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日経サイエンス 2016年 9月号


0 日 経 サ イ エ ン ス 2016 年 9 月 号

日経サイエンス 2016年 9月号


2016 年 9 月 号 特 別 付 録 2016 年 9 月 1 日 発 い 第 46 巻 第 9 号 通 巻 543 号 日 経 サ イ エ ン ス 日 本 版 親 と 子 の 科 学 の 冒 険 2016

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日 経 サ イ エ ン ス 孀 、 日 本 版 ー タ イ ジ ェ ス ト Dlgest 2016 VOL46 No. 9 特 集 人 工 知 能 爆 発 的 に 進 化 す る デ ィ ー プ ラ ー ニ ン ク ・ ・ 36 ヘ ー ジ Y. ヘ ン シ オ ( 加 モ ン ト リ オ ー ル 大 学 ) 完 全 な 自 動 運 転 車 は で き る か 44 ヘ ー ジ S. E. シ ュ ラ ト ー バ ー ( 米 カ リ フ ォ ル ニ ア 大 学 バ ー ク レ ー 校 ) ス ー バ ー AI 恐 る べ し ? ・ 50 ヘ ー ジ S. ラ ッ セ ル ( 米 カ リ フ ォ ル ニ ア 大 学 バ ー ク レ ー 校 ) 東 大 発 べ ン チ ャ ー プ リ フ ァ ー ド ・ ネ ッ ト ワ ー ク ス の 挑 戦 ・ ・ 52 ヘ ー ジ 吉 川 和 輝 ( 日 本 経 済 新 聞 ) 人 工 知 能 (AI) の 研 究 開 発 が 大 き な 盛 り 上 が り を 見 せ て い る 。 研 究 が 始 ま っ た の は 1950 年 代 半 ば で , こ れ ま で 何 回 か 研 究 プ ー ム が あ っ た が , こ こ 数 年 の ブ ー ム は 実 社 会 へ の 応 用 が 本 格 的 に 始 ま っ た 点 か 大 き く 異 な る 脳 の 神 経 回 路 網 の 構 造 と 働 き を 模 倣 し た 「 デ ィ ー プ ラ ー ニ ン ク ( 深 層 学 習 ) 」 の 手 法 に よ っ て , コ ン ピ ュ ー タ ー は 「 知 能 」 と 呼 ん で も い い ほ ど の 能 力 を 自 ら 育 み つ つ あ る 。 チ ェ ス や 碁 の 世 界 最 強 レ ベ ル の 名 人 を 破 り , 人 に 代 わ っ て 自 動 車 を 運 転 し た り , 応 対 し た り す る 人 工 知 能 は い か に し て 実 現 さ れ , こ れ か ら と の よ う な 進 歩 を 遂 げ る の か ? 4 本 の 記 事 で 詳 し く 紹 介 す る N エ コ (0)S - > く ト 日 経 サ イ エ ン ス 2016 年 9 月 号

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日 経 サ イ エ ン ス Scientific American trademarks used with permission 0f Scientific American, lnc. [email protected] AMERICAN 日 本 版 2016 Vol 46 No. 9 特 集 脳 の 仕 組 み を 真 似 た デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ ( 深 層 学 習 ) の 研 究 が 急 進 展 , 人 工 知 能 (AI) が 本 格 的 に 活 躍 す る 時 代 に な っ た 。 そ の 将 来 は ? 爆 発 的 に 進 化 す る デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 036 Y. ヘ ン ジ オ 完 全 な 自 動 運 転 車 は で き る か S. E. シ ュ ラ ド ー バ ー ス ー バ ー A ー 恐 る べ し ? 050 S. ラ ッ セ ノ レ 東 大 発 ペ ン チ ャ ー プ リ フ ァ ー ド ・ ネ ッ ト ワ ー ク ス の 挑 戦 超 新 星 に 新 タ イ プ 続 々 発 見 D. ケ イ セ ン 普 通 の 100 倍 も 明 る い も の , 暗 い も の な ど 天 体 爆 発 は バ ラ エ テ ィ に 富 む よ う た 。 重 力 波 の ″ 超 新 星 ″ も 相 次 ぎ 発 見 中 島 林 彦 最 速 ラ ン ナ ー の 秘 密 D. F. マ ロ ン 短 距 離 走 で 好 記 録 を 出 す た め の カ ギ が バ イ オ メ カ ニ ク ス 研 究 で 明 ら か に な っ た 。 痒 み の 科 学 S. サ ザ ー ラ ン ト 様 々 な 痒 み 物 質 と そ の 受 容 体 な ど , 分 子 機 構 の 詳 細 が 解 明 さ れ た 。 語 学 バ ト ル 印 欧 語 族 の 起 源 を め ぐ っ て M. バ ル タ ー DNA 解 析 や 進 化 生 物 学 か ら の 新 た な 証 拠 に よ っ て , 論 争 は む し ろ 激 化 。 ポ ス ト エ ボ ラ 症 候 群 S. ャ ス ミ ン エ ボ ラ 出 血 熱 か ら 回 復 し た 生 還 者 の 多 く が 目 や 神 経 の 障 害 に さ い な ま れ て い る 。 044 4 036 052 吉 川 和 輝 天 体 物 理 学 058 天 文 学 058 068 バ イ オ メ カ ニ ク ス 072 神 経 科 学 078 078 学 五 ロ ニ 一 一 口 092 084 表 紙 人 工 知 能 (AI) の 急 速 な 台 頭 は 社 会 に 大 き な イ ン バ ク ト を 与 え そ う だ ( 34 ペ ー ジ 「 特 集 : 人 工 知 能 」 , 表 紙 イ メ ー ジ : Tavis Coburn)0 公 衆 衛 生 092 日 経 サ イ エ ン ス 2016 年 9 月 号 6

