謎の永久機関 Part3

ハイゼンベルグの永久機関について読者の”文科系”さんとコメントでやり取りをしていて新しい知見と議論があるのでちょっと纏めて見た。文科系さんからは名前に反してなかなか鋭い指摘を頂いています。

まず、ベルト左側で発生する総浮力と重りMとの関係について下記の関係があるとの指摘があった。（オリジナルに大気圧パートを追加しています）

重りMはベルト最深部で大気圧＋水圧に打ち勝つ力　Mg＝（Lρｇ＋atm）S　を発生する必要が有る。いっぽう浮力は全てのピストンを隙間無く並べ場合に最大となり　F=ρLSｇ　となる。

この二つの式から　浮力と重りの関係は　F　＜＝　Mg-atmS　となる。

この式の意味するところは左側で発生する浮力は決して重りの発生する力Mgより大きくはならない。言い換えるとこのピストンと重りの単独システムは必ず水に沈むと言うことになる。（まあ、あたりまえかな）そして、いくらベルトを伸ばしても総浮力はMgを越える事は無い。ただし、ベルトを伸ばせば相対的に大気圧の項が小さくなる。水深１０ｍだと大気圧と水圧は等しいし水深１００ｍだと大気圧の項は１０％、水深１０００ｍだと１％となり浮力と重りがほぼ等しくなる。

さて、浮力の最大値がわかったところで、このシステムが動くかどうかで議論が続いている。

問題はシステムが右回りに運動を続けるか？だが現時点で左側には浮力Fが発生し右側ではそれがゼロだという事で意見は一致している。問題は上点、下点で浮力とは反対側のトルクが発生するか否かで議論している。上点での動きを下図に書いてみた。

問題は回転力；トルクの総和だ。トルクの単位はN・ｍ　まず浮力F1は回転中心からRの位置で鉛直方向に上向きに働く。　浮力と逆に働くのはF2,F3だが中心より右側のF4はF2と等しく逆方向に働くので打ち消しあう。よって、残る逆トルクはF3と言うことになる。ちなみにR1=R2=R3=R　であるから　F3の発生する左向きトルクは　F3＝R・COS(T2)・Mg　

いっぽう浮力の発生する右向きトルクは　F1=R.COS(0)・（Mg-atmS)＝R・（Mg-atmS）

この二つが拮抗する場合　F1=F3　となり COS(T2)= (Mg-atmS)/Mg が得られる。ここで最下点が充分深く大気圧分が無視できるとすると　COS(T2)＝Mg/Mg =1 と近似され　T2がゼロのときに浮力と逆回転モーメントが一致する。

これの意味するところは結局のところ冒頭で書いたとおり浮力がMgにほぼ拮抗するので単体のピストンでは回転しない、ということになる。しかし上図でF2とF4は打ち消しあうのでF3が角度T2=０の位置に無い限り右向きの回転トルクは発生する事になる。

永久機関が成立すると言う事は受け入れがたいが、私はいまだにハイゼンベルグ機関が動かない納得いく理由が解りません。　続く...

 

Gospel Truth イエス・キリスト

Gospel　Truth　真説”聖書”、イエスの正体；ラッセル・シュート　という本を読んだ。なんだか週刊誌のタイトルのようですが、なかなか考えさせる内容だったので紹介します。

まず、イエス・キリストと言う人物は実在したのか？という基本的な疑問がある。ユダヤの歴史家ヨセフスとローマの歴史家タキトゥスの歴史書がAC.93及びBC.100に書かれているがそこにはキリストの記述は一切無い。ただ、これ（非実在説）は少数意見である。

イエスが実在したとして、その人はどのような人で、なにを主張したのか？と言う事はキリスト教徒ではない私にとっても大いに興味がある。

イエスはナザレに住むユダヤ教徒の大工のヨセフの息子で、当人も恐らく大工だったと思われる。母親はマリアで、聖書では処女懐胎により身ごもったことになっているが、イエスが実在の人物であれば処女懐胎というのは合理的には受け入れがたい。通常の性行為の結果として生まれたと考えるのが自然だ。

