誤解されたので書いておく
逝きし世の面影さんのところで、私が書いたエントリーが誤解されたらしく、『ムペンバ効果』科学に未検証はあっても、未解明は無い、というエントリーがあがったので指摘しておく。
『過冷却水とムペンバ効果』ただし下記の記事では氷点下でも凍らない不思議な現象『過冷却』をムベンバ効果として紹介している。
http://www.cml-office.org/archive/121683743476.html
有る一定の条件下では過冷却水が出来易いので『温度の高かった水が凍る』時に『温度の低かった水か過冷却水として凍らない』状態が存在するとしています。
過冷却水は、特定の条件下で静かに冷やせば０度以下でも凍らず水として存在する不思議な現象ですが、過冷却水は衝撃などで瞬間的に凍ります。
この現象をムペンバ効果と書いて有りますが、確かに再現は難しいでしょうね。
『確率的にしか起きない上に、繰り返し精密な実験が必要なので、演示実験の材料としては不適と考える。』
普通の家庭の冷蔵庫での再現性が極めて低そうです。
『水の冷却過程の研究には役だっても、家庭での実用性は無いに等しいわけで、水の相転移や過冷却状態に興味のある研究者や技術者以外の一般の人に、ためしてガッテンのような番組で紹介するような話ではなかったのではないか』
NHKの放送でのムペンバ効果は家庭用冷蔵庫での氷を作る裏技の話で、この記事の実験室で過冷却水を作るムペンバ効果の話は、科学実験としても別物です。
名前が一緒ですが全く何の関係も無い、同姓同名の別人の話の様な、まったく別の話をしていますね。
まず、過冷却をムペンバ効果として紹介した事実は無い。
過冷却が起きてから凍るまでの時間のばらつきが大きいことが原因で、ムペンバ効果と称する現象が起きてしまうことがある、と指摘したのみである。過冷却水が衝撃で瞬間的に凍ることは事実だが、瞬間的に凍ると熱が放出されて温度が上がるため、十分低温でかつ過冷却という状態を作らない限り、水の一部しか凍らない。その後は、氷が徐々に成長して、全体に凍っていくということになる。
「氷点下でも凍らない不思議な現象」とあるが、実は不思議でも何でもない。水以外の物質でも液体を冷却していけば過冷却状態は簡単に実現するし、結晶ができはじめて固体と液体の共存相になると、全体が結晶になるまでは物質に固有の温度が保たれた状態になる。ナフタレンでも起きるし、ベンゼンでも起きる。極めてありふれた現象で、高校の化学の教科書にも出ている。ただし、結晶ができはじめるまでの時間のばらつきの大きさまでは出ていない。
「名前が一緒ですが全く何の関係も無い、同姓同名の別人の話の様な、まったく別の話をしていますね。」というのは、明らかに、私が書いた内容に対する誤解であろう。全く何の関係もない、というわけではない。私が紹介したのは、ムペンバ効果と呼ばれる現象が観測される理由の１つを実験的に出したという論文なので、考えるためのとっかかりとしては使えるはずのものである。また、一般家庭の冷凍庫で実験している限り、条件がばらつきすぎてムペンバ効果の説明も再現もまともにはできないわけで、論文の方は「全く別の話」ではなく「精度を上げた話」になる。裏技の理由になったムペンバ効果がなぜ観測されるかを、過冷却というありふれた自然現象の振る舞いに関連づけて説明できるということである。
・いろんな理由でお湯の方が先に凍るという現象は実際に起こりうる
・精密に実験すれば過冷却になってから凍るまでの時間のばらつきによることがわかる
・素人実験では精密さに欠けるため、お湯が先に凍った場合に何が原因か突き止めるのは困難
・精密実験でも素人実験でもお湯が先に凍るのは100％ではない（論文の条件では47%くらいだが、条件によって変動するはず）
・たまたまお湯が先に凍ったことをムペンバ効果と呼んでいる
という状態だろうというのが私の書いた内容である。
裏技として使うためにテレビで紹介するのなら、素人の誰がやっても９割方成功するようでないと使い物にならない。当のNHKが、裏技として使える程の精度での再現実験をできていないわけで、視聴者に紹介するのは不適切だろう。
