【ノーベル化学賞】分子トポロジーと分子マシン
スウェーデン王立科学アカデミー（The Royal Swedish Academy of Sciences）は5日，2016年のノーベル化学賞受賞者を発表しました．1 受賞者は， Jean-Pierre Sauvage，J. Fraser Stoddart，Bernard Feringa の3名です．
ノーベル医学・生理学賞は大隅良典さんが単独で受賞され脚光を浴び，同じ一研究者として私も非常に嬉しく思うのですが，ノーベル化学賞の内容もなかなか興味深いものであったのをご存知ですか？
受賞理由は "for the design and synthesis of molecular machines" （分子マシンの設計と合成による）とのことです．はてさて，分子マシンとはなんぞや？
分子トポロジーと分子マシン
知恵の輪とトポロジー
みなさん，知恵の輪とかやったことありますか？私はパズルが好きで，小さい頃は色々なタイプのもので遊んでいました．
そうそうこんな感じのとか．
複雑な形をしたものもありますよね．複数のリングは，端点どうしが繋がっていないんですが，引っ張っても外れないような形状をしています．こういった，ものの形状を取り扱う学問は「位相幾何学」英語で Topology（トポロジー） という数学の一分野に属するのですが，実は合成化学の世界ではこういった形状の分子を作る研究が盛んに行われてきました．
1人目の受賞者 Sauvage 教授
最もシンプルな知恵の輪のような形状をした分子が，1960年にベル研究所の Edel Wasserman によって報告され，「カテナン」と呼ばれるようになりました．2
しかしながらまだまだこの形状を効率良く得ることは難しく，その反応率は0.0001％程度でした．その後も多くの研究者が効率の良い合成方法を考案するも失敗が続きます．そんな中，1980年台の始めにフェナントロリンとCu+を用いた画期的で高効率な合成方法が報告されました．その報告を行った人が，1人目の受賞者である Sauvage 教授です．3（原文はフランス語なので注意）
う～ん，高校化学の範囲だとこんな立体的な合成って見ないですよね．Cu+の配位先が四面体構造であることをなかなかうま～く利用していて，面白い．この合成方法はカテナンの研究を大いに進めることになりました．これが受賞の大きな理由です．
ちなみに，こういったトポロジカルな形状によって形を保っている分子のことは Interlocked molecule と呼ばれます．このような錯体の立体的な配向を利用する合成は鋳型合成とか，金属テンプレート法などと呼ばれます．
2人目の受賞者 Stoddart 教授
このようなトポロジカルなアプローチによる分子合成の研究はその後も進みました．2人目の受賞者である Stoddart 教授は，3つのリングが相互に絡まった形状をした，「ボロミアンリング」の分子合成に成功します．4
Stoddart 教授のボロミアンリングなどに関する講演がこちらから見れます．ジョークや機知に富んだ講演なのでオススメです．
Fraser Stoddart: Mingling Art with Science
また Stoddart 教授は他にも複雑な形状をした分子をどんどん編み出します．その1つが分子シャトルです． 5
これはダンベルのような形をした分子の総称である「ロタキサン」に属するのですが，電荷の有無によって図中で青色に示されたリングが左右に動くんですね．分子レベルの世界で，「何か正しい入力を加えた結果として，何かの挙動が出力される」という，機械のパーツのようなものが出来たわけです．
Press Release でも紹介されていますが，こういったものは "molecular-level machine" と呼ばれるようになり，"an assembly of a distinct number of molecular components that are designed to perform machinelike movements (output) as a result of an appropriate external stimulation (input)" と定義されるようになりました．6
Stoddart 教授は他にも分子エレベーター7や分子メモリの発案などもしてますが，今回は割愛．
3人目の受賞者 Feringa 教授
