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【イグノーベル賞】「ネコは液体か?」を物理学者が大真面目に論文にしていた

【イグノーベル賞】「ネコは液体か?」を物理学者が大真面目に論文にしていた

読む前に予想してみよう!

「ネコは液体か」を考察した論文は、イグノーベル賞を受賞したことがある

研究カード(どんな研究?)
対象
ネコ(写真・日常の観察)
規模
実験データなし
研究の種類
物理学の概念を使った考察(エッセイ)
確かさ
★☆☆☆☆
3秒でわかる

容器にぴったり収まるネコは液体か? 流れの物理学で考えると、観察する時間しだいで液体にも固体にもなる、という答えになる。

ひとことで言うとネコは、ゆっくり見ると「液体」、すばやく見ると「固体」なんだって!

もくじ
  1. イグノーベル賞ってなに?
  2. 「液体」ってそもそも何?
  3. カギは「デボラ数」
  4. ネコは液体にも固体にもなる
  5. ふざけているようで、実はまじめ
  6. まとめ

段ボール箱、植木鉢、洗面台のボウル、ガラスの花びん。ネコはなぜか、どんな形の入れものにもぴったり体を収めてしまいます。

その姿を見て、ネットではこんな冗談が広まりました。「ネコって液体なのでは?」

この冗談に、物理学者が本気で答えた論文があります。しかもその論文は、2017年に「イグノーベル賞」まで受賞しました。

01イグノーベル賞ってなに?

イグノーベル賞は、ノーベル賞のパロディとして、アメリカのユーモア科学雑誌が1991年から毎年贈っている賞です。テーマは「人々を笑わせ、そして考えさせる研究」。

ふざけた研究に贈られる賞…と思われがちですが、受賞研究の多くは、ちゃんとした科学の方法で行われたものです。日本人の受賞者も多く、毎年のように話題になります。

02「液体」ってそもそも何?

ふつう、液体は「入れものの形に合わせて形を変えるもの」と説明されます。水をコップに入れればコップの形、お皿に入れればお皿の形になりますよね。

その定義だけで考えると、箱にぴったり収まるネコは、たしかに液体っぽい。でも、物理学ではもう少しくわしく考えます。

時間をかけると、ネコは入れものの形になっていく。
時間をかけると、ネコは入れものの形になっていく。

03カギは「デボラ数」

ここで登場するのが、デボラ数という考え方です。

むずかしそうな名前ですが、中身はシンプル。

デボラ数 = 物が形を変えるのにかかる時間 ÷ 観察している時間

  • デボラ数が小さい(形を変えるのが観察時間よりずっと速い)→ 液体のようにふるまう
  • デボラ数が大きい(形を変えるのが観察時間よりずっと遅い)→ 固体のようにふるまう

たとえば、アスファルトの仲間の「ピッチ」という黒い物質は、ハンマーでたたくと割れるほど硬く、数秒見ているだけなら完全に固体です。でも何年、何十年と観察し続けると、少しずつ流れていく。オーストラリアのクイーンズランド大学では、1927年に始まったピッチが漏斗からしたたる実験が今も続いていて、1滴が落ちるまでに10年前後かかります。「固体か液体か」は、物質だけでなく、どれくらいの時間で見るかで変わるのです。

04ネコは液体にも固体にもなる

ネコの写真を見るかぎり、ネコが入れものに合わせて形を変えるのにかかる時間は、だいたい数秒から数分くらいと見積もれそうです。

だから、ネコが箱に入って落ち着くまでの数分間をじっくり見ていれば、ネコは液体のようにふるまうと言えます。でも、ネコにパッと触れた一瞬だけを見れば、ネコは固体のようにはね返す。

つまり答えは、「観察する時間しだいで、ネコは液体にも固体にもなる」。さらに、子ネコと年をとったネコ、緊張しているネコとリラックスしたネコでは、形の変わりやすさもちがうかもしれない、とファルダンさんは楽しそうに論じています。