昨日、NHKの放送内容をチェックする機会があって、このリストに、
・たまたま起きるに過ぎない現象をNHKは裏技として紹介した
が追加が必要だという結論になった。
ここからは旧ブログのコメントです。
by curious at 2008-07-53 09:21:53
Re:誤解されたので書いておく
apj先生、前回のエントリではコメントどうも有難うございました。現状が非常に明確になったと思います。
（そこそこ）正確な表現をすれば、理想的な実験条件（十分多い繰り返し回数で同一条件の実験が行われた場合）で、
定義１：「お湯のほうが冷水より早く凍る確率Pが（P＝0ではなく）P＞0をみたす」ことをムペンバ効果という。
定義２：「お湯のほうが冷水より早く凍る確率Pが（P>0のみならず）P＞0.5をみたす」ことをムペンバ効果という。
とした場合、「定義１のムペンバ効果は存在するが、定義２のムペンバ効果が存在することを示す実験的証拠がない」ということでしょうか。普通の人は、「上記のPが（ほぼ）0だと思っている」ので、p>0の結果が心理的には驚きに感じられるという意味で、「誕生日が一致する人が同じクラスにいた」ことになんらかの意味を見出してしまうのと（論理的な側面だけからみると）同じような錯誤が生じているといえそうですね。
大槻氏の批判（http://ohtsuki-yoshihiko.cocolog-nifty.com/blog/2008/07/72_2893.html）は「”定義２のムペンバ効果存在し、かつ上記のPがほぼ１に等しい”、という主張を放送したNHK番組はばかばかしい」ということでしょう。
（さらに
定義３：「お湯や水が過冷却状態になる」ことをムペンバ効果という
ことも論理的可能性としては考えられるが、たしかにapj先生は定義３は提案していませんね。私の理解では”apj先生いうムペンバ効果＝定義１のムペンバ効果”です）
by apj at 2008-07-35 10:39:35
定義１、ですね
curiousさん、
私が、調査中（１）で書いたのは、定義１のムペンバ効果で、実際に起こり得ます。
定義２については、「精密な」実験で確認したという話が無いので、現状で「ある」と主張してはまずいでしょう。ここで「精密な」と言ったのは、「精密でない」実験だとどうなるかわからないからです。例えば、加熱の操作がまずかったために細かい塵の量が違ってしまい、温度を上げた水が凍りやすいという結果がある程度再現性よく生じるといった可能性も否定できません。しかし、もし、仮にそのようなことが起きたとしても、それは「お湯を凍らせた効果」とはいえないものです。ですから、定義２のムペンバ効果が「ある」を言うためには、「冷却開始温度のみが異なる」という条件で実験しないといけません。この実験条件の詰めが甘いと、何をやっているかわからなくなるわけですが、NHKの放送では、この部分の困難さが全くわからない状態です。
また、蒸発熱で説明するのは無理があります。蒸発が起きれば、より速やかに水の温度が下がりますが、一旦温度が下がってしまえば、そのあとの水の蒸発は、元がお湯であっても、同じ温度の水とかわらない筈です。蒸発の効果があるとしたら、元々温度が高かった水が温度の低い水の温度に追いつくまでの時間差を小さくするという効果になるのではないでしょうか。
by 逝きし世の面影 at 2008-07-40 17:04:40
丁寧な解説を有難うございます
私も逆転現象(ムペンバ効果）にある程度の科学的な興味は有りますが、其れよりもメディア・リテラシーの問題としての興味の方が大きい。
ですから、実験内容もNHKの放送の範囲内の好い加減な設定です。
あの放送が正しいか間違っているか。？
間違っているとしたら、なぜまちがったのか。？
此処が一番興味をそそられるところですが、何故多くの人は成功したと感じているのか。？
、の謎です。
私のブログ記事の主な内容は、マスコミにおける情報操作、印象操作の問題点です。(今回はNHKの主張するムペンバ効果）