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ル を 獲 得 し た ハ ー ド ル 選 手 の デ ビ ッ ス ピ ー ド の 秘 密 を 解 剖 ウ ェ イ ア ン ド は バ イ オ メ カ ニ ク ス の 専 門 家 と し て , ド ・ オ リ バ ー (David Oliver) が さ を 第 1 一 流 の 短 距 離 走 者 が ど の よ う に し て そ の ら に 成 績 の 向 上 を 望 ん だ た め , 彼 の 強 ス ピ ー ド を 生 み 出 し て い る の か を 20 年 に わ た っ て 研 究 し て き た 。 化 コ ー チ は 2012 年 に 彼 を ウ ェ イ ア ン ド の と こ ろ へ 連 れ て 行 っ た 。 ウ ェ イ ア の 背 の 高 さ と 筋 力 が ポ ル ト の 好 ン ド は オ リ バ ー の 弱 点 を 2 つ 指 摘 し た 。 足 の 着 地 点 が 身 体 の 重 心 か ら 離 れ す ぎ 成 績 に 寄 与 し て い る 証 拠 だ と 考 て い る こ と と , 抜 き 脚 の 膝 の 位 置 が 振 え ら れ る 。 り 上 げ 脚 の 膝 に 対 し て ず っ と 後 ろ に な ウ ェ イ ア ン ド の 発 見 は 一 流 選 手 だ け で な く ア マ チ ュ ア の 短 距 っ て お り ( 本 来 は 並 ぶ か む し ろ 前 に 出 離 走 者 に も 当 て は ま る と ス ポ ー る の が 望 ま し い ) , 着 地 の 力 を そ い で ツ 科 学 者 は み て い る 。 か か と を い る こ と た 。 硬 く 保 ち , 膝 を 高 く 上 げ て 力 い オ リ バ ー は こ れ ら の 点 に 留 意 し て 訓 つ ば い 地 面 を 蹴 る こ と は , す べ 練 し , 数 カ 月 後 に 一 貫 し た 改 善 を 見 た と い う 。 彼 は 翌 2013 年 に モ ス ク ワ で て の 人 を オ リ ン ピ ッ ク 選 手 に す る こ と は で き な い だ ろ う が , 自 開 か れ た 世 界 陸 上 競 技 選 手 権 大 会 で 110m ハ ー ド ル の 金 メ ダ ル を 獲 得 , 現 己 ベ ス ト 記 録 を 達 成 す る 助 け に な る だ ろ う 。 も ち ろ ん , 地 面 を 在 も こ の 種 目 で 歴 代 4 位 の 記 録 を 持 つ 。 あ ま り 激 し く 蹴 る と 負 傷 な ど の た だ し , ウ ェ イ ア ン ド の 助 言 に 従 っ た 選 手 に ど ん な 変 化 が 生 じ た か を 科 学 問 題 に つ な が る 恐 れ が あ る 。 フ ォ ー ム と こ ろ で , ロ ジ ャ ー ス は ウ ェ イ ア ン が お 粗 末 な 場 合 , 膝 や 足 の 裏 , す ね を ド か ら よ い 評 価 を 得 た 。 ウ ェ イ ア ン ド 的 に 追 跡 し た 研 究 は こ れ ま で の と こ ろ に よ る と 優 秀 な ス プ リ ン タ ー は 一 般 に 論 文 に は な っ て い な い 。 だ が , 現 在 進 痛 め た り , 拇 指 球 に 炎 症 が 起 こ る 「 中 足 骨 痛 症 」 に な っ た り す る 危 険 が あ る 。 「 地 面 を 攻 め 立 て る 」 よ う な 走 り を す 行 中 の あ る 解 析 に よ る と , 彼 の ア ド バ る 。 ロ ジ ャ ー ス の デ ー タ は , 彼 が ま さ 仏 ニ ー ス ・ ソ フ ィ ア ・ ア ン テ ィ ポ リ イ ス に は か な り の 効 果 が 認 め ら れ る と ス 大 学 の 研 究 者 モ ラ ン ()B Morin) は , に そ れ を 実 行 し て い る こ と を 示 し た 。 い う 。 モ ン タ ナ 大 学 の バ ン ド ル (Matt ロ ジ ャ ー ス の 体 重 は 約 75kg に す ぎ な BundIe) は 実 験 的 に 選 ん だ 短 距 離 選 か か と を し つ か り 保 つ 訓 練 法 と し て , い が , ラ ン ニ ン グ マ シ ン を 蹴 る 力 は 手 に ウ ェ イ ア ン ド の 助 言 が ど の よ う に 坂 道 を 走 っ て 下 る こ と を 推 奨 し て い る 。 ま た , 縄 跳 び は 足 の 反 跳 を 素 早 く す る 320kg を 超 え て い た 。 そ れ も , 直 前 の 効 い た か を 解 析 し , 「 パ フ ォ ー マ ン ス の に 有 効 だ と い う ( な お ウ ェ イ ア ン ド 激 し い 運 動 で 筋 肉 が 疲 弊 し た 状 態 で の 向 上 薬 に よ っ て 得 ら れ る と 思 わ れ る の の 発 見 が 当 て は ま る の は 短 距 離 走 に 限 数 字 だ 。 リ オ の オ リ ン ピ ッ ク で ど う な と 同 程 度 の 改 善 」 を 確 認 し た 。 る 。 