雑学界の権威・平林純の考える科学

 クリスマス・年末・新年会…シャンパンやビールを片手に立食パーティなどに参加する機会も多い時期です。話をするのが苦手だったりすると、そんな場は「手に持ったグラスを眺め、ただ飲み続ける時間」になったりします。けれど、それはあまりにもったいなさ過ぎる!というわけで、手に持ったグラスを眺める時間を新鮮で楽しい発見・研究タイムに変身させる「役立つ知識」をご紹介します。

 まずは、シャンパンをグラスに注ぎ、乾杯を終えたら、グラス中に昇る泡の動きを観察しておきましょう。そして、しばらく時間が経った後、もう一度、泡の動きをよく観察してみて下さい。…すると、シャンパンがグラスに注がれた当初は「たくさんの速い大きな泡が立ち上っていた」はずなのに、時間を経た後には、いつの間にか「小さめの泡が何列かに整列し、ゆっくり歩調を合わせて昇っている」ことに気づかされるはずです。

 しかも、自分のグラスだけでなく、周りの人たち(が手に持つグラス)の観察を…さも人を探しているかのように…観察してみれば、さらに面白いことに気づくかもしれません。それは、女性たちが手にするグラスの方が「小さめの泡が何列かに整列して、ゆっくり歩調を合わせて昇っている」という現象がより進んでいる、ということです。なぜ、そんな男女差が生じるのでしょうか?

 まず、シャンパンの「泡が上に浮かび上がっていく速度」や「泡の大きさ」について考えてみましょう。 泡が上に浮かび上がっていく速度は、泡の浮力と(浮かび上がろうとする泡を押し留める)抗力で定まります。 浮力は(泡が水を押しのける)体積=粒径の3乗に比例して、抗力はおよそ粒径の2乗に比例するので、結果として、粒径が大きいほど速く上に昇っていきます。また、シャンパングラスの壁面(に付着した繊維・微小片)で生み出された泡は、昇っていく過程で次第に大きくなっていきます。それは、シャンパンに溶け込んでいた二酸化炭素が(シャンパンから放出され)泡に合わさっていくからです。そのため、結果的に、グラス下部で生まれた泡は、泡の粒径を大きく成長しつつ、上昇速度を速めながら上に昇っていくことになります。…これが、シャンパンをグラスに注いだばかりの当初の状態です。(参考:立ち上る泡の間隔や、時間をおって変化する泡の粒径や、泡の粒径と上昇速度の関係ーSparkling Wine, Champagne & Co – Part 3から


画像はSparkling Wine, Champagne & Co – Part 3から

 注がれたばかりの時は、シャンパンにはたくさんの二酸化炭素が溶け込んでいます。だから、グラス下部で生まれた小さな泡は上昇するにしたがい、(封が開けたことで、密封下よりも低気圧下に置かれた)シャンパンから放出された二酸化炭素を含んで(まるで桃太郎が仲間を増やしていくかのように)成長して、泡は大きくなり・上昇速度を上げていきます。

 しかし、グラスにシャンパンが注がれてから時間が少し経った後には、シャンパンに溶け込んだ二酸化炭素の量が(温度や圧力に応じて溶け込むことができる量を基準にすると)減少しています。そのため、グラス下部で生まれた小さな泡は、上昇する中で粒径がそれほど大きくならずに、浮力と抗力が均衡する終端速度に達して・速度を変えないままで上昇していきます。つまり、グラス下部から上部まで、同じ程度の大きさの泡が、速度も泡の間隔もほぼ変わらないままに綺麗に並んで浮かび上がっていくことになります。

 この「シャンパンをグラスに注いでしばらくすると、小さめの泡が何列かに整列して、ゆっくり歩調を合わせて昇るようになる」という現象、実は「女性のグラスほど早く出現しやすい」のです。なぜかというと、シャンパンに溶け込むことができる二酸化炭素の量は女性のグラスの方が多く、シャンパンから二酸化炭素が放出されにくいため、比較的小さな粒径の泡で平衡状態となるのです。

 それでは、シャンパンに溶け込むことができる二酸化炭素の量が女性のグラスの方が多いのは一体なぜか?というと、女性は口紅などを付けていることが多く、口紅などは界面活性剤を含んでいて、シャンパンに界面活性剤の成分が溶け込むと、シャンパンに対する気体の溶解度が増大します(参考:The Solubilities of gases and surface tension, H.H. UHLIG, MIT, 1937)。その結果、温度や圧力に応じて溶け込むことができる量を基準にすると、女性が手に持つシャンパン・グラスの泡は大きく成長しにくく、小さな泡が等間隔で綺麗に並び、美しく鈴なりになり上昇していくことになるのです。

 …といったことを知っていれば、「ひとりグラスを眺める気まずく寂しいパーティー・タイム」も、新鮮で楽しい科学実験の時間に変身します。あるいは、テーブルに置かれたグラスを見れば、その泡の動きを手掛かりに、グラスの持ち主「性別」を推理することができたりします。…自分のグラスがどれだかわからない時、誰のものかわからないグラスを 飲もうとする時、科学知識を駆使すれば、男性同士の(シャンパン・グラス越しの)間接キッスを防ぐことができる…というのが今回の豆知識です。