Feringa 教授は，オレフィンを利用したモーターのようなものを作りました．
この分子に光を照射すると一部分が一方方向にのみ回転されるのです．
回転する様子8
ぐるぐる～と回転します．かわいいですね．このようなモーターを利用して，ナノスケールのミニカー，じゃない，ナノカーを走らせたりする，ちょっと面白い試みもされています．
A four-wheeled molecule moving on a metal surface
そうそう，こんな感じです．
ミニカー？いえいえ、今の時代はナノカーですよ！髪の毛のおよそ2万分の1の大きさしかない一分子の車で、ちゃんと"車"らしくフラーレンタイヤも回るようにできているそうです！花陽、こういう分子を見ると心がウキウキしちゃいます♪ pic.twitter.com/Wh69Tz9s4Q
— 芳香族化合物を愛してやまない花陽bot (@Aromatic_hanayo) 2016年10月6日
そうですそうです．はい．
ナノカーに限らず，分子たちに我々の現実世界にある様々な挙動を行わせる研究もなかなか最近盛んなので，興味があったら調べてみてください．
研究意義
研究背景の説明は以上になるのですが，よくやり玉に挙げられる質問「んで，その研究が何の役にたつの？」っていうのがあると思います．内容を見れば分かる通り，これはまだまだ本当に基礎研究段階で，何に応用されるのかなどの具体的な検討はついていません．しかしながら，2つの発展方向があると考えられています．
1. ミクロな化学反応制御
ナノスケールの挙動をそのまま化学反応などに応用しようという方向性
2.マクロな機構への応用
ナノスケールの挙動をうまく拡大・増大させ，実際に機械のように用いる方向性
おわりに
まだまだこれからのさらなる研究が期待される分子トポロジー及び分子マシンの世界．目先の実用性だけに囚われて科学のブレイクスルーを逃してしまうのは勿体無いと思います．これからも世界中の研究者達がより斬新で奇抜な研究をしていくことを期待します．
関連書籍
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参考文献
- Wasserman, E., "The Preparation of Interlocking Rings: A Catenane", J. Am. Chem. Soc. 1960, 82 (16), 4433–4434.
- Dietrich-Buchecker, C. O.; Sauvage, J. P.; Kintzinger, J. P., "Une nouvelle famille de molécules: Les métallo-caténanes", Tetrahedron Lett. 1983, 24 (46), 5095–5098.
- Kelly S. Chichak, J. Fraser Stoddart, et al., "Molecular Borromean Rings", Science 2004, 304 (5675), 1308-1312
- Anelli, P. L.; Spencer, N.; Stoddart, J. F. "A Molecular Shuttle", J. Am. Chem. Soc. 1991, 113 (13), 5131–5133.
- Balzani, V.; Credi, A.; Raymo, F.; Stoddart, J. "Artificial Molecular Machines", Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39 (19), 3348–3391.
- Badjić, J. D.; Balzani, V.; Credi, A.; Silvi, S.; Stoddart, J. F. "A Molecular Elevator", Science 2004, 303 (5665), 1845–1849.
- Feringa group - organic chemistry and nanotechnology
前向きな明日を迎えるために
はじめに
この頃，今ちょうど自分は人生の過渡期を迎えて来てるのではないかと考えることが多く，それ故に人生という物について漠然と考えることも多くなった．どのようにすれば人生を上手く亙っていくことが出来るのだろうかともよく考えるようになった．（そもそも上手い必要があるかという話は今回は置いておきましょう．）
