2024年2月14日水曜日

曾根崎心中

 文楽の曾根崎心中は何度か観ているが,歌舞伎では初めてだった。

生玉社前の段。油屋九平次とその取り巻きらにいじめられる手代徳兵衛の場面がある。冷たい視線を送る群衆がフリーズしているのが,妙に現代劇のような演出になっている。いいようなわるいような。尾上右近の徳兵衛も,中村壱太郎のお初もセリフがやや聞き取りにくいのでちょっともやもやする。

天満屋の段。徳兵衛の叔父の醤油屋の平野屋久右衛門が登場する。これは文楽にはなかった。久右衛門は,徳兵衛がお初に騙されていると思い,その徳兵衛を諌めるために来たのだ。その後,天満屋の主人吉兵衛がお初に説教するところも文楽にはなかったものだ。九平次が現れるのはそのままだけれど,吉兵衛とからんで揉める部分が追加されている。

そして,一番大きな違いは,九平次の悪事が久右衛門に露見するという話が追加されていることだ。お初と徳兵衛が暗闇の中,天満屋を脱出した後,油屋九平次の手代の市兵衛が急用でやってきた。九平次が無くしたと嘘の届け出をして隠していた印判を役人に持っていってしまい,嘘がばれそうになっているとあわてて九平次に知らせに来たのだ。その話を久右衛門が聞いて,天満屋主人吉兵衛にも伝わってしまう。

天神森の段。ここは,ほぼ竹本の語りで進んでいくので,違いはないような気がする。
この世の名残り」夜も名残り。
死に行く身を」たとふれば」あだしが原の」道の霜。
一足づつに」消えて行く」夢の夢こそ」哀れなれ。
あれ数ふれば」暁の」七つの時が」六つ鳴りて」残る一つが」今生の」鐘の響きの」聞き納め。
寂滅為楽と」響くなり。
鐘ばかりかは」草も木も」空も名残りと」見上ぐれば」雲心なき」水の面」北斗は冴えて」影うつる」星の妹背の」天の河。
梅田の橋を」鵲の」橋と契りて」いつまでも」われとそなたは」女夫星。
必ず添ふと」すがり寄り」二人がなかに」降る涙」河の水嵩も」勝るべし。

竹本住太夫が,近松は五七調からズレるのがあまり好きじゃないといっていたが, この冒頭の部分だとずれているのは一箇所だけだ。


写真:お初天神(露天神社)のお初徳兵衛の像(Wikipediaから引用)

2024年2月13日火曜日

柿の葉寿司

新しくなったGeminiに「美味しい柿の葉寿司のお店を紹介してください。」と尋ねてみた。

質問者の位置情報を勝手に把握した上で,天理市の美味しい柿の葉寿司のお店を紹介してくれたが,その結果は極めて妥当なものでした。いいようなわるいような。

天理市周辺で美味しい柿の葉寿司のお店をいくつかご紹介します。

柿の葉ずし平宗 便利館
住所:日本、〒632-0097 奈良県天理市中町217−2
営業時間:9時30分~19時00分
評価:4.2
口コミ:Googleマップ 
ゐざさ 大和吉野 柿の葉寿司 田原本店
住所:日本、〒636-0226 奈良県磯城郡田原本町唐古80−5
営業時間:9時30分~18時00分
評価:4
口コミ:Googleマップ 
柿の葉ずしのみよし野 奈良コープ産業
住所:日本、〒632-0082 奈良県天理市荒蒔町96−1
営業時間:8時30分~17時00分
評価:0
口コミ:Googleマップ 
柿の葉ずしヤマト 天理店
住所:日本、〒632-0046 奈良県天理市三昧田町90−1
営業時間:8時00分~19時00分
評価:3.9
口コミ:Googleマップ 
柿の葉寿司本舗たなか 西和店
住所:日本、〒639-0205 奈良県北葛城郡上牧町下牧2丁目8−85
営業時間:8時30分~19時00分
評価:3.9
口コミ:Googleマップ 
これらのお店は、いずれもGoogleマップ上で高評価を得ています。また、営業時間も長いので、お好みの時間に訪れることができます。

ぜひ、天理市で美味しい柿の葉寿司を味わってみてください。 


図:GeminiがGoogle Mapを呼び出して表示した近辺の柿の葉寿司ベスト5

2024年2月12日月曜日

スマートキャップ

スマートへルメットからの続き

神戸大学の塚本昌彦先生ではないけれど,コンピュータはウェラブルへの道を進んでいる。Appleを例にとれば,MacBookから,iPhone・iPad経由して。Apple Watchや Apple Vision Pro(空間コンピューティング)と来ている。