持 久 走 の 場 合 は 足 で 地 面 を 強 く 蹴 る か 保 証 は な い が , ウ ェ イ ア ン ド の 測 そ れ で も ウ ェ イ ア ン ド は バ イ オ メ カ る の で は な く , 体 力 を 長 時 間 に わ た っ 定 に よ る 評 価 か ら す る と 期 待 は 上 々 と ニ ク ス が す べ て で は な い と 認 め る 。 未 て 維 持 す る ほ う が 重 要 だ ) 。 研 究 の 部 分 が 多 く 残 っ て い る し , ラ ン い え そ う た 。 ( 編 集 部 訳 ) ナ ー 自 身 に は 制 御 で き な い 要 因 も あ る 原 題 名 The Secret to Speed (SCIENTIFIC AMERICAN August 2016 ) と い う 。 例 え ば 遺 伝 的 素 質 は 明 ら か に 非 常 に 重 要 な 要 素 だ 。 「 そ こ そ こ の 体 も っ と 知 る に は ・ ・ 格 と 筋 力 が な け れ ば 一 流 の 短 距 離 選 手 FASTER TOP RUNNING SPEEDS ARE ACHIEVED WITH GREATER GROUND FORCES NOT MORE RAPID LEG MOVEMENTS. Peter G. Weyand et al. in 加 可 A22 ″ ed に は な れ な い だ ろ う 」 と ウ ェ イ ア ン ド 2 ん ア olog 必 V01. 89 , NO. 5 , pages 1991 ー 1999 ; November 1 , 2000. は 説 明 す る 。 FOOT SPEED, FOOT-STRIKE AND FOOTWEAR.• LINKING GAIT MECHANICS AND RUNNING GROUND REACTION FORCES. Kenneth P. Clark, Laurence J. Ryan and Peter G.Weyand そ し て , バ イ オ メ カ ニ カ ル な 欠 点 を in 加 肝 れ 記 可 Expe 襯 e れ I Bi010gy, VOI. 217 , NO. 12 , pages 2037 ー 2040 ; June 15 , 2014. 補 っ て 成 績 を 上 げ て い る 選 手 も い る 。 ARE RUNNING SPEEDS MAXIMIZED WITH SIMPLE-SPRING STANCE MECHANICS? 世 界 最 速 の 短 距 離 選 手 , ジ ャ マ イ カ の Kenneth P. Clark and Peter G. Weyand in 加 肝 れ 記 可 A22 d P olog ァ , VOI. 117 , NO. 6 , pages 604 ー 615 ; September 15 , 2014. ウ サ イ ン ・ ボ ル ト (Usain Bolt) の 走 「 速 く 走 れ る 競 争 ト ラ ッ ク 」 , T. A. マ ク マ ホ ン ほ か , サ イ エ ン ス ( 日 経 サ イ エ ン ス の 前 身 ) 1979 年 2 月 号 。 り 方 は , ウ ェ イ ア ン ド に よ る と 完 璧 と ウ ェ イ ア ン ド の 研 究 室 に お け る 実 験 風 景 の ビ デ オ を は い え な い 。 こ れ は 他 の 要 素 , 特 に そ ScientificAmerican.com/aug2016/sprinting に ア ッ プ 予 定 。 NOSIIM 」 出 「 77 http ・ //www nikkei-science.com/

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お 得 な 「 定 期 購 読 」 を お 勧 め し ま す ! 学 割 は さ ら に お 得 ! ギ フ ト に も ! 15 ′ 811 円 1 年 購 読 12 冊 で 一 冊 ず つ の お 求 め よ リ 、 1 ′ 469 円 お 得 ( 14 , 640 円 十 税 ) だ ん ぜ ん お 得 ! 27 フ 72 円 2 年 購 読 24 冊 で 6 ′ 788 円 お 得 ( 25 , 715 円 十 税 ) ご 指 定 の 住 所 に 、 毎 号 、 直 接 お 届 け す る の で 個 別 に 3 年 購 読 , 。 冊 で , 40 732 円 11 ′ 108 円 お 得 ( 37 , 71 5 円 十 税 ) 買 う 煩 わ し さ が あ り ま せ ん 。 10 ′ 245 円 学 割 1 年 間 7 を 035 円 お 得 12 冊 で ( 9 , 486 円 十 税 ) ※ 学 割 は 自 宅 発 送 の み と な り ま す 。 学 校 名 ・ 学 生 番 号 を ご 記 入 の 上 申 し 込 み く だ さ い 。 中 学 生 や 高 校 生 な ど の 場 合 は 学 生 番 号 欄 に 「 学 年 ・ ク ラ ス ・ 出 席 番 号 」 を 記 入 し て く だ さ い 。 「 日 経 サ イ エ ン ス 」 の 年 間 購 読 は 以 下 の 方 法 で ど う ぞ 03 ー 5696-1152 ( 祝 日 を 除 く 月 ~ 金 9 時 ~ 17 時 ) 年 間 購 読 の お 申 し 込 み は 下 の 申 込 書 を ご 利 用 く だ さ い 。 -03 ー 5696 ー 1 149 ( 24 時 間 受 付 中 ) http://www.nikkei-science.com/ く ミ シ ン 目 〉 - ロ 新 規 申 込 / ロ ギ フ ト 申 込 ( ギ フ ト の 場 合 は 上 段 に ご 送 付 先 、 下 の ギ フ ト 主 ご 記 入 欄 に ご 請 求 先 を ご 記 入 く だ さ い 。 ) ( い ず れ か に し て く だ さ い ) 郵 送 携 帯 電 話 か ら は 回 回 こ ち ら 蛉 日 経 サ イ エ ン ス 新 規 年 間 購 読 申 込 書 く 「 日 経 サ イ エ ン ス 」 の 新 規 申 込 ・ ギ フ ト 申 込 は こ ち ら の 用 紙 で 、 変 更 連 絡 は 裏 面 を お 使 い く だ さ い 。 お 申 し 込 み 日 年 月 日 当 社 記 入 欄 ※ 全 項 目 に ご 記 入 く だ さ い 。 記 入 も れ が あ る と 送 本 開 始 が 遅 れ る 場 合 が あ り ま す 。 3 ノ ガ 年 齢 性 別 と 自 フ リ ガ ナ ロ 勤 務 先 ( 下 記 ご 記 入 の 住 所 が 勤 務 先 歳 男 女 名 ※ マ ン シ ョ ン ・ ビ ル 名 を 必 す ご 記 入 く だ さ い 。 勤 務 ご 所 属 - 自 宅 お 勤 め 先 電 話 番 電 話 番 号 メ ー ル ア ド レ ス は 、 ハ イ フ ン ( ー ) ア ン ダ ー バ ー ( - ) な ど 間 違 い 易 い 記 号 ・ 文 字 を わ か り 易 く ご 記 入 く だ さ い 。 ご 購 読 期 間 に ゾ し て く だ さ い ( 購 読 料 は い ず れ も 税 込 ) ロ 1 年 間 12 冊 15.811 円 ロ 3 年 間 36 冊 40732 円 ( 37 , 715 円 十 税 ) ( 1 4 , 640 円 十 税 ) ロ 2 年 間 24 冊 27 , 772 円 ロ 学 生 割 引 1 年 間 12 冊 10 , 245 円 ( 9 , 486 円 十 税 ) ( 25 , 71 5 円 十 税 ) 内 線 長 期 購 読 が お 得 で す ! 学 生 割 引 購 読 希 望 の 方 へ 資 格 証 明 の 必 要 上 、 以 下 の 項 目 を す べ て ご 記 入 く だ さ い 。 ( 記 載 の な い 場 合 は 通 常 申 込 と し て 処 理 い た し ま す 。 ) な お 資 格 証 明 の た め 、 学 生 証 の 写 し 等 を 提 出 し て 頂 く 場 合 が ご ざ い ま す 。 ご 了 承 く だ さ い 。 学 校 名 学 科 ・ 研 究 室 学 生 番 号 学 年 年 入 学 年 度 ・ 毎 月 25 日 発 行 、 年 12 冊 。 A4 変 型 判 ( 頁 数 は 号 に よ っ て 変 わ リ ま す ) 。 ・ 手 続 き 終 了 お 支 払 い ( 一 括 前 払 い ) は 、 雑 誌 に 同 封 ま た は 別 送 す る 専 用 用 紙 で お 願 い い カ 冊 数 分 で 精 算 さ せ て い た だ き ま す 。 ※ ご 記 入 い た だ い た 住 所 や E - mai ア 、 、 レ い た だ き ま す 。 尚 、 こ れ 以 外 に 日 経 サ イ エ ン ス 社 お よ び 日 本 経 済 新 聞 ア ン ケ ー ト 、 広 告 主 の 製 品 や サ ー ビ ス の ご 案 内 を さ せ て い た だ く 場 合 年 月 日 年 生 年 月 日 ( 西 暦 ) 新 号 よ リ お 届 け い た し ま す 。 ・ 購 読 料 金 の 途 解 約 の 場 合 、 定 価 ( 1 , 333 円 十 税 ) >< お 届 済 、 日 経 サ イ エ ン ス 社 か ら の 事 務 連 絡 に も 使 わ せ て プ 会 か ら 、 各 種 ご 案 内 ( 刊 行 物 、 展 示 会 、 セ ミ ナ ー 等 ) や ギ フ ト 主 ご 言 己 入 欄 ( 「 日 経 サ イ エ ン 一 の 購 読 料 金 は 下 記 の 方 に ご 請 求 い た し ま す 。 ) あ な た フ リ ガ ナ フ リ ガ ナ ご 住 所 、 現 在 ご 購 読 中 の 方 は 読 者 番 号 を ご 記 入 く だ さ い 。 0 2 0 1 ご 連 絡 先 電 話 番 く 2016 年 9 月 号 〉

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www.nakatanl-foundation.jp/jyosei ロ 。 ロ ム ヒ 中 谷 財 団 計 測 技 術 ン 、 。 ・ 医 工 計 測 技 術 と は 、 生 命 科 学 、 医 療 が 対 象 と す る モ ノ ・ コ ト の 構 造 、 機 能 、 状 態 な ど を 客 観 的 、 定 量 的 あ る い は 定 性 的 に 記 述 し 、 生 命 科 学 と 医 療 の 進 歩 に 貢 献 す る こ と を 目 指 す 技 術 で あ る 。 技 術 に は 、 物 理 ・ 化 学 ・ 生 物 学 的 手 法 の み で な く 、 解 析 、 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 、 テ ー タ 処 理 な ど 数 理 的 手 法 も 含 む 。 多 . 、 本 助 成 は 、 第 一 義 的 に は 、 医 工 計 測 技 術 の 開 発 を 目 指 す 研 究 へ の 助 成 で あ る 。 申 請 募 集 特 別 研 究 助 成 中 谷 賞 候 補 者 推 薦 募 集 開 発 研 究 助 成 募 集 期 間 : 2016 年 7 月 1 日 ~ 9 月 30 日 中 谷 賞 ( 大 賞 ) 500 万 円 中 谷 賞 ( 奨 励 賞 ) : 250 万 円 箋 . : 調 査 研 究 助 成 募 集 期 間 : 2016 年 7 月 1 日 ~ 8 月 31 日 助 成 金 額 : 000 万 円 ( 2 年 ※ ) 募 集 期 間 : 2016 年 7 月 1 日 ~ 9 月 5 日 助 成 金 額 ( 開 発 研 究 ) 300 万 円 助 成 金 額 ( 奨 励 研 究 ) 1 50 万 円 募 集 期 間 : 2016 年 7 月 1 日 ~ 9 月 5 日 助 成 金 額 300 万 円 主 月 一 三 ロ 主 月 一 三 ロ の 谷 医 工 計 測 技 術 振 興 財 団 〒 1 4 1 - 0 0 3 2 東 京 都 品 川 区 大 崎 一 丁 目 2 番 2 号 ア ー ト ウ ィ レ ッ ジ 大 崎 セ ン ト ラ ル タ ワ ー 8 階 ※ 2 年 間 で 助 成 す る 総 額 で す 。 助 成 開 始 。