その大工のイエスに一大転機が訪れたのは、バプテスマのヨハネのもとを訪れ洗礼を受けた時である。当事、ヨハネは有名な預言者として知られておりイエスも、のこのこナザレから砂漠地帯を越えてヨルダン河岸のヨハネを訪れたのだ。そして、おそらくイエスはそこでヨハネの弟子になって教えを得たのであろう。このときイエスは32歳であった。

驚くべきは32歳のイエスがヨハネの洗礼を受け伝道を開始し、その後ゴルゴダの丘で処刑されるまでたったの２年間しか無いということ。彼は34歳で死んだ。このたったの２年間の結果が世界史を書き換える事になる。

この間に彼は数々の奇跡を起こしたことになっている。水の上を歩いたり、水をぶどう酒に変えたり、魚とパンを5000人に配ったり、病人を治したり...　これ等の話は事実もあれば後世の創作もあるだろう。心身症と言う症状がある。例えば戦場ヒステリーというのがあり、足が全く動かないケースや目が全く見えない兵士が終戦のニュースを聞いたとたんスタスタ歩き始めたり、新聞を読み始める。心因性の要因で身体に異常を起こすことは良くある。これを直すひとつの方法は心から信ずることだ。イエスを心から信じた心身症患者はイエスが立って歩け、と命ずることによりヒステリー状態が解消され治った。これが奇跡として伝承された、と言う事は合理的に納得できる。

これを裏付ける事実として、イエスはナザレでは奇跡を起こさなかった。なぜなら、ナザレの住民は覚醒前のただのイエス青年を良く知っていたので、彼の言葉をそれほど信じられなかったからだろうと...

イエスが伝道で行ったのは、神の国に言及したことと共食（共食いではなくきょうしょく）だ。一緒に食事をする事は当事のユダヤ社会では一般的なことではなかった。それをイエスは老若男女、主に貧しい人々と共にした。そのクライマックスが最後の晩餐だ。

神の国に関してはイエスの主張は実は良く解らない。イエスは神の国を語るときたとえ話をするのだが、その内容が支離滅裂で意味を成してない。

たとえば、マタイ伝１３・３３”天の国はパン種に似ている。女がこれを取って３サトンの粉に混ぜると、やがて全体が膨れる”

　ここには何の寓意も無い。これは私見だが、このような脈絡の無い支離滅裂な文章は統合失調症の症例でよく見られる。

イエスは信者を増やしていく。そして、過ぎ越しの祭り（Pass Over)の最中、エルサレムの”神殿”で伝道騒ぎを起こし、ローマ兵に追われ逮捕され、裁判を経て翌日にゴルゴダで磔になり死ぬ。

実は私は仕事でイスラエルを二度ほど訪問したことがあり、エルサレムのヴィア・ドロローサ（悲しみの道）を辿ったことがある。イエスが十字架を担いで喘ぎながら登った道だ。その道の果ての巨大な自然石の上に聖ゴルゴダ教会が立っている。伝道者イエスは32歳から34歳の間の2年間、共食と心身症の治療とよく解らない神の国の言葉で信者を増やし、最後にローマ兵により処刑された。それだけの事だ。しかしその言葉と行為には貧しきもの、悩めるものを等しく救済する救いが含まれていたが故に、大衆の心の中に深く浸み込んでいったのだろう。

問題はその後だ。イエスの真の教えは”神の愛や恩恵を得るのに仲介者は必要ない”と言うものだった。しかし、教会はイエスを仲介者そのものにする、という最大の矛盾を犯した。新約聖書にはマタイ、ルカ、マルコ伝があり、それとは独立に原始キリスト教に近い死海文書が発見されている。先のマタイ、ルカ、マルコ伝は教会の正当性を維持するための創作が相当部分を占めており、真のイエスの教義を伝えるものとは思えない。真のイエスの思想は死海文書や教会から異端とされたグノーシス派の教義に残っているのではないかと言う説がある。

だらだらと書いてきたがイエスの思想が新約聖書に書かれていると考えるのは間違いだ。宗教弾圧を行い、十字軍でイスラム世界に暴力的に侵入し、宗教裁判でガリレオを弾圧し、魔女狩りを行い、ユダヤ人を差別しホロコーストを引き起こしたのはキリスト教会だ。処女懐胎や奇跡の多くや復活の話は、教会が正当性を維持するための創作に過ぎない。ならば、イエスの真の思想はなんだったのか、これを真剣に考えるムーブメントが今キリスト教社会の中で起ろうとしている。

