AI占いが新たな人気に、「サイバー手相占い」は形而上学ではない！丨今週の興味深い科学

01 超固体が液体ヘリウムを使わずに超低温冷凍を実現

物理学を学ぶ学生なら誰でも「滑らかで摩擦のない傾斜面」という質問に遭遇したことがあると思いますが、抵抗ゼロの物質は本当に存在するのでしょうか?

中国科学院物理研究所/北京国家凝縮物質物理研究センターの孫培傑氏の研究グループは、多数の精密計算と極低温測定実験に基づき、新しいタイプの結晶中に「スピン超固体」を発見した。この物質状態の最も驚くべき特性の一つは、摩擦がないことです。

「超固体」内のあらゆる分子の状態はまったく同じであり、同じ分子であるかのように動作します。超固体と通常の固体はどちらも小さな分子が形成する大きな集合体ですが、通常の固体の分子は体育の授業を受ける生徒のように自由奔放で規律のない状態ですが、超固体の分子は軍事パレードの儀仗兵のように細部まで完璧に一致しています。

したがって、超固体物質は、自身の組織構造を維持できるだけでなく、エントロピーゼロの状態も維持でき、完全に抵抗のない超流動特性を実現します。

この物質の状態はボーズ・アインシュタイン凝縮の一種です。理論的にはずっと前から予測されていたものの、実現するのは極めて困難です。科学者たちはたゆまぬ努力の末、ついにこの課題を解決し、その結果は2024年1月10日に国際学術誌「ネイチャー」に掲載されました。

研究者たちをさらに驚かせたのは、この超固体材料に巨大な「磁気カード効果」が現れたことだ。磁気熱量効果とも呼ばれる磁気熱量効果は、磁場にさらされると一部の物質の温度が上昇する性質を指します。

科学者たちは、新たに発見された超固体物質に強い磁気熱量効果を観察し、この特性を利用して超冷凍装置を開発した。

この方法は、まず材料に強力な磁場をかけて温度を上げ、その後放置して冷却するというものです。最後に磁場を取り除くと、物質の温度はさらに下がります。

実験により、この新しい超固体材料の磁気熱量効果は非常に強く、温度を0.1ケルビン（マイナス273.05℃、絶対零度より0.1℃高い）以下に下げることができることがわかった。この新しいデバイスには初期の商業的価値があります。

この研究成果は、低温固体冷凍に新たなアイデアと解決策をもたらし、低温研究分野が直面しているヘリウム不足の問題を軽減することが期待されます。

図1 2次元三角格子上のスピン超固体の形成の模式図（画像出典：cas.cn）

学級委員まとめ：この材料は冷蔵庫を作るのに使われますが、電気を消費するかどうかはわかりません（犬の頭）

【参考文献】：

翔俊森 他スピン超固体候補物質Na2BaCo(PO4)2における巨大磁気熱量効果。自然（2024年）。 https://doi.org/10.1038/s41586-023-06885-w

02 薬指は人差し指より長く、性格に大きな影響を与えます

長年科学の世界をサーフィンしてきた著者は、運命の謎を解明したと思っており、「サイバー占い」第1号と「サイバー人相読み」第2号を体験した後は驚きはなかった。

しかし、2024年1月16日にJournal of Psychiatric Researchに掲載された研究論文が、再び私の知識の盲点である「サイバー手相」に触れました。

スイスのバーゼル大学のセルジュ・ブランド氏は、薬指が人差し指より長い人は反社会的性格を持つ可能性が著しく高まることを研究で示した。

人の行動を説明および予測するための強力なバイオマーカーを特定することは、常に興味深い科学的取り組みでした。初期の研究では、薬指が人差し指より長い人は、薬指が人差し指より短い人よりも、スポーツ競技、ビジネス競技などの分野でより良い成績を収め、精神的ストレス耐性が強く、プレッシャーの下でより良いパフォーマンスを発揮することが分かっています。

薬指が長い人は強い精神力と闘志を持っていますが、その一方で、薬指が長い人は攻撃的な行動、インターネット中毒、自己愛性人格障害、精神病質の割合が高いことも科学者は発見しました。

つまり、人差し指と薬指の比率は、人の行動や性格特性に関係している可能性があるということです。

研究者たちは、薬指の長さと人の性格や行動との相関関係は、妊娠初期の胎児の性ホルモン濃度のレベルに関係している可能性があると推測している。

妊娠初期（妊娠第 1 期）の胎児アンドロゲン レベルが高いと薬指の成長が促進され、人差し指の成長が抑制される可能性がある一方で、エストロゲン レベルが高いと人差し指の成長が促進され、薬指の成長が抑制される可能性があるという証拠があります。

