『ガリレオΦ（エピソードゼロ）』の数式と図について

☆２０１３年６月追記：　スピンオフＳＰ記事と最終回の数式記事をアップ。

　　　男子の中で泣く女～『ガリレオＸＸ・内海薫』愚弄（もてあそ）ぶ

　　　『ガリレオ２』最終回の数式、浄水器と管内の水の乱流＆層流

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実に面白い！　一年ぶりに帰って来た『ガリレオΦ（エピソードゼロ）』は、天才物

理学者・ガリレオ＝湯川学（福山雅治）の３年前と学生時代（三浦春馬）の活躍を

示すもので、助手・栗林（渡辺いっけい）、草薙俊平（北村一輝）、長澤まさみの活

躍が非常に目立つ、ユニークなストーリーだった。ちなみに「Φ」はギリシア文字で、

読み方は「ファイ」または「フィー」。下の数式にも表れてるように、物理学はギリシ

ア文字をよく使うのだ。それだけでかなり敷居が高くなってるだろう。

さて、例の「ダダダ・・・♫」っていうテーマ音楽が流れる中、久々に湯川が見せて

くれた数式と図とウンチクは、今回もまたハイレベルな物理学的説明だった。相

当専門的だから、正確に理解できる人間はごく一部だろう。ただ、ウチは去年か

らＹａｈｏｏ！では「ガリレオ　数式」などの検索でトップクラスにランクされてるし

（５日現在１位）、Ｇｏｏｇｌｅも８月くらいから各種検索でトップページに掲載される

ようになってる。せめて、短時間で理解できた範囲の事だけでも、書きとめておく

ことにしよう。おそらく、読む（ｏｒ 見る）人はかなり多いと思う。

　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆

今回は、黒板の代わりにホワイトボードが使われて、最上段には「成形爆薬

　による高速度衝突

　シミュレーションと

　書かれてた。２つ

　の図のうち、下側

　が今回の殺人に使

　われたトリックを示

　すものだ。上側は普

通の「成形爆薬」だろう。つまり、特殊な「形を成す爆薬」（Ｓｈａｐｅｄ　Ｃｈａｒｇｅ）だ。

手元の小学館プログレッシブ英和辞典だと、軍事用語で指向性爆薬、円錐弾と

説明されてた。右側のくぼみが円錐形になってるらしい。左もかな。ドラマだと、

四角錐だったような気もするけど、まあ錐体（尖った１点から広がっていく立体）

ならいいのかね。直感的には円錐がベストのような気もする。

ライナーとは、爆薬の内張りに使う薄い金属のこと。ドラマだと、これが爆発によっ

て武器に変化するように感じられたけど、ひょっとするともう一つ別の金属板が装

着されて、爆発で武器へと変化するのかも知れない。いずれにせよ、ちょっと本編

第９話に似てるね。衝撃波で金属板を顔に圧着して、デスマスクを作る話。あの時

は爆薬じゃなくて、雷という自然現象だった。

湯川の説明を引用すると、「通常、爆薬を爆発させた場合、その力は球状に広が

る。四方八方といった具合に。しかし、このように、Ａ、Ｂという、伝播速度が異なる

爆薬を装填することで、爆発によるエネルギーは、このように集中し金属板は溶け

て流体になり、高速の飛翔体が形成される。つまり、爆発の瞬間、金属板は、この

ように、先端部が尖った状態に変形し、飛び出していくわけだ」。

つまり、爆発のエネルギーを一点に集中させて、図の右側に、物体を変形して飛

ばす仕組みってことだ。ウィキペディアで調べると、円錐形のくぼみを持つ爆薬の

集中力を表す言葉が「モンロー効果」、そのくぼみに金属の内張りをするとさらに

爆発力が強くなる現象が「ノイマン効果」、合わせて「モンロー／ノイマン効果」と呼

ばれてるらしい。その分野ではよく知られたことなんだろう。

で、その強烈に集中した力の計算式が次の数式なんだろうと想像してる。

　　

