分子環境学特論I 15pcat.cat.hokudai.ac.jp/class/me2020/20200813b_BO_Sapporo.pdfAdvanced Course...

Advanced Course in Molecular Environmental Science I 1

2020/08/13

分子環境学特論I

15


Advanced Course in Molecular Environmental Science I

Division of Environmental Material Science, Graduate School of Environmental ScienceThe first semester of Fiscal 202010:30─12:00, Thursday on ZOOM

Bunsho OhtaniInstitute for Catalysis, Hokkaido University, Sapporo 001-0021, Japan011-706-9132 (dial-in)/011-706-9133 (facsimile)

[email protected]://pcat.cat.hokudai.ac.jp/pcat

https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/cgi-bin/class/db_class_e.cgi?mode=display_me2020


schedule

(1) May 7 introduction with introduction(2) May 14 mole and Avogadro constant(3) May 21 necessary and sufficient conditions/Mt. Everest(4) May 28 microwave oven/Internet(5) June 4 originality in science/fake(6) June 11 experimental notebook(7) June 18 blood type/chi-square (chi-squared) test(8) June 25 cell(9) July 2 triple crown(10) July 9 recycle(11) July 16 ecology/green-house effect(12) July 23 originality/XXXed(13) July 30 correlation/recognition(14) August 6 presentation of quiz (1)(15) August 13 presentation of quiz (2)


the best question and answer

Q Which is the best question? Answer the nickname.Q Which is the best answer? Answer the nickname.

• Do not vote question(s) of absent student(s) and delayed arrival shown below the horizontal line!

• In case an attendee asks multiple questions (and answers), specify the number following the nickname when voting, e.g., "Einstein (2)". Unassigned vote will be evenly divided into all multiple questions.

https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/cgi-bin/class/db_class_e.cgi?mode=display_me2020


formatPlease send email in Japanese or English within 72 hoursto: [email protected]: me2020MMDD-XXXXXXXX

[email protected](full name)(nickname)(comments on whole lectures)(if any, question [no need to be related to the contents of lecture])[blank line](nickname of the best question)(nickname of the best answer)(nickname of the best quiz)(answer for question 1)(answer for question 2)(answer for question 3)・・


email example

to

subject

(same as subject)email addressfull namenicknamecomment(s)question(blank line)<best question><best answer><best quiz>answer 1answer 2answer 3・・

me20200813-57388301

me20200813-57388301

《しまやん》《天山南路》《イケメン教授》水（H2O）30 kmol水素（H）60×6×1026個

me20200813-57388301


toucheやられた？

in a scientific sense of

listening to presentations/reading articles

evaluation for voting


"About the congestion of the tram" by Terada

Torahiko Terada published an article entitled "About the congestion of the tram" in 1922 (80 years before the Kobayashi's newspaper article) and showed an idea that was the same, in principle, to "The law that buses comes continuously", discussing with the details of scientific considerations.

a problem in ORIGINALITY

XX

killer

対偶contra-positive

逆converse

逆converse

裏inverse

裏inverse

Regarding sea reclamation, seaside cities in many countries have begun to implement it, with the purpose of expanding land area and increasing economic effects. At the same time, expand the land area to provide more choices for human construction activities and housing.

Quiz:Does sea reclamation have only benefits without harm to the environment?

Sea reclamation

1

At the beginning, I thought that the sea reclamation is a beneficial activity for human construction and development. It can help countries with small land areas increase their native area, expand human settlements, and even develop tourism and increase the economic income of some cities. Or the development of heavy industry will allow some heavy industries that would otherwise require a large amount of land area and affect the daily lives of residents to be implemented. Whether it is for the development of a city or for the lives of local residents, it is a very good and extremely helpful choice.

For many coastal cities, such as China's Fujian, Hong Kong, Shanghai, Japan's Tokyo, Kobe, etc. These years have been vigorously developing seareclamation, and it has become a development trend. For us, we have to think about the fact that blindly reclaiming the sea and making land, is there really only benefit but no harm? The answer is obvious. Although land reclamation can solve the land area problem of these countries to a great extent and provide more choices for human activities, the problems and costs that followed are also very serious, such as increasing environmental pollution. Compression of the sea area causes changes in ocean currents, brings unpredictable effects on navigation channels, destroys fisheries, and so on.

Expected answer:

Correct answer:

2

The beneficial of this quiz for understanding science :For environmental science, the most important thing is to compare the benefits of this human activity and the degree of damage to the ecosystem. If the damage is irreversible and has far-reaching impact, then we should choose very carefully. And if the benefits of sea reclamation are far less than the cost of making up for the ecological problems caused by sea reclamation in the future, its development should be restricted. By studying this problem, we can know which kind of industrial waste products brought by the chemical industry will have a bad impact on the ecosystem, and whether there are alternative products for this type of chemical agents. As much as possible, using catalysts that are recyclable and waste disposal will not cause the emission of toxic liquids and toxic gases.

3

4

Result of the internet search :

Answer MUST be unique, both "yes" and "no" can be ananswer depending on the standpoint of answerers.

Many hits on search with keywords "sea reclamationenvironmental impact"

"Is average altitude in the world decreasing by seareclamation?"