『NHKのムペンバ効果』とは、１００度の熱湯の方が冷水より早く凍る、家庭用冷蔵庫での氷作りの裏技のことです。
私も自分のブログの記事の中で幾等かは科学的解説?もしていますが其れも『NHKの裏技』の説明の範囲で、それ以上を説明できる能力は有りません。
私が書いている「ムペンバ効果」の意味は、apj先生説明の学術的な研究範囲のムペンバ効果ではなく、NHKが放送で流していた範囲のムベンバ効果の意味です。
ですから『言葉の使用例が間違っている』のご指摘は其のとおりなんですが、もともとの『ムペンバ効果』の言葉の使っている目的も指している現象も別のものです。
記事自体が科学的なムペンバ効果を取り扱ったものではなく、一般市民にとってのマスコミ放送の問題点を指摘したものです。
また、過冷却の説明で「氷点下でも凍らない不思議な現象」とあるのも、我々一般人にとっての意味です。
一般の普通の生活では過冷却水などに出会わないので一般市民にとっては『トンデモナク不思議な現象』ですね。
by 逝きし世の面影 at 2008-07-07 19:20:07
記事を一部書き直しました
当方に不正確な記述が有りましたので、一部書き加えて私のブログ記事を読んだ人が、この記事を読めるように2008/07/27『誤解されたので書いておく』 [科学]の一部やURも書き加え修正しておきました。
何分にも熱力学など全くの素人の雑文に丁寧な御指導御鞭撻、恐縮至極。痛み入ります。これからも至らぬところが有ると思いますので宜しく御願い致します。
by apj at 2008-07-10 05:55:10
apj
逝きし世の面影さん、
私の現時点での見解を書いておきます。
>あの放送が正しいか間違っているか。？
ムペンバ効果については、８割以上間違っている、というか勇み足だろう。
完全に間違い、と言えないのは、効果をどう取り扱うかが、科学の側でも十分整理できていないから。
>間違っているとしたら、なぜまちがったのか。？
「科学で未解明」の意味を十分理解していなかった。
前のエントリーにも書きましたが、「現象を確実に観測することはできるが、説明する理論が無い」のか、「現象自体をきちんと押さえ切れていない」のかが区別できていなかった。
>此処が一番興味をそそられるところですが、何故多くの人は成功したと感じているのか。？
条件が良ければ、凍り始めの時間がもともとばらつきやすいということの方が効いてしまい、実際に、お湯の方が先に凍るということが起こりうるから。
このあたりの構造は、体験談で「治った」と言い張るのと同じだろうと思います。本当は別の原因（＝病院でもらった薬が効いたor治る時期が来ていた）かもしれないのに、間違った因果関係（＝最近始めた何とか健康食品の効果だ）を正しいと認識してしまうということです。
さらに厄介なのは、よほど注意しないと、別の原因でそこそこお湯が先に凍る、が再現してしまうこともあり得るということなんです。こうなると、実験の不備に気付かなかった場合、ますますド嵌りします。
by curious at 2008-07-34 10:18:34
Re:誤解されたので書いておく
http://ohtsuki-yoshihiko.cocolog-nifty.com/blog/2008/07/75_8f39.html
大槻氏がムペンバ効果実験をブログで報告しています。
by apj at 2008-07-07 11:06:07
最初の批判も脇が甘かったけど、実験も詰めが甘い
大槻氏の最初の批判の内容も、物理的に有り得ない云々を気軽に持ち出していて何だか脇が甘かったけど、実験の方は詰めが甘いのではないかと。
同じような実験をして、効果を確認出来ちゃった人が出てきたらどうするつもりなのだろう。そもそもばらつく、って話をきちんと押さえておかないと、議論にならないと思うのだけど。
by complex_cat at 2008-08-48 20:47:48
麒麟も電波芸者になっては駄馬？