 最近は、「エスカレーターでは歩かず、片側を空けず、手すりにつかまる」ように呼びかける掲示物を、駅の構内などで多く見かけます(参考:片側空け→歩行禁止 マナー変わる? エスカレーター )。そんな「エスカレーターを歩くとあぶない」といった理由などから「エスカレータでの片側空けを止めましょう」という言葉が掲げられている一方、今はまだ「片側を空ける」マナーの方が一般的です。

 世界各国を眺めてみると、エスカレータでは「片側に立ち・もう片側を空ける」マナーが浸透している国が多く、それどころか、今後こういったマナーを広めていこうとしている国の方が多いように思えます。 もっとも、エスカレーターで「どちらの側に立ち・どちらの側を空けるか」にはばらつきがあります。 たとえば、日本でも、 東京では左に立ち・右を空けることがマナーとされている一方、大坂では右に立ち・左を空けるのが一般的なことはよく知られています。

 そこで、「世界各国・日本地域毎の”エスカレータの立ち位置・空け位置”」を調べてみたのが、次のリストです。結果を先に言うと、オーストラリアや東京では左に立ち・右を空けるのが一般的ですが、それ以外の国では逆に右に立ち・左を空けるのが一般的です。

  1.  ●英国:右に立ち・左を空ける
  2.  ●米国:右に立ち・左を空ける(参考:USで空けるの見たことないけど…
  3.  ●香港:右に立ち・左を空ける
  4.  ●カナダ:右に立ち・左を空ける
  5.  ●フランス(パリ):右に立ち・左を空ける
  6.  ●オランダ:右に立ち・左を空ける
  7.  ●台湾(台北):右に立ち・左を空ける
  8.  ●タイ(バンコク):右に立ち・左を空ける
  9.  ●奈良・和歌山・神戸:右に立ち・左を空ける
  10.  ●金沢:左に立ち・右を空ける
  11.  ●京都:京都駅の在来線は右に立ち・左を空けるが、観光客がメインの新幹線は左に立ち・右を空ける
  12.  ●大阪:在来線は右に立ち・左を空けるが、新大阪駅の新幹線ホーム:上り・下りや乗客層によって異なり、その逆も多い
  13.  ●仙台:右に立ち・左を空ける
  14.  ●オーストラリア:左に立ち・右を空ける
  15.  ●東京を中心とした関東や九州など:左に立ち・右を空ける
  16.  ●ラテンアメリカ:エスカレーターを歩いて上ったりしない
  17.  ●ギリシャ:右よりに立つが、左を空けるわけでもない
  18.  ●中国(上海):右に立ち・左を空ける
  19.  ●中国(本土):片側空けたりしない…というより、基本「我先に行く也」状態という意見
 

 日本では、東京を中心とした関東(仙台をのぞく)や九州地方では「左に立ち・右を空ける」一方、大坂を中心にした関西地方えは「右に立ち・左を空ける」のがマナーです。この大阪文化圏と東京文化圏の違いが生まれたのは、1970年(昭和45年)に大阪で開催された日本万国博覧会がきっかけだったという説が有力とされています。世界中から大勢の人たちが大阪に訪れる際の混乱を避けるため、海外で一般的な「右に立ち・左を空ける」マナーを阪急電鉄が大阪梅田駅で呼びかけたことから、右に立ち・左を空ける大阪文化圏が生まれたというわけです。その一方、東京では、もっと後になってから「エスカレーターで片側で立つ」マナーが生まれたのですが、左に立ち・右を空けることになった理由について、その定説ははっきりしていません。

 東京で「左に立ち・右を空ける」ことが一般的になった理由の定説が無ければ…その理由を勝手に自由に考えてみよう!というわけで、思いついた理屈が次のようなものです。

 エスカレータでゆっくり立つ側・空ける側(=追い越して早く進む側)というのは、ちょうど車*の走行車線と追い抜き車線の関係と似ています。走行車線を行く車はゆっくりと進み、早く進みたい車が追い抜き車線を抜けて行くのと似ています。 そこで、考えた理屈は、エスカレータ上の歩行者は、基本的に「車の走行側(日本なら左を基本的に走り、追い越すときは右側から追い越す)」と同じように行動するのではないか?というものです。だから、東京では、車と同じように、ゆっくり進む人は左側に立ち・早く行きたい人は右側から追い越していく…というわけです。
 そして、イギリスのように、(車の行き来は少なくても)多地域から来る人の往来が多い場所では、そこに来る(周りの)人たちに影響された側になるのではないだろうか…という具合です。だから、京都や新大阪の(東京など多地域から来る観光客が多い)新幹線ホームのエスカレータでは、訪れる人たちに影響されたマナーが一般的になる…というのが自分勝手に考えてみた理屈です。

 東京から大阪に行ったとき、ついエスカレーターで「ぼぉっ〜」っと左側に立っていて後ろから来る人の流れを不自然にしてしまうことがあります。他の国に行ったとき、そんなことがないように、こんな「世界各国・日本地域毎の”エスカレータの立ち位置・空け位置”」を知っておくのも良いかもしれません!?

