much lower than that of the Spanish flu, and the patients concentrated in school age children.   5) When there is a pandemic, the infection scale is enormous. School closures and bans on meetings are prolonged, so economic activity is affected and there is a fear for the survival of companies and as well as concerns about the pandemic’s serious impact on the global economy.     なお、今回を持ちまして「高校生のための理系英語」の連載は終了させていただくこととなりました。対象の分野は多岐にわたりましたが、理系のトピックの時事的考察とその英語表現ということに専心いたしました。皆さんの理系英語の習得に少しでもお役にたてていれば幸いです。長い間ご愛読いただきましたことに心より御礼申し上げます。

今年の日本列島は異常な気象による災害が多発しています。台風による被害も例年以上に大きく酷くなっています。これらは地球全体の温暖化の影響とも言われていますが、原因はそれだけとは限定できません。1) およそ気象現象には様々な要因が複合的に絡まり合って想定以上の被害をもたらすことが多いのです。   2) 備えあれば憂いなしといいますが、気象現象に対して十分に備えられれば被害は少なくて済みますが、往々にして準備した規模より大きかったり、準備できないほど突然起こったりして人々を災害に巻き込んでしまいます。3) 突然起こって予期できない現象のひとつに竜巻があります。「オズの魔法使い」でも竜巻によって飛ばされたところからお話が始まるように昔からアメリカのカンザスなど中南部の内陸では竜巻がよくおこります。北極海からの寒気とカリブ海からの暖気がぶつかることで大気が不安定になって年間1000個ぐらい起こるのですが、近年では日本でも内陸のみならず海沿いの県でもよくおこっているようです。山沿いでは下降気流のため比較的発生しにくいようです。   1961年～2015年　竜巻発生分布図（全国） 出典：気象庁ホームページ     今回は竜巻について学んでみましょう。   竜巻は一言でいえば「激しい空気の渦巻で、大きな積乱雲の底から漏斗状に雲が垂れ下がり、陸上では巻き上がる砂塵、海上では水柱を伴う」ものですが、雷を起すことで知られる積乱雲が発達した結果起こります。地上で何らかの原因で突風が回るように吹くことがあります。その時 4) 前線や低気圧、台風などのために空気が暖められると上昇気流と言って周りの空気を吸い上げるようにして渦巻きを上方へ引っ張ります。気圧の差が大きいとそれがどんどん細くなって、その分スピードが増して細くて強い気流になり、すごい勢いの上昇気流が起こります。それが竜巻です。なお、積乱雲由来でそこから垂れ下がった漏斗状の雲が地面に達したもののみを竜巻というと気象庁は定義づけています。竜巻が起こり始めるとまずゴミや軽いものが吹き上げられます。運動会でプログラムやお弁当の包み紙が飛び散ったと思うや否やそれが急に強くなり、ゴーッと音がして机やテントなども飛ばされてしまう情景をTVなどで見たことがあるでしょう。ひどい時には車や家が壊されることもあるほどの破壊力です。その時には当事者は分かりませんが、離れて見ていると地面から上空に達する漏斗状の雲が見えるはずです。   建物の窓からも風は侵入してきますからできるだけ窓の無い部屋や頑丈な机の下にもぐり頭を保護します。外の様子が気になりますが窓から外を見ていると吹き込んできた風で窓ガラスが割れ怪我をすることがありますのでカーテンを引くなどして注意しましょう。屋外で竜巻に出会ったら、できるだけ頑丈な建物に潜り込むかその陰に隠れます。付近にそういった建物がない場合は側溝や窪地に身を伏せます。   遠くでゴロゴロと音がしたり冷たい風が吹いたり黒い雲が見えたら積乱雲が近づいている証拠です。人によっては耳鳴りがしたりすることもあります。積乱雲が近づくと雷が起きたり、竜巻が起こったりしますのでその気配を感じたらすぐに行動を起して安全な場所に身を隠しましょう。   5) 一口に竜巻と言っても、上に吹き上げる竜巻や上から下へ吹き付けるダウンバースト、横へ転がっていくガストフロントなどの変形があります。ダウンバーストは積乱雲から気流が下降し地表にたたきつけられ水平に吹き出します。またガストフロントは重い冷気のかたまりが周りの温かい空気の外側へ流れ出すことです。下表で比較してみましょう。   気象庁HP 主な突風の種類より http://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/toppuu/tornado1-1.html 出典：気象庁ホームページ   日本では年間20-30個程度ですが9月10月に発生することが多いようです。これらはいずれも突発的に起こり予期することが難しいので気配を感じたらすぐに避難しましょう。     下線部を英語に訳してみましょう   １） およそ気象現象には様々な要因が複合的に絡まり合って想定以上の被害をもたらすことが多いのです。   ２）備えあれば憂いなしといいますが、気象現象に対して十分に備えられれば被害は少なくて済みます。   ３）突然起こって予期できない現象のひとつに竜巻があります。   ４）前線や低気圧、台風などのために空気が暖められると上昇気流と言って周りの空気を吸い上げるようにして渦巻きを上方へ引っ張ります。   ５）一口に竜巻と言っても、上に吹き上げる竜巻や上から下へ吹き付けるダウンバースト、横へ転がっていくガストフロントなどの変形があります。     英訳例   1) In general, various factors are intricately intertwined when meteorological phenomena cause more damage than expected.   2) There is a saying “No worries if prepared”, and damage can be mitigated if one is sufficiently prepared for meteorological phenomena.   3) One of the unexpected phenomena that occur suddenly is the tornado.   4) When air is warmed due to the front, low pressure, typhoon, etc., it is called ascending current, which draws up the surrounding air and pulls the spiral upward.   5) There are various deformations for the term “tornado”, such as tornado that blows up, downburst that blows from top to bottom, and gust front that rolls sideways.      