こうしたホルモンレベルの違いは胎児の神経系の発達に影響を与える可能性があり、その結果生じる違いは最終的に出生後および成長後の胎児の性格や行動に影響を与える可能性があります。

薬指の長さの違いや性格や行動の違いは、どちらも妊娠中のホルモンレベルの違いによって生じます。 「サイバー手相占い」には確かに科学的根拠があるようです。

図2 人差し指と薬指の長さの模式図。なぜ左手と右手を逆に描くのでしょうか? (画像出典: whatsnew2day.com)

学級代表者のまとめ: よく観察すると、人差し指の付け根の溝は非常に狭く、薬指の付け根の溝は広いことがわかります。測る時は薬指の溝の下端（手のひらに近い側）から測ります～

【参考文献】：

Seyed SH 他アンフェタミン使用障害、反社会性人格障害、およびアンフェタミン使用障害と反社会性人格障害の両方を持つ個人間の 2D:4D 比率。精神医学研究ジャーナル（2024年）。 https://doi.org/10.1016/j.jpsychires.2023.12.004。

03 アマゾン熱帯雨林の「失われた都市」

密林のアマゾンは人間の居住にはまったく適さないようです。高温多湿で、人間の健康を脅かす動物や植物が多く生息しています。人々はずっと、ここには焼畑農業を営む小さな原始部族がいくつか住んでいるだけだと信じてきました。

20年以上前の現地調査中、フランス国立科学研究センターの考古学者ステファン・ロスタン氏は、エクアドルのアマゾン熱帯雨林でいくつかの土塁と破壊された道路を観察した。

これは彼の注意を引いた。なぜなら、原始的な部族国家の人々は意識的に道路を建設することはないからだ。道路が存在するということは、交通の需要があることを意味し、都市生活だけが交通の需要を生み出します。

緑豊かな熱帯雨林の中で都市の痕跡を見つけようとするのは、困難な作業であるだけでなく、命を脅かすものでもあります。

技術の発展により、航空機搭載レーザーレーダー技術（LIDAR）は、密集した樹冠を貫通し、すべての木を伐採するのと同じように表面を直接検出できるようになりました。

このように、考古学者たちは周辺地域で絶えず写真を撮り、捜索し、相互比較することで、ついにこの先史時代の都市の全貌を発見し、復元したのです。 2024年1月11日発行のサイエンス誌では、この失われた都市の様子が描かれています。

1,000平方キロメートル以上の面積を誇るこの広大な遺跡は、エクアドル東部のアンデス山脈の麓にあるウパノ渓谷のジャングルの中に長い間隠されていました。 5つの大都市を含む20の集落が道路で結ばれています。

部屋の中には暖炉や土鍋、トウモロコシの種などがあり、生活の痕跡さえ見分けることができます。市内の道路は広くてまっすぐで、一目見て人工的に作られたことがわかります。科学者たちは、この規模の都市を建設するには数千人の人々の参加が必要だっただろうと推測しており、都市の規模から判断すると、ここの人口はかつて 1 万人を超えていた可能性がある。

また、人工の塚の中には高さが10メートルもあるものもあり、そこが住居ではなく、儀式や祭りを行う公共の場所であったことを示していることも注目に値します。

考古学者の推測によれば、この都市は紀元前500年頃に建設され、2000年以上の歴史がある。しかし、誰が建てたのか、なぜ放棄されたのか、そして、結局この人々はどこへ行ったのか？これらの秘密は今も深いジャングルの中に埋もれており、私たちが一つずつ解き明かすのを待っています。

図3 LiDARで撮影した都市の廃墟（出典：science.org）

クラス代表のまとめ: 古代人が埋めた金銀財宝がないか、地面を3フィート掘って調べる (国に渡したい)

【参考文献】：

ステファン・ロステイン他アマゾン川上流域における2000年にわたる庭園都市計画。科学（2024年）。 DOI:10.1126/science.adi6317

04 太平洋高原の複雑な原因を解明

ハワイ諸島が「文字列」に現れる理由については、すでに十分に知られています。これらは、リソスフェアが海底マグマホットスポットを通過する際に、複数の火山噴火によって形成された連鎖島構造です。

しかし、海底台地の原因についてはほとんどわかっていません。ホットスポットが噴火して点状の島や火山が形成されるのは理解できますが、完全に平坦な台地が噴火することは不可能と思われます。

南太平洋のフィジーの北の海域には、メラネシア・フロンティア・プラトー（略してMBP）と呼ばれる海底高原があります。その面積は湖南省と同じくらいの大きさです。それが単一の火山噴火によって形成されたということは明らかに不可能である。

