2008年07月16日

ムペンバ効果,追記

ムベンバ効果じゃなくて,ムペンパ効果じゃなくて,ムベンパ効果でもなくて,ムペンバ効果。
(Mpemba Effect)。

先日,以下の記事に書いたところ,
ためしてガッテンのムペンバ効果
多くの反応を頂いている。

水の物性を専門としているわけではないが,注目頂いた分,雪氷学に携わっている者としての私の見方を紹介しておきたい。

まず先日予告していた,専門家の見方。
メールの転載について許可を得たので以下に転載。
北海道大学名誉教授で,サイエンスアイの前野紀一さんがためしてガッテン放送前に雪氷学会の会員向けにメーリングリストに投稿したものだ。

#前野紀一さんが一般向けに氷のことをかいた「氷の科学」は名著です。
前野さんを知らない方向けにご紹介。

氷の科学: 本: 前野 紀一
http://b.hatena.ne.jp/entry/3226998

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雪氷学会会員の皆さま

北大名誉教授の前野です。重複して受信の方はご容赦ください。

7月9日(水)20:00-20:45 放映のNHKためしてガッテンで「ムペンバ
効果(Mpemba Effect)」が紹介されます。無駄な誤解が生じないよう
予め雪氷学会の皆さんに経緯をお知らせしておきます。

Mpemba Effectとは、お湯と水をそれぞれ同じ容器にいれて低温のもと
に放置したときお湯の方が早く凍ることがある、という現象です。こ
の現象は西洋では2000年も前から知られていましたが1960年代にムペ
ンバというタンザニアの高校生が「再発見」するまであまり話題にな
りませんでした。私はその頃カナダの大学にいましたからそれを知っ
ていましたが、自分自身はその詳細を調べることはまったくせず、ま
た日本の雪氷や物理の学界にも紹介することを怠り今日に至りました。

ところが今回NHKからこの現象を「ためしてガッテン」で扱いたいと相
談されました。私は初めは反対していたのですが、面白い現象なので、
メカニズムについてはまだ信頼すべき精密な測定が行われれていないと
説明する、という条件で放映に同調することにしました。

これまでMpemba Effectを調査したという報告は数え切れないほど多数
発表されています。しかし、残念ながらどれもこれも厳密さと論理に
おいて不満足なものばかりで、素人研究の域をでていません。その理由
ははっきりしています。この現象には多数の物理因子が関係しているた
め、科学的に満足な調査をするためには相当周到な研究が必要だからで
す。温度や容器だけをパラメーターにする素人研究では絶対解明できな
い難問です。しかし、それにもかかわらず、素人でもまた子どもでも挑
戦できる点が、この現象の魅力でもあります。

一方で、この一見不思議な現象に対して完璧な調査研究がまだ行われて
いないのは残念でもあります。今回の番組に触発され日本でそのような
研究プロジェクトが組織されたら嬉しく思います。ただし測定と理論は
相当精密かつ網羅的あるいは系統的でなければなりません。このプロジ
ェクトに挑戦される方はぜひご連絡をお願い致します。

なお、番組で私は幼稚園児と一緒に氷のデザートをつくるサイエンス
アイの前野として登場します。この部分はどうぞ気楽にご覧になって
ください。
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転載おわり。
以下,このブログの著者,モリキンによるコメント。

ムペンバ効果は,お湯と水を同じ容器に入れて低温化に置いたときに,
お湯の方が先に凍ることがある,という現象だ。

現象としては確認されているが,それがどうして起こるのかはわかっていない。
色々な物理的条件が重なったときに起こるのだろうが,それが何なのかが分からない。
素人視点ながら私が思いつく範囲でも,容器の形状が与える容器内対流への影響,
容器の熱伝導率等,温度,容積以外の多くの要因がある。

だが,似非科学の範疇に入るような現象ではないと思う。
私自身が自分の目で確認した現象ではないが,いくつかの研究事例があり,
権威である前野さんが紹介されていることから,実際に起こるというのは信じるに足る。

俄かには何かの間違いでしょ,と言いたくもなるが,それは例えば
重力があるのに空気より比重の大きい飛行機が空を飛ぶのはありえないというようなもので,
特定の条件がそろえば(この条件が未解明なわけだが)再現される現象なのだろう。

ためしてガッテンは一度観ただけで仔細は忘れてしまったが,紹介の仕方に問題があったように思う。
沸騰寸前のお湯をぶちまけていた話についてはムペンバ効果以前の効果があるのではないか。
低温で容積絶対湿度が低い空気にお湯をぶちまけたのだから,凍る以前に蒸発している分もあるだろう。

それから,水の温度と凍るまでの時間がきれいな一本のグラフで示されていたが,
どんな条件でもムペンバ効果が起こるような印象を与えるのでよくない。

はやく凍らせたいときに製氷皿にお湯を入れろ,というのはやめたほうがいいでしょ。
火傷のリスクは増すし,冷凍室付きの冷蔵庫を作っているメーカーが想定している
用途ではないだろうから。

