Name: 高層ビルから象を投げたらどうなる？ライフ＆サイズ1 (What Happens If We Throw an Elephant From a Skyscraper? Life & Size 1)
Uploaded: 2021-01-14T07:01:39.000Z
Duration: 6 min 40 s

Let's start this video by throwing a mouse, a dog, and an elephant

さあ、まず初めに１匹の鼠、犬、象を

高層ビルの上から柔らかい物の上に落としてみます。

柔らかい物は積み重なったマットと仮定しましょう。

The mouse lands and is stunned for a moment,

鼠は着地し一瞬の間硬直しますが

ムッとしながら歩き去ります。

なぜなら高い所から落とすというのは
大変失礼なことだからです。

and the elephant explodes into a red puddle of bones and insides

象は砕け散り
骨の入り混じった血の水だまりに姿を変え

ムッとする間もなく死んでしまいます。

犬や象は生き残れなかったのでしょうか？

Size is the most underappreciated  regulator of living things.

大きさというのは生き物にとって１番
過小評価されている大事な調節装置であり、

Size determines everything about our biology,

大きさが生き物の生態の全てを決定付けます。

how we are built, how we experience the world, how we live and die.

すなわち、我々の体をどの様に構造し、世界をどの様に見たり触れたりしそしてどのように生き死にするかを。

It does so because the physical laws are different for different sized animals.

それはなぜかというと、それは物理的な物事の感じ方が
大きさによって変わるからなのです。

Life spans seven orders of magnitude, from invisible bacteria to mites, ants,

生き物の全長はバクテリアからダニ、蟻

mice, dogs, humans, elephants and, blue whales. Every size lives in its own

鼠、犬、人、象、そしてシロナガスクジラまで数千万倍もの差があり、その大きさによって異なった世界を生き

unique universe right next to each other, each with its own rules, upsides, and

またそれぞれの世界は密接に関わり合っていて、
異なった自然の法則や重力の捉え方をしています。

downsides. We'll explore these different worlds in a series of videos. Let's get

これらの違いを一連の映像で探索してみましょう。

back to the initial question: Why did our mouse survive the fall? Because of how

まず初めに１番最初の質問に戻ってみましょう。なぜ鼠は高い所から落ちても平気だったのでしょうか。

scaling size changes everything; a principle that we'll meet over and

その理由は大きさが違うという事は我々が日常的に触れ合って来た法則の全てが違うという事だからです。

over again. Very small things, for example, are practically immune to falling from

例えば小さい生物は実質、
高い所からの落下に対して無敵であり、

great heights because the smaller you are the less you care about the effect

それはなぜかと言うと小さければ小さいほど
重力の影響が小さくなるからです。

of gravity. Imagine a theoretical spherical animal

ここでビー玉の様な架空の
丸い小さな動物を想像してみましょう。

the size of a marble. It has three features: its length, its surface area,

それには３つの特徴があります。すなわち長さ、表面積（皮膚で覆われているものとします）

(which is covered in skin) and its volume, or all the stuff inside it like organs,

そして体積です、そして中身には臓器や

muscles, hopes and dreams. If we make it ten times longer, say the size of a

筋肉や夢や希望が詰まっています。
もしも全長の長さが１０倍なら、その大きさは

basketball, the rest of its features don't just grow ten times. Its skin will

バスケットボールくらいになりますが、
表面積や体積は単に１０倍になる訳ではありません。

grow 100 times and it's inside (so it's volume) grows by 1000 times. The volume

表面積はおよそ１００倍になり
体積は１０００倍にもなります。体積というのは

determines the weight, or more accurately, mass of the animal. The more mass you

重さ、そしてより厳密に言うと質量を決定付けます。
質量が大きければ大きいほど

have, the higher your kinetic energy before you hit the ground and the

地面にぶつかる時の運動エネルギーが大きくなり、
そして衝撃も大きくなります。

stronger the impact shock. The more surface area in relation to your volume

体積や質量と関わりのある
表面積が大きくなればなるほど

or mass you have, the more the impact gets distributed and softened, and also

着地の時の衝撃が分散され和らげられます。

the more air resistance will slow you down. An elephant is so big that it has

また空気抵抗も落下時の速度を和らげます。象は質量に対して極端に表面積が小さいことになります。

extremely little surface area in ratio to its volume. So a lot of kinetic energy

すなわち、大きな運動エネルギーが

gets distributed over a small space and the air doesn't slow it down much at all.