この地形の原因を探るため、ネバダ大学ラスベガス校のケビン・コンラッド氏は、10年をかけてフィールドでの科学調査、サンプル分析、地震と火山のデータの収集、コンピューターモデル分析を実施しました。研究は、この高原が数千万年にわたって継続的に噴火した4つの別々のホットスポットによって形成されたことを示唆している。

簡単に言えば、4 人の子供にそれぞれクレヨンを与えて、紙にランダムに線を引くように頼むようなものです。その結果、4人の子供全員が紙の同じ場所に線を引くことを選択しました。これら 4 本の線が重なると、紙の表面よりもかなり高い領域が形成されます。

最初の子供は「ルイビル・ホットスポット」と呼ばれ、少なくとも6600万年前の白亜紀、つまり恐竜がまだ地球を支配していた時代にこの地域に最初の尾根を描いた人物である。

2番目の子はルルツ・アラゴ・ホットスポットと呼ばれ、5300万年前の始新世にこの地域に到達し、最初の哺乳類が出現したのとちょうど同じ時期に、いくつかの小さな島々と海底山脈の地図を作成した。

「サモア ホットスポット」は 2,000 万年前の中新世に描かれ始め、高原のいくつかの周辺地域の形状が描かれました。この頃、海にクジラが現れました。

最後に到達したのは、トンガ海溝でのマントル逆流によって引き起こされた火山活動であり、数百万年にわたって続き、現在も継続しています。

この研究により、海洋プレート内の大規模構造の原因についての理解が深まります。この研究は、2024年1月15日に地球惑星科学コミュニケーション誌に掲載されました。

図 4 メラネシア国境高原の位置と地形 (出典: sciencedirect.com)

学級代表はこうまとめました。「火山の噴火は、「世の中に偶然はない」ということわざを裏付けるものでもある！」

【参考文献】：

Kevin Konrad 他4 つの異なる火山活動によりメラネシア国境台地が形成されました。海洋中部プレートの上部構造の形成に対する影響。地球惑星科学レター（2024）、https://doi.org/10.1016/j.epsl.2023.118549。

05 2 つの指紋が同一人物のものかどうかを判別するにはどうすればよいでしょうか?

現代社会において、指紋生体認証はデジタル認証や法医学などの分野で重要な技術となっています。この技術の大前提は、世の中に全く同じ指紋は二つ存在せず、同じ人の指であってもそれぞれ異なるということです。

しかし、この仮定は AI によって疑問視されています。 2024年1月12日発行の『サイエンス・アドバンス』誌で、コロンビア大学のゲイブ・グオ氏とその協力者は、指紋を研究するようにAIを訓練し、2つの指紋が同じ所有者のものであるかどうかをAIが正確に判断できるようにした。

つまり、AI は同一人物の指紋の間に微妙な類似点を発見したのです。

原則的には、これは理解できます。結局のところ、同じ人の遺伝子は同じです。 10 本の指に 10 種類のまったく異なるパターンがあることは考えにくく、また必要もありません。しかし、指紋の成長は非常に複雑で、パターンも多種多様であるため、同じ人の指紋の違いを肉眼で観察することは依然として困難です。

そこで研究者たちは、この問題を調査するために最新の AI 技術を使用しました。彼らは、ディープデュアルニューラルネットワークを使用して指紋表現ベクトルを抽出し、センサーのモダリティなどの偽の要因を制御した場合でも、同一人物のすべての指に類似点があることを発見しました。

同時に、研究者らは指紋の隆起の方向、特に指紋の中心付近の隆起の方向が、この類似性の大部分を説明することも発見した。

モデルを訓練した後、科学者たちは2つの指紋が同一人物のものかどうかを判断するAIの能力をテストした。 AI 認識の精度は 75% を超えており、「指紋はそれぞれ完全に異なる」という従来の仮定に正式に挑戦しています。

多くの場合、10 個の指紋をすべて収集することは不可能であり、つまり、既知の指紋 1 個だけに基づいて指紋の所有者を特定したり除外したりすることはできません。

AI の精度はまだ法医学者が信頼するには不十分ですが、アルゴリズムのさらなる改善と探究により、将来的には AI が指紋間の真のつながりを明らかにする可能性があります。

図 5 指紋特徴の類似性分析 (画像出典: science.org)

学級代表は次のようにまとめました。「バケツ 1 つだと貧乏になる、バケツ 2 つだと金持ちになる、バケツ 3 つだと何になる?」 （AIに聞いてみます）

【参考文献】：

Gabe Guo 他深層対照学習により個人内の指紋の類似性を明らかにする。科学。上級（2024年）。 DOI:10.1126/sciadv.adi0329

著者: ムー・シン

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