今年7月18日に起きた京都アニメーション放火事件では、35人ものアニメーターの方が犠牲になるなど大きな被害がもたらされました。この事件には日本中の人々が大きなショックを受けたのは間違いありませんが、世界各国からも弔意が寄せられ、あらためて日本のアニメーションの世界における位置づけに驚いた人も多かったようです。   1) なぜ京都でと思った人も多かったようですが、実は京都は日本のアニメーションのひとつの中心地なのです。戦前にも東宝や日活の撮影所があった関係で漫画映画（トーキー）の中心地となった時代もありましたが、戦後は東京、大阪が中心となっていました。しかし文化的な背景は根強く残っており、1981年に京都アニメーション（当時は京都アニメスタジオ）が京都で発足し、任天堂が2000年に本社を現在地の京都南に設立したのをきっかけに多くの工房がその周辺に立ち上がり、アニメーション製作の供給がここからなされるようになりました。2006年に京都国際マンガミュージアムがオープンし、世界中から京都の歴史を探訪しに訪れる人々にも日本の漫画やアニメ文化を知らしめる機会を与えたと同時に、逆に日本の漫画やアニメを求めて京都を訪れる若い人々には、多くの神社仏閣の保存されている京都の新旧の混在感が新鮮に見えてさらに人気をもたらしたのです。京都駅の南側にある任天堂本社はマサチューセッツ工科大学の電子情報系の学生の中には日本中で一番訪ねたい会社だという者も多くおり、京都市南部から宇治にかけてはそのようなアニメ系の会社が集まって一大産業となっているのです。   ここで日本のアニメーションがどのようにしてここまでの地位を獲得したか、その歴史をまとめてみようと思います。   日本では主に戦後、テレビ放送開始と共にアニメーションのCMや短編が流されましたが、その人気を決定づけたのは手塚治虫の「鉄腕アトム」でした。2) 夕方30分間にわたってテレビで繰り広げられるアストロボーイ・アトムと地球を狙う悪者たちとの戦いに胸を熱くした子供は少なくありませんでした。こうしてアニメーションは戦後高度成長期の家庭に深く入り込んで定着していきました。   1980年代に入ると宮崎駿のスタジオジブリによるアニメ、「天空の城ラピュタ」、「となりのトトロ」、「魔女の宅急便」などが続けて発表され、日本のみならず世界中の人々の目をくぎ付けにしました。ジブリのアニメは細部にこだわって人間生活を描いておりその既視感が人々に共感を与えると同時に、ストーリー展開に意外性がありまだ見ぬ世界への興味が人々を煽り立て大きな人気を得ました。ハーバード大学の教授でジブリを熱心に研究しておられる先生にお会いして話したことがありましたが、微に入り細に入り研究しておられ、日本人の素人ファンにはとても歯が立ちませんでした。   このころから静止画（印刷物）は漫画、動画（映像）はアニメーションと呼ばれるようになってきました。アニメーションはこれまで30分だったテレビ用尺から1990年代にはアニメーション映画の時代になり長編が作られるようになりました。「美少女戦士セーラームーン」、「ドラゴンボール」、「ポケットモンスター」などが劇場でヒットし、2000年代にはアニメーション映画は日本映画の中心をなすとまで言えるようになり、北米や東南アジア、ヨーロッパにも輸出されていきました。2006年には秋葉原に東京アニメセンター、京都に京都国際マンガミュージアムが建てられ、日本はアニメの発信地といわれるようになったのです。   もちろん北米でもディズニー作品を中心にアニメーションが不動の人気を持ってきましたが、1980年代からは様々な実験的手法を用いていろいろな作品が発表されました。これまでセル画を何枚も見せて動きを作るのは人手に頼る仕事でしたが、1990年代からはCGが導入されるようになりました。コンピュータを用いたデジタル技術がどんどん開発され、登場人物の動きはもちろん彩色や影、背景などもCGで製作されるようになり、一気にデジタル化が進みました。ハリウッドのおひざ元で開催されるアメリカ計算機学会グラフィック部門（ACM-SIGGRAPH）はまさにそのための学会と言っても過言ではなく、アニメにおける登場人物の動きのスムースさや正確さ、リアリティ、背景の自然さをいかにコンピュータを用いて表現するかが学会の主なテーマでした。当時はピクサー（映像制作会社）とディズニーが合併した直後で、「美女と野獣」、「ライオンキング」、「トイストーリー」、「ファインディングニモ」などの作品にいかにCGが効果を与えたかについて熱心に議論されていました。アカデミー賞でも視覚効果（かつては特殊効果とも呼ばれた）に特別な賞を与えるほどです。   アニメーションはもともとたくさんの、例えばフレームレート24-30コマ、すなわち一秒間に8枚ぐらいの静止画（セル画）を見せることで人間の錯覚を利用して動いて見えるようにしたものでした。その昔、パラパラ漫画というものがありました。これは少しずつ異なる絵を重ねて見せることにより、まるで主人公が動いているように見せるものでしたが、これを何倍も速くし動きを滑らかにしたのがアニメーションです。3) 何枚もの静止画の連続をいかに自然な動きに見せるかというのを目的に様々な手法が工夫されています。   セル画は透明なセルロイドに描くため動かない部分は何度も描く必要が無く、変化する部分だけを描けばよいので分業化に向いていました。手塚治虫プロダクションをはじめジブリスタジオなどでも多くの人手を使ってたくさんのセル画が作成されました。そのため周辺には下請的なスタジオができ、職人がたくさん集まりました。手塚治虫プロダクションで勉強した創始者によって設立された京都アニメーションも、その技術の高さ、製品の質の良さから注文が絶えず、そういった制作過程の中心として存在していました。2006年の「涼宮ハルヒの憂鬱」、2009年の「けいおん！」のヒットはその存在感を決定づけ、たくさんの「京アニファン」を生み出しました。   先に述べたように1990年代からアメリカで起こったセル画をコンピュータに取り込み彩色や背景を合成するCG化の動きはそのうち直接コンピュータで作画するまでになり、CG化が進みました。日本では2000年ごろから次第に波及し、「忍たま乱太郎」、「クレヨンしんちゃん」、「ドラえもん」、「名探偵コナン」に続き「ちびまる子ちゃん」、そしておよそコンピュータとはかけ離れたような存在の「サザエさん」までが2013年にはCG化していきました。   CG化されたからと言って人手が不要になるわけではなく、芸術的感覚と共にCG技術も兼ね備えた技術者、職人がまずまず必要になり、技術の訓練と研究も一層盛んになっています。もちろんアメリカでも技術の研究はなされていますが、それをさらに洗練されたものとなるよう工夫を重ねるのはとても日本人に向いており、それだからこそ日本はアニメーションの中心地となりえたのかもしれませんね。     下線部を英語に訳してみましょう   １）なぜ京都でと思った人も多かったようですが、実は京都は日本のアニメーションのひとつの中心地なのです。   ２）夕方30分間にわたってテレビで繰り広げられるアストロボーイ・アトムと地球を狙う悪者たちとの戦いに胸を熱くした子供は少なくありませんでした。   ３）何枚もの静止画の連続をいかに自然な動きに見せるかというのを目的に様々な手法が工夫されています。     英訳例   1) Many people might have thought why in Kyoto, but in fact, Kyoto is one of the centers of Japanese animation.   2) Many children were excited about the lively battle between Astro Boy Atom and the bad guys who targeted the Earth, which was held on TV for 30 minutes in the evening.   3) Various methods have been devised for the purpose of how to make a sequence of still images look natural.      

　昨年頃からGoogle homeやAmazon echoなどのスピーカーフォンのようなものが登場し、 これらのスマートスピーカーに向かって「OK, Google、電気を消して」とか「Alexa,　ワインを注文して」などと言うとそれを実行してくれるという様子がCMなどで映し出され、 １） 意外にお手頃な価格で提供されたので思わず入手してしまったという人も少なくないのではないでしょうか。   実際に使っている人はその便利さを楽しんでいるようですが、こんな執事や召使いのようなことをクラウドがやってくれるというのは、我々にとってはまさにSF映画の世界にいるようでありにわかには信じがたいのですが、高校生諸君にとってはどんな感覚なのでしょうか。科学的に言えば、コンピュータが私たちの話していることを理解し、それに反応する。そこには音声認識という技術があるのです。   AIの発達によりコンピュータが何でもやってくれるという話は「シンギュラリティは近い」というタイトルで今年の初めにも書きましたが、今回はAIによるテキストの音声化（音声合成）と音声認識によるテキスト化の話をしましょう。   コンピュータと音声ということで筆者が最初に興味を持ったのは、テキストの読み上げ装置についてでした。義務教育に突然英語が導入されて入ってきて、これまで英語と無縁だった小学校の教員が英語を教えなくてはならない、しかも自分たちが高校で学んだ文法や英作文ではなく、読んだり、聞いたり、話したりが必要になる。読むと言っても黙読ではなく、声に出して読むことでスピーキングへ繋げようとするものです。もともと小学校の教員になるために英語をしっかり勉強したという人の話はあまり聞いたことがありません。そのスキルが必要だとされていなかったからです。