その本命が電脳コイルのような眼鏡型なのかどうなのかはまだわからない。ただ,ゴーグルタイプではないような気がする。とはいってもリスト型もちょっと違う。視聴覚へのインターフェースを考えれば,頭の周辺で常時身に付けるものになるので,帽子か眼鏡の2択になる。

GoogleのGeminiに「ほとんどの人が常時身に付けることになるAIデバイス(ウェラブルコンピュータ)の形態としてはどんなものが考えられるでしょうか。ゴーグル型,メガネ型,帽子型,腕時計型,それぞれの長所や短所を整理した上で有望な順に並べてください。」と尋ねたところ,1位:腕時計型,2位:メガネ型,3位:ゴーグル型,4位:帽子型ということだ。


図:DiffusionBeeでは適当なイメージが出てこない。


重ねて聞いてみた。「帽子型は,キャップの鍔の部分に格納されている表示用パネルを降ろすことによって,XR機能を持たせることができますし,帽子の周囲に光学センサー(カメラ)を配置することで,視線+手指入力も可能になるのですが。」

Geminiが空気を読んだ結果がこれだ。自分の考えていたことをほぼ説明してくれている。
帽子型ウェアラブルコンピュータは、キャップの鍔に格納された表示用パネルや帽子の周囲に配置された光学センサー(カメラ)を活用することで、XR機能や視線+手指入力など、ユニークな機能を実現できる可能性があります。以下、詳細な考察と、具体的な活用例をいくつかご紹介します。
 1. XR機能
  鍔部分に格納された有機ELパネルなどを利用し、AR/VRコンテンツを表示可能
  透過型ディスプレイを用いることで、現実世界の情報とシームレスに融合
  バイザーを降ろすことで、没入感の高いVR体験を実現
  頭部の動きに追従するヘッドトラッキング機能を搭載することで、より自然な操作感を実現

・具体的な活用例
  ナビゲーション:目的地までの道順を視覚的に表示
  教育:歴史上の人物や建造物を3Dで再現
  エンターテイメント:映画やゲームをより臨場感豊かに体験
  情報表示:ニュースや天気予報などを常に視界に表示

 2. 視線+手指入力
  帽子周囲に配置されたカメラで視線を捕捉
  指先ジェスチャーと組み合わせることで、直感的な操作を実現
  ハンズフリー操作により、作業効率を向上

・具体的な活用例
  スマートフォン操作:画面を見ずに電話をかけたり、メッセージを送ったり
  音楽再生:曲の再生、停止、音量調整などをジェスチャーで行う
  ゲーム操作:視線でキャラクターを操作し、指先で攻撃を行う

 3. その他の機能
  マイクを搭載し、音声認識による操作も可能
  太陽光発電パネルを搭載し、バッテリーの充電を可能
  頭部の温度や湿度を測定し、健康管理に役立てる

 4. 課題
  デザインと機能性の両立
  軽量化とバッテリー持続時間の向上
  プライバシー保護

 5. 将来展望
 技術の発展により、帽子型ウェアラブルコンピュータは、より小型化、軽量化、高機能化が進み、ファッションアイテムとしても広く普及していく可能性があります。また、医療や介護、教育など、様々な分野での活用が期待されています。

 6. まとめ
  帽子型ウェアラブルコンピュータは、XR機能や視線+手指入力など、独特な機能を備えることで、従来のウェアラブルデバイスとは異なる新しいユーザー体験を提供することができます。課題を克服し、技術開発が進めば、将来的に人々の生活に大きな影響を与える革新的なデバイスとなる可能性を秘めています。

2024年2月11日日曜日

プール

泉野小学校にはプールがなかった。

戦後の引き揚げ者が平和町に多く住むようになって,十一屋小学校の校区の人口が急増し,その分校として設置されたのが泉野小学校である。昭和34年(1959年)に独立した小学校として創立された。自分が入学したのは昭和35年(1960年)なので,第2期生というわけだ。

歴史のある十一屋小学校にはプールがあったのではないか。体育の水泳の授業は近くの野田中学校や,歩いて30分ほどの市営グラウンドに併設されている市営プールに半日がかりで行くことになる。

