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明治４３年、旧米沢高等工業学校の設立―産業革命と化学工業の歴史―
先生：「
図書館
行ったことある？」
学生：「ありますよ。」
先生：「工学と理学っていうのは書棚が別なんだよ」
学生：「へえ」
先生：「
１０進分類法
で調べてみるとよくわかるけど、化学と工業化学は書棚がちがうんだ。」
はやぶさ２は、再び旅立ちました。
小惑星 KY26がどうなっているか知りたいのが、自然科学。
はやぶさ２の電池をどう作ればいいのか知りたいのが、工学。
ロケット打ち上げの高温に耐える、超合金、 ハステロイやインコネルを知っていますか？ その材料設計を担うのが工業化学です。
| 金属材料 | 非金属材料 | 複合材料 | ||
|---|---|---|---|---|
| 鉄鋼材料 | 非鉄金属材料 |
セラミックス ガラス |
高分子 | |
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炭素鋼
合金鋼
鋳鉄
鋳鋼
|
金・銀
・
銅
アルミニウム
マグネシウム
ニッケル
チタン
亜鉛
|
セラミックス
|
繊維強化プラスチック
繊維強化金属
鉄筋コンクリート
金属強化セラミックス
|
|
狭い意味で、材料といったとき、常温常圧で固体の 状態の物質を指すことがあります。
純物質としての 金属は、柔らかすぎるので、混合物の合金が使われます。広い意味での混合物の固体材料を複合材料と呼ぶことがあります。
物質は、 温度や圧力 によって、様々な状態をとります。 物質が固体、液体、気体、 超臨界流体のいずれの 状態を示した図を 状態図と言います。 分子結晶は、昇華しやすく、 イオン結晶は、融点や沸点が高いです。
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2022年11月28日の CO2濃度は、 推定440ppm。 この100年間で、地球大気中の二酸化炭素の濃度は1.4倍になった。 前史時代の二酸化炭素濃度は、280ppmでほぼ一定だった。 石炭 を使い始めた産業革命から指数的に増加を始めた。 石油を使い始めてからは指数項が加わった。
今、地球がヤバい。 脱炭素社会 には 再生可能エネルギー の活用が必須。そのためには、電気を 備蓄 する電池が必須なのだ。
| 時代区分 | 世相 | 🌍ヨーロッパ | 🌍中央アジア | 🌍アフリカ | 🌎アメリカ | 🌏アジア | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 地質 |
6万年前 ホモサピエンスアフリカ出発 2万年前 氷河期 15000年前 農耕と定住 |
||||||
| 原始 |
BC.20000 ラスコー壁画 BC.3200シュメール 文字 * BC.300アラビア 数字 * |
ローマ | ローマ |
エジプト
象形文字 メソポタミア 楔形文字 |
オルメカ文明 | 秦 | |
| 古代 | 紙の発明と漢字（ 漢） | ||||||
| 中世 |
1455グーテンベルグの活字印刷（神聖ローマ） 宗教革命 |
1583年ガリレオ振り子の等時性（伊）
*
|
🎵 純正律から平均律へ * | ||||
| 大航海の時代 | |||||||
| 近世 | 🔥 動力 💪 | 1760 ワット、 蒸気機関🚂を発明 （英） | 🎵 🎵 ◇ ピアノ | ||||
| 近代 | 💪 発電 ⚡ |
1831ファラデー電磁誘導の法則（英） 1886ホール（米）エルー（仏）法 1906 ハーバーボッシュ法（独） |
1877 蓄音機 | 1873大阪造幣局で、鉛室法硫酸の製造 (日) | |||
| 独、伊、英 | 米 | 日 | |||||
| 現代 | 通信 |
1946エニアック
(米) 1948PCM通信 * 1957二重積分 ADC * 1949年PS版（写真製版） |
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| 現代 | コンピュータ |
1971 4004(4bit)
* 1976 Z80(8bit,2.5MHz) * 1978 8086(16bit,5MHz) * |
1964🇯
🇵日立製作所大型汎用コンピュータを開発
(日)
