今年したこととして、「小学生用の理科の教科書を読む」ということがあります。
3月に読み始めて年末に読み終わりました……。
先日も書いたようにわたくしは文系理系で分けるなんてあくまで便宜、と考える者であります。自分は一応「文系」に分類されてきたけれど、それで理科とか数学とかが必要ないというわけではなく、われわれ皆総合人間、と思っております。が、この立派な主張に反して自分自身はまったく理数の才能がありません!!! 殊に理科は中学時点で完全についていけなくなりました。理科の授業で記憶にあることといえば、テストの珍回答を皆の前で読み上げられたことくらい(始祖鳥の化石を「ワシ」、シーラカンスを「フナ」だか「コイ」だか書いており爆笑を呼んだ、しかし何がおかしいのかサッパリ分からずだった)。授業時間はひたすら教室の時計の針を見つめて「何分息を止められるかチャレンジ」をやっていました。
別に勉強なんてできなくてもいいんですが、しかしこの「理科がまるで分かっていない」ことは、ひそかに、人生の不安のひとつでした。身の回りの物質が何でできてるのかとか、自分が何でできてるのかとか、自分の生きてる世界のことがぜんぜん分からない!!! まあ分からなくても生きてはいけるんですが、しかし理科的常識の無さのせいでいつかやばいことになりそうな気がする! たとえばチンしてはいけない物質を電子レンジでチンして爆発させたりとか、なんかそういうやつ!
そんなわけで、小学生用の理科の教科書を買ってみました。

啓明舎というところが作っている『新しい教養のための理科』基礎編・応用編I・応用編IIの全三冊。2008年発行のものなので最新のトピックが反映されていないかもですが、図版も多く説明も丁寧っぽいのでこれにしました。小学理科とありますが、だいぶ高度な内容もあるので、中学理科の範囲もカバーしてるっぽいです。たぶん賢い小学生が読むんでしょう。
3月からこないだまで延々とSNSで実況しながらこれを読んでいました。せっかく読んだので、各章で知ったこと・驚いたこと・感想などを以下にまとめてみることとします!(とても長いです)
***
基礎編 読了までの所要時間:2カ月(3月末~5月末)
■ 第1部第1章 昆虫のくらし
基礎編は生物分野から始まりました。生物はセンター試験で選択したからとっつきやすいぞ! しかも虫の話好きだし。「最も古い昆虫の化石はデボン紀のトビムシの化石」「トンボの羽根は4枚が1枚ずつ別の筋肉につながっている」「クモ類の呼吸器官は『書肺』と呼ぶ」とかマメ知識を得ました。
昔あおむしさんを飼育していたので、「へー、やっぱり脱皮中にうまく抜けなくて死んでしまう昆虫さんがいるんや」「ヌラ子の脱皮を手伝ってあげたのは正しかったんやなあ」とか「答え合わせ」ができたのがよかったです。「さなぎの中では何がおきているのか」という話がやはりふしぎすぎる!!
(なお1998年に作ったあおむしさん飼育サイトはこちらです:
http://milkmilkmilk.g3.xrea.com/na.html)
■ 第1部第2章 動物のくらし
ここらへんはまだ知ってる話が多い! よしよし……。「アレンの法則」とか「ベルクマンの法則」とか、習ったかなあ?
■ 第1部第3章 植物のくらし
光合成によってデンプンができることを確かめる実験の方法を読んだ途端、「そ、そういえばアサガオの葉を湯に浸けた気がするっ!!」と記憶が蘇りました。すごい。あれ何してるかわからんかったけど、デンプンを糖に変えるのを抑えてたんだ。
「イモとは何か?」という小見出しに、そういえばイモのことよく知らないっ!と思いました。「私たちが一般にイモとよんでいるのは、植物の根や地下茎が養分をたくわえて大きくなったものです。(略)つまりイモは、植物にとっての地下の『栄養貯蔵庫』なのです」。そーやったんや! サツマイモは根、ジャガイモは地下茎らしい。知らんかった~~!!
ちなみにサボテンの針は葉っぱらしいです。みんな知ってた??
■ 第1部第4章 四季の生物
「長日植物」の意味がなかなか覚えられない! 「夜の長さが一定時間より短くなると開花する植物」だから、「夜短植物」と呼んだ方がいいという提案、なるほど。
アリジゴクはウスバカゲロウの幼虫だとか、ハムスターは本来冬眠するとか、みんな知ってた??
■ 第1部第5章 環境と生物
「ニッチ」って言葉の由来を知りました。飾り物を置くための壁のくぼみのことらしい。へ~。すみ分けの話も面白かった。ニジマス(外来種)はせっかくすみ分けをしていたイワナとヤマメの住処に侵入してきたらしい。
■ 第2部第1章 気象の観測
生物分野が終わり地学分野に入りました。このへんからは未知の領域です。来た――!! 気象! 私は気象のことがぜんぜん分からんのです。
本章では「高気圧」と「低気圧」を整理できたのが収穫。高気圧が下降気流で、低気圧が上昇気流。言葉のイメージからして逆みたいな感じするのになあ。そう、こういう常識がぜんぜんないのでこういうことを知りたかったのでした!!