1/23

なぜ多くの中国人は電子体温計のデータを疑うか

wang

予想の回答:わからない

正しい回答:その質問自体は本当なことですか？検証するため、中国で一番使ってる「baidu」を用いて『電子体温計正しい（中国語で）』で検索して見ました。

順番の10問の回答を統計する（全く同じの回答を除く）（2020年7月27日まで）全回答56個中、ガラス体温計の信憑性が高いと思う回答数23個、電子体温計の信憑性が高いや同じくらいと思う回答数23個。約50％の人は電子体温計のデータを疑ってます。

CCTVの番組（「是真的吗」2019年2月2日）のインタビューによって五人中の五人はガラス体温計の信憑性が高いと思う

疑う理由は何ですか

回答とインタビューの結果によって理由は大体３つがあります。

１、何十年ずっとガラス体温計を使っているから２、病院はガラス体温計を使ってるから３、自分が使う時、電子体温計の結果は大きな外れがあるから

一番目の理由はどうしようもないと思うけど、二、三番目のはどうでしょうか

北京市密雲区病院の高先生による回答はガラス体温計が安い、消毒しやすいわけです。

病院がガラス体温計を使ってる本当の理由は何ですか

番組「是真的吗」2019年2月2日

電子体温計の結果が外れる原因は？

中国人よく使ってるショッピングサイト「taobao」で『電子体温計』を検索してみたら一番売れるのは放射温度計です。

放射温度計の30日以内売った数は4.2万放射温度計自身は環境と測る距離の影響で誤差が大きい

なら、日本でよく使われるわき式電子体温計はどうでしょうか

中国であまり人気がないらしいです、一番売れる店でも30日以内売った数は2300ぐらい売れてるタイプはだいたい実測型電子体温計です

データ：2020年八月二日売った数順

中国のわき式電子体温計の誤差は大きいですか？

検証するため、簡単な実験を行います

実験用体温計

日本で購入した実測型体温計

中国で購入した実測型体温計

日本で購入した予測型体温計

実験対象：王氏

残念ながら、日本でガラス体温計を購入できませんでした

実験を行うため、二つの仮定をします

仮定一、実験を行うとき、王氏の体温は一定仮定二、日本の実測型体温計三回の結果の平均値は真の体温

1 2 3平均

日本実測 36.7 36.7 36.9 36.8

中国実測 36.9 36.9 37.0 36.9

日本予測 37.2 37.1 37.2 37.2

偏差：0.1度

偏差：0.4度

結果によって、中国の実測型体温計でも大きな外れはありません。予測型の偏差はちょっと大きいですが、そんなに大きな外れではありません

あくまでも自分の推測ですが、おそらく中国の普通の家族はガラス体温計を二、三本持ってるので、わざわざ実測型電子体温計を購入する必要はありません。逆に測定時間が短い放射温度計は一番人気ものになりました。なぜ測定が早いし誤差もそんなに大きくない予測型体温計は売れないのか、その理由が私もわかりません

結論：多い中国人が電子体温計のデータを疑う理由はガラス体温計にすごく信頼感があるか影響を受けやすい放射温度計を使ってるかと思います

科学との関連：先々週、私は風邪を引いて家族と電話するとき母に「電子体温計のデータは本当に正しいか」と聞かれました。そのとき私は気づきました、私の家族が電子体温計を疑ってると。それは私の家族だけの考えですか、そういう疑問を持ってネットで検索してみたらけっこそう思う人があります。先生の「生活は研究」の教えを思い出してその理由を探そうとしました。研究とは言えない程度の簡単な調べですが、課題にとして調べ始めたら自分が本当に研究してる気がしました。データの調べ、簡単な実験をするの経験も今後のどこかに役に立つはずです。

中国は7年以内にガラス体温計を淘汰することを承諾

電子体温計の欠点は？

中国は7年以内にガラス体温計を淘汰することを承諾

電子体温計の結果は正しいか？

「多くの中国人」の定義が不明＝過半数なら回答できるかもしれないが，「多くの」であることはしめせない．

「体温」の定義が不明確

「予測型体温計」で予測している体温とはなにか．体温とはなにか＝どうやってはかったものが「正しい」のか．

2/23

次のグラーフを見て考えられる結論は？

Rukuari

予想される答え

１。エアコンの販売量が増えるとアナゴの漁獲量が増えるんだ。

２。アナゴの漁獲量が増えるとエアコンの販売量が増えるんだ。

正しい答え

二つの関係はただの相関関係であり、お互いに影響はない。ただ、エアコンの販売量が増えた時期とアナゴの漁獲量が増えた時期が同じであるため書けたグラフである。つまり、因果関

係ではなく、相関関係にある二つのプロットである。

なぜ科学と関係があるのか

科学の業界で研究を行うためには、物事をちゃんと正確に考える力が大事です。この問題から相関関係であるプロットを見て勝手に因果関係にあるものだと勘違いをしてしまうとかもしれない。実験結果も同じである。全てのデータの本質を知って分析を行わなければいけないので、このようなクイズ

でもう一回考える力を鍛えることができると思う。

ネット上で検索して見た結果

「エアコン販売量」、「アナゴ」、「アナゴの漁獲量」、「エアコンとアナゴ」、「エアコンの相関関係」、「アナゴの相関関係」、「エアコンとアナゴ」、「夏の相関関係グラフ」などの検索語のどの組み合わせでも今回と同じクイズは検索できないことを確かめた。