この本も、私自身もイエスを貶める気持ちは毛頭無い。しかし、イエスという人物が徒手空拳且つ、たった二年で世界史を書き換えた事実は教会の意図を超えて深く考える必要があると思う。

 

 

謎の永久機関 Part2

日本語のサイトではハイゼンベルグ機関について有用な情報が得られなかったので、英語サイトを調べてみた。　（key word ; Heisenberg perpetual )

すると、これに近いものを作った人がいてYouTubeにアップロードしていた。

http://www.youtube.com/watch?v=uzrVF0EzH3I

アメリカ人のこういう実証主義、思いついたらやってしまうところは好きですね。ところが、結論から言うと彼のシステムは動かなかったようだ。下図がその代物。

まあ、基本的アイデアはハイゼンベルグ方式だが、ぐるぐる回る水車のような形状をしている。まあこれだと回転偶力が支配的になり動かないかなあ、とは思います。彼自身も動かない理由を延々10分間ほど説明している。

ひとつ言える事は、この図のような回転モーメントが発生したかどうか？ビデオを聞いていても、そこのところがもうひとつハッキリしないのだが、もし回転に至らないまでも回転モーメントの発生が確認できたとするとハイゼンベルグ機構は動作する可能性が出てくる。回転偶力は上点と下点の二ヶ所しか発生しないが、浮力はチェーンでいくらでも増やすことが出来るので回転偶力を超える浮力を発生するシステムが出来ないわけが無いと思います。

これを改良して浮力が回転偶力を打ち消すところまでやれば面白いのだが、一枚目の写真の様子じゃあ水深が取れなくてダメだね。個人的には実証は製作精度が悪ければ摩擦で動かないだろうし手間もお金もかかるので、なにか手ごろな物理シュミレータが無いか探してるのですがナカナカ...

どこかの研究所なりで真面目にやってもらえませんかねー？　もし、永久機関なんてタワゴトだとおっしゃるなら、ハイゼンベルグ機関が動かない理論的説明を是非教えてください。

 

おまけ

　ハイゼンベルグに対抗してボーアも永久機関を考えた、それがこれ、

書かれている数字は重りの重量（単位Kg)　左は９ｋｇで右は６ｋｇなので永遠にグルグル回る...　

わけないだろー！　ヾ(。｀Д´。)ノ

 

 

謎の永久機関

人生に悩み事はつきものですが、中学生レベルの物理の問題で未だに理解できない問題があるという事は本当に許容しがたいものがある。しかし、解らないものは解らない、だれか答えを知っていたら教えて...

まず下の図のような構造を考える、

ピストンを水中に沈める。そしてそのピストンに重りでF=１０ｋｇ・ｇの力を加える。左の場合は加えた力で空間が出来るはずだ。右の場合はもちろん空間は出来ない。

ここでの一つ目の疑問は、こうして出来る空間と与える力Fとの関係だ。トリチェリの真空実験で考えれば水銀の７６０ｍｍより上は真空になる。その出来る真空の容量は、ガラス柱の大きさに依存するだけでいくらでも大きくなる。　（水中でこのような空間が出来る事は小学校の先生が実験して確認しているので参考にされたし；　http://www2.nsknet.or.jp/~mshr/report/genatu.pdf　）

これを水中で行った場合は、F=大気圧＋水圧　で釣り合うだろう。そうなると浮力は押しのけた水の重量に等しいので左の系ではρVの浮力が生じる。

ここまでは納得でしょうか？　しかし、これが本当なら永久機関が出来るのです。

上の図の構造をベルトで多数繋いで下図のような機構を作ります。ベルトの左側は浮力が生じ浮き上がろうとし、右側は浮力が無いので沈みます。

回転上端と下端ではちょっと考慮が必要な動きをしますが、このチェーンを例えば100組繋いだとすると充分な浮力が生じるので上端、下端での動作は無視することが出来る。もし100組でダメなら１０００組、なんなら1万ｍ繋いでもよい。１００：１或いは１０００：１の効果は当然無視できると思います。