「さっぱり分からない」数式だけど、この下に「Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｏｃｔｏｌ」

と書かれてた。「オクトールの物性（物理的性質）」。オクトールとは、混合爆薬の

一つで、そこに「ρref   Ａｊｗｌ　Ｂｊｗｌ」と書かれてたから、「Ａｊｗｌ」は爆薬Ａの量、「Ｂ

ｊｗｌ」は爆薬Ｂの量って感じかな。で、Ｒ１がＡの特性を示す数値、Ｒ２がＢの特性を

示す数値とか。「ｊｗｌ」は、「Ｊｏｎｅｓ－Ｗｉｌｋｉｎｓ－Ｌｅｅ」の略でいいのかな。検索する

と、爆発の説明でたまに使う言葉みたいだ。まさか、アルミホイールの規格とか、

日本気象協会の略じゃないでしょ♪

ウィキでオクトールを調べると、Ａ、Ｂは、ＨＭＸとＴＮＴという２つの爆薬を指すよう

な気もする。ただ、「ρｒｅｆ」（ロー・レフかな）とか、ω（オメガ）、η（エータ）が何を

意味するのかは、さっぱり分からない。ｅｘｐ（　）という表記は、ｅ（約２．７１８）の

何乗かを示す指数関数のことだ。上の式だと、カッコの中の分子、Ｒ１とかＲ２が

増えるにつれて、左辺のＰは文字通り爆発的に増加することになる。いずれにせ

よ、物理的な解釈を考えるとハイレベルだけど、単に数学の式としてみるなら、た

かが高校３年の数Ⅲレベルにすぎない。本編に何度も出てた大学レベルの微分・

積分方程式とかと比べると、非常に単純な式だった。

とりあえず以上が、２時間ほどあちこち調べて考えた結果だ。この程度でも、ほと

んど見当たらない記事だろう。去年もそうだったもんね。ちなみに、ホワイトボード

の左上には「Ｔｈｅ　Ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ　ｆｏｒ　ａ　ｓｈａｐｅｄ　ｃｈａｒｇｅ」と書いてあった