「エアコン販売量」と「アナゴ漁獲量」がどのような統計なのかが不明＝国別/年別/月別/日別/地域別

すくなくともオリジナリティはない＝日本人女性の平均寿命とテレビの世帯普及率のプロットと本質的におなじ

「結論」がえられるとはかぎらないし，結論は1つのプロットだけからは得られない

「結論はなにか」とたずねて，「結論はない」というのは反則

（「ネタ」がないので修正案はありません）

3/23

kazuyaQ ある学生が実験室で卒業研究の実験をしていま

す．今までに何回もやったことのある有機合成実験で，目的の物質も今まで得ることができていましたが，最近は目的の物質がうまくできません．一体なぜでしょうか？

Expected answer

入れる試薬を間違えたから．

卒論の準備などと同時並行で忙しくて途中でミスしてしまったから．

Correct answer

学生は何回もやったことのある合成実験をいつもと同じ手順，試薬，反応時間，反応温度でやっていて絶対に正しいと思い込んでいましたが，実はある時から反応温度が正しい温度より低い温度になっていました．学生はこの間違った温度での実験も，何回もやり慣れてしまった事で正しい合成法になってしまっていたのです．

このクイズでは自分の得意な事，慣れていることが必ずしも正しいとは限らないことを考えることができます．この事例は実際に自分が学部時代の卒業研究の実験で起こったことで，人間は慣れてしまうとなかなか間違ってるのではないかという思考に至らなくなってしまうという事を痛感し，慣れていることこそ疑いの目をかけることの重要性を学びました．

クイズのサーチは「有機合成失敗原因」や「卒論実験失敗原因」等で調べましたが，器具の洗い忘れや試薬の名前の間違いなどの具体的な事例しか出てきませんでした．

正答はユニークでなければならない＝反応温度が異なっていることを特定できない

「前回とおなじ試薬をもちい，おなじ反応条件でくりかえし実験するといずれも異なる結果がえられた」と報告したら，もう1回実験するように指示された．さて，どうする？

4/23

• Nickname：つづく～

Quiz：What do you think is the difference between Induction cooker and mobile phone wireless charger?

Expected answer：

I never thought about the connection between them before.

Correct answer：

The essential principle of both of them is to use Electromagnetic Induction.

Correct answer：

As we all know, a changing electric field can excite a magnetic field, and a changing magnetic field can excite an electric field. After the copper wire is energized, a changing electric field will appear in the copper wire. This changing electric field will excite a changing magnetic field outside. If there is a metal substance, the changing magnetic field will cause an electric field to appear in it, forming an electric current. Then you can use the current heating effect to make the metal self-heat.

Internal components of induction cooker.

Correct answer：Wireless charging is not a high-tech product. The principle is also electromagnetic induction. The wireless charger on the market can be regarded as a small induction cooker. There is a copper coil inside the wireless charging mobile phone with low resistance, which can use most of the induced current for charging. It's really an induction cooker by replacing it with an iron ring.

Wireless charging mobile phone internal

Beneficial for understanding chemistry and science ：

It turns out that there are commonalities among many things that are common in our lives.

Results of the internet search for the quiz：

There is no detailed comparison and explanation of this question.

Many hits on search by "induction cooker and mobilephone wireless charger" showing the same principle

What is asked is "what difference between two", thereby,the correct answer MUST be "Purposes are different,even though the same principle is used in both devices.

"What is common in induction cookers and mobile-phonewireless chargers?"

5/23

The term "more" is just relative and cannot be used ingeneral.

Insufficient amount of a surfactant may give less foamsand, under such conditions, the more foams are, thecleaner becomes.

The definition of a term "clean" is ambiguous.

「なぜ『キュキュ』という音がしたら『きれい』なのか」

6/23

クイズブレンドコーヒーを作るのが趣味なAさんは、ある日コーヒー豆①とコーヒー豆②をブレンドして、抽出したコーヒーを飲みました。するとAさんは、「配分を失敗した」といいながらおいしくないコーヒーを嬉しそうに味わいました。

Q. Aさんはなぜおいしくないコーヒーを嬉しそうに飲んでいたのでしょうか。

ニックネーム：ワルプル

予想される回答飲んでるうちに好きになったドMだったカフェインで目が覚めると思った他になにか嬉しいことがあった

正しい回答この配分のブレンドではおいしくないと言うことが分かったから

どのように科学の理解に役立つか

Aさんは失敗から次への情報を得た。失敗は成功のもとともいうように成功よりも失敗から学ぶもののほうが多い。研究や科学の理解においても、視点を変えることで理解できることや、次につながることとしてとらえることができることがある。

インターネットでの検索結果

・コーヒー豆ブレンドクイズ・失敗は成功のもとコーヒー・おいしくないコーヒー嬉しい・視点を変えるコーヒー

このクイズと同様のものは見つからなかった。

「個人の感情」はわからない．ブレンド（プレとポストのいずれにしても）より焙煎と湯の温度によって味は大きく変化

「よくないブレンドであることがわかってうれしい」と思うかどうかは個人の性癖

キラーカードがないもの（反証可能性がない）は問題にできない


7/23

Windfury Stormrage

Q 壁に手の影が映るとなぜ蒸気のようなものが出てくる。

2020/08/03—Advanced Course in Molecular Environmental Science 1

Windfury Stormrage

A

R


人体の放熱により、体の周りに空間の密度が不均一。光が手にある水蒸気を通過するとき、光の屈折を起きてる。人体に近い空気は暖かくなりやすく、暖かい空気の割合が少ないため、体の周りの暖かい空気と冷たい空気が流れ続け、対流が発生し、効果的に人体の表面に放熱する。そのため体の周りに空間の密度が不均一になり、光が屈折しやすくなった。手の汗が蒸発すると、光の屈折の下で流れる影が見える。

Windfury Stormrage


設問が不適切＝「蒸気のようなもの（の影）」が特定されていないので回答できない

「影ゆらゆら」で検索するとシュリーレン現象（「異なる屈折率によるゆらぎ」）がヒットする

8/23

Is the breath exhaled during a sigh the same as the breath exhaled during normal breathing?