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と 予 想 さ れ る 。 私 が 大 学 院 生 の バ ー ン ズ (Jennifer Barnes) と 共 同 で 行 っ た 最 近 の 理 論 研 究 に よ る と , 中 性 子 星 連 星 合 体 の 際 に 放 出 さ れ る 雲 の 輝 き は , そ の 雲 に 含 ま れ る 重 元 素 の 特 異 な 組 成 に よ っ て , 深 紅 か 赤 外 線 の 特 徴 的 な 輝 き に な る こ と が 判 明 し た 。 こ の よ う な 現 象 は 「 キ ロ ノ ヴ ァ 」 と 呼 ば れ る 〔 訳 注 : 新 星 ( ノ ヴ ァ ) と 超 新 星 ( ス ー パ ー ノ ヴ ァ ) の 中 間 の 明 る さ を 持 つ 天 体 と い う 意 味 〕 。 最 近 , こ の 中 性 子 星 合 体 に 伴 う 放 射 性 元 素 由 来 の 赤 色 の 、 。 煙 " と み ら れ る も の が 初 め て 観 測 さ れ た 。 2013 年 6 月 , 短 時 間 の ガ ン マ 線 バ ー ス ト が 観 測 さ れ , そ の 付 近 の 天 球 領 域 で 中 性 子 星 連 星 の 合 体 が 起 こ っ た 可 能 性 が 考 え ら れ た 。 ハ ッ プ ル 宇 宙 望 遠 鏡 を ガ ン マ 線 バ ー ス ト が 検 出 さ れ た 方 向 に 向 け た と こ ろ , つ か の 間 の 赤 外 線 の 輝 き を 捉 え た 。 数 週 間 後 , そ の 赤 外 線 天 体 は 姿 を 消 し た 。 得 ら れ た 観 測 デ ー タ は 十 分 と は い え な か っ た が , 理 論 か ら 予 測 さ れ た キ ロ ノ ヴ ァ の 輝 き 方 と 一 致 し た 。 こ の 推 定 が 正 し け れ ば , 私 た ち は 初 め て 重 金 属 や 貴 金 属 が 合 成 さ れ る プ ロ セ ス を 直 接 目 撃 し た こ と に な る 。 今 後 も 同 様 の 現 象 の 観 測 を 重 ね , こ の タ イ プ の 超 新 星 に よ っ て 合 成 さ れ た 各 種 金 属 の 量 を 調 べ , 宇 宙 に 存 在 す る 金 や プ ラ チ ナ な ど の 重 元 素 の す べ て が , こ の タ イ プ の 超 新 星 に よ っ て 説 明 で き る の か , あ る い は そ の よ う な プ ロ セ ス に よ っ て 合 成 さ れ る の は 一 部 に す ぎ な い の か を 突 き 止 め た い と 考 え て い る 。 混 沌 の 宇 宙 活 動 的 な 天 文 現 象 の 研 究 は ま だ 始 ま っ た ば か り だ 。 今 後 10 年 で , 自 動 化 さ れ た 新 鋭 望 遠 鏡 に よ る 観 測 が 相 次 い で 始 ま る 。 カ リ フ ォ ル ニ ア 州 サ ン デ ィ 工 ゴ 近 郊 で 近 く 稼 働 す る ツ ビ ッ キ ー ト ラ ン ジ ェ ン ト ・ フ ァ シ リ テ イ や 南 米 チ リ に 建 設 中 の 大 型 シ ノ ブ テ ィ ッ ク ・ サ ー ベ イ 望 遠 鏡 (LSST) , 米 航 空 宇 宙 66 局 (NASA) が 打 ち 上 げ を 計 画 し て い る 広 域 赤 外 線 探 査 望 遠 鏡 WFIRST な ど だ 。 こ れ ら の 望 遠 鏡 で , ほ ぼ 全 天 の 掃 天 観 測 が 数 日 間 隔 で 行 わ れ , 現 在 の 数 百 倍 の ペ ー ス で 超 新 星 を 発 見 で き る よ う に な る は ず だ 。 一 方 , 最 新 の ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ ー は 超 新 星 爆 発 の 詳 細 な 3 次 元 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 実 行 で き る 性 能 を 獲 得 し つ つ あ り , 爆 発 す る 星 の 中 心 部 で 何 が 起 こ っ て い る か を 可 視 化 で き る よ う に な る だ ろ う 。 今 後 得 ら れ る 観 測 デ ー タ に よ っ て , 様 々 な タ イ プ の 超 新 星 爆 発 に 関 す る 理 論 モ テ ル が 検 証 さ れ る こ と に な る 。 今 回 紹 介 し た 様 々 な 超 新 星 爆 発 の シ ナ リ オ は 理 論 的 に は あ り 得 る が 確 証 さ れ た わ け で は な い 。 特 異 タ イ プ の 超 新 星 の 観 測 を 重 ね , 実 際 に ど の よ う な シ ナ リ オ で そ う し た 爆 発 現 象 が 生 じ て い る の か を は っ き り さ せ た い と 私 た ち は 考 え て い る 。 お そ ら く 宇 宙 は 私 た ち が 思 い 描 く よ り も 奇 妙 な 存 在 で あ り , 私 た ち に は 思 い も つ か な い 摩 訶 不 思 議 な 現 象 の 存 在 が 明 ら か に な る の で は な い だ ろ う か 。 