1982 PC9801 1991 リチウムイオン電池 |
||||
| 現代 |
1995 Windows®95
(米) 1999 ADSL（50.5Mbps） 2000 WiFi™ (米) |
||||||
| 未来 |
2030 エネルギーミックス 2050 カーボンニュートラル |
||||||
地球が温暖で、人類がまだアフリカに住んでいたころ、ぼくらはすっぱだかだった。 ７万年ほど前に最後の氷河期が地球を襲ったとき、衣服を身にまとい、寒さをしのぐ知恵をもった連中だけが生き残った。 そしてその寒さをしのぐ知恵を得たことでアフリカの地を離れ、新しい天地を探し求める旅に出るチャンスを得た。 髪の毛につくアタマジラミと、衣服につくコロモジラミが、分化したのもその頃だ。 してみると衣服の着用こそ人類の文明の始まりと言えなくもない。
衣服の原料となる繊維をどこからとるか？ アフリカからそう遠くないナイル川の近くに居を構えた連中は水辺に生えている草を利用して糸を紡いだ。 ユーフラテス川の近くで砂漠を闊歩していた連中はラクダの毛を糸に紡いだ。 乾燥していたガンジス川の近くでは綿毛を使って糸を紡いだ。 遠く揚子江のあたりでは森から飛んできた蛾の繭をほどいて糸を紡いだ。
この蛾の繭をほどいて作る糸から作る絹と呼ばれる布は全く申し分のないほど素敵だった。 きらきらして軽くてなめらかで、誰もがそれに魅了された。 もっともぼくらはその糸がどんなふうに作られるのなんぞ全く知らされずに 旅商人から高値で買い取る王侯貴族の姿を見てただただうらやむばかりだった。
絹の道からヨーロッパに抜けるには地中海を通る必要があった。 旅商人がたちの交易がもたらす富が地中海辺縁に散在する港町に集中し、 何度となく争いごとが繰り返された。 その都度、争いごとを収めるための権力の集中が起こり、その平和の代償としてぼくらは高い税金を払わねばならなくなった。
勝機は常にその陳腐化から抜け出すのに有利な辺境にある。 地中海の辺境にあった国々が大西洋に向かって漕ぎ出だした。 新航路や新大陸が発見され、それまで平らだった地球が丸くなった。 そして太陽は東の地平から登って西の地平に沈むのではなく、地球が太陽の周りを回ることになった。 実はぼくらがアフリカを出発するはるか以前からそうだったのだが、迂闊なことに最近まで気づかなかったのだ。
勝機はやはりその陳腐化から抜け出すのに有利な辺境にある。 ヨーロッパの北の外れに住む富裕層に流行った衣服は、 きらきらしてすけすけで軽い衣服ではなく、ふわふわしてやわらかで暖かな衣服であった。 商売人はガンジス川の近くで取れるこのふわふわの糸の原料が欲しかった。 が、大西洋を通る必要があり、そこには地中海のはじっこの連中があたかも丸い地球は自分たちのものだという顔をして居座っていた。 あいつらを出し抜くにはできるだけ早く大西洋を駆け抜けるための最短経路を割り出す技術が必要だった。
ああやっとこの物語の一番最初たどり着いた。
産業革命。
最短の航路を割り出す正確な時計と精密な望遠鏡は思わぬ効果をもたらした。 ぼくらは物体の動きを正確に測定し、運動の本質を数式で表現できるようになった。 石炭を燃やすときに出る熱が、何をどれくらい動かせるのか計算できるようになった。 石炭を使うことで大量の 鉄ができて、丈夫な鉄の入れ物が大量に作れるようになって、 お湯を沸かした熱で糸を紡ぐことはもちろん、船さえも動かせるようになった。
人間の欲望には限りがない。 絹の道にからんで地中海に富が集中して何度となく争いが繰り返されたように 今度は列強が市場を求めて大洋に躍り出た。 ありとあらゆる人が住むところを次から次へと食い荒らしていったそのおわりに、 ついに丸い地球の反対側で門を閉ざして安眠をむさぼっていた小さな島国にその矛先が向けられた。 その小さな島国は蜂の巣をつついたような大騒ぎになった。 さんざんぱら揉めたあげくその連中は自分たちも列強の仲間に入る努力をすることを決めた。
遠くから技術者を呼び寄せ、本を買い、若者を育て、なりふりかまわず吸収しようとした。 ツケが来た。金が無い。絹を売ってなんとかしのいでいたのが危うくなった。 絹の代わりになるものは無いか？ 聞けば木材から絹の代用品ができるという。 雪深い田舎町で教鞭をふっていた一人の男がそれにかけた。 資金を集めに国中を歩き回った。 幸運な出会いがあった。 鋭いカンで金をポン出すことのできる器の大きな男との出会いだった。