小学校1年のころには父親の会社の海水浴で千里浜に行ってばしゃばしゃしていたり,母親の実家の滑川は海のすぐ近くだったりしたのだけれど,小学校のころはほとんど泳げなかった。そんなわけで,例の勉強も良くできる大杉君が50メートルプールの短辺をバタフライで力強く泳いでいるのを指をくわえて見ているような子供だった。

その後の経緯は,金沢泉丘高等学校のプールで書いていた。


写真:思い出の金沢市営総合プール

2024年2月10日土曜日

Bluesky(3)

Bluesky(2)からの続き 

Blueskyの招待コードをもらって登録したのはかれこれ9ヶ月以上前のこと。2月6日にようやく,Blueskyは招待制から公開登録制に移行した。これにより,300万人だった登録者は,1-2日のうちに400万人を越えるに至った。 


図:BlueSkyの登録者の相転移(Jaz統計[5]から引用)

2024年2月における自分のSNSの現状を復習してみた。
SNS名   URL         フォロー中:フォロワ 登録日
--------------------------------------------------------------------------------------------------
X(https://twitter.com/koshix/)           934:971  2008.8-
Facebook(https://www.facebook.com/koshix/)  396:396  2009.5-
Mastodon(https://mstdn.jp/@koshix)        280:328  2017.4-
Instagram (https://www.instagram.com/koshix7/)   352:359  2019.10-
Bluesky (koshix.bsky.social)         26:  57  2023.5-
Threads (https://www.threads.net/@koshix7)    446:147  2023.7-
--------------------------------------------------------------------------------------------------

Instagramは自分の写真の記録用だし,Facebookは友人知人の様子を知るためのものだから除く。それでも4つも残っている。最近評判が悪いX(旧Twitter),Mastodon,Bluesky,Threadsと4つのSNSを巡回するとなると,面倒で困る。どれかに集約するならば,Blueskyかな。Mastodonを予備として。しかし,問題は貴重な情報源の何人かがまだXに残ったままになっていることだ。いずれにせよ,情報を発信する頻度はかなり減ってしまった。


2024年2月9日金曜日

直角

理科クラブと算数クラブからの続き

小学校4年の算数の時間のことだ。折り紙を2回折ると直角をつくることができるという話になった。そこで,先生がみんなに尋ねた。折り方によって直角はいくつくらい作ることができるでしょう。さっそく折り紙をもちながらクラスでわいわいと議論がはじまった。

クラスの中でもよくできて運動も得意で発言力のあった中田君が3000くらいかなあといった。それに賛同する子が多かった。選挙で自民党に票が集まるのと同じ原理だ。強いものが正義であり真理なのである。これに対して,転校生でちょっとみんなからはずれていた眼鏡の松村さんと自分が,それはおかしい,ほんの少しでも折り線をずらせば可能なので,無数にできるはずだと主張した。

教訓1:真理はかならずしも多数決では決まらない
教訓2:力(権威)が大衆の正義になることは多い

自分が苦手だった沢崎先生はどうやってその結果を集約したのだろうか。そのあたりははっきり覚えていない。


写真:おりがみで直角をつくる方法


2024年2月8日木曜日

理科クラブと算数クラブ

中国の小学生の数学からの続き

1964年,泉野小学校では,5年生になるとクラブ活動が始まった。モーターを使って自動車をつくる工作クラブもおもしろそうだったが,理科クラブのほうに入った。初回は担当の先生がこどもの名前を確認していくのだけれど,腰切と板書されて話がなかなか遠かった。上級生の活動発表では,水酸化ナトリウム水溶液で煮出した木の葉から葉脈標本を作るというのが印象的だった。

ともだちと数人のグループで何をテーマにしようかと相談した。その結果,ビーカーに入れた食塩水の濃度をかえたものをいくつか用意して,おたまじゃくしがどこまで大丈夫かを確かめようというとんでもない実験をすることになった。このあたり,先生の指導はほとんどいきとどいていない。結局食塩水の濃度計算だけ上達することになった。おたまじゃくしは結構の濃度まで耐えていたかもしれない。

さて,6年生になると学年のクラス数がこれまでの3組から4組に増えた。そこまで児童の数は増えていなかったはずなのだがどうしてだろう。5年2組の南毅先生(社会)から,6年4組の前多光子先生(理科)に担任は変わった。隣の6年3組には中薮先生(算数)が新しく着任した。どうやらかなり厳しく怖い先生だという噂がすぐに伝わってきた。