い つ の 日 に か 私 た ち は , 私 た ち 自 身 や 私 た ち を 取 り 巻 く 世 界 を 作 り 上 げ て 著 者 DanieI Kasen い る も の に つ い て , 今 以 上 に 広 が り を 持 っ た 物 語 を 語 れ る よ う に な る だ ろ う 。 例 え ば , あ な た が 指 に は め て い る 金 の 指 輪 の 歴 史 は , 私 た ち の 祖 先 が 生 ま れ る は る か 以 前 に ま で さ か の ぼ る 。 指 輪 に 使 わ れ て い る 金 の も と に な っ た 物 質 は 最 初 , 大 質 量 星 の 高 温 の 融 け た 鉄 の 炉 の 中 を 漂 っ て い た 。 や が て 星 は 不 安 定 に な っ て 崩 壊 し , 圧 縮 さ れ て 高 密 度 の 中 性 子 星 が 形 成 さ れ た 。 そ れ か ら お そ ら く 10 億 年 く ら い の 長 い 時 間 が 過 ぎ た 後 , 中 性 子 星 は 別 の 中 性 子 星 と 衝 突 し , 放 射 性 物 質 の 雲 を 宇 宙 に ま き 散 ら し た 。 放 出 さ れ た 雲 は 時 速 1 億 km と い う 超 高 速 で 広 が り , 他 の ガ ス と 混 ざ り 合 い な が ら 1000 光 年 以 上 の 距 離 を 旅 し た 末 , 最 終 的 に 地 球 の 地 殻 に 落 ち 着 い た 。 そ れ か ら ま た 時 が た ち , 人 間 の 手 で こ の 星 の か け ら が 掘 り 出 さ れ , 指 輪 の 形 に 加 工 さ れ た 。 そ こ か ら 指 輪 と し て の 新 た な 物 語 が 始 ま っ た の た 。 ( 翻 訳 協 力 : 関 谷 冬 華 ) 監 修 梅 田 秀 之 ( う め だ ・ ひ で ゆ き ) 東 京 大 学 准 教 授 ( 東 大 大 学 院 理 学 系 研 究 科 天 文 学 専 攻 ) 。 専 門 は 理 論 天 体 物 理 学 , 特 に 大 質 量 星 の 進 化 と 超 新 星 , ガ ン マ 線 バ ー ス ト , 元 素 の 起 源 を 研 究 し て い る 。 カ リ フ ォ ル ニ ア 大 学 バ ー ク レ ー 校 と 米 国 立 ロ ー レ ン ス ・ バ ー ク レ ー 研 究 所 に 所 属 す る 天 体 物 理 学 者 。 宇 宙 で 起 こ る 様 々 な タ イ プ の 超 新 星 爆 発 を 説 明 す る 新 た な 理 論 モ デ ル と コ ン ピ ュ ー タ ー モ デ ル の 研 究 に 取 り 組 ん で い る 。 原 題 名 Stellar Fireworks (SCIENTIFIC AMERICAN June 2016 ) も っ と 知 る に は ・ SUPERNOVA LIGHT CURVES POWERED BY YOUNG MAGNETARS. Daniel Kasen and Lars Bildsten inAs な 叩 IJO 肝 れ 記 , V01. 717 , No. 1 , pages 245 ー 249 ; July 1 , 2010. THE UNPRECEDENTED 2012 OUTBURST OF SN 20091P : A LUMINOUS BLUE VARIABLE STAR BECOMES A TRUE SUPERNOVA. Jon C. Mauerhan et al. in れ I ァ NO 行 c お 可 e RO ァ A 計 ro 〃 0 川 記 SO ビ V01. 430 , NO. 3 , pages 1801 ー 1810 ; April 11 , 2013. EFFECT OF A HIGH OPACITY ON THE LIGHT CURVES OF RADIOACTIVELY POWERED TRANSIENTS FROM COMPACT OBJECT MERGERS. Jennifer Barnes and Daniel Kasen in As な 叩 ん ア c 記 加 肝 〃 記 , VOI. 775 , NO. 1 , Article NO. 18 ; September 20 , 2013. SUPERNOVAE. George Gamow in Scient1fic ス 川 4 れ December 1949. 「 極 超 新 星 」 , A. ガ ル ャ ム , 日 経 サ イ エ ン ス 2012 年 9 月 号 。 別 冊 日 経 サ イ エ ン ス 200 『 系 外 惑 星 と 銀 河 』 に 収 載 。 超 新 星 爆 発 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 映 像 が ScientificAmerican.com/jun2016/supernova に 。 日 経 サ イ エ ン ス 2016 年 9 月 号