これが、私がなぜ動作しないか解らない永久機関なのです。ちなみにこれを発案したのは量子力学で有名なハイゼンベルグで、ハイゼンベルグの永久機関と呼ばれています。これをwebでググッてもろくな回答が無いのです。上端と下端で重りの移動する際の反作用で回転をキャンセルするとか、上端、下端で水圧が違うので仕事量の差でキャンセルするとかの尤もらしい事を書いてはいるが、それが左側全体の浮力と釣り合う訳がない事は明らかでしょう。そんな説明では全く納得がいきません。

よく考えるとF=大気圧＋水圧だとすると平衡点は水深のある一点でしかない。それより下だと圧力が重りより大きく空間は出来ないし、上だと圧力が重りを支えきれずに下に抜けてしまう。この問題を回避するには重りを最下点の圧力で平衡するようにして、それより上の水深では重りがストッパーで止まる様にすれば良い。また、上端下端では回転偶力が発生すると思われるのでもう少しマシな絵を書いてみた。

このイメージが正しければ回転モーメントは上端、下端のそれぞれの左右で打ち消しあって問題にならない様に見える。やっぱり解らない...　ただひとつ言える事は上図の左下の部分では断熱膨張による吸熱が起り、逆に右上では発熱する。つまり、これが連続運転すると海水の下部が冷やされ上部が温かくなるという熱輸送が起るはずだ。そうなるともしかすると、このシステムは第二種の永久機関なのかもしれない。

いずれにせよ、だれか正しい答えを知ってたら教えて...　これが解らない限り成仏出来ません

 

美味しんぼ 低線量被曝について

私は原発は廃止すべきだと思っています。理由は簡単で原発は発電コストが高すぎる。このコストには核廃棄物処理コストが当然含まれます。核廃棄物は10万年の半減期を考慮した処分が必要で、大変な手間とコストがかかります。もし核廃棄物処理に目をつぶって使い続けるとしたら、それは将来にツケを残して、今いる人間だけが甘い汁を吸うということであり、全くの不条理です。

いっぽう最近、漫画美味しんぼで福島での鼻血が話題になっています。作者の意図するところは低線量被爆の影響で鼻血が出たり、疲れやすくなっているという事を書きたかったようです。ところが、この低線量被爆については医学的に驚くべき事実が明らかになっています。

成層圏を飛ぶ航空機の乗務員（パイロット、スチュワーデス等）は地上勤務に比べて宇宙放射線被爆を強く受けます。欧州ではこの問題に対する厳密な調査が行われ、その結果として長時間フライトの乗務員は地上勤務に比べガンの発生率が６０％程度に低下する事が判っています。

また、英国では放射線科医の死亡率を調べていますが、これまた一般人、ソーシャルクラス１（セレブ階級）、一般臨床医に比べて５０％くらい低いことが確認されている。

その他、アメリカでは原子力空母や原子力潜水艦を作るドッグで働く作業員の寿命がやたら長いことや、1983年に台湾で起きた建築用鉄骨に放射性コバルト６０が混入しそれを使ったアパートに住んでいた住人のガン発生率が低いこと、中国やインド、ブラジルにある自然放射線の強い地域に住む住人の寿命が長いことなど多くの例が確認されています。

日本でも長崎・広島の被爆者のご老人達が元気でカクシャクとしておられる事や、東京で戦前の夜光時計にぬるコバルト塗料の上で60年以上暮らしていたお婆さんがピンシャンしていた例などがあります。

もちろん、強い放射線を短時間に受ければ人間は死亡します。問題は累積放射線量と共にその放射線密度なのです。弱い放射線密度で長時間被爆しても人には影響が無い、というよりむしろ健康になる、と言う事が実証されているのです。もともと生体にはDNA損傷を改修する機能が備わっており弱放射線は恐れる必要は無いと言う事ですね。

これは冗談ではなく本気で言うのですが、福島県は将来日本の長寿県になると思いますよ

参照；　http://homepage3.nifty.com/anshin-kagaku/sub081128kondo.html

 

 

 