そんな日々を過ごした結果得られた，人生を上手く亙っていく方法，いやそんなに大きくない．とりあえず，前向きな明日を迎える方法として大事だと思うことをここにメモして置きたい．
日々を納得するということ
最近大学で受けた授業があり，その課題図書として読んだ本がある．
この本は著者が著者の経験に基づき，「より納得できる人生と社会」を実現する方法を紹介するものである．
別にこの本の内容に同意するというわけではない．別にその授業が非常に良かったというわけでもない．しかしながら，先ずこの本のサブタイトルにある「納得できる人生」という表現は，なかなか良いものではないかなと思う．
自分が自分の人生を評価する時，必然的に過去の事象を省みながらあれこれと思考をすることになる．残念ながら過去の事象はその時にはもう変更することは不可能である．ならば開き直り，自分の選択に納得してしまうことが大事なのではないだろうか．
成功だったか失敗だったかどうか考えるのはほどほどにして，得られた結果に納得していけないだろうか
自分らしく生きるということ
自分らしく生きることはストレスを溜めないために重要なことである．私は比較的自分らしく生きている人間であると自負しており，何かストレスを感じることも少ないのだが，やはり人間どうしても従うことが出来ない場面というのが存在する．本当はネガティブであるのに明るく振る舞ったり，場を乗り切るために全く同意出来ない上司の意見を呑んだり．
そこで多くの人は，自分らしく生きることが出来なかったと考えてしまうと思う．しかし，それは本当なのだろうか．
繕ってしまう自分も自分，場を乗り切る為の苦渋の選択をする自分も自分．もちろんそのように俯瞰して眺めている自分も自分である．結局，人間の行動なんて人間の脳が命令した範疇でしか起こせないものなのだ．自分らしく生きていない時間など存在しないのではないだろうか．
何か自分にとって不服な行動をした時，それは自分らしく生きられていないのだと考えるのではなく，これもまた自分らしい行動なのだなと客観的に認めてあげることで，納得できるのではないだろうか．
Facebookでフランス国旗をプロフィールに表示する行為への違和感
はじめに
個人的には歴史的背景も踏まえてもっと長く書いても良いのですが，可読性を優先し掻い摘んで話します．この記事によって，より真に世界情勢に関心を持つ人が増え，より深く物事を考えられる人が増えることを期待します．
さて本題です
Facebookのプロフィール写真にフランス国旗を半透過させることができるようになりました．私自信もFacebookをしておりますので，多くの人がトリコロールカラーをまとったプロフィール写真に変更したのを確認しております．
しかし個人的に，この行為に対する大きな違和感がどうしても拭えません．これは大きくわけて以下の2つの理由によるのではないかと思います．
- フランスだけが被害を受けているわけではない
- 哀悼や激励のつもりが逆効果になり得る
「何もしないよりいいだろ！」「批判するぐらいなら行動したほうがいい！」という意見をお持ちの方はぜひ 2 を一読ください．
フランスだけが被害を受けているわけではない
これは散々言われていることですが，フランスだけが今回初めて自爆テロの被害を受けたわけではありません．イスラム国，およびそれに賛同する第三勢力などは今までにも多くの国で猛威を奮っています．ナイジェリアの学校では，自爆テロによって将来を有望視された多くの学生が殺されました．トルコでは平和集会中に自爆テロの攻撃を受け多くの人が亡くなりました．イラクでは今も血を流しながら戦いが続けられています．フランス一国だけの問題ではないんですよね．なのに欧州に戦火がたどり着いてしまった時だけ仲間アピール，哀悼ムードをするのでしょうか．今までは何も考えてこなかったのでしょうか．
哀悼や激励のつもりが逆効果になり得る
ISISやその他支持組織はそもそもどうしてこれほどまで過激な行動をするようになってしまったのでしょうか．私はあくまで中立的な立場で述べますが，彼らの行動の源泉は，今までの半強制的な欧米諸国の啓蒙に対する反発であるわけです．そのために手段や対象を選ばずテロリズムを起こしているわけです．