■ 第2部第2章 星空の観察
星空のこともぜんぜん知らない! プラネタリウム好きなのにいつもよく分かんないよ~~って思ってたのでした。小五の夏休みの初めにクラスの皆で星の観察をすることになり、夜に皆で集まるというのが新鮮ですごくワクワクしたという思い出があるのですが、しかし結局星のことはなんも分からないままでした(どうでもいいんだけどこの夜になぜか「自分は死ぬのでは……」という不安に襲われクラス全員宛ての遺書を書いた、という思い出でもあるのでよくよく覚えているのです。なんだったんだろう)
本章を読んでいるうちに、私………まだ地球が回ってることあんまり分かってない!ということに気づきました。地球が動く話を読んでいると、教習所で「対向する右折車」といわれて混乱したときと同じ感じになるっ!! 地動説唱えたやつヤバすぎる!
新たに知ったこと:
・北の空は一年中同じような星空で、南の空は季節によって違う。(これってみんな知ってるの!?)
・1等星とか2等星とかいうのは古代ギリシャの言い方(まだ使われてるのすごい)
■ 第3部第1章 温度と熱
化学分野に入った!! これは地学以上に苦手なところ。
この章は、固体・液体・気体をあたためたり冷やしたりする話。
・ものをあたためると体積が増える
・ひやすと体積が減る
知らんかった! そういう、こういうの知ってると絶対日常便利じゃないですか。「寒くて瓶の蓋が空かないときの対処」とかが分かるし。ちなみに水は、温度による膨張の割合が一定ではない変わった液体らしいです。いつも傍にある水が変なやつだったなんて。
■ 第3部第2章 ものの重さをはかる
あ~~~これも苦手だったところだ!! しかし実験の話を読んでると、「うすっぺらい分銅があったなあ」とか「てんびんを片付けるときは皿を二枚重ねるんやったな」とか思い出せてすごい。みなさんはどの分銅が好きでしたか?
「モーメント」って概念を初めて知りました。こんなん習ったっけ?? 詳しくは応用編で。
■ 第3部第3章 燃焼の条件
これ!! こういうとこがちゃんと知りたかったんです! なぜなら私は火が怖いから! アルコールランプが怖すぎて理科の実験は参加するのがいっぱいいっぱいやったんですが、火が怖いからこそ燃焼について知っておかないと!
そして、読みながら「え~~! ろうそくに蓋したら消えるのんって酸素がなくなるからなんや〜!」と声に出して、家人にめっちゃ驚かれました。なんと私はこのレベルで知識がなかったのです。「空気がなければものは燃えない」。なんか知ってた気はするけどちゃんとは知らなかった……。でももう覚えたぞっ。「青信号で車は右左折もできる」とならんで「今年知った常識」です。この本買ってよかった!!
ものが燃える三条件: 酸素、燃えるもの、発火点以上の温度
■ 第3部第4章 虫メガネと音
音とか光とか謎なので知りたいよ〜と思ってたけど、ちゃんと小学校で習っていたのですね。しかしこの章は難しかったです。
光の性質:
1.直進する
2.反射する(鏡像は反射による錯覚)
3.屈折する(空気と水やガラスを出入りするとき)
このうち特に「反射」が難しい。鏡のメカニズムが何度読んでも分からない。「足の先から出た光はB点で鏡に反射して目に届きます。しかし、目は光がDからまっすぐ進んでいくように受け止めてしまうため、鏡の向こう側のDに足があるように見えます」「他の部分についても同じように反射した光が目に届くので、自分の体全体が、鏡をはさんでちょうど反対側にあるように見えます」という文章、普段「見える」と認識していることがすべて「ように見える」と書かれていて、アアアアッとなってしまう~~。
あと、「実物」と「実像」って違うんですね。倒立して見える像は「虚像」かと思ってたけど「倒立実像」なんだ。そして「正立虚像」もあるんだ。わあああ。
ところで虫めがねの写真を見た途端、昔の実家の水屋のひきだし(虫めがねが入っていた)の薬品と金属が混じったような匂いをありありと思い出しました。記憶ってすごい。
■ 第3部第5章 ものの溶けかた
「『溶ける』にはいろいろな意味がありますが……」というところでもう「そーなんや!」となりました。しかしここでの「溶ける」は「溶解」に限る、とのこと。そうか「氷がとけて水になる」とかは「溶解」という違うんや。こういう普段よく分からず使っている言葉がぜんぶきちきち定義されていくのが面白い。
また、「混ざっている」と「水溶液」は違うらしいです。透明でないものは水溶液じゃないらしい。(じゃあたねさまの言った「水溶液の川」は、正確には「混ざっている川」なんや!)
実験で水溶液のにおいを嗅ぐときは手であおぐようにする、というのを読んで、中学のときにKさんが直接嗅ぐなといわれたアンモニア水を直接嗅いで大変なことになっていたのを思い出しました。そんなん本人も忘れてるかもしれんのに。やっぱ記憶ってすごい。
■ 第3部第6章 ものの動き
物理だ! 「慣性の法則」とか「力学的エネルギー保存の法則」とか……ここは応用編で苦しむことになります。
*** ~そして応用編へ~ ***
応用編は、生物・地学分野を扱った「応用編I」と、化学・物理分野を扱った「応用編II」に分かれています。ここからは難しくて、他の本を調べたりネットを調べたり動画を見たりしながら読み進めました。おかげで「応用編II」に至っては読了に5カ月くらいかかりました。
応用編I(生物・地学) 読了までの所要時間:2カ月(5月末~7月末)
■ 第1部第1章 植物のつくり
・オゾン層は約4億年前にできた。
・最古の陸上植物はクックソニア?