05ふざけているようで、実はまじめ

この論文が面白いのは、「ネコは液体か?」というバカバカしい問いを入り口に、私たちが当たり前だと思っている「液体」「固体」の区別が、実は時間しだいだということに気づかせてくれる点です。

06まとめ

「ネコは液体か?」という冗談に、物理学者は「観察する時間しだいで液体にも固体にもなる」と大真面目に答えました。

次にネコが箱にぴったり収まっていたら、心の中でつぶやいてみてください。「今、デボラ数が小さいな」と。

この研究を英語で読もう原田英語の English CornerOnline, people often joke that cats are liquid, because they fit perfectly into boxes, sinks and vases. 音声 4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く

原田英語の English Corner

この研究を英語で読もう

Online, people often joke that cats are liquid, because they fit perfectly into boxes, sinks and vases. The French physicist Marc-Antoine Fardin decided to take the joke seriously. In 2014, he wrote a paper using rheology, the science of how materials flow and change shape. A simple definition of a liquid is something that takes the shape of its container. Fardin explained that whether something acts like a solid or a liquid depends on the time scale.

For example, a black material called pitch seems solid if you hit it, yet it slowly flows over many years. In the same way, a cat watched for several minutes behaves like a liquid. His paper won an Ig Nobel Prize in 2017.

120 words ・ CEFR B1

和訳を見る

ネット上では、ネコは箱や洗面台、花びんにぴったり収まるので、ネコは液体だという冗談がよく言われます。フランスの物理学者マルク=アントワーヌ・ファルダンは、この冗談をまじめに考えることにしました。2014年、彼は、物がどのように流れて形を変えるかを研究するレオロジーを使って論文を書きました。液体の簡単な定義は、入れものの形になるもの、です。ファルダンは、ある物が固体のようにふるまうか液体のようにふるまうかは、時間のものさしによると説明しました。

たとえば、ピッチと呼ばれる黒い物質は、たたくと固体に見えますが、何年もかけてゆっくり流れます。同じように、数分間見ているネコは液体のようにふるまうのです。彼の論文は2017年にイグノーベル賞を受賞しました。

4択リーディングクイズ

Q1. What is rheology?

Q2. Why does the author mention pitch?

Q3. What can we infer about Fardin's paper?

重要単語

  • rheologyC1
    名詞レオロジー(流動学)Rheology studies how materials flow and change shape. rheo-(流れ:ギリシャ語)+-logy(学問)。biology, geology と同じ -logy。
  • containerB1
    名詞入れもの、容器The cat fitted perfectly into the container. contain(含む)+-er。貨物の「コンテナ」も同じ語。
  • relaxation timeC1
    名詞(句)緩和時間(形がなじむまでの時間)A cat's relaxation time depends on its mood. 物理用語。relax は「ゆるむ・元に戻る」の意味。
  • viscousC1
    形容詞粘り気のあるHoney is a viscous liquid. 名詞 viscosity(粘度)。sticky より学術的な語。
  • time scaleC1
    名詞(句)時間のものさし、時間スケールWhether pitch looks solid depends on the time scale. on a time scale of ~「~という時間の単位で」。地学・物理で頻出。
  • deformC1
    動詞変形する、変形させるLiquids flow and deform easily. de-(離れて)+form(形)。名詞 deformation。

4コマでわかる

【イグノーベル賞】「ネコは液体か?」を物理学者が大真面目に論文にしていたの4コマ漫画
箱やびんにぴったり収まるネコを見て「ネコは液体では?」と思った人、物理学者が本気で論文にしてイグノーベル賞を取っていたらしい。答えは「観察する時間しだいで、液体にも固体にもなる」。

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出典・参考文献(3件)タップで表示
  1. Fardin (2017) Answering the question that won me the Ig Nobel prize: Are cats liquid?, The Conversationdoi.org
  2. Reiner (1964) The Deborah Number, Physics Todaydoi.org
  3. Smith et al. (2021) If I fits I sits: A citizen science investigation into illusory contour susceptibility in domestic cats (Felis silvestris catus), Applied Animal Behaviour Sciencedoi.org