それが急に、英語をネイティブのように話そう、外国人が話しているのを聞き取ろう、と言われても非常に困ってしまうに違いありません。そこで ２） 英語の読み上げがネイティブレベルでできる装置があれば喜ばれるのではないかということを英語教員として考えたのです。   もちろんCDやDVDなどの音声教材もたくさん市販されてはいますが、必ずしも授業で使いたい教材が手に入るとは限りません。普段読んでいる英語の記事をネイティブの発音で読み上げてくれたら、学生が話すときの発音の訓練にもなるし、ネイティブの音を聞くリスニングの訓練にもなります。また、先に音声化されたオーディオ教材と違ってこれは種類が無尽蔵です。最近ではiPhone上のウェブ記事やニュース、さらには iBooksやKindleの書籍も英語で読み上げてもらえるようになっています。発音はかなりなめらかで不自然さはなくなっていますし、おまけにスピードを自分の聞き取り能力に合わせて調節することができるのも嬉しいです。   高校生の皆さんには、新しい単語を学んだ時には必ず発音をチェックするようにしてほしいのですが、ウェブ辞書などにはスピーカーマークが付いていてこれを押せば正しい発音が聞けますが、iPhoneの読み上げ機能ではこれに内蔵されている機能を設定すれば読みながら新出単語の発音や意味を確認することもできるのです。   また、機械的な音声を好まない人も多いでしょうが、それもかなり改善されていて、さらにSiriやSamanthaなど好みの語り手の音声も選べるようになっています。最近では中性的な声の研究もされているようです。   ３） 皆さんもこの読み上げ機能をうまく利用すれば、ネイティブ並みの発音を学びながら通学時間や隙間時間を使ってたくさんの本を読むことができるでしょう。   読み上げ、つまり音声合成（text to speech）に関してはこのようにかなり進んでいますが、音声認識(speech to text)の場合はどうでしょう。   これは技術的にはDeep learningのNeural networkingを利用して自動音声認識から音声検索やテキスト化（文字起こし）に活用するものです。   Googleでは、Oxford Dictionaryに収納されている語数の10倍の語彙を認識でき、120の言語と方言に対応できると言っており、ストリーミング（リアルタイムで流れている）の音声にも録音された音声にも対応できると言っています。また発話者が複数の場合はそれも認識でき、ノイズやコンテクスト上不適切なコンテンツを除くこともできると言っています。かなりの技術ですね。   しかしながら、これまでローカルのデバイス（スマートフォン）からサーバーへ飛ばし、そこで音声を認識、それをテキストに変換して返す、という一連の流れが必要だったため、かなり長い時間がかかってしまったり、途中で止まってしまったりという問題がありました。しかしそれをクラウドまで飛ばさずローカルデバイスの中ですべて行う、つまりオフラインで行うとなると、理論上は速いのですがそのためにはデバイスに莫大なデータ量を載せることが必要となり、かえって遅くなるという問題がありました。その後Googleの技術進歩によって必要なデータ容量をかなり減らすことで実行可能となりました。つまりスマートフォン上であまり遅延を感じずに音声認識を行うことができるようになってきたのです。しかし、これには制限があり、GoogleのPixelスマートフォン上のGboardというアプリでしか作動しない、さらに言語は米語に限られるというのです。これでは米国内でしか使えません。これをローカライズしてどの言語でも使われるようにするには各国での改善が必要になるのです。   現在、この技術は米国のみならず様々な国で研究が進んでいて、そのうちシームレスにいろいろな言語間の認識やテキスト化がスムーズにできるようになるでしょう。最近では自動翻訳機が発売され話題を呼んでいますが、これも ４）話しかけた言葉をオンラインで音声認識、テキスト化を行い、それを翻訳して音声を合成し戻してきます。少しのディレイはありますが、あまり気にならない速度で行なうのですからたいしたものです。自分の言語で話しかけるだけで希望の言語に訳してくれるのですから、海外からたくさんの訪問客を迎える東京オリンピックへ向けてどんどん進歩し、普及していくのではないでしょうか。音声認識、音声合成の技術の進歩とともに。     下線部を英語に訳してみましょう   １）意外にお手頃な価格で提供されたので思わず入手してしまったという人も少なくないのではないでしょうか。   ２）英語の読み上げがネイティブレベルでできる装置があれば喜ばれるのではないかということを英語教員として考えたのです。   ３）皆さんもこの読み上げ機能をうまく利用すれば、ネイティブ並みの発音を学びながら通学時間や隙間時間を使ってたくさんの本を読むことができるでしょう。   ４）話しかけた言葉をオンラインで音声認識、テキスト化を行い、それを翻訳して音声を合成し戻してきます。     英訳例   １）I guess there are not a few people who acquired this product without noticing because it was provided at an unexpectedly reasonable price.   ２）I, as an English teacher, thought it would be appreciated by those teachers if there were a system that could read English at the native level.   ３）You will be able to read many books during commuting time or any spare time while learning native-level pronunciation if you utilize this reading function well.   ４）It will recognize the spoken words online, make text, translate and return the speech back.      

本年5月1日の天皇の代替わりに先立って新しい元号が4月1日に発表されました。新元号は「令和」で初めて万葉集から採られたようです。これまでは漢語から採られることが多かったのですが、このたびは出典として日本の国書を採用するなど古きよき日本という国家を多分に意識したものといえましょう。この元号についてここで論ずるつもりはありませんが、元号、元号と聞くと理系人間としてはつい元素記号を思い出してしまうのです。1）元素記号は、元素を表記するために用いられる記号のことで、原子記号とも呼ばれます。　現在のところ元素の数は118番におよび、さらに173番まで予測されているのですが、2）これらの名前はほとんどがラテン語で、まれにギリシャ語、英語、ドイツ語などが語源となっています。　その名前がつけられた由来は、そのものの持つ性質、色などがその理由となっていたり、あるいは発見者の名前や発見された場所の地名に基づいていたりします。上記以外にも神話や鉱物が由来となっていることもあり、その命名方法は興味深いものです。   ここで元素名を従来の周期表とは異なり名前の由来ごとに一覧で見てみましょう。   表1.　元素名とその由来 名前の由来 原子番号 元素名（英語） 由来 性質 1 水素（Hydrogen） 水から生じる 6 炭素（Carbon） 可燃物　carbo 8 酸素（Oxygen） 酸の元 11 ナトリウム(Sodium) 洗剤、ソーダ 15 リン（Phosphorus） 光を運ぶもの 18 アルゴン（Argon） 化合しない、働かない 28 ニッケル（Niccolum） 銅が取れない 34 セレニウム（Selenium） 月のように輝く 35 臭素（Bromine） 悪臭 36 クリプトン（Krypton） 見つけにくかったこと 42 モリブデン（Molybdenum） 鉛に似ている 43 テクネチウム（Technetium） 人工的に作られた 47 銀（Argentum）(Silver) 光沢 51 アンチモン（Antimony） 単体で見つからない 54 キセノン（Xenon） 揮発しにくさ 56 バリウム（Barium） 重い石 57 ランタン（Lanthanum） 隠れている 66 ジスプロシウム（Dysprosium） 近づきにくい 76 オスミウム（Osmium） 化合物の臭さ 78 白金(Platinum) 銀に似ている 79 金（Aurum）(Gold) 光り輝く 83 ビスマス（Bismuth） 易溶性 85 アスタチン（Astatine） 原子核が不安定 86 ラドン（Radon） ラジウムから生じる 88 ラジウム(Radium) 放射線を出す 89 アクチニウム(Actinium) 放射線を放つ 91 プロトアクチニウム（Protactinium） 崩壊してアクチニウムになる 鉱物 4 ベリリウム（Beryllium） 緑柱石 5 ホウ素（Boron） ホウ砂 7 窒素（Nitrogen） 硝石から生じる 9 フッ素（Flourine） 蛍石 12 マグネシウム（Magnesium） マグネシア 13 アルミニウム(Aluminum) 明礬石 14 珪素（Silicon） 珪石 20 カルシウム（Calcium） 石灰石 25 マンガン（Manganese） マンガン鉱 26 鉄（Ferrum）(Iron) 鉱物の一般名詞 27 コバルト（Cobalt） コボルト 30 亜鉛（Zinc) 亜鉛鉱石 33 ヒ素（Arsenic） 雄黄 40 ジルコニウム(Zirconium) ジルコン 48 カドミウム(Cadmium) 黄色鉱石 62 サマリウム(Samarium) サマルスキー石 74 