1945年終戦の年
1945年のノーベル物理学賞の受賞者はスイスの物理学者ヴォルフガング・パウリである。受賞理由は、「パウリの原理とも呼ばれる排他原理の発見」である。
パウリの排他原理とは、量子力学の法則の一つである。ウォルフガング・パウリが発見した排他律なのでこう呼ばれる。排他原理 簡単に言うと、原子の中の2つの電子が同時に同じ量子状態（エネルギー状態）を占めることができない、ということ。
大雑把なアナロジーで説明すると、電子は原子核の周囲を回る決まった席にしか座れず、一つの席には一つの電子しか座れない、ということ。なお、素粒子のうち、この排他原理に従うものフェルミオンと呼び、従わないのはボソンと呼んで区別する。
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物理学と哲学に関する随筆集 |
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| シュプリンガー・フェアラーク東京 |
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137 物理学者パウリの錬金術・数秘術・ユング心理学をめぐる生涯 |
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金を生物濃縮する生物
生物濃縮とは、ある種の化学物質が生態系での食物連鎖を経て生物体内に濃縮されてゆく現象をいう。これには、水銀濃縮による水俣病、カドミウム濃縮によるイタイタイ病などの公害病があり、あまりよいイメージがない。
生物濃縮による環境被害は、レイチェル・カーソンが著書「沈黙の春」でDDTなどによる生物濃縮問題を論じたことで、よく知られるようになった。生物濃縮は、一部の農薬や重金属で起きやすい。
しかし、中には金などの貴金属を濃縮するシロアリ、ヒョウタンゴケなどの生物も存在する。こうなると価値は大逆転する。
今回、地中深く埋蔵されている金を探すための、驚くべき目印を発見したと、オーストラリアの研究チームが22日、発表した。金鉱脈の上に生えているユーカリの木の葉に、微量の金が含まれていることが分かったという。
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参考 National Geographic news：ユーカリの木で金鉱探査
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Webで実践 生物学情報リテラシー |
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指標生物―自然をみるものさし (フィールドガイドシリーズ) |
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ペルーのイルカ漁は違法
イルカ漁というと、アカデミー賞を受賞した映画「ザ・コーブ」を思い出す。日本のイルカ漁を隠し撮りしたドキュメンタリー映画が第82回米アカデミー賞の長編ドキュメンタリー賞を受賞した。
舞台は日本の和歌山県太地町。イルカが赤い血をあげる様子や、隠し撮りに対して地元住民が憤って「妨害」する様子などが収録されている。 内容はイルカやクジラを「優先的」に保護する「環境保護活動家」が、太地町のイルカ漁に抗議し、イルカを捕っている日本人は野蛮だというメッセージになっている。
同じ日本人としては、不本意な映画である。現在、世界の数箇所でこの漁獲方法によりイルカが獲られており、日本以外には、オセアニアのソロモン諸島、大西洋のフェロー諸島や南アメリカのペルーでも行われている。
今回、ペルーでイルカが虐殺されるようすがビデオに撮られ公開された。 ペルーでは1996年以降はイルカ漁は違法となっているので、これはルール違反である。
CNNニュース「イルカ大量捕殺、サメ漁の餌にフカヒレ輸出」から引用する。
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イルカを食べちゃダメですか? 科学者の追い込み漁体験記 (光文社新書) |
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白人はイルカを食べてもOKで日本人はNGの本当の理由 (講談社プラスアルファ新書) |
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オゾンホールの意外な影響力
オゾンホール（Ozone hole）というと、南極や北極上空の成層圏のオゾン層における春期のオゾンの濃度の減少を指す。有害な紫外線をさえぎるオゾン層が破壊されて穴があいたような状態になる。
発見された当初は南極上空だけに発生するとされていたが、最近では北極上空にもオゾンホールが出現していることが問題になっている。その原因は北極上空の寒冷化である。