ふじさ

Expected answer:The composition of these two gases is the same。

Correct answer:They are not the same。

Sighing is also a deep breathing exercise in a sense, so sighing is also a kind of normal breathing. The composition of the exhaled gas should be the same.

reason:

The composition of the gas that a person breathes in during normal breathing is the same as that of the air.

gas composition inhale exhale

nitrogen (N2) 78 78

oxygen (O2) 21 16

carbon dioxide(CO2)

0.03 4

water (H2O) 0.07 1.1

other gases 0.9 0.9Fig.1 composition of the air

Table 1 Comparison of the gas composition inhaled and exhaled during breathing

The oxygen content in the exhaled gas has decreased. The content of carbon dioxide and water has increased.

lung

O2

CO2

blood circulation

tissue cell

Intracellular oxidative metabolism

lung ventilation

gas transportation

tissue ventilation

Fig.2 Human body's breathing process

Definition of sigh:

take a long deep breath that can be heard, expressing sadness, tiredness, relief, etc. ——Oxford Dictionary一般的には悩みが解決しないで困っている時や、緊張や心理的ストレスから解放された時に無意識にでてしまうことがあります。

Depression can lead to decreased brain hormone secretion and decreased nerve cell activity, which in turn slows the metabolism of tissue cells.

——《Journal of Neurology》

O2 + C6H12O6

CO2 + H2O

tissue cell

Due to the decreased metabolic capacity of tissue cells, after inhaling the same amount of air, the amount of oxygen converted into carbon dioxide and water is reduced.

The gas exhaled when sighing is different from the gas exhaled during normal breathing

conclusion

Explanation for how the quiz is beneficial for understanding chemistry and science.

Depression Decreased brain hormone secretion

Decreased nerve cell activity

Decreased metabolism of tissue cells

Carbon dioxide and water produced decreased

Through the answer to this quiz, I discovered that when thinking about a problem, we should not only consider the factors directly related to the problem, but explore the deeper reasons. Often all factors are related. This is the same as doing research. If there is a problem, it is necessary to find the most fundamental cause. Moreover, every step is related. Therefore, every step in the research process is crucial.

In both English and Japanese, no answers related to the quiz were found

Chinese web page is found by image search. Only showing the probability = no experimental evidence Experiments must be performed to define "sigh"

quantitively

"How can the degree of metal fatigue be measured?"

9/23

wally

Q:A box contained anatase is put wrong into the cabinet which is used to gather boxes of rutile. There are 4 boxes in the

cabinet now, and all the label of boxes in the cabinet are lost. You couldn’t know what is it from the appearance, but you have some tools like scales and quantitative spoon whose

capacity is 1 cm3 and so on. So, how many times do you need to weigh to distinguish anatase from rutile?(desity of rutile is

4.27g/cm3 and desity of anatase is 3.90g/cm3)

Expected answer• There are 4 boxes in the cabinet, So at most I need to weigh 3

times to find which is anatase. And at least 1 time to find anatase from the cabinet.

Correct answerYou just need to weigh 1 time to find anatase from the boxes, it is not depend on how many boxes. First, attach 1 paper at each boxes, then write letter a,b,c,d on the paper respectively. Take 1 spoon from a, then take 2 spoon from b and so on. You have taken 10 spoon totally. Then, weigh the weight by scales. If the a box is anatase, the weight will be 42.33 g. (10×4.27-0.37)g, if the b box is anatase, the weight will be 41.96g.(10×4.27-0.37×2)g. and so on.

Explanation for how the quiz is beneficial for understanding chemistry and science

• When we meet a problem, we always think it at a simple level. The important thing is to find the difference between two things. We need to grasp the intrinsic points of problem, and magnify the difference sothat we can find the way to solve the problem.

Results of the Internet Search

Searching on the internet with “anatase, rutile, spoon,box,weigh” as the keyword, did not find the same quiz and answer.

Basic idea is found by searching with keywords "fakecoin weight scales".

The idea cannot be applied to powder, because truevolume cannot be measured.

Hidden assumption is the powders do not contain anynon-crystalline component.

(no original concept is included)

10/23

Cheer

There is a woman shooting a recurve bow, how can she hit one point every time?

• Using a sighting device.• Three points one line. (eye, sight, bullseye and sight

line)

Expected answer

Bow: Appropriate poundage.Pre-calibrated sight.Uniform quality arrows.

Archer:Enough strength.High concentration.Uniform archery posture.

Both of them

Novel way: set guidance system in arrows like missile.

correct answer

The answer is not always one aspect, it may have lots of factors combined.And, fundamental knowledge is essential. If someone doesn’t know how a bow looks like or didn’t shoot before, his answer are hardly hitting the correct point.Same as researching, if researchers don‘t understand the terms from quiz, it will not be able to do the research. Novel ideal is also advocated, I think originality is coming from our novel ideals, even it may not be feasible sometimes.

Research key words: recurve bow; center; every timeThere is no same question on the internet.

explanation for how the quiz is beneficial for understanding chemistry and science

A quiz cannot be asked if no clear answer is there. The term "hitting center" is ambiguous. This is just telling your thought.