どんな優れた研究者もして，TVの前ではまともなディスカッションが出来ないことを言い訳に，科学の根幹部分を省略したような台詞をマスコミで喋っている内に，麒麟であってもパフォーマンスが駄馬並みになるのか，それとも元々駄馬だったのか。
こちらで拝読した論議と比べると，大槻氏の書いている内容は，話にならず，これではただの電波芸者なのかもと思ってしまいました。
学識者の電波芸者問題は，私はトンデモ流布の関連領域として，重要だと思う一人です。
ちなみにこっちの関連領域として進化生物学の問題では，現在，福岡伸一氏がただのトンデモではという話があります。
by apj at 2008-08-14 21:10:14
テレビが芸者を要求する？
私のところにも、以前、テレビ出演のオファーがありまして。「幽霊についての番組で、幽霊否定派の科学者として出てくれ」って言うから、「幽霊見えたってええじゃないの派なので」と言って断りましたね。
http://www.cml-office.org/ehold/11513491332192.html
なんか、幽霊を頭ごなしに否定する科学者のステロタイプになれと要求されてる臭いがぷんぷんしたもので。
ヘタに出演を承諾すると、科学対非科学とか、科学対オカルトという、二分法でわかりやすいステロタイプのどちらかの陣営に入ることを要求されるというか、そういうシナリオに沿って話をすることを半ば強制される可能性が高いんじゃないかと。特にバラエティ番組系は。
by curious at 2008-08-16 07:07:16
Re:誤解されたので書いておく
いつもご丁寧な解説ありがとうございます。
ムペンバ効果のＮＨＫの「１０回以上の再現性」がとうとう次回の
日本雪氷学会で取り上げられるようです↓
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20080801-00000005-jct-soci
apj先生も忙しくなるかもしれませんがご自愛を。
by complex_cat at 2008-08-51 19:44:51
本質的なこと
>幽霊見えたってええじゃないの派なので
流石です。
>そういうシナリオに沿って話をすることを半ば強制される可能性が高いんじゃないかと。特にバラエティ番組系は。
浅いシナリオに，毒にも薬にもならないコメントや，学芸会風のロールプレインが可能な人間は，ＴＶサイドが使い易いのでしょう。まぁ，使いにくかったらわざわざ出さないだろうし。
ちなみに，私は神秘体験とは無縁ですが，友人にはシックス・センスの家系で，見えまくる人が居ます。一族サイキックで，姪御さんはそれで学校に行けなくなったりしてます。霊能者に落としてもらいに来て，「あなたの力じゃ駄目だ（あなたがインチキだと分かる）」とその姪御さんが追い返してしまったので爆笑しました。
いわゆる，幻視（脳が勝手にモノを見せている）ではないかと思っていますが，関連領域にコミットする気もないし詳細について，究明しよとしたり話すことはありません。自分を利するような使い方とは無縁で，尊敬できる女性ですしそういう話は特にどうでも良く普段は忘れてます。
神秘体験がもしもあったとしても，この世界と生命以上の神秘はなく，そんなものは放っておくに限ると思っています。そういうモノに意味や力を与えたがる輩にろくな奴は居ないというのが持論です。理由は異なるかも知れませんが，見えたって良いじゃん，と思っています。
NHKは，ムペンバがここまでの騒ぎになるとは思っていなかったかも知れませんし，なったらなったで，話題性という意味では，損をしていないかも知れませんね。
しかし，番組スタッフの科学音痴な部分が少し露呈したかも知れません。時間がなかったと彼らは言い訳しそうですが。もちろん，容易くそっちに流れる民放と違って神秘系番の土俵で扱うつもりでなかったことで，捻れの入れ子構造としては２，３層で済んでいて良かったかも知れません。Webを見渡しても私が危惧した「水の神秘の力」的な方向には流れずに済んでいますから。水伝を見ていて，教育現場への流布などにおいても，再現性など最初から考えても居ないことなど自明なので，その辺りを心配していました。