・道管は死んだ細胞、師管は生きた細胞がつながってできている。
・師管はもともと「篩管」と書いた。
・互生の植物とフィボナッチ数。キャベツの葉と上の葉は144°ずつずれている。
(ちょうど数学の本も読んでるからフィボナッチ数が出てきてうれしい!)
■ 第1部第2章 植物の増え方と分類
・カキとかウメとかモモとかは真果(子房が発達)で、リンゴとかナシとかイチゴとかは偽果(子房のまわりが発達)。見てもぜんぜん分からん!
・バラ科は花びらは5枚。ヤエザクラとかの5枚以上に見えるやつはおしべが変化したもの。見てもぜんぜん分からん!
植物は好きだけど、こういう、「この植物のこの部分は○○なんだよ」みたいなやつがぜんぜん分からないので、聞くたび「ほお~~」と思います。
■ 第1部第3章 生態系と地球環境問題
ここは私が小学生の頃とだいぶ内容が違いました。そして地球温暖化はこの教科書の頃よりも実感を伴うものになってしまいました。
ところで「窒素」ってなんだかよくわかんなくないですか!? みんな「酸素」「水素」はなんとなくイメージあるけど、普段窒素の話しなくない!?
■ 第1部第4章 ヒトの体の不思議
自分の身体のこともそういやよく分かってない! 腎臓がどこにあるか正確に分からない! 「笑いすぎて横隔膜痛い」とか言うけど、それってほんまに横隔膜か??
この章は人体という身近な話のはずなのに、すごい数字が続々出てきます。柔毛を覆う微柔毛まで入れると小腸の面積は200㎡もあるとか、毛細血管含め身体の血管を全部つなぐと地球を2周半するとか。自分の身体内にそんなものが折りたたまれているの、意味がわからなすぎる!
■ 第2部第1章 流水のはたらき
地学は初めて知ることだらけだけれど、その中でもとりわけ「へ~!」と思ったのは以下。
・ 川の石の定向配列というのがある
川の石は下流に向かう方が平らな部分が多く見え、上流に向かう方が狭い部分が多く見える。だから写真だけ見て、上流と下流どちらに向かって撮ったものかが分かる。(ネットで調べると「インブリケーション」という語が出てきたけど、これって定向配列と同じことかな? imbricate(瓦状に重なり合う)て英単語も初めて知った!)
・三角州と扇状地は違う
三角州は「川が海に出るところで流れがゆるやかになり堆積が広がったやつ」。扇状地は「川が平野部に出るところで運搬作用が弱まり石や土砂が積もったやつ」。柊野らへんとかは扇状地らしい。ちょうど『京都の山と川』(中公新書)という本も読んでいたので、具体的な場所が思い浮かんで楽しかった!
・ドリーネとかウバーレとか
初めて聞く言葉。カルスト地形(地殻変動で地上に現れた石灰岩が酸性の雨水で溶かされてできる)の一種らしい。「ドリーネ」が有名らしい北九州の平尾台というとこに行ってみたいです。
■ 第2部第2章 気象学
「なんで季節があるのか?」とか「一日で一番暑い時間は?」とか、全部理科が教えてくれてたんだ! すげえ! でもこれ、今までも十回くらい調べていたんですよね。そのたびに「へえ~」と思いつつぜんぜん理解できていなかった。そして、この教科書で一回理解できたはずだったんですが、今また説明できなくなってることに気づきました。……早速復習せねば。
辛うじて分かったこと(+分からないこと):
・凪って、海と陸の温度差が無くなるから起こるんや! 朝凪、夕凪、って海と陸の温度差がなくなる時間なんだ。「夜中一度、風がとまる」(TOMOVSKY)の「海と陸がおんなじになって」て歌詞、そゆことなんや!
・雲って十種類あるんや(白って200色あるんや)。積乱雲、巻積雲(うろこ雲・いわし雲)、巻雲(すじ雲)、積雲(わた雲)、高層雲(おぼろ雲)、層雲(きり雲)、層積雲(うね雲)、高積雲(うろこ雲・ひつじ雲)、巻層雲(うす雲)、乱層雲(あま雲)
・空気中に含まれる水蒸気量の限界=飽和水蒸気量。飽和水蒸気量は気温が高いほど多くなる。飽和水蒸気量を超えた水蒸気は、空気中に存在できず露や霜になる。以上より、湿度(空気中の水蒸気量/飽和水蒸気量)は、気温が下がると高くなる。
……あれ、でも普段「暑い日は湿度が高い」とか言うてるんと逆の感じがする。なんで?? 「相対湿度」と「絶対湿度」の違いなんかな?? 湿度、分からない!!!(分かる方教えてください)
■ 第2部第3章 太陽の動き
視点の操作が必要なやつは難しいです。地球が「自転しながら公転してる」ことを考えに入れようとするといつも頭が破裂しそうになります。自転しながら公転すんなよ!!
