5.地球の誕生・・・場と力
原始太陽から1億5千万キロメートルのところを公転していた惑星は他の惑星と異なった風貌を持つようになった。惑星は地球と呼ばれる。惑星は微惑星をひきつけ成長し、重力を増し、さらに遠くの微惑星を引き寄せて成長した。落下する微惑星はその衝突エネギーにより融け、微惑星中に含まれていた水分や気体成分は一瞬にして蒸発した。現在の地球の半分くらいの大きさになると、重力は気体を捕まえていられる強さになり、大気の層ができた。地球の大きさが半分を超えるころ、原始大気による温室効果で熱が宇宙空間へ逃げる速度が遅くなり、地表は徐々にマグマに変わりはじめた。やがて、地表は煮えたぎるマグマオーシャンへと変化し、その深さは500キロメートル、温度は千数百度に達した。マグマオーシャンの中で重い鉄などの成分は軽い岩石分と分離して、マグマオーシャンの底に溜まった。
地球の半径が現在の７０％くらいになると、マグマオーシャンの底に溜まった重い金属は一気に中心へ落ちていき、核を作った。このときに開放された重力エネルギーにより地球は芯まで融け、軽い岩石成分(マグマオーシャンの部分)と金属核に分離した。
まわりに吸収する微惑星が少なくなると、地球は徐々に冷え始めた。地球の熱は厚い大気を通して宇宙へと放出される。つまり、大気はマグマの温度から低温まで温度勾配ができ、その勾配の中で激しい対流が発生した。水は最初は高い位置で雨に変わり、地表に達するまでに蒸発した。大気が冷えるに従い、徐々に低い位置まで達するようになり、ついに、地表が３００度になった時、地表に雨が降った。地球が、その装いを他の惑星と変える決定的な事件であった。
雨は地表を効率よく冷やした。また、岩石と反応し、含水鉱物を作り出して岩石の凝固温度を下げた。温度が下がると、雨は岩石の層の上に溜まるようになり、大量の水が低地を求めて流れ、海や湖を作った。ほとんどの表面が海に覆われた惑星であった。
月の誕生については最近「巨大衝突説」が注目されている。火星ほどの小惑星が原始地球に衝突し，小惑星と地球の一部がこなごなになって地球周辺に飛び散った。それが再び集まって地球の周りを回転するようになったと考えられている。この大事件は上の地球史上のどこで起こったのであろうか。
地球の内部ではゆっくりと対流が始まった。対流によって冷えた表面の岩が集まり、マントルに沈みこんだ。深部のマントルが上昇するところではマグマが海洋底で冷やされ、岩石ができた。海の底に割れ目ができ、地球の内部の成分とエネルギーが海に供給される。そこに生命体が誕生した。
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地球を融かしたエネルギーの源は位置エネルギーと呼ばれます。一般的な言い方にするとポテンシャルエネルギーです。位置エネルギーは重力の作用する場で生じるエネルギーで、重力の中心へ移動（運動）することで、運動エネルギーに変わります。物体にぶつかれば、その物体を破壊したり、変形させ、熱エネルギーになって空間へ逃げていきます。重力の中心には質量（物体）が必ずありますから、位置エネルギーは最終的には熱エネルギーになります。
ここで重要な考え方はエネルギーの変換と重力場のような「場」の２つです。
物理学的な法則としてエネルギー保存則があります。エネルギーはその形を変えても、エネルギーの総量は変化しないという法則です。位置エネルギーは運動エネルギーとなりますが、その量は変化しません。運動エネルギーは衝突の際に熱エネルギーになりますが、その総量は変化しません。熱エネルギーにより、蒸気を発生させてタービンを回し（運動エネルギー）、発電しても（電気エネルギー）、総量は変わりません。
残念ながら、タービンを回すときに摩擦熱が発生し、エネルギーの一部は熱エネルギーに戻ります。また、蒸気を発生するとき、熱エネルギーは周りの空気や装置を暖めるため、１００％運動エネルギーにはなりません。最初に準備した熱エネルギーのうち、最終的に電気エネルギーになるのは4割程度です。最近では天然ガスを原料として複合発電などを利用して５０％まで効率を高める工夫がされています。
さて、「場」です。力が働く空間のことを指します。とりあえずは、重力場と電界、磁界の3つを考えると良いでしょう。
重力場は質量を中心として発生します。場にある質量はこの場により力を受けます。この場合、場にある質量は、重力場の中心の質量より遥かに小さいと考えるのが考えやすいでしょう。受ける力の大きさは重力場を発生する質量と、影響を受ける質量の積に比例し、距離に反比例します。この力によって、場にある質量は中心に引き寄せられます。最終的には、中心の質量に衝突します。しかし、場にある質量が運動していると、その速度により、中心の質量の周りを回る円や楕円軌道を描く運動になることもあり、中心の質量に螺旋を描きながら落ち込む運動になることもあり、ただ進路が曲げられて、遥かかなたへ飛び去ることもあります。