前述したナイジェリアの学校での自爆テロは，"欧州の教育を受けようとした学生" がターゲットにされたわけです．フランス頑張れフランス頑張れという姿勢をとる行為は，無用な被害者を減らすものとして正しい行動なのでしょうか．
また，9.11の事件以降も「テロリズムに屈しない」という精神の元で戦ってきた結果生まれてしまったのがISISでもあるわけです．こちらが大きく対抗心を燃やせば燃やすほど，大きく非難すれば非難するほど，彼らは彼らが起こした聖戦(ジハード)が成功したことを確信するわけです．これ以上彼らを挑発し聖戦を正当化させる行為は果たして正しい行動なのでしょうか．
おわりに
私は，他のEU国は数か国行ったことがあるのですが，残念ながらまだフランスには行ったことがありません．しかしフランスは私の好きな国の1つです．おいしいワインがあるし，芸術にも理解があるし，ラグビーも強いし(?)，とてもいい国だと思っています．決して私はフランスに対するネガティブなキャンペーンを行いたいわけではありません．
また，人はそれぞれの考えを持っていてよいと思います．上記のことも踏まえた上でトリコロールカラーのプロフィールに賛同する方も大いに結構です．もしこれが自然災害等に苛まれた国に対しての行為であったりしたならば私も大賛成です．
しかし実情は，数クリックでできてしまう行為が故に，多くの人があまり深く考えず善意を盲信して行動しているのではないでしょうか．少なくとも哀悼を示す行為は悪い行動なわけではないですしね．世界情勢に関心あるアピールにもなりますし，流行ってるから，やっておこうみたいな軽い考えの人もいるのではないでしょうか．
今回はとても複雑な事情が絡んでいます．時として善意が他者を苦しめることに繋がる可能性もあります．その善意から導かれる行動が本当に善行となって現れているのかについて，よく考えてみる必要があるのではないでしょうか．
【ラグビー】日本vs.南ア ラスト10分の何がアツかったのかをざっくり解説
ラグビーワールドカップで日本代表が南アフリカに勝利しました
とてもすごいことなのですが，何がすごかったのか，この試合がどうしてそこまで多くの人々を熱狂させたのかがよくわからない人も多いと思うので，この場を借りてさく～っと解説します．ちょっと主観的かもしれませんがアツさを伝えるためお許し下さい．
ルールや戦略を知った上で見なおしてみると，新たな発見があるかもしれませんよ．2015年ラグビーワールドカップを応援しましょう！また，2019年には，ラグビーワールドカップは日本で開催されます．
※ちなみに筆者自身は高校生の頃にフランカーとしてラグビーをプレーしていました
南アフリカって強いの？
強いです．
<最強> ニュージーランド
<とても強い> オーストラリア，南アフリカ
<強い> the UK な国々，元 the UK な国々
とおぼえておけば大丈夫です．ちなみに以下が日本代表の過去のワールドカップでの戦績です．
一応説明しておくと，黒丸●は敗北を意味しています...
南アフリカは過去5回出場し，そのうち2回優勝という恐ろしい国です．そんな国を今回打ち破りました．
ラグビーのルール
基本
15人 vs. 15人で戦う
前にいる力自慢の大きな人達をフォワード，後ろにいる走りやパスが得意な人達をバックスと呼びます
前半40分 後半40分
重要なポイントは，前後半ともに，"40分を過ぎた後にプレーが途切れたら"終わる，ということです．プレーが途切れるというのは，ボールが外に出たり，トライが生じたりした時と思ってください．今回，前後半とも数分過ぎてもプレーが続いていましたね．
点の取り方
- トライ(5点): 相手側の最後のラインを超えるまでボールを運び，置く
- コンバージョンゴール(2点): トライ後にキックをする権利を得る．そのボールを上手く飛ばしてなんか長い棒の上の間を通す
- ペナルティゴール(3点): 相手がペナルティをした後は，色々選択して行動できる．そこでショットを選択して，上記同様ゴールを決める
- ドロップゴール(3点): いつでもよいので，ワンバウンドさせてボールを蹴り，ゴールを決める
主なペナルティ
- 前に投げる(もちろん落とすことも)
- 相手の横とか後ろから防御する
- ボールを持ってる人以外と衝突をおこして相手の邪魔をする
- タックルしたりされたりして倒れてから相手の邪魔をする
何がアツかったのか
本題です．どのシーンも非常に興奮するゲームで，すべてのシーンについて書きたいところですが，特に会場を沸かせたラスト約10分の戦いで，何が起きていたのかを時系列順に少し解説します．