そしてあの透明半球というやつ! あれ、昔から意味が分からなかった!! あれは、「いったん地球が動いていないものとして考える」ということでいいのかな?
1)普通にしてたら太陽の方が動いてると思うてしまう(天動説的世界観が自然)
2)地球の方が動いてる(地動説が正しい)という知識を得る
3)でも透明半球を使うときはあえて太陽が動いてるかのように考える(そうしているうちに「地球の方が動いてる」という認識が頭から抜けてしまう)
4)そのうえで自分が地球のどこにいるかを考える(日本だと北緯何度とか)
5)そこを平面として考える
という何重の操作が必要になり、途中でわけがわからなくなってしまうのです……。しかし家人の助言によると、そんなややこしく考えず、自分と相手(太陽)の関係だけを見る道具と思えばいいらしいです。
知ったこと: 夏至と冬至は世界中で夏至と冬至。そうか、地球すごい!
■ 第2部第4章 月の満ち欠け
これも難しい! 月と地球の関係、せめてどっちかが動くのをやめろ!
月の公転周期と満ち欠けの周期は2.2日ずれており、それは地球の公転のせいらしい。月は1日で約13.2度公転。地球は約1度公転。よって月は地球から見ると12.2度ずれた位置に見える。(360度をこれで割って)約29.5日後元に戻る。……一応分かったけれどやはり難しいです。ずっと三つ山課題の此岸にいるようだよ。視点の操作といえば、月からは満月ならぬ満地球の日がある、とあって、ハッ!となりました。
ともあれ、国語便覧の「立待月」とか「寝待月」の図を眺めるのは好きだったので、それが理屈で分かって嬉しいです。(たぶんみんな子どもの頃に分かってたんだと思うけど)
満月:日の入りとともに出て、深夜に南中、日の出とともに沈む
上弦の月:昼頃に東の空に昇り、夕方に南中、深夜に西の空に沈む
下弦の月:深夜に東の空に昇り、明け方に南中、昼頃に西の空に沈む
仕事が終わって外に出るとちょうど東西の見通しが聞く広い通りで、ときどきドンピシャで「月は東に日は西に」のときがあり、そのときは「当たりの日」と認識していました。ただ、どういう理由でどういうときにあの状態になっているのか、ちゃんと理解できてなかったのでした。
■ 第2部第5章 星の動きと天球図
「星座を作る恒星は動かないので、地球上から見ると、自転と逆向きに東から西に動いて見えます」。まずそれが分かってなかった! 東の空の図とか西の空の図とかを選ばせる問題を、高校受験のときにやった気がするけど、そういうことだったんだ~~!!
知ったこと:
・太陽の反対側にある星座がその季節の代表的な星座
・太陽と同じ側にある星座は観測できない
・星の南中時刻は毎日4分ずつ早くなる。(1ヶ月後に同じ星空を見るためには2時間早く観測する)
・12星座は「生まれた日に太陽があった方向の星座」
星座早見盤のアレって日周運動と年周運動を組み合わせてたんだ! 子供の頃はあれの意味が分からず、従って使い方もよく分からず、なんかむやみにグルグル動かしていたのでした。この機会に、もう一度あれを買おう!と思って、科学センターに行って買いました。花脊の松上げに行くときにもっていきました。

■ 第2部第6章 地層と地球の歴史
知ってるようで知らない言葉がいっぱい……。
・小石(レキ)>砂>泥 大きい順に積もる(小さいものほど沈むのに時間がかかるため)=堆積物の法則
・しかし実は堆積物の法則は、シンプルに当てはまることの方が少ない!(例:カリフォルニアのピコ砂層。turbidite説が唱えられた。)
・断層=地層が押されたりひっぱられたりして、切れてズレること。正断層(ひっぱられた)、逆断層(押された)、横ずれ断層、などがある。このうち現在も動いているものが活断層。
・しゅう曲(褶曲)=プレートの境界などで地層が横から押され変形すること。山とか谷とかできる。布団たたんだみたいになる。
・貫入 =マグマが地下で地層に割り込むなどして、地層を歪めたり熱で溶かしたり変質させたりする地層の変化。褶曲とは別。
化石や岩石の話もすごい! 木の葉の化石の写真が綺麗! 「迷子石」がすごい! 人間って生きられる時間はわずかなのに、科学や書物を通して何億年も前のことが分かるのすごすぎる。
この章では地震の話もありました。地震のこと、怖すぎて考えたくないですが、勉強することで少しは怖くなくなるはず……。P波(密度の変化による揺れ、S波より速く伝わる)とS波(ねじれを伝える)の時間差(初期微動継続時間)を利用するのが緊急地震速報だと分かりました。
また、「地球環境と資源開発の問題は、自然を相手にする面では理科の課題であり、人間の生活と関わるという面では社会科の課題です」。これをちゃんと言ってくれるのは立派教科書だよ〜と思いました。ネットでよく見る、「文系」と「理系」で対立を作って罵り合うみたいなんは意味がわからんよ……闇に隠れて生きる俺たち総合人間だから。
***~そして強敵、応用編IIへ!~***
·
応用編II(化学・物理) 読了までの所要時間:5カ月(7月末~12月末)
この分野はもう難しすぎて一日に一、二ページしか読み進めることができませんでした。
■ 第1部第1章 水は姿を変える
章のタイトル、わくわくする!