再生可能エネルギープラントのアイデア

ここ数日新しい太陽光発電システムのアイデアに取り付かれている。本気でやるなら特許を申請すべきですが、それも面倒くさいのでこのブログで公開して公知にしてしまいます。

きっかけはこの記事を見たことです。　http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1405/13/news017.html

これはイスラエルの学者のアイデアで、アリゾナに高さ７００ｍ近いタワーを建設しようとしているプロジェクトで、なかなか面白い。みなさんは夏に滝に涼みに行った事はあると思います。その時に滝つぼから、かなり強い冷風が吹いて来るのを経験した事はありませんか？あれは単に水の流下に伴う気流ではなく、水しぶきが気化する際に気化熱を奪い、空気が冷却され重くなって下降気流が発生しているのです。このダウンドラフトタワーはその原理を応用して砂漠地帯の乾燥した暑い空気に水を散布して下降気流を起こしその風で発電しようとするものです。

似たような話で以前からあるのが、砂漠の太陽光で空気を温めて上昇気流を起こし発電する、というアイデアです。

ただ、これは砂漠の熱い空気のなかでより熱い空気を作り出して上昇気流を作り出す、というものでけっこう無理があるのです。熱力学第二法則と言うのがあって熱機関の効率は温度差が大きいほど高くなります。このアップドラフト方式では温室で暖めた空気をチムニーで集めて上昇させるのですがこの温室の外の地上も太陽光エネルギーは同じように暖めます。つまり、このシステムは熱力学的には効率が悪いのです。これに対して水で冷却するダウンドラフト方式はとても有望だと思います。

ただ、ダウンドラフト方式の問題は水の供給です。オリジナルのアイデアでは海水をポンプアップして散布するとしています。　https://www.youtube.com/watch?v=2japP5d0qCI

この場合、ポンプアップに要する電力と乾燥した塩分を撒き散らすことによる環境汚染が問題になるでしょう。アリゾナに最初のプラントを計画しているので、この場合は近くのコロラド川のパウエル湖からサイホンで水を引けばこれ等の問題は解決しますが、とは言え貴重な真水をタダぶちまけるのは気が引けます。

そこで、私は考えました。この二つの方式を一緒にしたらどうかと...　

いちおう簡単な図を書いてみたんですが、これはダウンドラフトタワーとアップドラフトタワーを同軸構造にしています。まず高さ７００ｍの地点で外側のダウンドラフト部分で散水し下降気流を作り出します。その気流を使って基部のタービンを回し発電する。その湿った冷たい空気を温室を通して太陽光で加熱し、アップドラフトタワーで上昇気流を作る。ここで、従来のアップドラフトタワーと決定的に違うのは上昇するのが乾燥空気ではなく高湿度の水分を含んだ空気という点です。

みなさんは夏空にモクモクと湧き上がる積乱雲をご存知でしょう。あの雲が何故成層圏に届くまで発達して上昇するかと言うと、空気中の水分が凝結する際に潜熱を出して、周りの空気より温度が高くなるからです。水分を含んだ空気と言うのは乾燥空気に比べエネルギー密度がずっと高いのです。砂漠では空気が乾燥しているので雲は出来ません。しかし、このシステムでは水を散布する事で人工的に積乱雲をタワーの中で作ることが出来るのです。こうすることで、ダウンドラフトの下降流と潜熱放出による上昇流が合わさって高出力の発電が可能になります。おまけに潜熱放出した水分は凝結して液体に戻るので、それをタワーの頂部で捕集してダウンドラフトに戻せば水をポンプアップ電力無しに循環する事が出来る。

と、ここまでは良いのですが実はひとつ大問題があります。砂漠特有の気候です。実はダウンドラフトは夜間発電が可能なのです。というのも、砂漠の上空の空気は２０００ｍ位まで熱く一定なのです。（下図）　http://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/bitstream/2433/72375/1/a35b1p19.pdf

我々が住んでいる地域では１００ｍで0.6℃ずつ気温が下がりますが砂漠は違うのです。このおかげで夜間も上空の空気は高温を保っているので散水によって下降気流が起こり発電が可能なのです。しかし、問題は雲の発生高度です。温度が一定だと断熱膨張による温度低下の度合いが小さいのでなかなか雲は発生しません。２０００ｍのプラネタリー境界を越えてやっと温度が下がるので人工的にタワー内部で雲を作り出そうとするとこの２０００ｍ以上の高さのチムニーが必要となるのです。（なんせ、積乱雲は1万mですからね...）