(no original concept is included)

11/23

1+1=？Caliburian

◇ Expected answer: =2 OR ≠ 2(>2or<2)

for 1+1=?Answers

◇ Correct answer: I don't know→ I don't care

for 1+1=2Explanation

YEP! We have learned it when we were pupils

But this equation is also the one which can not be proved in Goldbach's conjecture

you can search Goldbach's conjecture by google on your own, that's not today's topic

for 1+1＜2Explanation

There are spaces between the molecules

1L H2SO4

1L H2O

2L

for 1+1＞2Explanation

If amount of zip line changes(1→1+1）what will happen?

v0=400 vf=200

-If we can not prove 1+1=2 or other answers, why could we use it so freely?

-Because whenever we use this equation(1+1=?), we are always under the specific conditions. And under these conditions, we can find the intendence of answer by other methods(general knowledge, measurment and etc.) and use it freely.

Thus, we can say that we actually don't know how to prove the answer of 1+1=? in math or some other fields, but we do not care about it. Sometimes we don't need to prove a equation workable and drop into the dead circle(prove-use-prove) , we just need to learn how to use it under specific conditions, in daily lives.

That's SCIENCE→LIFE

Conclusion

No-answer question does not make sense.Many search results with keyword "1+1=?". The examples shown there are just owing to change of

definitions of signs of "+" and "=", i.e., subjective.

Why combining 1 L of water and 1 L of methanol notresulting in 2 L of liquid?

12/23

Zhang

Is the sunset red, why?

Expected answer:

Yes, it is. Because of Tyndall or Rayleighscattering, which the scattering of light occurs bythe interaction of light with molecules and smallparticles in the atmosphere.At sunset, the light from the sun passing through along column or path-length of atmosphere to Earthsurface. During its passage the blue componentsof the light are reduced in intensity, making thetransmitted beam of sunlight more yellow or evenred in color.

Correct answer:

It is uncertain. Because the quiz did not mentionwhere the sunset is. If it is on Earth, then theabove answer is right. If it is on Mars, the sunsetis blue. Because Mars’ atmosphere is verytenuous, the pressure is equivalent to about 1%of Earth’s. Mars’ atmosphere is made of carbondioxide and dust, this fine dust tends to scatterred light, so that the sky appears reddish, whichlets the blue light through. (Actually, this answeris not completely correct, because there areother possibilities.)

How the quiz is beneficial for understanding chemistry and science:

Whether it is asking questions or answeringquestions, we should think about itcomprehensively, or we can not say that ouranswer is correct. Improving our ability to thinklogically is beneficial for understanding chemistryand science. On the other hand, even if it isrecognized common sense, we should look for itsscientific evidence, instead of believing in itthrough books or listening to others.

Results of the internet search for the quiz

The quiz says "the sunset". The answer must depend onwhat sunset is imagined. Therefore suggested "correctanswer" is incorrect.

Is the color of mars, red, related to the blue sunset,considering that the earth looks blue and its sunset isred.

13/23

2本のひもがあり、この2本のひもは燃え尽きるまでそれぞれ1時間かかります。45分を測るにはどうするか。

前提条件 :火をつける回数は指定しない

Nickname : point

Expected answer 1

1. ①のひもの両端に火をつけ、同時に②のひもの一端にも火をつける。

2. ➀のひもが燃え尽きるのは、点火してから30分後であり、②のひもは半分になっている。

3. この時に②の点火していない一端に火をつけると②のひもが燃え尽きたときに45分となる。① ②

Expected answer 2

1. ➀のひもを真ん中で折り曲げて真ん中に火をつける。

2. ②のひもの一端を➀にくっつけて反対側の一端を1と同時に火をつける。

3. ➀のひもが燃え尽きるのは、点火から30分後であり、②は半分の長さのみ残っている。この時反対側のひもに火がつき②が燃えきるまで15分かかるので45分となる。

①

②

Correct answer①

②

①

②

Expected answer 2をさらに掘り下げるとわかりやすい。➀のひもを正2n角形(n=2,3,4…)とすると②のひもとつながっている端の反対側から火をつけると2n(n=2,3,4…)を経由して、30分後に②が点火する。

また、正3角形と正4角形の組み合わせも45分測れる。

解答は組み合わせにより無限にできる。

①

②

How is the quiz beneficial for understanding science and chemistry?

この問題は、昔のクイズ番組や小学校ぐらいのクイズでよく取り上げられていたので、目にした方もいるかもしれないが、多くの解答はExpected answer 1と2の解答が多くあり、Corrected answerで書いたような共通点を見つけるという

解答は見つからなかった。

このように共通点を見つけることは、日々の実験でも論文を書く時や読むときにも役立つ。

インターネットでこの問題を扱っているサイトを見たが解答にあるのはExpected answer1,2のどちらかまたは両方しか

なかった

暗黙の前提としているのは「燃えるはやさは一定＝もえた長さで時間を計測できる」だが，問題文にはしめされていない（＝とちゅうで速度がかわってもかまわない）

上記の前提があれば「expected answer」はただしい．「correct answer」は四角形（あるいは2n）以外は長さを測る手段がなければつくれないのであやまり＝長さを測れるなら任意の時間を計測できる．ちなみに，「expected answer」はn＝1のケース．

「ロープ燃やす時間」で多数のヒット燃えるはやさが一定でない場合でも，2本つかえば折らずに45分を計測できる．

「一端に火をつけると1時間でもえつきるロープ」であることがなぜわかるのか．

14/23

Quiz : How is “Answer" defined

nickname ：Chen

expected answer

The "answer" is relative to the "question". There is no "answer" without "question".