ある日,その中薮先生が新しく算数クラブを作ることになったというアナウンスがあった。思わずハイハイハイ,そのクラブに入りますと大きな声で訴えた。算数クラブには10人あまりのこどもたちが集まっただろうか。毎週一回のクラブの時間はとても刺激的で楽しかった。

ただ,覚えているのは,一筆書き三角数と四角数,図形の面積のパラドックスくらいだ。一筆書きでは,奇数点が0個か2個のときだけ可能だということを学んだ。三角数の規則性について説明があった後で,四角数はどうなるだろうかという設問に,わかったと思って挙手して答えたけれど,どうもうまくことばで説明することができなかった。中薮先生は,算数クラブではたいへんやさしく指導してくれた。


図:三角数と四角数(イミダスからの引用)

(注)大杉君は,中薮先生のクラスだったが,6年3組の算数の時間には,台形の対角線を結んでできた左右側の三角形の面積が等しいことを説明させるという授業が展開されていたことを教えてくれた。

2024年2月7日水曜日

Apple Vision Pro(2)

Apple Vision Pro(1)からの続き

2月2日にAppleのVision Proが発売になって,数日が経過した。アメリカ国内だけの限定発売であり,日本語にもまだ対応していないが,YouTubeでは日本人によるファーストインプレッションも沢山あがってきた。

最低の256GBモデルでも3499ドル(52万円),多少オプションを付ければ60万円のシステムなので,おいそれとは手が出ない(昔の為替レートなら30万円なのだけど)。その上現地までの航空費や宿泊費を含めると,仕事関係の人か,収益化につながるYouTuberかよほどのアップルフリークでないと参戦していない(米国の連絡先/配送先住所と米国のAppleIDが必要)。

なおかつ,アップル製品への関心が高くてテクノロジーに関する経験の深い人々による印象なので,割り引いておかないと本当のところはなかなかわからないかもしれない。それでも,その評判はなかなかよいものだった。

視野角は左右90度で上下も狭いが,外部カメラからとりこまれる環境映像が自然にパススルーされている。そこに非常に高精細なVision OSのUI画面が重ねられ,丁寧に個人向けに調整された視覚環境は申し分ないようだ。ユーザインタフェースも視線と指による(音声は英語がひつようなのであまりレビューされていない)もので,まったく違和感なしに使えている。自分が2008年8月に最初に手にしたiPhoneのタッチ画面を楽々と使いこなせたのと同じようだ。

手元にMacbookがあればその画面を表示できて,マウスコントロールやデータのやりとりがVision OS固有アプリとの間で簡単にできるところも素晴らしい。

外付けになるバッテリは妥協できそうだが,問題は,650gの重さのようだ。あと,人によっては眼がつかれるとのこと。ブラウザのYouTubeは問題なく視聴できるらしく,Apple のVisionOS ネイティブアプリもあって,iOSアプリも利用できるらしいからほとんど問題はなさそうだ。

ただ,空間コンピューティングを実現する新しいディスプレイとコンピュータだと考えた場合は,macOSのように,Xcode環境はターミナルが動いて,JuliaとMathematicaまで動かなければちょっとためらわれる。もしそれが可能になれば,いまのMacBook Airとディスプレイを完全におきかえるものとなる(スペック上はM1 MacBook Airを越えられる)。ただし,G5とGPSが使えなければ,モバイル端末としてのiPhone/iPadを代替するまでにはならない。



写真:店頭のApple Vision Pro (Wikipediaから引用)

[4]Apple Vision Pro - できること全て(大川優介)

2024年2月6日火曜日

中国の小学生の数学

中国の小学生が解いている数学の問題という触れ込みで次の面積を求める問いがあった。

図1:4分円と半円の交わる部分の面積を求める

小学生にも出来るはずだということで,いろいろ考えたけれど,どうしても解けない。いや,$ \tan^{-1} \alpha = 1/2, \tan^{-1}\beta = 2$によって,図の2つの角度さえ求めてよいならば,扇型AOEGの面積が $S_1=\alpha a^2$,扇型DOEGの面積が$S_2=\beta (a/2)^2$,そして四角形OAGDの面積が,$S_3=a^2/2$であることを用いて,求める面積は $S = S_1+S_2-S_3$となる。

あるいは,解析幾何学を使ってよいのならば,2つの円の式の交点からG$=(4a/5, 2a/5)$となり,面積は積分を使って,$S=\displaystyle \int_0^{4a/5} \Bigl( \sqrt{(a/2)^2-(x-a/2)^2}-a+\sqrt{a^2-x^2} \Bigr)\  dx$となる。