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4500 年 ほ ど 前 に ス テ ッ プ 地 帯 を 出 て , の 解 析 手 法 に 関 心 を 持 っ て く れ た 「 よ そ の 遺 伝 子 と 言 語 を 広 め た の だ 。 い 仕 事 」 と 呼 ん で い る 。 も っ と も グ レ こ の 研 究 は ス テ ッ プ 地 帯 か ら の そ う イ の チ ー ム は ギ ャ レ ッ ト の デ ー タ の 解 し た 大 移 動 が 実 際 に 起 こ っ た 「 動 か ぬ 析 を や り 直 し て い る と こ ろ だ 。 ど の 言 証 拠 」 だ と , ハ ー バ ー ド 大 学 医 学 部 の 語 が ど れ の 祖 先 で あ る か を 前 提 条 件 と 古 代 DNA 解 析 専 門 家 ス コ グ ラ ン ド し て 織 り 込 む の で は な く , デ ー タ に 基 (Pontus Skoglund) は い う ( 彼 は 論 づ い て 決 め る 方 法 で 再 解 析 す る 。 こ の 文 に は 関 与 し て い な い が , 論 文 共 著 者 作 業 は 予 備 的 な 段 階 で ま だ 論 文 に な っ の 研 究 室 に 所 属 ) 。 こ の 研 究 で 2 つ の て い な い が , こ れ ま で の と こ ろ 結 果 は 仮 説 の 勝 敗 は 再 び 「 並 ん だ 」 と い う 。 再 び ア ナ ト リ ア 仮 説 を 支 持 し て い る 。 も ち ろ ん , こ の 移 動 が 印 欧 祖 語 そ の DNA か ら の 新 た な 手 が か り も の を 広 め た 動 き で あ っ て , 後 の 印 欧 語 族 言 語 を 広 め た " 第 2 波 " で は な か 言 葉 自 体 で は 白 黒 が つ か な い の な ら , っ た と す れ ば の 話 だ 。 ャ ム ナ 人 の 移 動 言 語 学 以 外 の 分 野 か ら の 証 拠 が 優 劣 を を 第 2 波 と 解 釈 す れ ば , 後 代 に ス テ ッ 決 め る 助 け に な る だ ろ う 。 最 新 の 遺 伝 プ 地 帯 か ら の 移 動 が あ っ た 可 能 性 を 指 学 研 究 に 限 れ ば , ク ル ガ ン 仮 説 に 軍 配 摘 し た 2003 年 の グ レ イ の 結 論 と 整 合 が 上 が る よ う だ 。 ア ン ソ ニ ー は 古 代 す る と ア ナ ト リ ア 仮 説 を 支 持 す る 研 究 DNA 解 析 の 国 際 専 門 家 チ ー ム と 共 同 者 は 反 論 し て い る 。 で , 8000 年 前 か ら 3000 年 前 の ヨ ー ロ ど ち ら が 正 し い か , い ず れ は 決 着 す ッ パ 人 69 人 の 遺 伝 物 質 試 料 を 解 析 し る の だ ろ う か ? 4700 年 ほ ど 前 に ス た 。 現 在 の ロ シ ア に あ る ヤ ム ナ 文 化 遺 テ ッ プ 地 帯 の 人 々 が 東 進 し て シ ベ リ ア 跡 で 見 つ か っ た 9 人 の 骨 格 を 含 む 。 こ に 至 っ た こ と を 示 す 新 た な 古 代 DNA れ を , 後 の 中 欧 の 縄 目 文 土 器 文 化 の 4 解 析 結 果 は , ク ル ガ ン 仮 説 に 対 す る レ 体 か ら 得 た DNA 試 料 と 比 較 し た 。 ン フ リ ュ ー の 反 論 を ひ っ く り 返 す 可 能 驚 く べ き こ と に , ス カ ン ジ ナ ビ ア ま 性 が あ る が , そ の 移 動 が ど の 言 語 を 伴 で 広 範 囲 に 及 ん で い た 縄 目 文 土 器 文 化 の 人 々 は 遺 伝 的 に そ の 2 / 3 を ャ ム ナ 文 っ て い た の か に つ い て は 何 も 語 っ て く れ な い 。 確 実 に い え る の は , 私 た ち の 化 の 人 々 に た ど る こ と が で き , こ の ヤ 祖 先 が ど の 言 語 を 後 世 に 伝 え た の か を ム ナ 人 の 遺 伝 的 特 徴 は 現 代 ヨ ー ロ ッ パ め ぐ る 研 究 者 の 議 論 が 今 後 も 続 く と い の ほ と ん ど の 人 に も い ま だ に 見 ら れ る 。 う こ と だ 。 だ か ら , 大 勢 の ヤ ム ナ 人 が お そ ら く ( 編 集 部 訳 ) 別 冊 日 経 サ イ エ ン ス 213 [email protected] AMERICAN 日 本 版 生 命 解 読 2 細 胞 か ら 個 体 へ 中 西 真 人 編 ノ ー ベ ル 賞 受 賞 者 が 執 筆 し た 歴 史 的 な 記 事 を 中 心 に , 生 命 科 学 の 大 潮 流 を 読 む 「 生 命 解 読 」 シ リ ー ズ 第 二 弾 。 細 胞 の 進 化 に 始 ま り , 複 雑 な 生 命 現 象 の 解 明 や 医 療 へ の 応 用 に つ な が る 工 ポ ッ ク メ イ キ ン グ な 発 見 , 研 究 を 多 数 取 り 上 げ る 。 捌 経 真 核 細 胞 は ど の よ う に 生 ま れ た か 細 飽 内 の 輸 送 小 飽 を 解 明 す る G タ ン ハ ク 質 プ ロ テ ア ソ ー ム 細 胞 が タ ン ハ ク 質 を 解 体 す る 仕 組 み LDL レ セ プ タ ー と コ レ ス テ ロ ー ル 代 謝 生 命 解 読 2 細 胞 か ら 個 体 神 経 成 長 因 子 生 理 活 性 物 質 と し て の 一 酸 化 登 素 NO 医 療 を 変 え る ク ロ ー ン 技 術 も う ひ と つ の 防 御 シ ス テ ム 目 然 免 疫 の 底 カ 幹 細 胞 の 暴 走 が が ん を 招 く 免 疫 系 の “ 守 護 神 ” 制 御 性 T 細 胞 日 経 サ イ エ ン ス 社 真 核 細 胞 は ど の よ う に 生 ま れ た か 細 胞 内 の 輸 送 小 胞 を 解 明 す る G タ ン / ヾ ク 質 プ ロ テ ア ソ ー ム 細 胞 が タ ン バ ク 質 を 解 体 す る 仕 組 み LDL レ セ プ タ ー と コ レ ス テ ロ ー ル 代 謝 神 経 成 長 因 子 生 理 活 性 物 質 と し て の 一 酸 化 窒 素 NO 医 療 を 変 え る ク ロ ー ン 技 術 ほ か ・ A4 変 型 判 ・ 定 価 ( 本 体 2000 円 十 税 ) 中 西 真 人 編 第 ′ 第 を を 著 者 Michael B alter フ リ ー ラ ン ス の サ イ エ ン ス ラ イ タ ー 。 