タングステン（Wolframium） 鉄マンガン重石 色 17 塩素（Chlorine） 黄緑 24 クローム（Chromium） 化合物が多色 37 ルビジウム（Rubidium） 炎色反応が赤い 45 ロジウム（Rhodium） 化合物がばら色 49 インジウム(Indium) 炎色反応が青藍色 53 ヨウ素　(Iodine) 蒸気が紫色 55 セシウム（Caesium） 炎色反応が青 59 プラセオジウム（Praseodymium） 化合物が緑色 77 イリジウム(Iridium) 化合物がさまざまな色、虹の女神イーリス 81 タリウム（Thallium） 炎色反応が鮮やかな緑 神話 22 チタン（Titanium） 地球最初の息子Titans 23 バナジウム（Vanadium） スカンジナビアの神Vanadis 41 ニオブ（Niobium） タンタルスと共存するニオベ 61 プロメテイウム（Promethium） プロメテイウス 73 タンタル（Tantalum） 酸に溶けないタンタロス 80 水銀（Mercury） メルクリウス 90 トリウム(Thorium) 軍神Thore 92 ウラン（Uranium） 天王星Uranus 93 ネプツウム（Neptunium） 海王星Neptune 場所 2 ヘリウム(Helium) 太陽上 21 スカンジウム(Scandium) スカンジナビア 29 銅　(Copper) キプロス島 31 ガリウム (Gallium) フランスの古名ガリア 32 ゲルマニウム (Germanium) ドイツの古名ゲルマニア 38 ストロンチウム(Strontium) 採れたスコットランドの鉱山 39 イットリウム (Yttrium) 鉱物が発見されたYitterby 44 ルテニウム (Ruthenium) 発見されたロシア 63 ユーロピウム(Europium) 発見されたヨーロッパ 65 テルビウム (Terbium) 鉱物が発見されたイッテルビー 67 ホルミウム (Holmium) ストックホルムの古名Holmia 68 エルビウム (Erbium) 発見されたイッテルビー 69 ツリウム (Thulium) スカンジナビアのThule 70 イッテルビウム (Ytterbium) 発見された地名 71 ルテチウム (Lutetium) パリの古名Lutetia 72 ハフニウム (Hafnium) コペンハーゲンの古名Hafria 75 レニウム (Rhenium) 発見地ドイツのライン川 84 ポロニウム (Polonium) キュリーの出身地ポーランド 87 フランシウム（Francium） 発見地フランス 95 アメリシウム（Americium） 発見地アメリカ 97 バークリウム（Berkelium） 発見地バークレー 98 カリフォルニウム（Californium） 発見地カリフォルニア 105 ドブニウム（Dobnium） 発見地ドルナ 108 ハシウム（Hassium） ドイツのハッセン、ハッシア 110 ダルムスタチウム（Darmstatium） ドイツのダルムシュタット 113 ニホニウム（Nihonium） 発見地日本 115 モスコビウム（Moscovium） モスクワ 116 リバモリウム（Livermorium） 研究所所在地リバモア 117 テネシン（Tennessine） 研究所所在地テネシー 発見者 64 ガドリニウム (Gadolinium) Johan Gadolin 96 キュリウム（Curium） Curie夫妻 99 ｱｲﾝｼｭﾀｲﾆｳﾑ (Einsteinium) Einstein 100 フェルミウム（Fermium） Enrico Fermi 101 メンデレビウム（Mendelevium） ドミトリ・メンデレエフ（露） 102 ノーベリウム（Nobelium） Alfred Nobel 103 ローレンシウム（Lawrencium） Ernest Lawrence 104 ラザフォージウム（Rutherfordium) Ernest Rutherford 106 シーボーギウム（Seaborgium） Glenn Seaborg 107 ボーリウム（Bohrium） Niels Bohr 109 マイトネリウム（Meitnerium） Lise Meitner 111 レントゲニウム（Roentgenium） Wilhelm Röntgen 112 コペルニシウム(Copernicium) Nicolaus Copernicus 114 フレロビウム（Flerovium） ゲオルギー・フリョロフ（露） 118 オガネソン (Oganesson) ユーリ・オーガネシアン（露） その他 3 リチウム (Lithium) 岩ithosから採取 10 ネオン（Neon） 新しい 16 硫黄 (Sulphur) 不明 19 カリウム (Potassium) 木炭から採れる 46 パラジウム(Palladium) 女神Pallasから 50 スズ（Tin） 混同されていた合金から 52 テルルリウム（Tellurium） 地球　tellus より 58 セリウム（Cerium） 小惑星Ceres 60 ネオジム（Neodymium） 新しい双子 82 鉛（Lead） 語源不詳 94 プルトニウム（Plutonium） 冥王星　Plutoより   こうしてみると元素記号とその由来はとても興味深いと思いませんか。神話あり、鉱物あり、地名あり。3）それぞれの元素が持つもっと深い発見の物語を読んでみたい気がします。   下線部を英語に訳してみましょう   １）元素記号は、元素を表記するために用いられる記号のことで、原子記号とも呼ばれます。   ２）これらの名前はほとんどがラテン語で、まれにギリシャ語、英語、ドイツ語などが語源となっています。   ３）それぞれの元素が持つもっと深い発見の物語を読んでみたい気がします。     英訳例   1) Elemental symbols are the symbols that are used to indicate elements and also called atomic symbols.   2) These names are mainly Latin, and rarely come from Greek, English and German.   3) I would like to read a deeper story of the discoveries of each element.       参考文献：   斉藤一夫『元素の話』培風館　1982年  

シンギュラリティは近い、2045年には来る、などと言われていますが、これはいったい何のことでしょう。   シンギュラリティとは、直訳すれば単一なこと、特異なこと、それから派生して数学では特異点などを意味します。あるものが他を飛び越えて唯一目立つことです。１） 技術的特異点(Technological Singularity)とは、人類に代わって人工知能（AI）が文明の進化の主役になる日のことです。   皆さん、最近AIという言葉をよく耳にしますね。人工知能（AI）がチェスや囲碁で人間を負かした、家の見守りをAIがしてくれて家の外からオーダーすればお風呂を沸かしたりエアコンを消してくれたりする、あるいはAIを搭載したロボットが放射能で汚染された瓦礫の山に入った等々。AIとはずいぶん便利そうですね。ではそのAIはいったい誰が動かしているの？という疑問がわいてきます。最初はコンピュータのプログラミングによって動いています。つまり人間が書いたプログラムがロボットを動かす、ただ、そのロボットが思考を始めたらどうなるでしょう。AIとはそういう能力を持ったロボットです。２） プログラミングで動きを得たロボットがその結果を自分で参照し、次の行動を考える。しかもベストの解を考えて行動する。これが進んで、一つの計算からその解を再帰的に学習し、次のプログラムを自分で書き進化していくDeep Learningが2012年ごろから飛躍的に進みました。コンピュータやロボティックス、ナノテクノロジーなどの発明はさらに新たな発明と結びつくことで指数関数的に進化が加速していく（The Law of Accelerating Returns）というのがレイ・カーツワイル(Ray Kurzweil)の主張で、それらの進化と人類がいったん同等の能力を持つようになると人工知能が人間を追い抜く日は近いといわれているのです。   このことを理解しやすくするために、身近な例で見てみましょう。   今ではすっかり有名になり多くの人の間に定着した感のあるあのドローン(drones)はコンピュータ・プログラミングにより自らの危険を回避しつつ高いところや低いところを自由に飛んで空からの映像を地上に届けています。これまでにもヘリコプターやラジコン(radio control)飛行機などひとりで飛ぶ飛行機類はありましたが、ではそれらとドローンはどう違うのでしょうか。   ヘリコプターは外部からのコントロールは受けずに人間がコックピットの中で羽根を回転させて飛ばせます。人間が歩いて到着するには厳しすぎる山の上や海上にも赴いて重いものを引き上げたり、輸送したりします。災害時にはヘリコプターが活躍しますね。福島の第一原発の事故の際にも燃料を冷却するためにヘリコプターから散水がなされました。しかしヘリコプターは人間が操縦しますのでそのときに乗り組んだ自衛隊員の方々は決死の覚悟で臨んでおられましたね。   ラジコンは小中学生のころに夢中になった人も多いと思いますが、無線でコントロールしながら飛行機を飛ばすので、たいがいあまり重くない素材でできていてそれほど頑丈ではない、さらに無線による動きのコントロールが難しいということで障害物のない広い川原などでいかに目的のところに飛ばすか、うまく回転させるかなどの腕を競ったものです。これは主に趣味的に使われます。   ３） これらに比べてドローンは、人間による操縦が必要ではないので、たとえば放射線量の高い原子力発電所の跡地や地雷の埋められた地域、敵地の偵察など危険なところへも赴いていくことができます。もともとその目的のために軍用に開発されたのです。ラジコンよりは頑丈でハイテクで自律的にコントロールできる、人間が搭乗する必要がないということで様々な目的で民間にも使用されるようになりました。                   最近ではカメラを搭載したドローンがいたるところで飛び回り、これまで人間には届かなかった高いところから、またヘリコプターで撮影するには低すぎるところからも写真や動画を撮って送ってきています。映画の一部分にももはや当たり前のように使用されていますし、これまで人類が見たこともない景色も居ながらにしてお茶の間に届けられるようになりました。しかしここで問題があります。もしドローンが帰還に失敗した場合はどうなるのでしょうか。どこかに落ちてそのままゴミとして取り残されるのか、知らない人に拾われて次のミッションを帯びるのか、はたまた何かにぶつかって傷害を起こしてしまうのか。またプライバシーの問題や他の飛行物との兼ね合い、通信障害など、まだまだ規約が整っていないうちに動き出したドローンが今後どんな問題を起こしていくのかは想像も付きませんし、それらを規制する法律もようやく平成30年になって動き出したところでまだまだ不十分です。   しかしドローンによる画像や動画撮影が人々に喜ばれるようになるにつれ、個人消費、映画製作業界も含めドローンに関わる経済効果はどんどん増加していきます。ドローンの機器自体の改善はもちろんのこと、画像認識や画像変換、さらには画像転送システムもますます改善されていくことになります。ドローンに搭載されるAI部分も改良が進み、どんどん自己学習を繰り返していくかもしれません。そしてある日、特異点を越えたらいったいどうなるのでしょう。あちらこちらの空を人間には制御できない無数のドローンがこうもりのように飛び回るかもしれません。もしかするとドローンが最初のオーナーの意図に背いて他の人に映像を送りつけたり、なりすました他の人々の命令でオーナーを攻撃したりしはじめるかもしれないのです。   あるいは、４） 家の見守りロボットが進化し続け家中の環境を理想的に整えてくれる。しかしそれは人間が求めていることではないかもしれません。エアコンの温度調節を人間に適する温度以上（あるいは以下）にし、見たくもないテレビを勝手にオンにし始め、お風呂のお湯を節約させ、たくさんの必需品をネットで購入し始める。人間の命令を聞いているようで実は人間がその時に望んでいることではないかもしれませんが、もはや人間の心の声は聞いてもらえなくなるかもしれません。まるでSF(Science Fiction)の一シーンのようですが、これがFictionではなくなるのです。たとえば電車が自己学習したプログラムで便利さを追求して間隔を縮めて走り出したり、自動運転車が好き勝手なところへドライブし始めたり、想像しただけで怖くなりませんか。   レイ・カーツワイルの主張する収穫の加速(The Accelerating Returns)の法則によるとシンギュラリティ(Singularity)自体もさらに加速して進んでいくのかもしれません。シンギュラリティは2045年とは言わずもうすぐそこに来ているのかもしれませんね。     コラム記事の下線部分の英訳例     １） 技術的特異点(Technological Singularity)とは、人類に代わって人工知能（AI）が文明の進化の主役になる日のことです。   Technological singularity is the day when artificial intelligence (AI) acts as the protagonist of evolution of civilization on behalf of mankind.     ２）プログラミングで動きを得たロボットがその結果を自分で参照し、次の行動を考える。   The robot who got the movement by programming refers to the result by itself and thinks of the next action.     ３） これらに比べてドローンは、人間による操縦が必要ではないので、たとえば放射線量の高い原子力発電所の跡地や地雷の埋められた地域、敵地の偵察など危険なところへも赴いていくことができます。   Compared to these, because drones do not need manipulation by humans, they can go to dangerous places such as the site of nuclear power plants with high radiation dose or the area where land mines are strewn or to reconnaissance overflight.     ４） 家の見守りロボットが進化し続け家中の環境を理想的に整えてくれる。しかしそれは人間が求めていることではないかもしれません。   The watching robot of the house continues to evolve and ideally prepares the environment in the house. However, it may not be what human being is asking for.    

皆さんはマイクロウエーブと聞くと何を思い出しますか？　電子レンジですか？　それとも超短波ですか？　電子レンジはいわゆるマイクロウエーブという超短波を用いて調理をする器具ですが、それについて学ぶ前に電波について少し学習しておきましょう。   １）　皆さんは電波にはいろいろな長さのものがあり、その長さと特長によって使用領域が異なっていることをご存知ですか。　よくお友達とでも波長が合う、合わないという言葉がありますが、電波も波長と用途によって合うものと合わないものがあるのです。   それではここで波長の長さによる電波の伝わり方について見てみましょう。   長い波（波長1～10km）は遠くまで伝わることができるので低い山や海底の探査にも用いられていますが、波長が長ければ長いほどその送受信には大規模なアンテナや送信設備が必要になります。   中波は波長が100～1000mですが、電波の伝わり方が安定していて遠くまで届くという特長があり、また受信は簡単なもので済むためAMラジオの放送にはこの帯域が用いられています。 短波は10m～100mですが、電解層に反射して長距離の通信ができることから、船舶無線や航空機の通信、アマチュア無線などに用いられています。   VHF(Very High Frequency)超短波は直進性、指向性が強く、電解層で反射されにくく、山や建物の陰にも回りこんで伝わることができます。多くの情報量を持つことができるのでFMラジオ放送や業務用移動通信に利用されています。   UHFと呼ばれるUltra High Frequency極超短波は、直進性がさらに強く、伝送できる情報量も多い、また小型の送受信機で送受信できることから、携帯電話、地上デジタルテレビ、空港監視レーダーなどに用いられています。   ２）　マイクロ波はSHF(Super High Frequency)とも呼ばれますが、その名の通り特に短い電波のことで、それまで超短波と呼ばれていた短波より短くて周波数の高いものです。　狭義には波長が1cmから10cm、周波数が3ギガヘルツから30ギガヘルツです。この電波はさらに直進性が強いので特定の方向に向けて発射するのに適しています。伝送できる情報量も非常に大きく、雨や雲の影響を受けにくく、電離層での反射や散乱が無いので太陽光発衛星から地上への電力輸送や、送信所間を結ぶ固定の中継回線、通信衛星、衛星放送に用いられています。身近なところでは無線LANにも利用されています。   一口に電波と言っても波長とその特徴によって使用される用途が異なることが分かりましたね。最近では、国内はもちろん宇宙空間でもいろいろな波長の電波が飛び交うということで、他国の無線通信網に干渉を与えないように、国際電気通信連合（ITU）が無線通信規則（RR）で周波数とその使用域を国際的に調整しています。上記の波長と呼称の分類については総務省の電波利用HPでの規定を参考にしましたが、100ミクロンメータから1メータ、300メガヘルツから300ギガヘルツまでの広い範囲の極超短波を総称してマイクロ波と呼ぶこともあるようです。   皆さんの身近にある携帯電話は、UHFの安定的な供給ができるようになって飛躍的な発展を遂げましたが、少しでも幅広くどこでも供給したい携帯電話会社と規定値を超えていないかを監視して摘発する総務省との間でいたちごっこの争いが繰り広げられているようです。   またマイクロ波の使用例として挙げた無線LAN(Local Area Network)は、いまや皆さんにも無くてはならないものとなっていますね。昔は、コンピュータは全て有線のケーブルに繋ぐことでインターネットに接続することが可能でしたが、最近では無線LANによる接続が可能になり、場所に縛られずにインターネットを使うことができます。無線LANはケーブルが必要でない分、持って動きやすく、レイアウトが自由になり、また一時的な使用もできるのですが、他の機器と電波干渉をしあう危険性がありますし、同じ室内でも電波の届かない場所が出てくることもあります。通信速度は電波が弱い場合、有線に比べて遅くなります。このように良い点と悪い点がありますから、これらを総合的に考えて使用する必要があります。   ここに電波の波長と用途をまとめた総務省の電波利用に関するHPの図を掲げましたので参考にしてください。                               