68:10 五郎丸歩のトライにより，日本，同点に持ち込む
五郎丸歩さんのトライ+コンバージョンキックにより，29-29と同点に並びました．このトライとキックは南アのメンバー全体を動揺させ，その後のプレーを消極的にさせます．
72:00 南ア，相手ペナルティに対しショットを選択
日本のペナルティにより，南アには優位な行動をする権利が与えられます．ここで南アはフォワードを利用してトライを取りに行くこともできたのですが，ショットを選択し，ペナルティゴールを狙いにいくという選択をしました．体格差だけを考えれば南アの方が圧倒的に勝っているので，フォワードを利用して5点のトライを取ることを狙うのかと多くの人々が思ったわけですが，安全に3点のペナルティゴールを狙うという選択をしました．
戦略としては悪くないのですが，この行動がこの試合の勝敗の決定打になってしまったのかなと思います．南アは，時間をかけてじっくり押し込み，トライを取らなければいけなかった．私はそう思います．
この時に南アに対してブーイングが起こり，その後，会場全体も日本を応援し始めます．試合は完全に日本の流れになります．
78:40 南ア18番退場
南アフリカの18番，Coenie Oosthuizen が反則により退場させられます．これはトライ目前での重要なシーンで，寝たまま相手の攻撃の大きな邪魔をしてしまったからでしょう(まあ正直人が乗ってしまって動けなくて仕方なかったようにも見えますが)．
これにより南アは14人でプレーをしなければならないという非常に不利な状況に追い込まれます．
78:51 日本，相手ペナルティに対しラインアウトを選択
18番のペナルティに対し，日本はここでショットを選択して同点を狙うこともできました．しかし，ここで彼らはフォワードを用いて力で正面から戦うことを選択します．その後に生じたモール(みんなで固まって押す)には，バックスも応援し，全員でトライへ向かって進みます．南アフリカもバックスが駆けつけて応戦しますが，じりじりと押されます．このシーン，まさに "All for one" が現れていて，この試合で一番アツかったと私は思います．
しかし残念ながらボールがどこにあるのか確かめられなかったため，トライになったのかどうか判定できずやり直しになってしまいます．
79:50 日本，スクラムで勇戦
以降は全て日本はスクラムを選択します．相手が一人少なくなっているので人数上では確かに有利だったのですが，スクラムは日本が長年苦手としてきた課題であり，安定さが足りませんでした．事実前半では何度も押されています．反則をしてはいけないこの最後の場面で選択し続けるのには相当勇気が必要だったわけです．
まさに 72:00 で南アがしなければいけなかった行為を日本が仕返したわけです．この勇敢な姿を，多くのラグビーファンが涙を流しながら応援したわけです．
日本の勝因
確実に相手を止めるタックル
体格差があるため，基本的に押し合いの勝負になると日本は不利です．なので，力で押し止めてボールを奪おうとするようなタックルではなく，1人目が足をしっかりとホールドし，2人目が相手を倒しきるようにしています．キャプテンのリーチ・マイケルを筆頭に，前半の 36:00 等にもその姿がよく現れています．確実に相手を止めることで，相手の進行を抑えているわけです．これは元フランカーとしてプレーしていた自分にとって，本当に見てて気持ち良いです．
五郎丸歩の的確なキック
日本代表15番フルバックの五郎丸歩という選手がいますが，彼のキックは本当に正確でゴールのチャンスを逃しません．「反則をしてしまうと相手にペナルティゴールを与えてしまう」という不安が南アの選手の積極性を大きく奪っていました．精神的なプレッシャーが大きい中，毎回しっかりと決めるところで決めていたのは，本当にあっぱれです．
攻撃の展開速度とそのバリエーション
フォワードのサポートの速度が非常に早くて良いです．それによって攻撃の展開がとても速く，バリエーションにも富んでいます．フォワードのピック&ゴー(ボールを拾ってすぐに自分で進む)など，少しのスキも逃さず上手く場面に応じた攻撃をすることができていたのが印象的でした．
最後に
ラグビーは激しくて繊細なスポーツです！見てるだけでも選手たちの熱が伝わってきて，非常に興奮します．成長続ける日本代表をぜひとも応援しましょう！