まあ、２０００ｍの煙突となるとちょっと手が出ない感じがします。ただ、ダウンドラフトが実用化し、水の供給が将来問題になってきたら、きっと人類はこの煙突を立てる時が来る様な気がします。その時にワシは2014年の5月にそれは気がついておった、と言う証拠にこのブログを書いておく、という次第です。

追記；

夜間は太陽光エネルギー供給が無いので、ダウンドラフト気流はバイパスして外部放出する機構が必要

 

バラが咲いた

我が家のバラが咲いた。バラは蕾が開くまでずいぶん日にちがかかる。3-4日前から何時咲くかと待っていたところ、今朝見るとこんな具合に開いていました。でも、まだ満開ではありません。開きかけですね。

蕾がたくさん付いているので、これからどんどん開花してくると思います。

バラの大敵がにっくきチョックリ（バラゾウムシ）

こいつが咲きかけのバラの蕾の茎に卵をうみつけると蕾がカクンと萎れてしまう。こいつにはオルトランなどの殺虫剤は効果が無い。見つけ次第ひねり潰すしかないのだが厄介なことに、ちょっとした振動で仮死状態になってぽとりと落ちてしまう習性があり、なかなかやっつけられない。そこで自家製の強力唐辛子＋木酢液、３年物を撒いている。

これがなかなか効果があるようで、今年はまだチョックリの被害は出ていない。あいつに遣られると本当にガックリ来るので、唐辛子さん宜しくお願いしますよ...

おまけは花盛りの庭

最後のは香菜、コリアンダーの花です。葉っぱはカメムシ臭いけど実は素晴らしい香りのスパイスになります。

 

 

背骨が痒い

骨折から3週間が過ぎてだいぶ治ってきた。もう松葉杖無しに歩き回っているし寝るときはコルセットを取って寝ている。また車で買い物や図書館なんぞに出かけてウロウロ出来るようになっている。

人間の身体は7ヶ月で全て入れ替わると福岡伸一が書いている。動的平衡というやつだ。とすると、怪我や骨折も時間が経てば治るのは納得できる。治りかけの怪我や手術跡はなんとなく痒い。今回の背骨も同様でなんとなく痒い感じがして寝床で思いっきり伸びをしたり反ったりすると気持ちが良い。

ただ、家内は余り無理をするな、とうるさい。確かに下手に後遺症が残って腰痛持ちになるのも困るのでもう少し辛抱が必要かな...

骨折報告２

背骨骨折から二週間が経ち、昨日ギプスをはずしてコルセットを装着した。コルセットは特注で6万5千円もする。ただ、健保適用なので3割負担で残りは還ってくるようだ。ギプスはぐるぐる巻きでカチカチなので背骨がこすれて痛かったが、コルセットはフレームが背骨の位置を避けているので当たらず快適です。それと、脱着が出来るので風呂に入れる。二週間ぶりのお風呂です。風呂に入って、Y積さん差し入れのビールを飲んでやっと人心地がついた。Y積さん、ビールありがとう。

ところで、医者に行くと毎回レントゲンをバシャバシャ撮る。まあ骨の状態を確認する方法としてはこれが一番簡単だから仕方は無いが、背骨の位置を撮ろうとすると玉を直撃する事になる。まあ、いまさら子種の心配はしなくても良いが、少しは医者も考えたらどうかね...　これから3ヶ月間、毎週診察に来なさい、といわれたが、毎回こんな具合にレントゲンを撮られたら堪らんから、問題がなかったら医者に行くのは控えようかと思います。（ちなみに、レントゲンの医療点数はけっこう高いので商売としては美味しいのだろう）

レントゲンに関して、女性の場合は下記の様な情報が有るので注意しましょう。

ジョンズ・ホプキンス大学医学部の研究によって、レントゲン検査で医療被曝を経験した女性は、レントゲン未経験者の同年齢の女性に比べると、ダウン症児が生まれる確率が7倍も高いことが明らかになっている。