出典：総務省電波利用ホームページより   さて、前半では電波の波長による特徴と用途について見てきましたが、マイクロ波は英語ではmicrowave、皆さんが良く知っている電子レンジもアメリカではその名の通りマイクロウエーブと呼ばれています。つまりマイクロ波と電子レンジは同じ言葉になります。電子レンジは、アメリカでは1955年に、日本では61年にはじめて商品化されましたが、2450MHzの波長、出力数百ワットのマイクロウエーブで水分を動かして加熱を行ないます。なので｢電子レンジ＝マイクロウエーブ｣なのです。   それではマイクロウエーブがどうやって調理を可能にするのか、その仕組みを見ていきましょう。電子レンジではマイクロ波で水の分子を振動させて、その摩擦熱で水分子を加熱します。食べ物は固形に見えても水分を含んでいますから水分子を加熱することで温めることができます。   ３）　水の分子は2個の水素原子と１個の酸素原子から成っていますが、水素原子と酸素原子がさまざまな方向に向いているとき、マイクロ波をいろいろな方向から当てれば水分子も向きを変えようとして振動し、周りの分子と摩擦しあって熱を起こすのです。　このとき水分子をより高速で振動させればより高い摩擦熱が出ます。こうして食品が加熱されるのです。陶器やガラス器などの容器はマイクロ波を透過するので加熱されません。もちろん容器に入れた中身が熱くなることによって伝導熱は伝わりますが、それ自体が発熱することはありません。器に金属が貼ってあったり混ざっていたりするとマイクロ波とぶつかり合って火花が散ることもありますので気をつけましょう。     水素原子と酸素原子           摩擦熱発生の様子                   出典：マイクロ波加熱とは？　四国計測工業株式会社   一般に電波が流れると強い電磁波が放出されます。その健康被害について恐れている人も少なくありませんが、実は、宇宙空間ではもっと有害な紫外線やX線、ガンマ線などが自然に存在しています。レントゲンで放射線を浴びると危険だと思われていますが、飛行機で自然に浴びる放射線量のほうがむしろ多いとされています。その場合、1時間当たり約0.003ミリシーベルト浴びるといわれています。つまり10時間のフライトで0.03ミリシーベルト、がんの発生率は放射線量1ミリシーベルトあたり0.005％増加するそうですから、0.03ミリシーベルトでは0.00015％の増加、つまり頻度が少なければあまり危険な量ではないと言えましょう。電子レンジでは確かに強い電流が流れていますが、かなりシールド（遮蔽）されていますので外へ漏れてくるということはほとんどありません。それでももしリスクを減らしたければ少し離れるだけで浴びる電磁波の量をかなり減らすことができます。   むしろ私たちが現在毎日のように使っている携帯電話のほうがよほど強くて短い電波を発しています。脳に与える害についてはまだ解明されていない部分が大きいのですが、くれぐれも携帯電話の使いすぎには注意しましょう。     コラム記事の下線部分の英訳例     １）　皆さんは電波にはいろいろな長さのものがあり、その長さと特長によって使用領域が異なっていることをご存知ですか。   Do you know that there are various lengths of radio waves, and their used areas are different depending on their lengths and features?   ２）　マイクロ波はSHF(Super High Frequency)とも呼ばれますが、その名の通り特に短い電波のことで、それまで超短波と呼ばれていた短波より短くて周波数の高いものです。   Microwave is also called SHF (Super High Frequency), but as its name implies, it is shorter than the radio wave which was formerly called Ultra High Frequency.   ３）　水の分子は2個の水素原子と１個の酸素原子から成っていますが、水素原子と酸素原子がさまざまな方向に向いているとき、マイクロ波をいろいろな方向から当てればそれらも向きを変えようとして振動し、周りの分子と摩擦しあって熱を起こすのです。   A water molecule is composed of two hydrogen atoms and an oxygen atom, but when hydrogen atoms and oxygen atoms are lined in different directions, if microwaves are applied from various directions, the water molecule also vibrates in order to change the direction, which rubs against the surrounding molecules and generates frictional heat.    

先日来、大雨による水害や河川の氾濫で多くの被害が引き起こされています。水のもたらす災害は制御が難しく防ぐのが困難ですね。昔から人間は治水に多くの知恵とエネルギーを投入してきましたが、いくら注意していても思いがけないときに起こるのが水害です。このような水害でなくとも地震のときも水の災害と重なることで被害が大きくなり、思わぬ相乗的な破壊力を呈してくることがあります。何もかも飲み込んでしまう津波がひとつの例ですが、もう一つ見落とされがちなのが液状化です。   １）液状化現象とは、ふだん堅固な地面のように見えている土地が地震などの振動によって揺すられることで液状の地面になることです。そうなると建造物はまっすぐ立っていられません。緩やかに大きな破壊力を示していきます。   記憶に新しいところでは、2011年に起きた東日本大震災の際、東京のベッドタウンである浦安で起きた大規模な液状化現象があります。もともと湾の一部や河口であったところを埋め立てて造成された土地では地下水の水位が高いのですが、運び込まれた土砂の摩擦や粒子間の押し合う力により普段は安定を保っています。しかしこのような地盤に地震などの振動が加わると、砂が沈み、上方に地下水が上がって液状の土地になる。これが液状化です。                     液状化のため地下水が上がりぬかるみに覆われた交差点 出典：レスキュー消防日記 https://blogs.yahoo.co.jp/cibavv/27625028.html （2018年9月4日閲覧）   ではこの液状化はどのようにして起こるのか、そのメカニズムを見てみましょう。           (1)　→　 (2)　→　 (3) 　→　(4)   (1)　安定を保っている土砂と地下水 (2)　地震の揺れにより浮遊状態になる (3)　比重の重い土砂は沈む (4)　比重の軽い地下水が上がる   出典：地盤.jp HP　https://www.ziban.jp/ekijoka.html   最近では建物の構造自体は耐震性が増し、少々の地震ではダメージを受けることや倒壊することは少なくなりましたが、２建物の立っている地盤自体が液状化を起こすとどんな強固な建物でも傾いてしまいます。その意味で液状化のもたらす被害は思っているより深刻なのです。   液状化は湾岸部で起こりやすいのはもちろんですが、内陸部でも田んぼを埋め立てた土地などでは起こり得ます。液状化が起こると、比重の大きい鉄筋コンクリートの建造物や橋などは沈下しますし、比重の小さいマンホールのふたが浮き上がったり、砂を吹き上げたり、または埋設してあった水道管やガス管などが浮き上がりを起こすこともあります。これらは建造物自体をいかに耐震性のものにしても対処しきれるものではありません。                       埋設配管の浮き上がり 出典：国土交通省関東地方整備局   地層が平坦でないところや岸壁などで液状化が起こると地盤が低い方や海側へずれることがあります。これを側方流動といいますが、1995年に起きた阪神・淡路大震災の際には人口島であるポートアイランドで岸壁破壊や建物の基盤破壊が起こり、甚大な被害がもたらされました。                   神戸ポートタワー付近岸壁 出典：神戸市オープンデータ   液状化による倒壊を防ぐためには地盤を固めなければなりません。そのためには地下水位を下げること、天然砕石を用いて地盤を固めること、土の粒度分布を変えることなどが考えられますが、３）建築の際に構造物を液状化しない深部にまで固定させることも重要です。 いずれにしても自分の住んでいる土地の状態を常に把握して不測の事態に備えることが大切です。     コラム記事の下線部分の英訳例     １）液状化現象とは、ふだん堅固な地面のように見えている土地が地震などの振動によって揺すられることで液状の地面になることです。   The liquefaction phenomenon occurs when saturated solid ground becomes liquid due to strong vibration such as earthquakes.     ２）建物の立っている地盤自体が液状化を起こすとどんな強固な建物でも傾いてしまいます。   If the ground under buildings’ foundations liquefies, any strong buildings will tilt sideways.     ３）建築の際に構造物を液状化しない深部にまで固定させることも重要です。   It is also important to reach the stiffer strata with a deep foundation to avoid liquefiable soil layers during construction.    