2012年3月、北極上空に、突然オゾンホールが現れたが、北極上空の成層圏の気温変化をみると、1月頃から気温が急激に下がり、4月にかけて―80度を下回った。平均気温から10度も低く、今まで見られなかった現象だった。専門家は、この極端な気温低下がオゾン層の破壊を生んだと考えている。
今回、海洋研究開発機構（JAMSTEC）の研究チームは、アフリカ南部の地域社会に大きな影響を及ぼしている近年の地上気温上昇の原因について、過去30年の観測データを解析したところ、南極上空のオゾンの減少がアフリカ南部でアンゴラ低気圧を強化させた結果、この地域の夏季の気温を上昇させていることを世界で初めて明らかにした。
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オゾンホール―南極から眺めた地球の大気環境 (ポピュラー・サイエンス) |
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オゾン層破壊の科学 |
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化学兵器・生物兵器は国際法で禁止されている
シリアで化学兵器が使われたことが問題になっている。化学兵器や生物兵器は国際法（ジュネーヴ議定書）で使用が禁止されているからだ。
シリアではサリンが使われたという。サリンは我が国でもオウム真理教事件で使用された猛毒である。体重1kgあたり、0.35mg体内に注入すると死に至る。有名な青酸カリ（シアン化カリウム）が3～7mgであるから、約10倍違い、サリンの恐ろしさがわかる。
化学兵器が毒性の強い化学物質を使用するに対し、生物兵器では生物毒を使用する。
生物兵器の主なところでは天然痘ウイルスや炭疽菌、ボツリヌス毒素などがある。治療法があって自分の身を守りつつ敵国にダメージを与えられる細菌やウイルスが適し、治療法が確立していないものは適さない。 使用方法は、多種多様であり、砲弾や弾道ミサイルの弾頭に装填する方法、航空機などより噴霧する方法などがある。
地球上に存在する、史上最大の毒素とは何だろうか？
ギズモード・ジャパンの記事「史上最強の致死性物質見つかる。悪用の懸念から最高機密扱い」から引用する。
毒素の致死量（Wikipedia）
| 名称 | 半数致死量(mg/kg) | 含有するもの・用途 | 出典・備考等 |
|---|---|---|---|
| ボツリヌストキシン(A) | 0.00000037 | ボツリヌス菌 | 資料により非常に幅が大きい。 |
| テタヌストキシン | 0.000002 | 破傷風菌 | |
| マイトトキシン | 0.00005 | 有毒渦鞭毛藻 | |
| パリトキシン | 0.00025 | スナギンチャク類 | |
| ダイオキシン(2,3,7,8-TCDD) | 0.0006～0.002 | 産業副産物 | 種による特異性などを含め緒論あり。 |
| ベロ毒素 | 0.001 | 病原性大腸菌・赤痢菌等 | |
| テトロドトキシン | 0.01 | フグ他 | |
| VX | 0.02 | 化学兵器 | |
| リシン | 0.03 | トウゴマ | |
| サリン | 0.35 | 化学兵器 |
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参考HP wikipedia：致死量 PATORIOT：最強のウイルス（菌）ランキング （注！衝撃的な写真を掲載しています！見たくない人はやめてください）
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猛毒動物 最恐50 コブラやタランチュラより強い 究極の毒を持つ生きものは? (サイエンス・アイ新書) |
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ボツリヌストキシン・ハンドブック―顔の美容医療のA to Z |
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鉛中毒で毎年14万人超が死亡！
鉛というと、釣りなどで用いられるおもり（シンカー）の材料として思い浮かぶ。しかし、近年鉛の毒性が問題となったために、鉛に代わるおもりの素材としてタングステンなどの導入が進められているという。
その他には、鉛蓄電池の電極、鉛ガラス（光学レンズやクリスタルガラス）、美術工芸品（例えばステンドグラスの縁）、防音・制振シート、銃弾、電子材料（チタン酸鉛）などである。また、放射線遮蔽材として鉛ガラスや鉛シートなどの形で用いられる。
鉛に毒性があるとはこれまで聞いたことはあったが、世界保健機関（WHO）は10月18日、鉛中毒のために世界全体で毎年14万3000人が死亡しているとの推計を発表した。
被害は低所得国や中所得国に集中し、脳や神経の発育を阻害する鉛の作用によって知的障害者となる子供が毎年60万人に上るという。
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急性中毒診療レジデントマニュアル 第2版 (レジデントマニュアルシリーズ) |