・アルコールで拭くとひやっとするのは液体が気体になる(蒸発する)ときにまわりの熱を奪うため =気化熱
・気体は水温が高くなると溶けにくくなる。沸騰するときの最初の小さい泡はそれで出る。
・底から出る大きい泡は水が水蒸気になってできたやつ。湯気は水蒸気が冷やされてできた液体の粒。
・水蒸気の体積は水の1700倍! 沸騰のときの泡がでかいのはそのため。
・液体が固体になると体積が増える。凍った瓶が割れたり水道管が破裂したりするのはそのため。
……すべて知りませんでした!理科の教科書、なんでも書いてある〜! これらって常識なんでしょか? みんな知ってたの……?
また、水って変らしいですよ、奥さん。ふつうの物質は固体になると小さくなるけれど、水だけ固体になると大きくなってかつ浮く。そんなのは地球上で水だけ。(理由はよく分からなかった、分子の結合の形の関係らしい。) また、普通は温度が上がると膨張するが、水だけは0℃から4℃までは体積が小さくなる。よって4℃の水が(同じ体積なら)最も重いということになります。基礎編で「水は変わってる」って言ってたのってこのことか!
ちなみに、宝石屋の4℃の由来はそれらしいです。(水の底が4℃だと対流が起こらないから、水面が凍っても中は凍らない。よって4℃は、水面が凍っても魚が生きられる温度。)
■ 第1部第2章 ものは「粒」でできている
ものが何でできてるのかぜんぜん分からんのでこういうの勉強したかったところ! この章を読む前は、読んで分かるかな……?たのむー! となんか緊張していました。でも読んでみるとそんなに怖い章ではなくてホッとしました。原子、ちっちゃすぎてヤバい!!!
粒が
1. ものすごい速さで動く=気体
2.ゆっくり動く=液体
3.ほとんど動かず=固体
1. 一種類の粒でできてる=単体
2. 二種類以上の粒でできてる=化合物
3. 二種類以上の物質でできてる=混合物
また、基礎編で言われていた「溶ける」のいろいろも書かれていました。
「とける」のいろいろ:
1.状態変化(雪)
2.粒が粒の間に入る=溶解(食塩が水に)
3.浸透圧(塩ナメクジ)
4.粒の組み合わせが変わる=化学反応(マグネシウムin塩酸)
■ 第1部第3章 熱はどうやって伝わるの?
伝導とは:温度が上がると粒の動きが激しくなる(固体の場合は粒の振動)
→振動が隣の粒に伝わる
ということらしいです。金属は粒がびっしりしてるから「伝導」が起こりやすくて、ガラスや発泡スチロールは粒が不規則やから起こりにくい。こういうことを知りたかった! 発泡スチロールが冷凍品とかの輸送に使われる理由も書いてあって、ほんまに 理科の教科書ってぜんぶ書いてあってすごい!
他にも、電気ストーブの後ろの部分が鏡ぽい理由、消防服がアルミニウムである理由、フライパンの底が黒い理由、魔法瓶のしくみ、全部教えてくれました。
熱の移動を面積で表すやつは、中学の頃は意味が分からなかったやつかもしれません。今読むとすんなり分かったんで成長を感じましたね。
また、「水すごい」ってことも分かりました。
・状態変化が起こりにくい
・あたたまりにくく冷めやすい
なぜなら
・比熱が大きい(あたたまるのに必要な熱量が大きい=あたたまりにくい)
・気化熱がめちゃ大きい
よって地球とか人体とかは安定しているのだそうです。
ところで理科の教科書を読んでいると、「そもそもお湯ってなんだっけ?水ってなんだっけ?」とか日常使っている言葉を全然知らんことに気づきます。私はわりと最近まで、「水って3℃くらい」と思っていました。
■ 第1部第4章 ものが燃えるってどういうこと?
知りたい知りたい!! とにかく火事が怖いから!
ものが燃えるには、酸素、燃えるもの、発火点以上の温度 という三条件が必要、というのは基礎編でやりました。本章は酸素の話から始まります。生存に適した酸素濃度は40%くらいという話、酸素濃度が1%増えるごとに火事は2倍になるという話。
酸素が他の物質と結びつくときに熱が発生するのであって、酸化の中でも特に激しく熱や光を伴うのが「燃焼」であり、呼吸も燃焼のひとつらしい。へ~~!! いやたぶんこれもみんなとっくに知ってるんだよね??