「秦先生、金の心配は要りません。そのかわり必ず実用化してくださいよ。」
「もちろんです。理論的には絶対できるはずです。」
| 時代区分 | 産業 | 政治 | 世界 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 地質 | ||||||
| 原始 | 旧石器 |
BC.20000 ラスコー壁画 BC.3200シュメール 文字 * BC.300アラビア 数字 * |
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| 縄文 | 磨製石器 | |||||
| 弥生 | 鉄器 | キリスト誕生 | ||||
| 古代 | 古墳 |
紙の発明と漢字（
漢） |
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| 飛鳥 | ||||||
| ◇ 奈良 |
万葉仮名 |
|||||
|
◇
平安 |
平安女性は、ひらがな(31文字？) 料紙 * 平安男性は、漢字、漢文で日記 * |
律令体制の崩れ | ||||
| 中世 |
◇
鎌倉 |
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|
◇
室町 |
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|
◇
戦国 |
美濃紙 1590年、イエズス会によりグーテンベルグによって発明された鉛活字と木製印刷機 1600徳川家康木活字 |
1439年頃にヨーロッパで初めて活字による印刷を行った。 アラビア数字の完成 |
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| 大航海の時代 | ||||||
| 近世 | ◇ 江戸 | |||||
| 開国 | ||||||
| 近代 | ◇ 明治 |
|
富国強兵 | |||
| ◇ 大正 |
1923関東大震災 1925ラジオ 放送 |
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| ◇ 昭和（戦前） | ||||||
| ⚔1941太平洋戦争 | ||||||
| 現代 | ◇ 昭和（戦後） |
1964日立製作所大型汎用コンピュータを開発
1982 PC-9801 漢字 1983 ファミコン * 1988 カラオケＢＯＸ * |
1957二重積分
ADC
*
1965 FFT * 1968 X線CT 1978 スペースインベーダー 1982 CD |
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| ◇ 平成 |
2001
電子マネー
2008 FTTH ,スマホ |
1995 Windows®95 2000 WiFi™ * 2005 Youtube * | ||||
| ◇ 令和 | ||||||
黒船の到来に驚いた日本では、明治維新を成し遂げ、欧米の技術の吸収につとめた。
富岡製糸場見学の記念写真をｊｐｇ形式でアップロードしなさい。
造幣局見学の記念写真をｊｐｇ形式でアップロードしなさい。
あってよかったと思った工業製品のエピソードを紹介し、その工業製品が、いつの時代に、どんな背景でどのように生まれたか、調べてみましょう。
「人絹って知ってる？」
「人権、って人間の権利？」
「ちがうちがう、
人造絹糸
、つまりビスコースレーヨンのことだよ。実際に
人造絹糸
が製造開始されたのは大正１０年ごろからだけどね、山形大学工学部の前身、
米沢高等工業学校
ではもっと前から開発に取り組んでいたんだよ。」
米沢高等工業学校本館にはさまざまな展示品がおいてあります。
重要文化財ガイドブック（案）人絹を作るのに適した木材は何か？またそれはなぜか？日本の産業革命の背景とあわせて説明しなさい。
米沢高等工業学校本館にはさまざまな工業製品が展示されています。 これらの工業製品からひとつ選び、それがなぜ必要だったか、そしてなぜ不要になったのか、議論してまとめなさい。
回答
このページは初学者が気楽に読めるように脚色されています。 実在の人物や団体、史実、用語の厳密な定義などに必ずしも忠実とは限りませんのでご了承ください。
©2022 Kazuhiro Tachibana
