風景のある図鑑 14

風景のある図鑑



「 珪素生物 」

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珪素生物は、宇宙のどこかに存在するかもしれないと考えられている生物形態です。

地球上の生物は、主に炭素:Cを基本に構成されています。これは炭素が、結合を行う「手」である原子価が「4」であり、多種多様な結合物を作ることができるためです。
( 生命を構成する「アミノ酸」、生命活動に欠かせない「水」も、炭素を中心に構成された分子です。)

そして、珪素:Sも原子価が「4」です。
最もよく見られる珪素は二酸化珪素の形で存在しており、水晶の結晶や、浜辺の白い砂浜も二酸化珪素です。しかし、珪素を基本にシリコンなどの複雑な有機化合物も作り出されています。
珪素を基本に、人間の脳のように複雑なものを作ることは、理論的には可能です。
じっさい、地球上にも珪素で構成された生物が存在しています。
ウニは珪素で棘を作って身を守っています。複雑な幾何学模様を持つ放散虫は、骨格を珪素で作り上げています。


それでは、この広い宇宙の中には珪素を基本とした生態系が存在するのでしょうか?
結論として、それは難しいと考えられています。

珪素生物が「生物」あるなら、生命活動を行う必要があります。
生命活動には、生命にとって基本となる物質を体内から出し入れする必要があります。珪素生物の場合、それは当然珪素となります。 ここで問題となるのは「融点」です。二酸化珪素は2230℃まで固体のため、呼吸によって出し入れすることはできません。さらに水にも溶けないので、液体を使った循環系を作ることも難しいのです。



しかし、まだ我々の知らない宇宙では、基本となる温度や、元素の配分、物理法則まで違うような場所が存在し、珪素生物が文明を築いているのかもしれません。
地球に住む炭素生物である私たちには到底理解できないような世界が、きっとこの宇宙にはあるのでしょう。






「 コッホの雪片 」


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コッホの雪片は、有名なフラクタル図形です。

まず、「コッホ曲線」について説明します。
一つの線分を三等分し、その真ん中を正三角形の形に盛り上げます。
そして新たにできた4本の線(三等分した両側の線、正三角形に盛り上がった2本の線)にも同じ動作をします。
それを無限に繰り返すことにより、自己相似のフラクタル図形を作ることができるのです。
その「コッホ曲線」を正三角形の形に三つ繋げたものが、「コッホの雪片」です。
その形が六角形の雪の結晶に似ているので「雪片」とよばれています。

「線分を三等分し、その真ん中を正三角形の形に盛り上げさせる」を一度行うと、線分の長さは盛り上がった分だけ、つまり1/3長くなります。つまり、一つの動作で「雪片」の周の長さは4/3倍となります。
それを無限に繰り返すわけですから、最終的に「雪片」の周長は「無限大」となるのです。

閉じられた線の中に「無限大が」出現してしまう。

数学の世界では、そんな不思議なことも起こります。