地球上では地球という質量が圧倒的な重力場を作っていて、そこから逃れることはできません。
同じように、電場や磁場があります。自然界では雲の中に静電気によりプラス極ができ、地面がマイナスに帯電して、電場が作られます。しかし、その間に置かれた物質は通常、電気的には中性であるため、あまり影響を受けません。が、電場の勾配（電位差）が大きくなると、放電(電子の流れ、稲妻)が起きます。
人工的に作られた空間では電場を利用して電気器具が作られます。蛍光灯の中には両側に電極があり、その中を電子（マイナス）が運動します。電子が蛍光灯のガラス面に塗られた蛍光物質と衝突して蛍光灯は発光します。家庭用の電気は交流で、プラスとマイナスが交互に交代するタイプの電気ですから、蛍光灯の極はどちらがどちらと決められているわけではなく、交互に交代しています。
磁場は地球上にあります。地球は巨大な磁石であり、地球上の磁石は地球の磁場の影響で、N極は北極を、S極は南極を向きます。
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存在する要素に力がかかる空間を場と定義しました。力は方向と強さを持ちます。その場では、場所により、力の方向と強さが変化することもあります。このような場の考え方はいろいろな場面で応用できます。たとえば、川を場とすると、力は水流と考えられます。流れる水により、川にある物体は力を受けます。同様に、大洋を航行する船では海流という力を受けます。帆船ならば、さらに風という力を受けます。
人間世界も限られた種類の価値観に支配され、そこに存在する頭脳(人間)に力をかけます。現在は自由主義、合理主義、資本主義といった価値観が優勢であり、現在の知性はこの方向に絶えず力を受けています。そのため、行動も合理主義的傾向が強く、経済活動は資本主義の考え方が中心になります。価値観は時代により変化します。人間の価値観に影響する（力を加える）場について、整理しておくこと、それがこのメルマガを書く動機のひとつになりました。重力タイプであれば、1種類の価値観で、その軽重が場を作ります。電磁タイプの場合は2種の対立する価値観がその場を形成します。まだ考えが十分でないので、その一端を示すだけとします。民主主義（最大多数の最大利益・幸福を善とする）と自由主義（いかなる理由によっても個人の利益、幸福が損なわれないことを善とする）。性善説と性悪説。求心的（権力主義、秩序志向）と分散的（無政府主義）。人類の歴史の部分を書きながら、整理していこうと思います。
宗教も一定の場を作り出し、その所属員の考え方に影響を及ぼします。また、企業精神も、職業による考え方も「場」の形成として整理できるでしょう。
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電場と磁場が合成されたものを電磁場と呼びます。銅線内を電子が振動すると電磁場が銅線の周りに発生します。電磁場は振動しながら空間を伝わります。これを電磁波と呼びます。真空中なら高速度で伝わります。これを電波といいます。分子がエネルギーを得て振動、回転する場合もその状態の変化により、マイクロ波や赤外線を発生します。分子や原子の電子がエネルギーを得て、放出するときに光が発生します。高速の電子が重金属にぶつかって急に減速するときにX線が、原子核のエネルギー変動によりガンマ線が発生します。
これらの電磁波が物体にぶつかると、そのエネルギー（波長）により、物体が変化します。物体に自由電子があるとき（金属であるとき）、自由電子は電波の周波数で振動し、電流を発生します。これがアンテナです。自由電子がないと、熱エネルギーになります。赤外線やマイクロ波の場合、分子の振動や、分子を構成する原子の振動を引き起こし、熱になります。光は分子や原子に含まれる電子を振動させます。その結果、化学反応が起こることがあります。X線、ガンマ線の場合は電子を弾き飛ばして、化学反応を起こし、エネルギーが強い場合ははじき出された電子のために、広範囲で化学反応を起こします。
電磁波の本体は光子です。光子は粒のイメージが強く、電波のイメージと相容れない部分があります。波が空間を伝わる。水の表面を波が伝わるように、それは横波です。空間とは光が伝わるための媒体としての性質を持ちます。
いずれにしろ、携帯で話ができるのはこの電磁誘導の仕組みが働くからです。私が今書いた文章もコンピュータから電波に乗ってADSLルータに入り、インターネット上のマグマグ・サーバーに格納されます。
つづく
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