今回は高分子ポリマーについてお話しましょう。高分子ポリマーって聞いたことがありますか。   物質は原子という小さい粒子からできていますが、これがいくつか集まったものが分子です。皆さんは何かをよりどころにして友達とグループを組んで集まりますが、他にも家族とか地域の集まりとか、いろいろな特徴を持った集まりがあるはずです。それが分子になります。分子には小さい集まりもあれば、大きな集まりもあります。１）原子数百個ぐらいの小さな集まりが低分子あるいはモノマーで、原子一万個以上の大きな集まりが高分子（high-molecularあるいはpolymer macromolecule）あるいはポリマーと呼ばれます。つまりポリマー自体が高分子のことを表しますので、高分子ポリマーとよく言われますが、実は英語ではpolymeric polymerとなりますから重複していますね。   私たちの身の回りを見ると高分子と呼べるものがいろいろあります。高分子と一口に言っても、天然高分子と呼ばれる生体の中で作られた肉や植物など、合成高分子と呼ばれる人間が作り出したペットボトル、ビニール、ポリ袋などのもの、無機高分子という天然物ではあるが生体の中では作られないガラス、宝石などのものに大きく分けることができます。   高分子の全般的な特徴は、軽く、加工がしやすく、衝撃にも強いという一方で、熱に弱く、劣化しやすいという欠点があります。スーパーで食品を買うとポリエチレンのトレイに乗せて売られていますが、トレイに乗せたまま食品を電子レンジで加熱しすぎて、うっかりトレイを溶かしてしまったことはありませんか。また、よく日に当たる洗濯物のピンチがバリバリになって割れてしまうこともありますね。これらは高分子のものが熱や日に弱いということの表れです。こういった消費財的なものは合成して作られるもので充分ですよね。一方、車や家など耐久して使いたい物は金属やセラミックなどで作られています。これらは衝撃に強く、熱に比較的強い、劣化しにくいという特徴を持っています。   みなさんはウールや絹、綿などの天然繊維の服と○○○○の極暖とかエアリズムなどの商品とどちらを着ることが多いですか。最近ではスポーツのユニフォームや直接肌につける肌着さえ速乾性、軽さなどの観点からポリマーを原料とする機能性の高い人工繊維で作られていることが多いですね。２）これらの生地は滑り込んだりすると摩擦で焦げてしまうこともあります。それもポリマーの特徴です。天然繊維も天然高分子ですが通気性が良い、温かいなどの特徴があり、合成高分子はそれに少しでも近づこうとがんばっているのですね。○○○○のウエアも毎年改善されてきているように感じます。   こういった合成高分子は主に石油から作られています。石油は低分子ですが、ポリマーはそれがたくさんつながってたんぱく質のような構造を実現しようとしている高分子なのです。ですからポリマーの服やペットボトル、トレイなどは熱すると溶けて小さくなってしまいます。   逆に言うと、これを生かしたのがリサイクルですね。プラスチック製品やペットボトルなどを回収する活動が盛んですが、ポリマー製品を回収した上で加工し、新しい形にして再利用したり、化学反応を起こさせてモノマーや化学原料など他の分子に変換したりしています。また３）ペットボトルやプラスチック製品を燃やすことで発生する熱を利用して発電をしたり、温熱利用したりすることもあります。   先ほど述べたスーパーの食品トレイやペットボトル、ポリバケツなどは硬い高分子ポリマーの代表ですが、一方で、やわらかい高分子ポリマーもあります。小さいカップのようなものの中に入った緑色のねっとりとした冷たい糊のようなもので壁などに投げつけるとペタっと張り付きますが、そのうち落ちてきてまた糊状のものになるスライムと呼ばれるものを触って遊んでみたことがありますか。この変な感触、つい夢中になって遊んでしまいますよね。これは固形と液体の間の半固形と呼ばれますが、これもやはりポリマーの一種です。ポリマーである合成糊にホウ砂の水溶液を加えて作ることができます。これはやわらかいポリマーですね。   また、やわらかいといえば、化粧品やシャンプー、スプレーの中に溶け込んでいる水溶性のポリマーもあって、これは肌や髪の表面を覆い、カバーをすることによってつやを出したり、保護したりします。   最近、最もよく耳にするのは吸水性ポリマーです。水分を吸収し、吸着したまま保つ保水力があるので、オムツや生理用品などに広く使われています。赤ちゃん用のオムツなどは年々研究も進められていて、吸水量、吸水速度、保水力などがどんどん高まっています。また2011年の東日本大震災のあと、福島第一原子力発電所から放射性物質に汚染された水が大量に流出しました。このときにも壁面の亀裂からの漏れを防ぐために高分子ポリマーが投入されました。汚染水を吸収させて回収しようとしたのですが、これが効果的だったかどうかはよくわかっていません。   どうですか。高分子ポリマーがいろいろなところに存在しているのが分かりますね。皆さんも身の回りでどんなところにどんな特徴を生かして高分子ポリマーが使われているか調べてみましょう。     コラム記事の下線部分の英訳例     １）原子数百個ぐらいの小さな集まりが低分子あるいはモノマーで、原子一万個以上の大きな集まりが高分子（high-molecularあるいはpolymer macromolecule）あるいはポリマーと呼ばれます。   Small groups of molecule with several hundreds of atoms are called monomers or low-molecular, however, big groups of molecule with over ten thousands of atoms are called high-molecular or polymer macromolecule.     ２）これらの生地は滑り込んだりすると摩擦で焦げてしまうこともあります。 These fabric could be burnt when people slide in wearing them.     ３）ペットボトルやプラスチック製品を燃やすことで発生する熱を利用して発電をしたり、温熱利用したりすることもあります。 Utilizing the heat obtained by burning plastic bottles or plastic products, we could generate electricity or use the thermal energy for something.    

３Dプリンター(three-dimensional printerまたは3D printer)について聞いたことがありますか？あるいは実際に見たことがありますか？　１）通常、プリンターと言えば平面の紙の上に文字や図を印刷する機械のことを言いますが、３Dプリンターはそれを三次元で立体的なオブジェクトを造形する機械です。　理工系の技術者の間ではかなり広まってきたとはいえ、まだまだ一般的には普及しているものではないのかもしれません。   コンピュータによるデザイン(CAD: computer aided design) や図形処理(CG: computer graphics) が盛んになるにつれ、作成された画像をその情報に基づいて忠実に立体的に造形する機械｢プリンター｣が求められるようになりました。コンピュータ上に三次元の図形をデザインすると、そのコンピュータにつなげられた３Dプリンターが情報に従って立体図形を実際に作っていきます。これを｢プリント｣するという言葉で表しているのですが、立体的に図形を造形していく際にいくつかの方法があります。                               造形していくには、たとえば液体樹脂を紫外線で硬化させる、粉末をレーザービームで燃焼させて固める、光硬化樹脂のシートを積層させる、液化材料を噴射してから硬化する、ワックスを噴射するなどの方法があります。どの方法をとるにしてもデザインどおりに直接作り上げていけるのです。従来のように鋳型を作ってワックスなどを流し込む方法やワックスの塊を削り取っていく方法とは大きく異なります。鋳型を利用する場合は、まず鋳型を成形しなくてはなりませんが、３Dプリンターの場合はデザインに基づいて直接形を作っていくことができるので手間が省けます。削り取る方法では中空の形を作ることはできませんでしたが、３Dプリンターではそれも問題なくできます。複雑な形でも継ぎ目なく一体化して作れるというのも強みです。しかも製造期間を大幅に短縮することができるのです。こういった特徴から、複雑かつ軽量化が求められる航空機業界や、個人個人に対応して何度も形を調整しなくてはならない医療現場では瞬く間に多用されるようになりました。   数年前から航空機の部品では、思い通りにデザインでき、かつ軽いという理由で、樹脂を３Dプリンターで加工する方法で作られているものがあります。初めて聞いたときには、飛行機の部品などという精密であるべきものが３Dプリンターで簡単に作られるということが何かなじめませんでした。しかしよく考えてみると、３Dプリンターを使えばコンピュータ上のデザインがそのまま立体化できますし、細部まで間違いなく再現できます。おまけに素材は従来の金属より軽量化できるなどと良いこと尽くしです。   ただ、従来金属で作られていた部品の強度が樹脂でも飛行時の圧力や熱に耐えられるのかというのが懸念事項でしたが、これも材料としてチタンやCFRP（carbon fiber-reinforced plastic または polymer 炭素繊維強化プラスチック）が用いられるようになり、度重なる試験で耐性・強度がテストされ評価されると一気に活用が進みました。