いずれにせよ,答えは,正方形OABCの一辺を$a=4$として,$S \approx 3.847$ である。
結局,中国の小学生はどうやってこの問題を解いているのだろうか


小学生のとき,似たような問題で長いこと未解決でクラスのみんなであれこれ議論したものがあった。それは図2右のようなもので,正方形の中の四つの四分円の交わる領域の面積を求めるものだ。図2左は授業でもよく出てくる問題であり,これならみんな解ける。

図2:小学校のときの未解決問題(右図)

あるとき,塾に通っていた友人たちが,塾の先生から答えを聞いてきて披露したことがあった。それはだめでしょう。せっかくみんなで自分たちで答えをだそうとがんばっていたのに。その解法には正三角形の面積を求める過程がふくまれていて平方根が登場する。小学生には無理な問題だったのだ。

いや,じつはそれほど無理でもない。小学校5,6年のときだろうか,学校で一番頭の良いことで有名だった大杉君というのが,平方根の筆算による計算法(開平法をどこかで学んできて,みんなに教えてくれたことがあった。なるほど,そういうことかと計算できるようになった友達は多い。たぶん,ピタゴラスの定理もどこかで聞きかじっていたかもしれないので,実はもう少しで解けるあたりまでの知識は蓄積していたはずなのだ。

2024年2月5日月曜日

三角分布と変数変換

一様分布と変数変換からの続き

2つの確率変数の三角分布があったとき,これを変数変換したときの確率分布を考える。

与える分布は,$p(x)=2x\ \theta(x) \theta(1-x),\ q(y) = 2y\ \theta(y) \theta(1-y)\ $とする。したがって,$0 \le x \le 1,\ 0 \le y \le 1 \ $を満足する。このとき,$\displaystyle \int_0^1 \int_0^1 p(x) q(y)\ dx dy =1$
これは,$\displaystyle \int_0^1 dx \int_0^x dy\ p(x) q(y) + \int_0^1 dx \int_x^1 dy\ p(x) q(y) =1$とも書ける。


(1)$\underline{X = x+y,\ Y = x-y \quad (0 \le X \le 2,\ -1 \le Y \le 1)\ }$の場合
このとき,$x = (X+Y)/2, \ y=(X-Y)/2, \ J(X,Y)=\frac{1}{2}\ $
$p(x) q(y) = 4 p q = (X+Y)(X-Y) = X^2-Y^2$

積分領域は, $-X \le Y \le 2-X$ かつ $X \le Y \le X-2$
$f(X,Y)\ $の期待値は,$\langle f \rangle = \int_0^1 dX \int_{-X}^{X} f(X,Y) \frac{X^2-Y^2}{2} dY + \int_1^2 dX \int_{X-2}^{2-X} f(X,Y)  \frac{X^2-Y^2}{2} dY$

(1-1) $\langle 1 \rangle =  \int_0^1 dX \Big\lbrack X^2 Y - \frac{Y^3}{3} \Big\rbrack_{0}^{X} + \int_1^2 dX \Big\lbrack X^2 Y - \frac{Y^3}{3} \Big\rbrack_{0}^{2-X} $
$\quad = \int_0^1 \frac{2}{3}X^3 dX + \int_1^2 \frac{2}{3}(2-X)(X^2+2X-2) dX $
$\quad =  \Big\lbrack  \frac{1}{6}X^4 \Big\rbrack_0^1 +\Big\lbrack  -\frac{X^4}{6} + 2X^2-\frac{8}{3}X \Big\rbrack_1^2 = 1$

(1-2) $\langle |Y| \rangle =  \int_0^1 dX \int_0^X (X^2Y-Y^3) dY + \int_1^2 dX \int_0^{2-X}(X^2Y-Y^3) dY$
$\quad = \int_0^1 \Bigl(\frac{X^4}{2}-\frac{X^4}{4} \Bigr) dX +  \int_1^2 \Bigl\{ \frac{X^2(2-X)^2}{2} - \frac{(2-X)^4}{4} \Bigr\} dX $
$\quad =  \Big\lbrack \frac{1}{20}X^5 \Big\rbrack_0^1 +   \Big\lbrack  \frac{1}{20}X^5 -\frac{4}{3}X^3 + 4X^2 -4X  \Big\rbrack_1^2 = \dfrac{4}{15} \ $