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前の記事では多くのコメント,トラックバックを頂きました。
世の中,専門家を標榜する人が(私を含めて)間違うことはよくあります。
批判精神を持ちながら様々な見方をする人の考え方が比べられるのはwebの面白いところです。

ブログのような公の場での批判を越えて誹謗,中傷の域にある発信については眉をひそめますし,
私が許容出来ないと感じれば断りなく削除もします。
現在のところコメントは即反映,トラックバックについてはスパムが多いので管理者の私の承認後の反映としています。記事に関連するトラックバックについては基本的に承認する方針でいます。

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2008/7/17
さらに追記。
実験してみたい人はこちらを参考にどうぞ。
水のおもしろ実験「お湯が先に凍る?」


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http://ch08371.kitaguni.tv/t587726
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北海道の大学研究機関で研究者を目指す学生のブログです(開設時)。日々の所感、野外調査での写真等々を紹介します。 2006年12月までアラスカ大フェアバンクス校へ...
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[時事メモ]ムペンバ効果 Mpemba Effect【Science Misfits】at 2008年08月02日 00:15
氷を作るときに、冷凍庫に水を入れるよりもお湯を入れた方が早く凍るという、ちょっと信じられない現象。
ムペンバ効果/水よりお湯の方が早く凍る【ず's】at 2008年08月02日 14:25
この記事へのコメント
以前の質問の御答えは無いようですので,失礼ながら、もう一度質問さしてもらいます。
貴ブログの事を、『NHKの番組内容を全面的に肯定する内容』と当方のブログへコメントしてきた人が有り、当方のブログ記事に『NHK放送を全面的に信じている人物のブログ』として記事の一部に書いてしまいましたが、事実は、如何なのでしょうか。?

(1)>ためしてガッテンは一度観ただけで仔細は忘れてしまったが,紹介の仕方に問題があったように思う。

★放送に問題点があったことは認識して頂いているのでしょうか。?

(2)>それがどうして起こるのかはわかっていない。
>色々な物理的条件が重なったときに起こるのだろうが,それが何なのかが分からない。

★ご自分で、『判らない』と仰っておられますが、色々上げておられますが、なにか判っている部分もあるのでしょうか。?

>だが,似非科学の範疇に入るような現象ではないと思う。
>私自身が自分の目で確認した現象ではない・・・

★ご自分で体験も経験も研究もなさっておられずに、何故、『似非科学ではない』の結論に結びつくのでしょうか。?
学会の研究会の様のものでもあるのでしょうか。?

>権威である前野さんが紹介されていることから,実際に起こるというのは信じるに足る。

★権威ある人格を信用する事は結構な話と思いますが、事は科学の話で宗教でも政治でも、人付き合いの話でも有りません。
この発言は、余りに科学的態度からはかけ離れておられるようですよ。
科学する心で一番大切なモノは懐疑する心だと思いますが、如何でしょうか。?

その権威ある前野さんも、
>これまでMpemba Effectを調査したという報告は数え切れないほど多数
発表されています。しかし、残念ながらどれもこれも厳密さと論理に
おいて不満足なものばかりで、素人研究の域をでていません。

、とあります。
★正に似非科学の典型例の特徴に酷似しています。如何思われますか。?

前野氏の指摘のとおり、何らかの条件が重なれば、再現性は低くとも、温度の高かった容器の水の方が先に凍る現象は有りうる話です。

★しかし、全く同一条件下での、温度の高い方から凍るでは、物理的に説明不能(似非科学)だと思いますが、如何でしょうか。?

★NHK放送は間違いだったの解釈で宜しいのでしょうか。?
間違いであるとすると、当方のグログ記事の表現を訂正しておかなければなりません。
お答え頂けるものと、期待いたしております。
Posted by 逝きし世の面影 at 2008年07月17日 10:12
逝きし世の面影さんへ

あなたのブログに書き込まれている数多くのまともな意見を訳も無く削除なさる理由を教えていただけませんか?

また、あなたは未だに
『ムペンバ効果を 、再現出来たとすれば、熱エネルギーの科学常識が反対に働くという物凄い話ですから、今問題の地球温暖化問題なんか簡単に解決しますよ。
すべてのエネルギー問題も、みんなまとめて簡単に解決しますよ。』
と思っておられるのですか?
Posted by 山芋 at 2008年07月17日 13:48
モリキンさん。
学者のたまごで、ムペンバ効果を取り上げるとは勇気が有りますね。敬服しています。
今の日本では、ムペンバ効果をブログに書くのはタブーに近い事柄らしいですよ。
当方のブログで、『NHKはインチキをした』と本当の事を書いたら袋叩き状態です。
あの番組は、誰でも簡単に出来る裏技を紹介して人気になっているが、実はNHKの放送ではムペンバ効果の再現に失敗しているんですよ。
しかし多くの人(NHKを信用している人)が、凍ったと思っている。
信用していると無いモノが見えるんですよ。
あれは、完全なる宗教かオカルト又は超能力、超常現象(反科学)の類いですね。
私のブログ記事のタイトルでは『偽科学』となっていますが、本当は『反科学』(宗教)です。
ただ反科学は余り一般的な言葉でな無いので、便宜的に解りやすく偽科学の言葉を使っていますが、正確には反科学です。