けど、これは単に「成形爆薬の用語法」と書いてるだけだから、図には書いてない。

あと、ホワイトボードの右下の表は解読できず。その裏側の黒板の内容も読み取

なかった。尖った金属（つまり凶器）の速度とか圧力の計算のように見えたな。

湯川が岩場で炭を使って書いてた式は、上の式だと思う。あそこで同時に頭の中

で浮かんでた式は、ウチのＰＣ画面ではかろうじて下のように読み取れた。

　そこそこ

　合ってる

　と思うけ

　ど、「＋」

　と「・」と

「＝」が曖昧だったり、記号が見えなかったりするし、そもそも式の意味は全く分

からないので、自信はない。上側の式は完全に大学の専門課程レベルだろう。

残念ながら、１０月は１年で一番忙しいので、図書館や本屋で専門書を調べま

くる余裕もないのだ。

（☆追記：「通りすがり」さんの貴重なコメントにしたがってウィキで見ると、確かに

上側の難解な式は、流体力学のナビエ－ストークス方程式（ＮＳ方程式）のような

気がする。ウィキの式で外力 ｆ を無視して、両辺をρ倍して、記号とかの書き方を

少し変えてるだけか。ベクトル（つまり矢印）形式で書いてるから暗号みたいに見

えるけど、本質的には第１０話で扱った熱伝導方程式の親戚みたいなものだろう。

粘性のある流体の運動を記述する式だから、凶器が沈んでいった海水の運動を

意識したのかな。その後すぐ、海に飛び込んで凶器を発見したことだしね。凶器

が通過した空気の運動よりは、遥かに可能性が高いと思う。）

（☆追記２：　より物理的な解説を１０月９日に追加。

　　　　　　　　『ガリレオΦ』の数式、ナビエ・ストークス方程式　）　

あと、学生時代の湯川が書いた式も読み取れない。砂袋（つまり女性）を吊るす

掃除機のコードの長さとか、鍋の中の空気圧・体積・温度とかに関する、力学・

熱力学の式だったと思う。ボイル－シャルルの法則なんて簡単なものじゃなくて、

大学１、２年レベルの式に見えた。左上は「Ｌ」じゃなかったかな。長さとか。

という訳で、今回の物理・数学記事はこの程度でおしまい。ドラマの本格的レビュー

は明日の夜にアップする予定。そこでも、物理の話は追加するつもり。鍋のフタと

か、ビーチバレーとか。ま、実際には片方だけ読む人が多いんだけど、半ば理系

の文系人間としては、２つの角度で楽しんでるわけよ♪

ではまた。。☆彡

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Ｐ．Ｓ．この記事は、先日の『ａｎ・ａｎ好きな男ランキング』に続いて、ココログさん

　　　　が紹介してくれた。感謝、感謝♪

ｃｆ．天才・湯川が示した物理学の解読と検証～『ガリレオ』第１話

　　 サンタと女、揺れる理系の男心～『ガリレオ』第２話

　　 ブランコとおにぎりでホカホカ～『ガリレオ』第３話

　　 科学と恋愛、２つの円端具流～『ガリレオ』第４話

　　 愛と矢、ひねくれた直進～『ガリレオ』第５話

　　 遠く離れたもののつながり～『ガリレオ』第６話

　　 つながりの中の細かい事～『ガリレオ』第７話

　　 結果が語る過剰なプロセス～『ガリレオ』第８話

　　 過剰な格差がもたらす劇的な出来事～『ガリレオ』第９話

　　 サンタを信じた科学者へのプレゼント～『ガリレオ』最終回

　　 操縦ることの巧みさと難しさ～『ガリレオΦ（エピソードゼロ）』

　　 解けない問題、χ（カイ）＝愛　～『ガリレオ　容疑者Ｘの献身』

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　　 『ガリレオ』第１話、レーザー光線の計算式

　　 『ガリレオ』第２話、光の屈折の計算式

　　 『ガリレオ』第３話、共振現象の証明

　　 『ガリレオ』第４話、超音波による泡の衝撃波に苦戦中・・

　　 『ガリレオ』第５話、キューピッドの黄金と鉛の矢は流行るかな♪

　　 『ガリレオ』第５話の数式、波動方程式の導出と一般解

　　 『ガリレオ』第６話の数式「フーリエ変換」について

　　 『ガリレオ』第７話、ＥＲ流体とトリックについて

　　 『ガリレオ』第８話の数式、アレニウスの式と２次反応速度式

　　 『ガリレオ』第８話の数式、２次反応速度式の計算と答

　　 『ガリレオ』第９話、雷の放電エネルギーの数式か・・

　　 『ガリレオ』最終回の数式１～熱伝導方程式

　　 『ガリレオ』最終回の数式２～熱伝導方程式の計算と答

　　 『ガリレオ』最終回、核爆弾処理シーンの数学的解説

　　 『ガリレオΦ』の数式、ナビエ・ストークス方程式

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　　 『ガリレオ』第１話、ドラマと原作の比較

　　 『ガリレオ』第４話、ドラマと原作の比較

　　 『ガリレオ』第５話、ドラマと原作の比較

　　 『ガリレオ』第６話、ドラマと原作の比較

　　 『ガリレオ』第７話、ドラマと原作の比較

　　 『ガリレオ』第８話、ドラマと原作の比較

　　 『ガリレオ』第１話の脚本チェック☆

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　　 『ガリレオ』レビュー、香港女性もウットリ♪

　　 『ガリレオ』民放連賞！スペシャルも映画も接近中☆

　　 読者＆テンメイ、『ガリレオ』でエレクトーン大会出場♪

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　『ガリレオ２』第１話の数式、誘電体のマイクロ波加熱における電力半減深度

　『ガリレオ２』第２話の数式、不覚筋動による水晶振り子の強制振動

　『ガリレオ２』第３話の数式、

　　　　　　　　　　パルス電磁波のフレイ効果による耳の奥の弾性波か