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鉛中毒予防規則の解説 |
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溶媒・溶質・溶液
溶媒（solvent）とは、固体、液体あるいは気体を溶かす物質の呼称。工業分野では溶剤（ようざい）と呼ばれることも多い。最も一般的に使用される水のほか、アルコールやアセトン、ヘキサンのような有機物も多く用いられ、これらは特に有機溶媒（有機溶剤）と呼ばれる。
溶質（solute）は溶液をつくるさいに溶かすべき物質(気体，液体，固体)のこと。たとえば食塩の水溶液についていえば，溶質は食塩であり，溶質に対して溶かす成分である溶媒は水である。溶質が液体(たとえばエチルアルコール)の場合に溶質が溶媒(たとえば水)に無制限に溶けることがある。このような場合は溶質と溶媒の区別はしにくいが、存在している量または割合の小さいほう(50％以下)を溶質ということが多い。
溶液（solution）とは、2つ以上の物質から構成される液体状態の混合物である。一般的には主要な液体成分の溶媒（solvent）と、その他の気体、液体、固体の成分である溶質（solute）とから構成される。
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参考 Wikipedia： 栄養ドリンク スポーツドリンク クリーニングおすすめ.com：ドライクリーニング 教えて！goo：有機溶剤
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有機溶剤作業主任者テキスト |
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クリーニング店の秘密―2人に1人の消費者に「不満!」と言われる |
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睡眠不足が健康に悪い理由
忙しくてなかなか眠れない。やらなければならないことがあり、なかなか眠ることができない。日本人は世界と比較するとあまり寝ていないそうだ。
OECD（経済協力開発機構）の2009年の報告では、加盟18カ国中、日本は韓国に続いて2番目に睡眠時間が短かった。中でも問題は中高年世代だ。2010年にNHKが行った「国民生活時間調査」によると、日本人の平均睡眠時間は7時間14分。他の年代はすべて7時間以上寝ているのに、男女とも40代と50代だけが6時間台で、全体の足を引っ張っている。日本人は外国と比べても睡眠時間が短いそうだ。
しかし、睡眠不足は身体によいわけはない。身体にどんな影響があるのだろう？
睡眠不足は起きている時間が長くなり、食欲が増えるので肥満を引き起こしやすい。睡眠不足は心拍数が増え、高血圧になりやすく集中力も落ちる。また、免疫力が低下し病気にかかるリスクを高め、早死する確率も高まることがわかっている。病気は鬱病、糖尿病、心臓病、風邪など様々な病気にかかりやすくなる。
「睡眠時間が短い人は早く老ける」というのも、あながち俗説とは言えないようだ。「睡眠中は成長ホルモンが出て細胞を再生する。睡眠不足だと、その分泌が少なくなるので老化が進んでしまう。同じく抗老化ホルモンであるメラトニンも、やはり夜に分泌される」という。
AFP通信の記事「脳の老廃物排出、就寝後にスピードアップ 日経Trendy：睡眠不足は酔っぱらい状態と同じ
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「全身の疲れ」がスッキリ取れる本 (知的生きかた文庫) |
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毎日ぐっすり、気持ちよく眠る!―眠りを改善し、免疫力をアップする生理活性アミノ酸 |
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台風26号の次は台風27号
台風26号が関東をかすめ、伊豆大島に1時間に122ミリという記録的な大雨を降らし、土石流の発生により46名もの犠牲者を出した。関東を直撃したらどうなっただろうか？
そして、次は台風27号が発生、10月18日午前9時現在、マリアナ諸島にあり、時速15キロで北北西へ進んでいる。中心気圧は955ヘクトパスカル、中心付近の最大風速は45メートルで、非常に強い勢力となっている。また、中心から110キロ以内では風速25メートル以上の暴風となっている。
今年の夏は集中豪雨、猛暑、竜巻などがあり、気象庁も異常気象を宣言した。台風の発生もハイペース。すでに27個で、平年の年間発生数25.6個を上回る。今後、平年通りに発生が続けば、36個だった年間記録に迫る勢いだ。地球温暖化の影響が現在も継続しているといえる。
参考 朝日新聞10月17日の記事 台風26号記録的な大雨はなぜ？海面の水温が影響か
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地球温暖化はどれくらい「怖い」か? ～温暖化リスクの全体像を探る |