燃えるものと燃えないものの違いの話の中で「有機物」「無機物」って言葉が出てくるのですが、「有機物の『機』とは」というコラムがあるなど、ほんと信頼できる教科書です。
それにしても、「有機物って何なんだ」とか「無機物って何なんだ」とか正確に説明できなくても、われわれはなんとなく日常でそれらをある程度見分けられるじゃないですか。理科的な知識を体系的にもっていなくても「これはだいたいあの物質だな」と分かったり(たとえばそのへんのアクセサリーを見て「これシルバーじゃないでしょ~」とか)。いつどのようにしてわれわれはあれができるようになったのか、それがふしぎでなりません。
■ 第1部第5章 いろいろな水溶液と化学反応
難しそうな章です。それだけに、「ミスターXの挑戦状」から始まりカードゲームを模すなど工夫されています。
・「酸素ってなんで酸素なのか?」って知ってましたか? そういえば知らない! 「酸素が酸を作ると誤解されてたから」らしいです。
・ここでやっと酸性とアルカリ性の説明が出てきました。これもずっとなんだかよく分からなかったやつでした。ずっと「なんとか溶液を何色にするのが酸性」とか「○○とか××とかがアルカリ性」とか、具体的な説明しかされなくて、結局それが何なのかはよく分からんかったから……。なるほど、水に溶かして電離したときに水素イオンを出すのが酸性、水酸化物イオンを出すのがアルカリ性、て考えたらいいんですね。
・じゃあ「イオン」って何!? ってことになるんですが、これ高校化学で挫折したところだ! 眼に見えないものの話なのでどうもピンと来ない! でも化学が分かる人はそこがスッと理解できてるんかな?? こういうのって「眼に見えない世界のことなので理屈として覚える」と割り切るのがいいのか、それとも眼に見える世界の具体的事象となんとか紐づけて理解するのがいいのか、どちらが正しいんでしょう。
・あと、電気のプラスマイナスもよく分からない! これはこの後の物理分野でも出てきます。
・水素イオンと水酸化物イオンによって水ができるのが中和。中和したときに残された物質が結びついたのが塩。なんかこんなんは高校でやったような気がする。意味が分かってなかったけど。
・こまごめピペットって「駒込」やったんや(これは今回調べた)! なんか「米みたいなこまごましたもの」的な意味やと思ってたっ!!
■ 第1部第6章 化学反応の計算問題
うわーっ! たぶん苦手なとこや! と思ったけれど溶解度の計算はそんな難しくなかったです。しかし気体発生の計算問題から急に難しくなってきました。私が「ハチの会」とかやってるときに、中学受験する子らはこんなことをやっていたのか……(※ハチの会:校庭に落ちてる蜂の死骸を集めて墓を作り墓参りをする秘密結社)。
そして高校の化学でも出会ったけど意味わからんまま終わったアボガドロ数と再会しました!!
・アボガドロ数= 約600000000000000000000000のこと。各原子をこれだけ集めた重さがその原子の原子量。
・アボガドロの法則:温度と圧力が同じなら、気体の種類に関係なく同じ体積の中には同じ数の気体分子が含まれている。(ドルトンの原子モデルが説明できなかった点)
そして理科便覧とか作ってる浜島書店のこんなサイトを知りました。すごい!!
https://www.hamajima.co.jp/rika-binran/scientist/Avogadro_Amedeo.html
■ 第2部第1章 電流のはたらき
ついに物理のとこまで来ました!! 電気、ぜんぜん分からない! 電気ってなんなんだ!
電気って何? 啓介くん(なんか急に出てきたキャラ)が教えてくれました。
・原子は中心に原子核、その周囲を回る電子がある。原子核は陽子と中性子が集まってできている。
・このうち電子はマイナスの電荷、陽子はプラスの電荷をもっている。
・陽子と電子のつながりが弱く、電子が自由に動き回っている物質がある(金属など)。このとき、電子を放出した原子(金属原子)は、プラスの電気を帯びた「イオン」となっている。
・この両端に電池をつなぐと、自由電子が同じ方向に向かって動き、電池の-極から出た電子が一周して+極に戻る。
・これが「電気が流れる」ということ。
分かったけど分からない! 結局「原子」とか「イオン」とかが分からないと電気のことも分からないのか! 「プラス」「マイナス」も分からないよ~~。「電流はプラス極からマイナス極に流れる」というのは、そういうきまりごと(電流の流れる向きを「プラス極・マイナス極」ということにする)と捉えてよいのでしょうか?
「電子はマイナス極からプラス極に流れるが、電流はプラス極からマイナス極に流れる」というのも混乱してしまいます。
「抵抗」と「仕事」の関係についてはちょっとイメージが湧きました。
抵抗=電気の流れにくさ
電気が流れにくいところを電流が無理に通るとき、電気は「仕事をする」。「仕事をする」ということは、光や熱が発生することである。
例)電球内のフィラメントはめちゃ抵抗率の高い物質でできておりかつ細長い。ここを電流が通ることで光が発生する。
「ショート」というのは、まったく電気抵抗がない場合(たとえば電流が途中で電球に出会わない場合)、+極から-極まで、パワーアップしたまま電池に戻ってしまうこと。これを続けると回路に大量の電流が流れて導線や電池がダメになってしまう。なるほど「思考回路はショート寸前」というのはそういうことになっていたのですね。「ショート」の訳語は「短絡」らしい。
そして、直 列 と 並 列 キター!! ここがずっと分からない人生だった!