A ″ 市 ル 0 れ , Na 行 0 〃 記 Geographic, science な ど 各 誌 に 執 筆 。 世 界 最 大 級 の 古 代 都 市 で あ る ト ル コ の チ ャ タ ル フ ュ ク 遺 跡 の 発 掘 に つ い て ま と め た 著 書 「 The Goddess and the BullJ (Free Press, 2005 年 ) が あ る 。 原 題 名 Language Wars (SCIENTIFIC AMERICAN May 2016 ) も っ と 知 る に は ・ ・ LANGUAGE-TREE DIVERGENCE TIMES SUPPORT THE ANATOLIAN THEORY OF INDO- EUROPEAN ORIGIN. Russell D. Gray and Quentin D. Atkinson in Na ル 化 , Vol. 426 , pages 435 ー 439 ; November 27 , 2003. INDO-EUROPEAN LANGUAGES TIED TO HERDERS. Michael Balter and Ann Gibbons in Sc 肥 れ 化 , VoI. 347 , pages 814 ー 815 ; February 20 , 2015. WORLD LINGUISTIC DIVERSITY. COlin Renfrew in Scientific AmericanJanuary 1994. 発 行 : 日 経 サ イ エ ン ス 社 発 売 : 日 本 経 済 新 聞 出 版 社 http://www.nikkei-science.com/ 日 経 サ イ エ ン ス 2016 年 9 月 号 90

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天 体 物 理 学 星 の 大 爆 発 さ ま ざ ま ほ ぼ 1 秒 に 1 回 , 観 測 可 能 な 宇 宙 の ど こ か で , 恒 星 が 破 滅 的 な 最 期 を 迎 え , そ の 中 に は 大 爆 発 を 起 こ す も の も 多 い 。 夜 空 に 出 現 す る 超 新 星 は 星 の 大 爆 発 の 輝 き だ 。 自 動 化 さ れ た 望 遠 鏡 で 迅 速 な 掃 天 観 測 が 行 わ れ る よ う に な り , 普 通 の 超 新 星 爆 発 と は か な り 様 相 が 異 な る タ イ プ が 多 数 発 見 さ れ る よ う に な っ た 。 普 通 の 100 倍 も 明 る い タ イ プ や , 逆 に 予 想 外 に 暗 く , 爆 発 を ほ と ん ど 起 こ し て い な い タ イ プ な ど が あ る 。 さ ら に つ い 最 近 , 光 で は な く 重 力 波 を 爆 発 的 に 放 出 す る 天 体 現 象 も 相 な タ イ プ の 超 新 星 に 関 し て , い く つ も の 理 論 モ デ ル が 提 唱 さ れ て お り , 今 後 の 観 測 に よ っ て 検 証 さ れ る こ と に な る 。 超 新 星 に 新 タ イ プ 続 々 発 見 ・ 58 ヘ ー ジ D. ケ イ セ ン ( 米 カ リ フ ォ ル ニ ア 大 学 バ ー ク レ ー 校 ) 重 力 波 の ″ 超 新 星 ″ も 相 次 き 発 見 ・ 68 へ → 中 島 林 彦 ( 編 集 部 ) 効 さ ö8 、 四 WOJ! 、 凸 」 0 」 で n ト S 山 0 > dd コ 一 工 d 」 0 に コ O) バ イ オ メ カ ニ ク ス 好 記 録 へ ダ ッ シ ュ ! 最 速 ラ ン ナ ー の 秘 密 72 ペ ー ジ D. F. マ ロ ン (SCIENTIFIC AMERICAN 編 集 部 ) お 待 ち か ね リ オ デ ジ ャ ネ イ ロ ・ オ リ ン ピ ッ ク の 開 幕 が 迫 っ た 。 男 子 100m で 日 本 選 手 は 初 め て 10 秒 を 切 る か ? ウ サ イ ン ・ ポ ル ト ら ト ッ プ 選 手 か ら 世 界 新 記 録 は 出 る の か ? 興 味 は 尽 き な い が , そ も そ も 短 距 離 走 で 好 記 録 を 出 す た め の カ ギ は ど こ に あ る の だ ろ う 。 こ れ ま で は 空 中 で 下 肢 の 位 置 を 素 早 く 変 え て 次 の ス テ ッ プ を な る べ く 早 く 踏 み 出 す こ と だ と さ れ て き た 。 だ が , 米 国 の ス ポ ー ツ 科 学 者 に よ る 最 新 の 発 見 は , 足 で 地 面 を 蹴 る 力 の 強 さ の ほ う が 重 要 で あ る こ と を 示 し て い る 。 こ の 力 を 生 み 出 し て い る 要 因 と , ど う す れ ば そ れ を 強 化 で き る か が , バ イ オ メ カ ニ ク ス 研 究 か ら 明 ら か に な っ た 。 米 国 の ト ッ プ ス プ リ ン タ ー の 訓 練 に も 取 り 入 れ ら れ て い る 。 NO 幻 一 M 」 出 「 日 経 サ イ エ ン ス 2016 年 9 月 号