小さな面積にしか分配されず、
空気抵抗も落下の速度を減らす役目を果たしません。

That's why it's completely destroyed in an impressive explosion of goo when it

それが理由で象は高い所から落ちた時に大きく破裂すると共にベタベタした血だまりと化すのです。

hits the ground. The other extreme, insects, have a huge surface area in

またもう１方で、とてつもなく小さな虫は小さな質量と関わりのある大きな表面積を持っていて、

relation to their tiny mass so you can literally throw an ant from an airplane

蟻を飛行機の高さから落としたとしても

and it will not be seriously harmed. But while falling is irrelevant in the small

深刻なダメージを受けません。落下は小さな生き物の世界ではさして重要ではありませんが一方で、

world there are other forces for the harmless for us but extremely dangerous

人間の世界ではまったく無害な力でありながら、小さな生き物の世界ではとてつもなく危険な力もあります。

for small beings. Like surface tension which turns water into a potentially

例えば表面張力は水を小さな生き物にとって
生死に関わる危険な物質に変えてしまいます。

deadly substance for insects. How does it work? Water has the tendency to stick to

どうしてその様なことが起こるのでしょうか。
水はお互いがお互いを引っ張り合う性質があります。

itself; its molecules are attracted to each other through a force called

水の分子がお互いを引っ張り合う力は粘度と呼ばれ

cohesion which creates a tension on its surface that you can imagine as a sort

水の表面に張力をもたらします。目には見えない膜の様なものだと思っていただいても構いません。

of invisible skin. For us this skin is so weak that we don't even notice it

その膜は人間にとっては
日常的には気付かないほど弱いものです。

normally. If you get wet about 800 grams of water or about one percent of your

もしも私たちの全身が水浸しになったら８００グラム、
もしくは体重の１％の水が体の周りに付着し、

body weight sticks to you. A wet mouse has about 3 grams of water sticking to

そして鼠が水浸しになったら約３グラムの水が付着し、

it, which is more than 10% of its body weight. Imagine having eight full water

それは鼠の体重の１０％以上にも及びます。
シャワーから上がった後、

bottle sticking to you when you leave the shower. But for an insect the force

中身がいっぱいなボトルを８本、体にくっつけている様なものをイメージしてみてください。

of water surface tension is so strong that getting wet is a question of life

しかしその水の表面張力は、虫が水に濡れた時に生死に関わるほど強い力なのです。

and death. If we were to shrink you to the size of

もしも私たちが蟻の大きさまで縮んで

an ant and you touch water it would be like you were reaching into glue. It

水を触ったとしたら、それは糊に手を突っ込むようなものです。

would quickly engulf you, its surface tension too hard for you to break and

水は瞬く間にあなたを呑み込み、表面張力は
抜け出すのが困難なほど強く溺れてしまいます。

you'd drown. So insects evolved to be water repellent. For one their exoskeleton is

だから虫は水をはじくように進化したのです。
まず１つに、外骨格は

covered with a thin layer of wax just like a car. This makes their surface at

車の表面の様に薄いワックスの膜で覆われていて、
それが虫の外骨格を

least partly water repellent because it can't stick to it very well. Many insects