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地球温暖化―この真実を知るために (ニュートンムック Newton別冊サイエンステキストシリーズ) |
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ナトリウム・カリウムポンプ（Na+, K+ポンプ）とは何か？
Na+, K+ポンプタンパク質はデンマークのスコウ（Jens C. Skou）によって発見され、1997年のノーベル化学賞が授与されたほど重要な蛋白質。
すべての動物細胞では細胞の内と外でナトリウム(Na+)、カリウム(K+)、カルシウム(Ca2+)等のイオンに関し濃度差が保たれており、この濃度差が生命活動の原動力ともなっている。
例えば、「神経が興奮する」という現象は、細胞の外に多いNa+が、濃度差に従って細胞内に流入することで「活動電位」という電気信号が生じることがその実体である。
一方、興奮によって失われたイオンの濃度差をもとに戻すのがイオンポンプ蛋白質の働きである。これは、Na+, K+に対するポンプ蛋白質であり、ATPのエネルギーを利用してNa+を細胞内から外へ、K+を外から内へと運搬する。これをNa+, K+ポンプという。同様にCa2+ポンプも存在する。
今回、東京大学は、これまで考えられてこなかった光エネルギーを使ってナトリウムイオンを菌体外に排出する新しいタイプのタンパク質「ナトリウムポンプ型ロドプシン」を海洋細菌の一種「Krokinobacter eikastus」から発見した。
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参考HP 科学技術振興機構：光でナトリウムイオンを輸送するポンプ型タンパク質を発見 Wikipedia：ロドプシン ナトリウム・カリウムポンプ
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膜タンパク質構造研究 |
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Na/K-Atpase and Related Transport Atpases: Structure, Mechanism, and Regulation (Annals of the New York Academy of Sciences, V. 834) |
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ハイスピードカメラのシャッター速度
シャッタースピード（Shutter speed）は、カメラによる写真撮影の際、シャッターが開放され、フィルムまたは撮像素子がレンズを通した光にさらされる（露出する）時間である。
シャッタースピードの速さはどのくらいだろうか？これまでのカメラだと、1秒-1/2秒-1/4秒-1/8秒-1/15秒-1/30秒-1/60秒-1/125秒-1/250秒-1/500秒-1/1000秒といった具合に速くなる。
動画では通常、1秒間に24コマ、ビデオカメラは1秒間に30コマしか撮影しない。しかし、最近では、高速度撮影（ハイスピード撮影）できるカメラも市販されている。人間の目では知覚出来ないほどの瞬間的な画像を撮影することができ、再生するとスローモーションで見ることができる。
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CASIO カシオ デジタルカメラ EXILIM EX-ZR300GD ゴールド ハイスピード 高速連写 |
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Canon デジタルカメラ Power Shot SX280HS 約1210万画素 光学20倍ズーム ブラック PSSX280HS |
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糖尿病の原因は何か？
糖尿病は血糖値（ブドウ糖量）が上がる病気である。血糖値の増加は血管を傷つけ動脈硬化が起こす。はじめに影響が出るのは毛細血管で、網膜症、腎臓病、手足の末端部に壊疽が起きる。
糖尿病の原因は何だろう？血糖値は通常、すい臓のβ細胞でできる、インスリンなどのホルモンの働きによって一定範囲内に調節されている。ところが、インスリンの働きが悪くなるとブドウ糖濃度が上昇する。これが糖尿病の原因だ。
では、どうなるとインスリンの働きが悪くなるのだろう？インスリンは細胞のインスリン受容体と結びつき、糖を吸収しやすくする働きがある。ところが、肥満により、脂肪細胞に多くの中性脂肪がたまることでインスリン受容体の数が減って、インスリンの効きが悪くなる（インスリン感受性の低下）。このため、血糖値が上がってしまう。
ところが、今回、順天堂大学を中心とした研究チームは、マウスおよびヒトを用いた研究結果から、インスリンと共に「膵β細胞」から分泌される亜鉛が肝臓でのインスリン分解を抑制することで、肝臓を通り抜けて全身に向かうインスリン量を十分に確保する仕組みあることを発見した。