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*ちなみに、各国の車が左右どちらを走るかは、右利きの人が多い→大陸の馬を多頭で横に並べる馬車では御者が左に座る(英国では多頭を横に並べないため右に座る)→すれ違うとき馬車が右側走行の方が便利(英国では左側走行の方が便利)→馬車(そしてその後に車)は左側を走ろう…という必然の流れで広まった、と言われています

 “中2病”という言葉で呼ばれる妄想爆発の中学2年生、そんな多感な彼らの「突拍子のない妄想」を実現させるための実験サポートをしてみました(ヨルスパ!妄想ガキレオ!〜中2の方程式〜)。 サポートした妄想内容はズバリ、

「走った風でスカートめくりできるか?」

です。まさに、中2男子が10人いたら10人全員が頭に思い浮かべたことがあるはずの「妄想」です(参考: 中学2年生の妄想を実験!野爆・川島「童貞に戻った気分」)。

 軽い材質のスカートなら、秒速7〜8メートルの風が吹けば、計算上はめくれあがります(「風でめくれるスカート」の科学!「涼しく晴れた朝の地下鉄駅をドジっ娘が走る」とスカートは必ずめくれる!?の法則)。つまり、100メートルを十秒台前半で走るくらいの俊足スプリンターくらいの速さの風を起こすことができれば、スカートをめくることができるわけです。 …しかし、たとえ妄想中2男子が俊足スプリンターだったとしても、スカートをめくり上げるような速度・向きの風を起こすことができるものでしょうか? そして、スカートをはいた女子の周りを「どのように走り抜ければスカートをめくる風を生み出すことができる」のでしょうか?

 よくある予想は「力一杯走れば、前方に(前に向かって吹く)風が生まれるはずだから、女子の足下近くを上方に向かって吹き上げるような方向に走り込む」という考え方です。(わたしのリサーチによれば)100人中100人近くが「これが正解じないか?」と予想する考え方なのですが、しかし、実はこの予想は全くの大間違いです(走り方としてもかなり無茶苦茶に不自然な走り方です)。 まずは、走る人の周りにできる空気の流れ、流体シミュレーションで計算してみた結果を眺めてみましょう。

 流体シミュレーション結果を眺めれば、「おぉ!?走るスプリンターの前には、ほとんど風なんか吹いていないぞ!?」と驚きの声をあげるはずです。そう、走り込む人の前面では圧力が高まりつつも・実はスカートをめくりあげるような風はほとんど吹かないのです。なぜかというと、人が力一杯走っても、体前面の空気はただ周りへ逃げるだけで、スカートを前(や上)に押すような空気流は生み出されないのです。…しかし、その一方、力一杯に走る中2スプリンターの背後を眺めてみると、スプリンターの背中あたりに空気が渦巻き・場所によってはスカートを上にめくれあがらせるような上向きの空気渦が生み出されていることがわかります。

 意外なことに、そして何より面白いことに、「スカートをめくることができる条件の風が吹くのは、走る人の前面ではない」のです。実は、走り方(位置やタイミング)をちゃんと考えて・実行すれば、自分の背後に「(スカートをめくることが可能な程度の強さの)上向きの風を吹かせることができるのです。たとえば、スカートをめくりあげたいのであれば、そのスカートの高さが自分の背中の高さと同じくらいになるように(走るポーズを)考えつつ、力一杯走り込めば、スカートをフワリと空に浮かべあげることができるわけです。…もちろん、走り方を自分たちにできる範囲の工夫をすれば、たとえば仲間の力を合わせて横に並んで走ってみたり・あるいは縦に並んでタイミング良く走ってみたりすれば、その威力はさらに2倍・3倍と倍増します(下の画像は、そういった仲間パワーを中2病的に妄想炸裂させたシチュエーションプレイな”スカートめくり”流体シミュレーションを行った計算例です)。もちろん、これはあくまで計算上の話で、本当に中2の妄想男子たちが、自らが走り生み出した風でスカートをめくりあげることができるのか?は…これまた別の実装上の問題です(その答えは1月4日(日) 深夜1:50~2:45明らかに?)。


 …というわけで、「走った風でスカートめくりできるか?」を力一杯追い求めれば…意外なものが見えてきます。それは、たとえば、力一杯走ってみれば(原理状は)走った風でスカートめくりができる。けれど、それは走る自分の前面ではなく、自分が見ることができない(自分の)背後だ!ということがわかったりします。たとえ、始まりは単なる妄想だったとしても、それを真剣に願い努力を続けたら、いつか「走った風でスカートをめくることだってできる」というのは感動的なことのように思えます。そして、スカートをめくることもできるけど、そのさまを自分自身では(自分の背後のできごとだから)見ることができない…というのも、何だかちょっと普遍的に当てはまりそうな事実のように思えたりします。「走った風でスカートめくりできるか?」を力一杯追い求めれば…意外なものが見えてきます。