• The answers to some questions are objective, that is, they do not contain the personal feelings of the answerer. This answer can be accepted and approved by everyone. For example: "What is chemistry?“

• The answers to some other questions are subjective, and they contain the personal feelings of the answerer. This answer may only be recognized by the respondent and/or the questioner. For example: "What color do you like?"

For the "answer", it is not easy to comment on "right" or "wrong", but can comment on "recognized by more people" or "accepted by a few people".

96

explanation for how this quiz is beneficial for understanding chemistry and science

People will pursue the "answer" because of the "question".In the process of pursuing "answers": • having "curiosity" and then exploring "unknown"; • pursuing "truth" and then "think"; • encountering "difficulties" and then finding ways to "solve". . .

Some answers are summarized into science, some answers help human development, and some answers protect the earth and life on earth. Thousands of questions and answers have created the present society.Both the process of pursuing the answer and the answer itself are beneficial for understanding chemistry and science.

97

results of the internet search(Wikipedia) for the quiz

• A question is an utterance which typically functions as a request for information, which is expected to be provided in the form of an answer.

• The most typical response to a question is an answer that provides the information indicated as being sought by the questioner.

• This may range from a simple yes or no (in the case of yes–no questions) toa more complex or detailed answer. (An answer may be correct or incorrect,

depending on whether the information it presents is true or false.) An indication of inability or unwillingness to provide an answer is the other

response to a question.

98

There are these four ways of answering questions. Which four? There are questions that should be answered categorically [straightforwardly yes, no, this, that]. There are questions that should be answered with an analytical (qualified) answer [defining or redefining the terms]. There are questions that should be answered with a counter-question. There are questions that should be put aside. These are the four ways of answering questions.

— Buddha, Sutta Pitaka

99

This cannot be a quiz, since no correct answer is there. This just tells one's idea, i.e., not objective.

15/23

パスタを茹でる際に塩を入れる事の科学的な意味は何でしょうか？

芦屋

予想される回答

塩を入れる事で沸点上昇が起こり、ゆで時間が短縮される。

答え科学的な意味はほとんどない。ただし、塩味はつくので入れる意味はあります。

解説水1リットルに塩20gを入れた時、沸点にどれくらい影響を与えるのか。

水のモル沸点上昇は約0.52K・kg/mol。1molの物質を水に融解すると、沸点が0.52度上昇するという意味。

塩化ナトリウムの分子量は58.420gの分子数は、20/58.4＝約0.34mol

沸点上昇は0.34×0.52＝約0.18度つまり、ほぼ誤差程度の影響しか与えれない。茹で時間を考えても、数秒しか効果はありません。

インターネットでの検索結果“パスタ“ ”塩”で検索しました。その結果、茹で時間が短縮される、味がつくなどの結果が出ました。また、科学的な意味はないと書いているサイトはありましたが、科学的な説明がされているものはありませんでした。

「パスタゆでる塩理由」で多数ヒットし，根拠をあげて説明しているものはない（科学的に説明していない）ので，このクイズにオリジナリティはない．

「インターネット検索では科学的根拠をえられなかった」だけ＝インターネット検索でクイズをつくった


16/23

Question:Where will the second hand of a clock stops when the

battery used up?

Nick name: aufwin

Expected answer

• It will stop at random places.

Correct answer

• It will stop at “6” because of gravity.

Explanation for how the quiz is beneficial for understanding chemistry and science

• We need to consider all the factors when we doing our experiments.

Results of the internet search for the quiz

If minute hand stops at 6 when battery is gone, why itcan be a correct position when battery is working?

The "correct answer" is not correct = no results on theInternet search.

17/23

Quiz

チームA（以下、A）とチームB（以下、B）が野球の試合で対戦をしました。

Aには、打席に立った時にストライクゾーンに来た球を必ず本塁打にする選手が1人いました（B側の先発投手もその選手を把握しています）。

またAの先発投手はBの全打者をアウトにし、Bの先発投手も必ず本塁打にする選手を除いてAの全打者をアウトにしました。途中で交代することなく9回まで投球しました。

この試合、引き分けになりそうですが結局Aが勝利しました。それは何故でしょうか？

ただしボーク、死球、盗塁、牽制死、エラーはなく、試合の途中で新たに出場選手が増えることもありませんでした。

ニックネーム：かっち

Expected answer

• B側の投手がうっかり必ず本塁打にする選手にストライクゾーンの球を投げてしまい、その1点で敗北してしまったから。

Correct answer

Aの先発投手が必ず本塁打にする選手の場合。延長10回に指名打者を解除し打席に立つ（出場選手は増えない）ことによって本塁打を打ち、サヨナラ勝ちした。

1回 2回 3回 4回 5回 6回 7回 8回 9回延10回

1番打者アウトアウトアウト









投手本塁打

Bの投手は延長10回で変わり、その投手が必ず本塁打にする選手の存在を知らなかったためにストライクゾーンに球を投げてしまったから。

Correct answer

1回 2回 3回 4回 5回 6回 7回 8回 9回延10回

1番打者アウトアウトアウトアウト


3番打者アウトアウトアウト敬遠

4番打者敬遠敬遠敬遠敬遠


6番打者アウトアウトアウト？




必ず本塁打にする選手が4番打者だった場合。Bは1回多く敬遠することにより、延長10回、11回に4番打者を回さないことも可能であるが、延長12回までには必ず4番打者の打席が来る。