直列とか並列とかいうとき、電池について言ってるときと電球について言ってるときがあるんですね。たぶん、私はここから分かってなかった! それでテストを勘で答え続けることになっていたんだ……。
電池において
・直列つなぎとは:
電池を枝分かれのない一本道にしてつなぐこと。電池を(−から+に)通過するたびパワーアップ(※パワー=電圧)する。よって、電池を増やすと電球は明るくなる。
・並列つなぎとは:
電池を何個つないでも、電球の明るさは電池1つのときと同じ。パワーアップの仕事を分担するため、電池は長持ちする。
ちなみに、
電圧とは:電気の流れる勢い、パワー
電流とは:一定時間に流れる電子の個数
この章は難しかったけれど、かつての疑問がだいたい解消されたのでよかったです。たとえば、かつて、電流計を実験で使う際に、「これを回路に繋いでしもたら(測りたいものが)なんか変わってしまうんでは?」と不安に思っていたのですが、とりあえずそうはならないことも分かりました。スイッチを組み合わせた回路の意味もぜんぜん当時分かってなくて(スイッチってそもそもなんやねんと思っていた)、「階段の上と下のどちらでも電気をつけたり消したりできる回路」という例で理解できました。この教科書すごい〜! でも小学生の頃にこれがあっても自力で読むことは不可能だったと思うので、今の自分すごい!
■ 第2部第2章 電流と電磁気
磁石に寄せられるのは鉄、ニッケル、コバルトの3種類。知ってましたか? しかし(先にも述べたように)こういうことをきちんと理屈で知ってはいないのに、「これは磁石くっつかなそう」て何となくわかるんってなんでなんでしょうね。人は何によって「その物質が何ものかを何となく分かる」んでしょうか。
ここでは電気と磁石が関係づけられ、フレミングの左手のなんとかとか「テスト五分前に慌ててそれだけ覚えてやつ」が出てきたりもし、そして「電磁石」が登場しました。
電磁石:コイルの中に軟鉄のしんを入れるなどするとできる。永久磁石とは異なり、電流を流しているときだけ磁力を持つ。
(※コイルとは:導線を同じ方向に何回も巻いたもの。電流を流すと内側に強い磁界が発生。)
電磁石の性質:1. 電流を流しているときだけ磁力をもつ
2. 電流の向きを変えるとN極とS極が入れ替わる
3. 電流の強さで磁力の強さが変化する
ベル、スピーカー、家電のモーター、全部電磁石を使っているらしい。知っていたはずだけれど、電磁石が何ものかぜんぜん分かってなんだ。
そして「電磁誘導」も出てきた! ここまでは「電流を流すと磁力が生じる」という話でしたが、逆に磁石の力で電流を作ることもできて、それが「電磁誘導」らしいです。そういえばコイルの中に棒磁石を出し入れするみたいな動作をやったような気がするなあ。自転車の発電機はこれを利用しているのだそうです。
この章はリニアモーターカーも出てきたし、知ってるものの仕組みがいろいろ分かるのが有難かったです。よく「世界!! なんも分からない! こわい!!」という気持ちになるので……。
■ 第2部第3章 電流と発熱
電圧と電流は正比例。抵抗と電流は反比例。それすら知りませんでした。ここから、
電圧=抵抗×電流(オームの法則)
が出てくるんですね。
オームの法則は中学で覚えたはずですが、「抵抗」も「電圧」も「電流」もなんなんだかよく分かってなかったんですよね。特に「抵抗」。
・電熱線が長いほど抵抗は大きく太いほど小さい。
・高温になると抵抗が増えたりする
・水銀を-269℃にすると抵抗ゼロになり、他の物質も絶対零度近くになると同様。それが「超伝導」。
「超伝導」とかなんとなくしか知らなんだ言葉を教えてくれて嬉しすぎる。
そして「ワット」も出てきました。
電力=電圧×電流
これと「オームの法則」より、
電力=抵抗×電流×電流
電気の章の最後には環境問題についての提言があり、倫理面でもしっかりした教科書って感じです。
■ 第2部第4章 音と光の性質
まず音について。
・音の三要素:大きさ・高さ・音色
・高音は振動数が多く低音は少ない。
・1秒間に100回振動する音が100Hz。人の耳で聞こえるのは16〜16000Hz。それ以上が「超音波」。
・音が空気中を伝わる速さは気温0℃のとき331m/秒。1℃上がるたびに0.6m/秒ずつ速くなる。
・固体が最も速く気体が最も遅くなる(粒の隙間がないほど振動が伝わりやすいから)
やはり知らないことだらけでした。「ドップラー効果」についても一応分かった気がするけれど、他人に説明できる気はしないな……。
そして光について。基礎編でもやった鏡の話がやはり難しい! 「鏡にものが映るのは光が反射するから」は分かったけれど、しかし、なぜ……?? 光の屈折、凸レンズ、虚像と実像、焦点……youtubeで実験動画を見ながら読み進めましたが、なかなか理解できませんでした。おそらく「眼と光の関係」が分かってないんだと思います。「見える」とうことはどこで起こっているのか、その現象はどこまで内でどこまで外なのか……。
■ 第2部第5章 いろいろな道具のはたらき
「力」も中学で挫折した概念のひとつ。しかしそこはなんとか行けましたぞ!
