第1章 なぜ階層構造なのか…阪口秀 1 |
1.1 自然界における階層構造とは 1 |
(1) 階層構造の定義 1 |
(2) どんなところにあるのか 4 |
(3) 乱流 7 |
(4) 地殻形成 11 |
1.2 階層の発見と階層間の関係の重要性 14 |
1.3 階層構造が存在するためには 18 |
1.4 階層構造のススメ 22 |
第2章 神は命をつくりたもうたか-生命に見られる階層構造…三輪哲也・出口茂・阪口秀・向井貞篤 26 |
2.1 生命体の階層構造 26 |
(1) ネコは何からできているのか 26 |
(2) DNAはネコが生まれる場所を知らない 29 |
(3) 組織に見られる階層構造 30 |
(4) 情報伝達に関わる細胞内部に見られる階層構造 35 |
2.2 生命体と環境の間にある階層構造 38 |
(1) 環境変化への対応 38 |
(2) DNA-読み取り機がないと使えない設計図 39 |
(3) 細胞の不思議 41 |
(4) 生命体の階層構造を支える水と環境 42 |
(5) 狭い細胞の中で 48 |
(6) 異なる生命体どうしの干渉という環境-生態系 52 |
(7) 波,周期運動,リズム 55 |
第3章 スター誕生の秘密-宇宙に見られる階層構造…草野完也 62 |
3.1 天体形成のなぞ 63 |
(1) デジタル宇宙の旅 63 |
(2) 階層構造はなぜできる 64 |
(3) スターになるには-ジーンズ不安定性 66 |
(4) スターへの関門 70 |
(5) ミクロとマクロの関わり 71 |
(6) スターへの第二の関門 73 |
(7) ジェットの旅 78 |
3.2 宇宙プラズマのなぞ 80 |
(1) 熱い宇宙 80 |
(2) 階層間のかけ橋-磁気リコネクション 81 |
(3) 太陽系最大の爆発 83 |
(4) 太陽フレアのなぞ1-突発現象の引き金 85 |
(5) 自己駆動型エネルギー解放 88 |
(6) 太陽フレアのなぞ2-”異常な”抵抗 90 |
3.3 宇宙と地球の関わり 94 |
第4章 明日の天気は決まっているか-気象現象に見られる階層構造…高橋桂子・草野完也・阪口秀 100 |
4.1 気象現象の階層性 100 |
(1) 大気における階層構造 100 |
(2) 第四の階層-雲 103 |
(3) 台風の階層構造 105 |
(4) 海洋の渦と大気・海洋相互作用 103 |
(5) 乱流に見る階層の協調と競争 108 |
(6) 気象予測におけるカオスと階層性 111 |
4.2 明日の天気を占うためのコンピュータシミュレーション 114 |
(1) 天気予報のカラクリ 114 |
(2) 数値天気予報に向けて 116 |
(3) コンピュータシミュレーションによる台風の進路予測 118 |
(4) 都市型集中豪雨の予測に向けたコンピュータシミュレーション-東京大手町付近の場合 124 |
(5) より精度を上げるために 128 |
第5章 大陸はなぜあるのか-地殻形成に見られる階層構造…末次大輔・田村芳彦・小平秀一 132 |
5.1 地球はどんな惑星か-大陸,海,プレートテクトニクス 132 |
5.2 大地を構成する物質 136 |
5.3 地殻を形成するプロセス 138 |
(1) 地殻の原料としてのマグマ 138 |
(2) 沈み込み帯における物質移動-二次元モデル 139 |
(3) 沈み込み帯を三次元的に見る-「熱い指」モデル 141 |
5.4 伊豆・小笠原弧で見えてきた大陸地殻の成長プロセス-周期性と階層性 146 |
(1) 大陸地殻の成長を海で調べる 146 |
(2) 伊豆・小笠原弧の火山列 147 |
(3) 島弧を横切る地殻断面 149 |
(4) 島弧に沿った大規模海底観測 151 |
(5) 伊豆・小笠原弧地殻の岩石層構造 152 |
(6) 伊豆弧地殻と小笠原弧地殻の違い 153 |
(7) 中部地殻の凹凸と玄武岩質火山 154 |
(8) 玄武岩質火山地殻から大陸地殻を作るには 155 |
(9) 流紋岩質火山はどうしてできたか 156 |
5.5 伊豆・小笠原弧のマントルウェッジ構造-何が島弧の周期性を生んだか158 |
(1) マントルウェッジのトモグラフィー 158 |
(2) 伊豆・小笠原島弧の火山と地殻・マントル構造の階層性 160 |
(3) 階層性生成メカニズムの理解へ 162 |
第6章 階層を越えた理解と予測のために-観察・観測と連結階層シミュレーション…阪口秀・草野完也・末次大輔 167 |
6.1 階層構造の科学のための観察・観測 170 |
(1) 科学の宝探しゲームの障害 170 |
(2) 波と階層構造 171 |
(3) 生物の観察 174 |
(4) 宇宙の観測 178 |
(5) 大気・海洋の観測 181 |
(6) 地震波による地球内部探査 186 |
(7) 観察・観測から予測へ 192 |
6.2 連結階層シミュレーション 193 |
(1) 現象と法則 193 |
(2) コンピュータシミュレーションの方法 195 |
(3) 連結階層問題 197 |
(4) 連結階層シミュレーションの試み 109 |
(5) 階層をつなぐ2つの連結手法 201 |
(6) 流体の連結階層シミュレーション 203 |
(7) 雲の連結階層シミュレーション 207 |
(8) 階層を超えるさまざまな試み 211 |
(9) まとめ 211 |
終章 階層構造を見つめるとき…草野完也 214 |
階層的不安定性 214 |
拘束と多様性 216 |
認識と階層構造 218 |
新しい科学として 219 |
索引 221 |
編者・執筆者紹介 227 |