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2015.10.15

『流れとかたち』

カテゴリ：気になる本

図書館で『流れとかたち』という本を手にしたが・・・・
最近は読みやすい本ばかり読んでいるので、たまには歯ごたえのあるこんな本もいいかと思ったのです。

流れに関する著作を熱力学界の著者が書いたとのことであるが･･･熱力学というのが意外というか、意味深である。
かつて学校の教科で一番難しく思ったのは熱力学と流体力学だったが･･･
リタイアした今となっては、こんな本にも手が出るんですね♪

エイドリアン・ベジャン, J.ぺダー・ゼイン著、紀伊国屋書店、2013年刊

＜「BOOK」データベース＞より
樹木、河川、動物の身体構造、稲妻、スポーツの記録、社会の階層制、経済、グローバリゼーション、黄金比、空港施設、道路網、メディア、文化、教育ー生物・無生物を問わず、すべてのかたちの進化は「コンストラクタル法則」が支配している！ダーヴィン、ドーキンス、グールド、プリゴジンらに異を唱える熱力学界の鬼才が放つ、衝撃の書。
【目次】
第１章　流れの誕生／第２章　デザインの誕生／第３章　動物の移動／第４章　進化を目撃する／第５章　樹木や森林の背後を見通す／第６章　階層制が支配力を揮う理由／第７章　「遠距離を高速で」と「近距離を低速で」／第８章　学究の世界のデザイン／第９章　黄金比、視覚、認識作用、文化／第10章　歴史のデザイン

＜読む前の大使寸評＞
学校の教科で一番難しく思ったのは熱力学と流体力学だったが、リタイアした今となっては･･･
こんな本にも手が出るんですね♪

生物・無生物を問わず、すべてのかたちを支配する｢コンストラクタル法則｣とのこと･･･よく覚えておこう。

rakuten 流れとかたち

｢コンストラクタル法則｣が自然界の必然であることが冒頭あたりに述べられています。

p12～17
＜すべては流れを良くするために＞
　流動系には二つの基本的な特徴がある。流れているもの（液体や気体、質量、熱、情報など）と、その流れが通過する道筋のデザインだ。たとえば稲妻は、雲が放電するための流動系だ。稲妻は文字どおり電光石火の早業で、まばゆい分枝構造を生み出す。これは流れ（電気）を、一立体領域（雲）から一点（教会の尖塔、あるいは別の雲の一点）に移動する非常に効率的な方法だからだ。河川領域の進化も、似たような構造を生み出す。河川領域もまた、流れ（水）を一平面領域（平野）から一点（河口）へ運んでいるからだ。樹状構造は、気道（酸素の流動系）や、毛細血管（血液の流動系）、脳の神経細胞の樹状突起にも見られる。

　この樹状パターンが自然界のいたるところで現われるのは、一点から一領域への流れや一領域から一点への流れを促進するためには、これが効果的なデザインだからだ。実際、そのような流れのある所には、必ず樹状構造が見つかる。

　人間は自然の一部であり、自然の法則によって支配されているので、私たちが構成する一点から一領域への流れや一領域から一点への流れもまた、樹状構造を持つ傾向がある。そうした流れの一例が、職場への経路で、それには多数の小さな私道や一般道や、それが流れ込む少数の大きな道路や高速道路が含まれる。また、私たちの職場を維持する情報や物資、従業員、顧客などの流れるネットワークも同様だ。

　移動しやすくなるように私たちが工学技術で作り上げた世界は、自然界のデザインのどこも真似してはいない。その世界は自然界のデザインの現われなのだ。とはいうものの、ひとたびその原理を知れば、私たちはそれを利用してデザインを改善することができる。
　樹状構造は、自然界ではごくありふれたデザインではあるが、コンストラクタル法則の現われはほかにも多くある。簡単な例を挙げよう。湖面を漂う丸太や海に浮かぶ氷山は、動いている空気の塊から水の塊への運動の伝達を促進するために、風に垂直な向きをとる。

　さらに複雑な例に、動物のデザインがある。動物は地表でしだいにうまく質量を動かせるように（有効エネルギーの単位当たり、なるべく長い距離を動けるように）進化してきた。それには、見たところ器官の大きさや骨の形、呼吸と拍動のリズム、あるいはくねくね動く尻尾や駆ける脚や羽ばたく翼のリズムといったものが含まれる。
　こうしたデザインが生じた―そして協働する―おかげで、動物は、河川流域に落ちた雨粒のように、地表を動きやすくなる。

　コンストラクタル法則のおかげで、流動系は時がたつにつれて進化し、しだいに優れた配置をとり、その中を通る流れを良くすることになる。デザインの生成と進化は、肉眼で見える物理現象で、自然に生じ、そこを通る流れをしだあいに良くする。この原理は、あらゆる尺度で成り立つから素晴らしい。

　個々の細流や樹木、道路など、進化をしている流動系の中で、各構成要素も進化を続けるデザインを獲得し、流れを促進するのだ。こうした要素は一体化してますます大きな構造（進化を続ける河川領域、森林、輸送網）になり、さまざまな大きさの構成要素が協働するために、何もかもがいっそう流れやすくなる。

　これはたとえば、脳の神経ネットワークや肺の中の肺胞、人間の集落の形や構造に見られる。そして全体を眺めると、私たちを取り巻く最大の系、すなわち地球そのものの上で合わさり、形を変えていく流れは、地球全体の流れを良くするように進化する。｢多から一へ｣だ。

＜｢生きている｣とはどういうことか＞
　コンストラクタル法則が革命的なのは、それが物理法則であり、単に生物学や水文学、地質学、地球物理学、あるいは工学に限られた法則ではないからだ。この法則は、いつであろうと、どこであろうと、どんな系をも支配し、無生物（河川や稲妻）、生物（樹木や動物）、工学技術で生み出された事象、さらには、知識や言語や文化のような社会的構成物の、進化を続ける流れにも及ぶ。あらゆるデザインが、この同一の法則に従って生成し、進化する。

　この法則は、生きているということの意味について新たな理解を提示し、それによって、科学のさまざまな分野を隔ててきた壁を取り壊す。生命は動きであり、この動きのデザインをたえず変形させることだ。生きているとはすなわち、流れ続けること、形を変え続けることだ。

　系は流動と変形をやめれば死ぬ。たとえば河川流域は、配置を変え続けながら、時の流れの中で生き永らえる。そして、流動し形を変えることをやめたときには、干上がって川床をさらす。つまり、かつての｢生きていた｣流動系が化石化した遺物となる。また、今日は地下で見つかる固体の樹状鉱脈は、流れ、渦巻き、蛇行していた流体が大昔に凝固したものの化石だ。生き物たちが生きているのも、彼らの流れ（血液、酸素、移動など）が止むまでのことだ。そのあとは、彼らもまた化石化した遺物となる。

　このようにすべてを統一するかたちでの定義が可能になったのは、大きな進歩だ。なぜなら、それは生命の概念を生物学という専門領域から切り離すからだ。その定義によって、生命の概念は｢死の状態｣という物理学の概念と整合する（いや、並び立つと言ったほうがなおいい）。死の状態は熱力学における｢環境との平衡状態｣を意味し、その状態にある系は、圧力や温度などが周囲と同じなので、中で動くものが何もない。コンストラクタル法則は、物理学の言葉で生命を定義し、生きている系の現象全般に当てはまるものだ。

流れに着目して神経回路網をみると、どこか道路網に似てくるという不思議さがあるんですね♪
たぶん、両者はコンストラクタル法則に則っているんでしょう。