部分的にではあれ水を付着し辛くする
防水の性質をもたらします。

are also covered with tiny hairs that serve as a barrier. They vastly increase

また、多くの虫は表面がバリアの役目を果たす
小さな毛で覆われています。

their surface area and prevent the droplets from touching their exoskeleton

それらの毛が表面積を多大に増やし、
水滴が外骨格に触れるのを妨げ、

and make it easier to get rid of droplets. To make use of surface tension

そして水滴を弾くのを容易にします。
表面張力を活用することによって、

evolution cracked nanotechnology billions of years before us. Some insects

数十億年もの年月をかけて、
進化が極小の世界に亀裂を入れたのです。

have evolved a surface covered by a short and extremely dense coat of water

ある虫は毛ではなく表面を極めて濃度の高い水の上着で
覆い水から身を守ります。

repelling hair. Some have more than a million hairs per square millimeter when

また、他のある虫は１平方ミリメートルあたり
１００万本もの毛で覆われ

the insect dives under water air stays inside their fur and forms a coat of air.

水に飛び込んだ時も
毛の中に空気の層を留まらせます。

Water can't enter it because their hairs are too tiny to break its surface tension.

なぜ水が染みこまないのかというと、その毛は
表面張力では破れないくらい小さいものだからです。

But it gets even better, as the oxygen of the air bubble runs out, new oxygen

しかしそれはより一層良いもので、
水の中で酸素が尽きていく中で、

diffuses into the bubble from the water around, it while the carbon dioxide

水中に拡散した新たな酸素の泡を水の中から取り込み、
同時に二酸化炭素を排出することができます。

diffuses outwards into the water. And so the insect carries its own outside lung

虫は気門と呼ばれる肺の役目を果たす
穴が体の外側にあり

around and can basically breathe underwater thanks to surface tension.

表面張力のおかげで基本的に
水の中で呼吸することができます。

This is the same principle that enables pond skaters to walk on water by the way,

また、同じ原理で小さな防水の毛を持つアメンボは
水の上を歩くことができます。

tiny anti-water hairs. The smaller you get the weirder the environment becomes. At

小さくなればなるほど
環境も奇妙に変化していくのです。

some point even air becomes more and more solid. Let's now zoom down to the

いくつかの見方に立ってみると空気ですら
固いものへと変貌するのです。

smallest insects known, about half the size of a grain of salt,

砂糖の粒の半分ほどの大きさ、約０．１５ミリメートル
の大きさの虫にズームしてみましょう。

only 0.15 millimeters long: the Fairy Fly. They live in a world even weirder than

ホソハネコバチと呼ばれるその虫は、その他の虫よりも
いっそう奇妙な世界に住んでいます。

another insects. For them air itself is like thin jello, a syrup-like mass

ホソハネコバチにとって空気は常に体の周りを取り囲む
薄いゼリーやシロップの様な塊の様なものです。

surrounding them at all times. Movement through it is not easy. Flying

その中を動くことは容易ではありません。

on this level is not like elegant gliding; they have to kind of grab and

このレベルで飛行しようと思ったら、それは優雅な
滑空飛行の様なものとは大きく異なります。

hold onto air. So their wings look like big hairy arms rather than proper insect

それはある種、空気をつかみ続ける様なものです。
羽は普通の羽というよりかは

wings. They literally swim through the air, like a tiny gross alien through

大きな毛だらけの腕の様な形をしています。気味の悪い宇宙人が文字通り空気中を泳いでいる様なものです。

syrup. Things only become stranger from here on

生物の大きさの多様性を探索する中で

as we explore more universes of different sizes. The physical rules are

物事はどんどん奇妙になっていきます。

so different for each size that evolution had to engineer around them

物理の法則はそれぞれの生命の大きさによって違うもの
であり、生命はそれぞれの大きさの世界の中で

over and over as life grew in size in the last billion years. So why are there

ここ１０億年の間に何度も何度も
変貌を遂げ進化していきました。

no ants the size of horses? Why are no elephants the size of amoeba? Why?

それではなぜ馬のサイズの蟻がいないのでしょうか？
なぜアメーバのサイズの馬がいないのでしょうか？

それはまた次の機会にお話ししましょう。

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