Explanation and results

＜科学に対してどう有益か＞

一見すると複雑そうな内容でも、試合経過を表にするように、手順を追ってみることで答えが分かりやすくなる。これは、科学において実験計画を立てる際に有効な手段である。また、各チームの立場になって「どのように行動するか」を考えることも大切である。

＜インターネット検索の結果＞

野球の「最小投球数」に関するクイズは出てきましたが、他のクイズは見つけられませんでした。

「ストライクゾーンの球をかならずホームランする打者」が「ボールの球をホームランする」ことは排除されないので，「ボール球をなげてホームランされた」のがただしい＝9回でゲームセット（ただしAが後攻）という設定でもクイズはなりたつ．

Bの先発投手が「ストライクゾーンの球をかならずホームランする打者」を把握していることが，「その選手にストライクゾーンの球をなげない」ことを意味しない＝「expected answer」もただしい．

「correct answer」は特殊解にすぎない．

Aが後攻（あるいはBの先発投手が完投）で9回でAの勝利でゲームセットしたのはなぜか．

18/23


6 3

ルール：偶数のカードの裏は赤rule: back-side color of even number is red

beerjuiceage

16age

33

ルール： 20歳未満は酒を飲めないrule: people younger than 20 are prohibited to drink alcohol

＜クイズ＞

ニックネーム: エルモア

http://www.tombow-b.jp/ramune/

ガラス瓶を破壊することなく、蓋が開かないラムネの内部にあるビー玉を取り出すことは可能か？ビー玉は、ガラス瓶のくぼみと蓋までの間を移動することができる。

＜予想される答え＞

不可能である（破壊しない限り取り出せない）

＜正しい答え＞

可能である

ガラス瓶を思い切り振って、ビー玉に運動エネルギーを与える。ビー玉の質量をmとすると、ビー玉はp=mvの運動量を有し、蓋へ衝突する。このときの物質波の波長は、λ=h/p=h/mvとなる。

蓋（ポテンシャル障壁）における量子トンネル効果を考えると、この障壁を透過する確率はゼロではない。

したがって、理論的に確率はゼロではないので、取り出すことが可能と判断できる。

v

＜科学の理解にどのように役立つか＞

ビー玉を取り出すことだけに執着すると解決策が見つからない→視点を変えて、ビー玉が出てくる方法を考える

物事を考える際に、多角的な視野から考えることの重要性を与える。

＜ネット上の検索結果＞

”ラムネビー玉取り出し方“ で検索

→ 蓋を開けるか、ガラス瓶を割る方法しかない

「可能性はゼロではない」でしかない．可能であることをしめすには，確率的にゼロでないことを「可能性がある」と主張するだけでは無理で，実際に起こることをしめす必要がある《可能性があるだけでは論文にはならない》

ガラスはアモルファス構造なので，融解させなくても（もともと融点が明確ではない）変形するから，バーナーなどで「ビー玉」をとりだすことが可能（変形するけど＝「ビー玉」の定義による）．

なぜラムネだけがビー玉入りのビンなのかなぜ「ビー玉」とよばれるのか

19/23

問題：オーロラが見える現象について，原理を答えよ．

Quiz：オーロラの原理 iwamoto

126

考えられる答え：

太陽から地球へ運ばれてきた太陽風が地球の大気に含まれる酸素分子や窒素分子と衝突した際，これらの原子が発光してオーロラがみられる．

正しい答え：

太陽からの太陽風に含まれる荷電粒子が地球大気中の原子や分子と衝突する個ことで発光する現象である．

荷電粒子は地球の磁気圏に入ると加速され，磁力線に沿って地球大気に侵入する．そして，大気中の原子や分子と衝突すると，エネルギーを得た原子や分子は励起状態となり，エネルギーを光子として放射し，安定な状態に戻る．

この時，荷電粒子が衝突した原子や分子の種類によって異なる色の光が生じる．

Quiz：オーロラの原理

127

検索結果：

「オーロラ現象」「オーロラ原理」「オーロラ見え方」で検索をしたところ，いずれのサイトも説明不足であると判断した．

クイズが化学や科学の理解にどのように役立つか：

基礎論で学んだ「励起」について，オーロラの現象についてもその知識が生かされる．

現象がどのような過程で生じているのかを理論的に説明する方法を身につける．

Quiz：オーロラの原理

128

意味不明＝「太陽風＝荷電粒子をふくむ太陽風」・「大気中の窒素や酸素＝大気中の原子や分子」とすれば．予想される答とただしい答はおなじ

「ただしい答」は単にくわしく説明しているだけにすぎない＝「なぜ衝突するだけで励起状態ができるのか」が説明されていないので不足ともいえる．

「オーロラクイズ」で60万件以上ヒット


20/23

Quiz 魚は年齢により知能に違いはあるのか？（体長と年齢は比例関係にあるとする）

76203158 hirose!

expected answer 分からないあるかもしれない

correct answer ある

検証方法

イシダイを用いて以下の実験を行った。

灰色の敷居を外し、魚が①に行くと餌を与え、②に行くと初期位置まで戻すようにした

このプロセスを10回1セットとして行い、7回以上成功するとそのセットはクリアしたとみなす3セットクリアすると学習完了とみなす

次に正解を逆に変え、学習完了をさせる。これを学習書き換えとする。

さらにまた右に学習書き換えをする。

1尾について、1日40回、3日で120回行い、最大3回書き換え操作をしたことになる。書き込み段階とそれぞれの書き換え段階の正解率を換算して得た400点を各個体ごとに求めた。