飛行機の生命部分ともいえるエンジンの部品として３Dプリンターで作ったものが利用されているというのは驚きではありませんか。　２）おまけに、いったんひとつのものが完成すると、同じ品質のものが同レベルでいくつでも作れるというのが３Dプリンターの良いところです。   また医療の現場では、MRI（magnetic resonance imaging 磁気共鳴映像法）やCT（computerized tomography コンピュータ断層撮影）で手に入った立体的な画像に基づいて必要な関節や骨の補助器具等を３Dプリンターで作ることができます。これらは人によって微妙にサイズや形状が異なるため、作成するたびに微調整が必要になります。　３）従来のように型を作って材料を流し込んで作るのでは時間がかかりすぎますが、３Dプリンターであれば画像データから直接器具を作成することができ、時間や手間が大幅に短縮できます。   建築の現場でも建築物のイメージを示すのに、従来は図を立体的に描いて表したり、厚紙や発泡スチロールで組み立てた模型を使ったりしていましたが、今ではCADでデザインしたものを３Dプリンターにかけるとすぐに試作品が作れます。顧客や施主にイメージをプレゼンテーションするときにも試作品があればよく分かってもらえます。   価格も３Dプリンターが出始めた1990年代には100万円以上もして、手の届かない値段でしたが、基本特許の切れた2010年ごろからは数万円で手に入るほど一般化してきたので学校や家庭などでも手に入れることができるようになりました。今では高価な材料で製品を製作する前に３Dプリンターで試作品を作ってみることもあります。   最先端の研究をおこなっているボストンのMIT（Massachusetts Institute of Technology）Media Lab.でも多くの作品に３Dプリンターが使用されていて、いまや3Dプリンターのお陰で新しいアイデアが蜂起されることもあるとすら言えそうです。工期を大幅に短縮できる、安価にできる、軽量化できる、大量生産できるなどの利便性に加えて、設計しながら作る同時性も強みのひとつなのだということが分かりました。多くの人々に歓迎され、今や製作の過程では無くてはならないものになりました。21世紀の産業革命と言われたこのすばらしい技術がわずか30年内外の間にこんなに普及したとは驚きですね。     コラム記事の下線部分の英訳例     １）Usually when we talk about “printers” we mean machines that print letters or figures on a flat piece of paper, whereas 3-D printers are machines that produce objects in three dimensions.   ２）Furthermore, one of the advantages of 3-D printers is that once you have completed an object with one, you can make as many of the same object as you want in the same quality and at the same level.   ３）Conventional methods take a lot of time because a mold has to be made first, and then material is poured into it and allowed to set to create an object. However, 3-D printers can save time and work by producing objects directly from image data.      

みなさんはDDSという言葉を聞いたことがありますか？　DDSとはdrug delivery systemつまり薬を運ぶ方法です。運ぶといっても郵送や宅配便でということではなく、薬を体の隅々へ効果的に運ぶ方法なのです。   １）ドラッグ・デリバリー・システムというのは薬を必要な時に必要な場所へ必要なだけ届ける配送システムです。これにより薬の効果が最大限になります。   薬は体内に取り入れられると吸収され、体全体に効果が及びます。手ごわいウイルスをやっつける薬であればその作用は強力で、薬を必要としない体の他の部分にも働きかけてしまいます。そうして起こるのが副作用です。治療のためには必要な薬であっても強い副作用のため投薬を断念しなくてはならない場合もあります。   これを改善するために多くの研究がなされてきました。時間的に差をつけて効く部位を選択させる、あるいは体のpH（水素イオン指数）を利用して酸性に強い物質で薬を覆う、またある部位では吸収しやすいように形を変える、などいろいろなシステムがあります。これらを総合してdrug delivery system (DDS)と呼びますが、DDSについてもう少し詳しく見ていきましょう。   DDSの第一人者である片岡一則先生はDDSのことを「トロイの木馬のようなもの」だと言っておられます。みなさんは「トロイの木馬」の話を知っていますか。   ギリシャ神話の時代にトロイとギリシャの戦争がありました。イーリオス城の正門の鴨居が壊されることがギリシャ勢に下された神託のひとつでしたが、ギリシャ勢はそれを叶えるため、「大きな木馬がイーリオスの門をくぐるとギリシャが負けるらしい」と嘘の噂を流してトロイ勢に自ら城門を壊させて木馬を中に入れさせてしまいました。トロイの人たちはこれでギリシャとの戦いに勝利したと喜んで宴を開き、酔っ払って眠りこけたのです。その夜、木馬の中に隠れていたギリシャ兵が出てきて暴れ回り、仲間も呼んでトロイを陥落させたのです。このことから「トロイの木馬」とは無害なように見せかけて狙った場所へ入り込み、中に仕掛けた兵で目的の場所にいる敵をやっつけることを言います。コンピュータ用語では、有用に見せかけたプログラムを不用意に入れさせ、中で悪い働きをさせることを「トロイの木馬」と呼んでいます。　２）DDSも工夫をして体内（血液中）に薬をうまく取り込ませて中で暴れさせるので「トロイの木馬」と呼んでいるのです。   DDSには大きく分けて3つの異なる働き方が有ります。   １． Control release　コントロール　リリース（放出過程の制御）持続化 ある薬を患部に時間差で届けることによって何度も飲まなくても効き目を持続させることができます。まず初めに溶け出す粒、次に溶け出す粒とコーティングの溶ける時間に差を付けてあげると薬はずっと効いていることになります。   ２． Targeting　ターゲティング（分布過程の制御）標的指向化 がんなどの患部のpHは健常部と異なる（酸性が強い）ので、その部位のpHで溶けるコーティングで包むことで薬を目的どおりのところに届けることができます。従来はがん細胞に達する前に薬が壊れることもありましたが、これによって目的のところに届けられますし、すい臓がんや脳腫瘍など従来なら抗がん剤が到達しにくいところまで入り込めるのです。正常な部位に働きかけて副作用を起こすことなく、悪いものだけをやっつけることができます。   ３． Passing barrier zone　バリアゾーンの通過促進（吸収過程の制御）吸収促進 ナノカプセルは50ナノメーターと小さいので、がん細胞が作る血管壁の隙間を通ることができます。健常な血管は密でその大きさの分子も通りませんが、がん細胞が作る血管は雑で粗くリンパ管も未発達なのでバリアゾーンをナノカプセルが通過することができます。したがって薬ががん細胞だけに蓄積されるのです。                         出典：役に立つ薬の情報～専門薬学　https://kusuri-jouhou.com/pharmacokinetics/dds.html   最近では遺伝子に働きかけることで病気を予防する研究が進んでいますが、体に吸収されやすい高分子物質を遺伝子と結合させることによって遺伝子に直接働きかけることができるようになっています。また、山中伸弥博士のノーベル賞で有名になったiPS細胞（人工多能性幹細胞）もDDSによって実用化が促進されています。   DDSの良い点は、大掛かりな装置が不要で、注射や点滴で注入可能なので入院をしなくても通院で受けることができることです。そのため治療のために退職や休職をしなくてもすみます。また初期費用は高いのですが、ランニングコストが低いので結局は経済的な負担も少なくてすみます。　３）これらのことから生活の質(Quality of Life)を落とさずに治療を受けることができるのです。　DDSが夢の配送方法になるといいですね。     コラム記事の下線部分の英訳例     １） A drug delivery system is a system that allows a drug to be delivered to any location at any time and in any quantity when and where and how much it is required.   ２）DDS is called “a Trojan horse” because it manages to have the body absorb drugs (through the blood) tactfully and allows them to function inside the body.   ３）For the reasons above, patients can receive treatment without lowering their quality of life.