参考HP マイナビニュース記事：糖尿病の原因の1つに亜鉛分泌量不足の可能性 novonordisk.co.jp インスリン抵抗性
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インスリン抵抗性 |
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糖尿病学イラストレイテッド～発症機序・病態と治療薬の作用機序 |
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ダイヤモンドが大量に存在する天体
インドで日本の中古ダイヤモンドが人気だ。インドでは資産としてダイヤは貴重。日本の中古ダイヤは、安く買える。これをインドで再研磨して、新品同様に取引されるので人気なのだ。
これまで資産としての投資対象は金だったが、金は重い。1億円分の金なら100キロを超すので身につけて逃げるのは不可能。その点、ダイヤなら一粒で1億円もありうる。炭素なので空港の金属探知機にも反応しない。
ダイヤはこのように貴重な宝石だが、地球上では希少な存在だ。どうやってできるのだろう？ダイヤは炭素からできている。だが、ただの炭素ではない。地下100ｋｍという、とても深いところでできる。このような深いところは、高温、高圧で、回りからかなり強い力でおさえつけられている。そのために、炭素のつぶは強く結びつけられて、固いダイヤモンドになるのである。
参考 九州大学総合研究博物館：ダイヤモンドが語る惑星の歴史 学研サイエンスキッズ：ダイヤモンドは何でできているの？
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ダイヤモンドの科学―美しさと硬さの秘密 (ブルーバックス) |
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あのBSE騒動を振り返る
最近の牛丼は安くて美味しいので、よく弁当を買いに行く。しかし、覚えているだろうか？数年前、BSE（狂牛病）発生により、米国産牛肉の輸入禁止され、吉野家は牛丼を2004年から2年以上販売中止するなど長期に渡り影響が出た。
その後、日本や海外で、BSEの原因タンパク質プリオンを含む、牛の脳や脊髄などの組織（特定危険部位：SRM）を食肉から取り除き、家畜のえさに混ぜないといった規制が行われた結果、世界中でBSEの発生は激減した。
結果、輸入が再開され、安くて安全な牛肉が食べられるようになった。しかし、BSEの病原体が細菌やウイルスではなく、タンパク質の異常という非常に珍しいケースであり、根本的な治療法は何も確立されていない。現在でも病理学的には諸説あり、各国で研究が進められている。
BSEが怖いのは、BSEに感染した牛の神経組織にある、異常プリオンを食べると感染し、変異型クロイツフェルト・ヤコブ病になることである。また、輸血などヤコブ病の人から作られた医薬品が原因で感染することもある。
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食のリスクを問いなおす―BSEパニックの真実 (ちくま新書) |
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脳とプリオン―狂牛病の分子生物学 (シリーズ・応用動物科学バイオサイエンス) |
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日本犬のルーツはニホンオオカミ？
現在の学説では、犬のルーツは約1万5000年前（後期旧石器時代）に東アジアで家畜化されたオオカミであり、アジア、ヨーロッパ、アメリカの順に広がっていった…とされている。日本の犬のルーツはどこだろうか？
日本で最も古い犬の骨は、神奈川県横須賀市の夏島貝塚から出土した、9200年前のものである。当時、日本にもオオカミが生息していたが、体型が大型であった のに対し、日本の犬は小型（現在の柴犬と同じくらい）で、中型のものも発掘されていない。
したがって、日本の犬は日本オオカミが家畜化したものではな く、日本に渡来したヒトが連れてきたものに違いない。だから、日本 の犬の歴史は更に古く、縄文時代の初め、乃至はもっと以前まで遡る可能性は十分にある。狩猟・採集を生業の基盤としていた縄文人にとって、犬は必要 不可欠の存在であったから、可愛がるとともに非常に大切にしたら しい。
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犬の日本史―人間とともに歩んだ一万年の物語 (PHP新書) |
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犬の科学―ほんとうの性格・行動・歴史を知る |
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