検証方法

① ②

結果

7cm当たりでピークを迎えることが分かった

年齢を追うごとに賢くなり、7cmを超えると低下した

参考文献増田玲爾魚の心を探る 2006

科学を理解するのに役に立つか

知りたい事象があるときに、どのようにしてそれを証明すればよいのかを考えることは科学の理解に大きくつながると考える。

検索結果

「魚体長知能」「魚知能年齢」の検索結果、魚に知能があることの証明その他には年齢の測り方しか出てきませんでした

年齢と知能に関する話は出てきませんでした。

図書にあることはインターネット上にあることとおなじ意味

増田玲爾「魚の心を探る」（2006）は図書であり，査読されていないので，しめされた実験結果は検証されていない＝統計解析が可能な実験かどうかが不明

しめされた実験結果が「知能」をあらわすとする根拠がない．

じぶんのものもふくめて，結果を批判的にみることが研究＝このクイズは一種の反面教師にすぎない


21/23

なぜ若者のテレビ離れが起こるのか月刊ムー

予想される答え• スマートフォンの普及によって、SNSやYouTubeなどの動画サービスを利用する時間が増えたため

• 視聴率を見込めるはずのドラマやバラエティーが似たような構成でつまらない

• 見たいものや時間に縛られないコンテンツが多い中、テレビを見るというは受け身の行動がフラストレーションを感じる

正しい答え• 10代、20代は以前のデータが少ない、あるいはないため、ほかの世代と比べると確かにテレビの視聴時間などは少ないが“テレビ離れ”したとは限らない

• 動画のコンテンツやサービスは多くの人に見てもらえるよう作られており、その種類が増えたので確率的に視聴時間が分散するのは必然

10代• 生まれてまもなくして第4世代となりスマートフォンが当たり前のように周りにあり、YouTubeや動画ストリーミングサービスを利用できる環境にあった↓

テレビが面白くないというよりは、テレビを見るという選択をとる必要性がないだけ

20代• 第3世代→第4世代の変わり目を経験、ネットの普及により限られた時間の中でテレビを見る時間が相対的に減少した

• 地上デジタルに移行し、テレビは大画面で高画質になっていったと同時にスマートフォンの普及により自由に視聴できるデバイスとしての画面は小さくなった↓

テレビのコンテンツは大画面での画角の座りをよくするために、画面に多くの情報を載せるようになったがスマホの画面にとっては情報の過多になってしまった

結論• 時間は有限であり、すべての人間のニーズに合わせた番組作りは困難。それを満たす番組を作るよりはスポンサーの商品を対象とする年代を狙ったほうが良い。したがって若者のテレビ離れというよりは、年代別視聴率的にテレビが若者離れせざるを得なくなるはずである。

年代によって視聴時間に相関関係はあるが、以前テレビをよく見てた人が、見なくなったというような情報は含まれていない。

テレビ視聴時間インターネット利用時間

テレビ視聴時間の減少に伴い、インターネットの増加しているように感じるが2つのグラフの間に因果関係があることはわからない

設問は「若者のテレビ離れ」があることが前提で，その理由をたずねるものなので，「ただしい答」はあやまり．

あいまいな設定の内容はクイズにならない


22/23

Shawn

Why can make tofu from soy milk?

Shawn


I have never understood these in depth before. According to my personal understanding, itshould be formed by adding some coagulants to soy milk to make the protein agglomerate.But is the real principle like this? What is the precipitant, how does it work, and how does theprotein clump to form tofu. Actually, I don't know the answers to these questions.So I went tolook up the knowledge and got the following answer. Soymilk is an emulsion composed oflipids and soy protein, the protein being mainly the various essential amino acids required bythe human body. The surface of the protein in soy milk has more carboxyl, imidazole andphosphate groups on phytic acid, so the protein surface is full of electronegative ions, whichmakes the protein particles in solution because of the same electrical repulsion betweeneach other, in irregular motion collision but not coalescence. The soluble component ofsoymilk contains phytic acid, and some of the phytic acid is attached to the protein. Whensome divalent ions such as calcium and magnesium ions are added to soymilk, the ionschelate with the phytic acid and bind to the carboxyl and imidazole groups on the protein,reducing the negative charge on the protein surface. As a result, it lowers the pH of thesoybean. This phenomenon contributes to a decrease in the charge on the protein surfaceand a decrease in the repulsion between proteins. At the same time the heating makes themovement of protein particles more violent, and because the repulsion between the proteinparticles is greatly reduced, so the particle and particle collision with each other will becombined with each other, and then the coalescence phenomenon to form our daily life oftofu.

Shawn


This is a very common phenomenon in life, but only a few people willinvestigate the nature and principle of this problem, so when encounteringproblems with similar principles, they may not be able to give a reasonableexplanation, and thus not be able to achieve the desired results based onan understanding of the principle. The same applies to the study ofchemistry. A clear understanding of the mechanism of an experimentbefore it is carried out is very helpful in order to design feasibleexperimental methods to make the experiment go smoothly when similaror identical reactions are encountered. This is the way of thinking that aresearcher must learn.

This is just a memo. It is very easy to find the answer in the Internet.

23/23


You are doing RESEARCH

to make audience

touche!at least at your master (Ph. D.)-thesis defence


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《しまやん》《天山南路》《イケメン教授》水（H2O）30 kmol水素（H）60×6×1026個

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