・力の三要素:大きさ、向き、作用点
・力がつりあう三条件:大きさが同じ、向きが正反対、向きが同一作用線上
昔苦手だった「ばねをつなぐやつ」もなんとかクリア。
後半は「てこ」の話。これはかなり面白かった。はさみもペンチも「てこ」なんですね! 重いもの持ち上げるやつだけが「てこ」だと思ってました。支点と力点と作用点があるやつが全部「てこ」なのかあ。てこには三種類あって(真ん中支点型、真ん中作用点型、真ん中力点型)、せんぬきとかは「真ん中作用点型のてこ」、ピンセット、糸切りばさみ、トングなどは「真ん中力点型のてこ」。すごい!「脊椎動物の骨と筋肉」もてこ! ♪全部てこさウソじゃないさ
■ 第2部第6章 力とモーメントのつり合い
「モーメント」概念まだよく分かってないな~と思っていたらこの章でまるまるやってくれんですね。
そして! 理科名物「重さを無視できる棒」について、「なんで重さを無視できるの?」って説明もこの章でしてくれています! 感動。しかし説明の内容は忘れてしまった。
「モーメント」についてはにんじんとキュウリの例のおかげで分かりました。それらを紐で吊るしたときに重力が生む、回転させるはたらきが「モーメント」であり、すると「重心」とは「1点を支えると重力によるモーメントがゼロになる点」のこと。
そして、「滑車」が出てきました!! みんなも苦手だったよね? 滑車!
滑車には定滑車(円板を天井やスタンドに固定)と動滑車(紐の片端を固定しもう片端を手で持つ)があります。
定滑車:
力の向きを変える
力の大きさや移動距離は変わらない(だが紐を下に引くとき体重を利用できる)「真ん中支点型」てこと同じ(手で引っ張るところが力点、おもりを下げたところが作用点と考える)
動滑車:
片方の紐にかかる力は重りの半分で済む(ただ実際は滑車の重さがある)
移動距離は2倍必要「真ん中作用点型」てこと同じ
定滑車と動滑車を組合るやつが出てきて、ウワーーー!!!となったけれど、あれ? 意外に難しくない!!
今回感動したのは次の一文。
「定滑車は力の向きを変えるだけで力の大きさには関係ありません」
そうだったのか! この記述が当時の教科書に欲しかった!! できない子はこういうのがいちいち分からなくてそのたびに適当に想像してますます分からなくなってゆくのや。でもちゃんと読んでなかっただけで書いてあったのかも……(「学校でちゃんと教えろよ」と思うことは実はだいたい教えられているの法則)。
定滑車は向きを逆にするだけと思っていれば後は難しくなく、動滑車を組み合わせたら引く力が半々になっていって引く長さが倍々になっていくだけ! 中学の自分に教えたい。
■ 第2部第7章 振り子と斜面の運動
ついに最終章だ〜!
最初は基礎編のおさらいから。
運動の第一法則=慣性の法則=力を受けない限り物体は静止または等速直線運動を続ける
運動の第二法則=力は質量×加速度(力が2倍で質量同じなら加速度2倍、力が同じで質量2倍なら加速度1/2)
運動の第三法則=作用反作用
慣性の法則はジェットコースターを例に挙げて説明されており、分かりやすいです。「ジェットコースターが苦手な人も理科の勉強だと思って是非チャレンジしてみて下さい」。イヤだよ!(ここで、記録タイマーってなんだっけ? それに使われる交流電流ってなんだっけ? という疑問で二日くらい立ち止まりました)
難しかったのが、等加速度運動=自由落下運動の話。「物体の重さを変えても重力加速度は同じ」て知ってるけど納得いかぬよ〜と思うたところで「重い球と軽い球はホントに同時に落ちる?」ってコラムが出てきて、ホントよくできた教科書だ〜。仮説を棄却することで証明してくれるんですが、こういう証明って魔法みたいでふしぎです。物理も数学も私には魔法みたいに思えます。きっとそれは、世界が魔法のようということなのでしょう……
そしてラスト、位置エネルギーと運動エネルギーが出てきました! 特に「位置エネルギー」、こいつがずっと何者だか分からなかったのです。基礎編にも出てきたけどよく分からないまま。しかし今回色々調べながら読むことで、位置エネルギーは「ポテンシャル」だということが分かりました(高いところにあるものはそこから落とすと地面をへこませるポテンシャルを持っている)。また、ブランコで足を伸ばして重心を高くするのは、筋肉の仕事により位置エネルギーを増やすことであるという例も。
しかし「物体を斜面から転がして台から落とす」話が分からず、三日くらいここで行き詰まってしまった……。
さらに、最後の振り子の話でも一週間くらい行き詰まってしまった。「おもりの重さを変えても、おもりの落差(角度)を変えても振り子の周期は同じで、糸の長さを変えたときだけ周期が変わる」「糸の長さを2倍にすると振り子の周期は1.4倍になる」。この1.4倍というのが分からない! ここはまだ分からないままなので、以下、混乱している私もメモだけ載せておきます。
周期(時間)=距離÷速さ
長さを4倍にすると、距離(落差)も4倍になる(はいはい)
速さは2倍になるらしい(そなんや)だから、周期=4倍÷2倍
↓
長さ4倍のとき 周期2倍という作業から周期は長さの平方根倍になることが分かるけど、小学生向けの教科書で平方根が使えないから、4とか9とかを例に挙げてる、てことか。p.181の最後の行は誤植では??
***
そんなわけで、なんとか年内に読み終えた理科教科書ですが、まだ理解したことを他人に説明できる気はぜんぜんしません。また、こうしてまとめていて、だいぶ忘れていることが分かりました。そうか、やっぱ問題をやらないと定着しないんだ! 学校で問題をやらされたわけがやっとわかりました。そんなわけでよいお年を。