偽科学とは、科学的権威を利用していますが、反科学(宗教)はその反対で『科学的に解明できない』不思議が宣伝文句です。
実用的な科学番組で反科学(宗教)をやったわけです。しかも失敗しているが、口先で成功を信じ込ませた。
ほとんど犯罪行為ですよ。
Posted by 逝きし世の面影 at 2008年07月18日 12:07
どうやら皆さん科学って何でも分かってるって思ってらっしゃるようで。

現在の科学はやっと少し非線形現象の理解が入ってきたくらりで、全体はまだ人間が理解し易いというだけで現象の線形的な解釈しかできてません。

そんな未成熟な科学をまるで聖域のように思っておられるのがおかしい。

浅い知識を振りかざして、嘘だまやかしだとか決め付けて、溜飲を下げるのは結構ですが、世の中に不思議なものは一切無いとして満足してたら、発展は全くありえません。 アインシュタインが最後まで量子力学を信じなかったくらいだから、凡人には仕方ないことでしょうが。

科学は厳密さも必要ですが、根本は好奇心です。私も科学者の一人として、再現性は重視しますが(実は非常に難しい)、まずは興味あるものをやります。 特に誰かに否定されたりしたものは、本当にそうか自分で確かめないと気が済まないですね。 理論より自分を信じるのが先です。 大体理論は全部後からできたものです。 そしてよく覆る。

私はNHKはいい問題提起をしてくれてとてもいいと思っています。 
Posted by mugen at 2008年07月18日 16:21
初めまして、なかなか面白そうな話題ですね。
流体シミュレーション屋さんなら計算できそうな気がするのですが、どうでしょうか。
とりあえず原因を熱伝導と対流のみに絞ります。
区間をデルタxyzで区切って、それぞれの位置での温度、密度、粘度、伝熱係数を求め、隣のセルとの差から伝熱量と流れの量を計算し、温度変化と移動の量および方向を決めます。これを繰り返せば凍っていく様子が分かりそうに思います。
ひとつでも元が熱い方が先に凍る結果が出れば、原因は熱伝導と対流であると言えるのではないでしょうか。

まったくの素人考えですみません。
Posted by トボケ at 2008年07月19日 00:43
この件について,トンデモ水伝ハンターとしても知られる,物性物理の専門の先生に,質問してみました。
 お答えは,非常に分かりやすいものでした。その結果,私には,ここでの現時点での論議は,あまり意味が無いとも思えます。

 私も含めて基本的なことが分かっていない場合,ずいぶん遠回りをしてしまうのだなと理解しました。また,多くの関連論文における研究が,どのあたりに厳密性や精度のポイントを考えて組まれているかと云うことも,理解できていなかったのだなと思いました。

 ご興味のある方は,リンク先
http://complexCat.exblog.jp/9010341/
 私の理解の進み方や,拙ブログの方で上のコメントの方の質問やそのレスについても経緯を残してあります。

私はNHKはいい問題提起をしてくれてとてもいいと思っています。

私もmugenさんと同感です。
Posted by complex_cat at 2008年07月24日 17:42
学会では「水のほうが湯より後に凍ることもたまにはある」ことをMpemba Effect効果とよぶ。
 >Mpemba Effectとは、お湯と水をそれぞれ同じ容器にいれて低温のもと
 >に放置したときお湯の方が早く凍ることがある、という現象です。
 ソース 北大低温科学研究所 前野名誉教授の解説 http://ch08371.kitaguni.tv/e587726.html
前野名誉教授の断言
「普通は、お湯が先に凍るということはありません。」http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20080801-00000005-jct-soci

しかしNHKは「(20度以上なら必ず)水のほうが湯より後に凍る」さらに「熱いほど早く凍る」ことをMpemba Effectとして紹介した。
 >「驚きの氷早作り技」
 >急に氷が必要になったとき、氷をもっと早く作る方法はないものでしょうか?
 >常識逆転! お湯は水より早く凍る
 >「お湯は熱いほど早く凍ります」
 >「なんと温度が高いほど早く凍るのです。」
 ソース http://www3.nhk.or.jp/gatten/archive/2008q3/20080709.html
これが混乱のもと。大槻はこのHPをみてトンデモ認定したんだろう(無理もないがまあちょっと勇み足かもw)。

NHKの主張「10回以上実験し、お湯が先に凍ることを何度も確かめている」http://www.j-cast.com/2008/07/26024115.html
では、10回以上も予備実験に成功したとするNHKの論拠は何なのか。
偶然なら1/1024以下の確率。 http://www.j-cast.com/2008/08/01024523.html
Posted by まとめ at 2008年08月02日 19:09
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