(2)$\underline{X = x+y,\ Y = xy \quad (0 \le X \le 2,\ 0 \le Y \le 1)\ }$の場合
このとき,$x = (X \pm \sqrt{X^2-4Y})/2, \ y=(X \mp \sqrt{X^2-4Y} )/2, \ J(X,Y)=\frac{1}{\sqrt{X^2-4Y}}$
$p(x) q(y) = 4 p q = (X \pm \sqrt{X^2-4Y})(X \mp \sqrt{X^2-4Y} ) = 4Y$

積分領域は, $0 \le Y$ かつ $X-1 \le Y \le X^2/4$
$f(X,Y)\ $の期待値は,$x>y$と$y>x$の場合をそれぞれ加えることで,
$\langle f \rangle = 2 \int_0^1 dX \int_0^{X^2/4} f(X,Y) \frac{4Y}{\sqrt{X^2-4Y}} dY + 2 \int_1^2 dX \int_{X-1}^{X^2/4} f(X,Y) \frac{4Y}{\sqrt{X^2-4Y}} dY$

(2-1) $\langle 1 \rangle = 2 \int_0^1 dX \int_0^{X^2/4} \frac{4Y}{\sqrt{X^2-4Y}} dY + 2 \int_1^2 dX \int_{X-1}^{X^2/4}  \frac{4Y}{\sqrt{X^2-4Y}} dY$
$\quad = 2 \int_0^1 dX \Big\lbrack -\frac{X^2+2Y}{3} \sqrt{X^2-4Y}  \Big\rbrack_0^{X^2/4} + 2 \int_1^2 dX  \Big\lbrack -\frac{X^2+2Y}{3} \sqrt{X^2-4Y} \Big\rbrack_{X-1}^{X^2/4}$
$\quad = \int_0^1 \frac{2 }{3}X^3 dX + \int_1^2 \frac{2}{3}(2-X)(x^2+2X-2) dX$
$\quad =  \Big\lbrack \frac{1}{6}X^4 \Big\rbrack_0^1 +  \Big\lbrack  -\frac{1}{6}X^4+ 2 X^2-\frac{8}{3}X  \Big\rbrack_1^2= 1$

(2-2) $\langle \sqrt{X^2-4Y} \rangle = 2 \int_0^1 dX \int_0^{X^2/4}  4Y dY + 2 \int_1^2 dX \int_{X-1}^{X^2/4} 4Y dY$
$\quad = 2 \int_0^1 dX \Big\lbrack 2Y^2 \Big\rbrack_0^{X^2/4} + 2 \int_1^2 dX  \Big\lbrack 2Y^2 \Big\rbrack_{X-1}^{X^2/4}$
$\quad = \int_0^1 \frac{1}{4}X^4 dX + \int_1^2 \Bigl\{ \frac{1}{4}X^4-4(X-1)^2 \Bigr\} dX  $
$\quad = \Big\lbrack \frac{1}{20}X^5 \Big\rbrack_0^2 +  \Big\lbrack -\frac{4}{3}(X-1)^3  \Big\rbrack_1^2 = \dfrac{4}{15}$ 

2024年2月4日日曜日

一様分布と変数変換

確率変数の積からの続き

2つの確率変数の一様分布があったとき,これを変数変換したときの確率分布を考える。

与える分布は,$p(x)=\theta(x) \theta(1-x),\ q(y) = \theta(y) \theta(1-y)\ $とする。したがって,$0 \le x \le 1,\ 0 \le y \le 1 \ $を満足する。このとき,$\displaystyle \int_0^1 \int_0^1 p(x) q(y)\ dx dy =1$
これは,$\displaystyle \int_0^1 dx \int_0^x dy\ p(x) q(y) + \int_0^1 dx \int_x^1 dy\ p(x) q(y) =1$とも書ける。


(1)$\underline{X = x+y,\ Y = x-y \quad (0 \le X \le 2,\ -1 \le Y \le 1)\ }$の場合
このとき,$x = (X+Y)/2, \ y=(X-Y)/2, \ J(X,Y)=\frac{1}{2}\ $

積分領域は, $-X \le Y \le 2-X$ かつ $X \le Y \le X-2$
$f(X,Y)\ $の期待値は,$\langle f \rangle = \int_0^1 dX \int_{-X}^{X} f(X,Y) J(X,Y) dY + \int_1^2 dX \int_{X-2}^{2-X} f(X,Y) J(X,Y) dY$

(1-1) $\langle 1 \rangle =  \int_0^1 dX \Big\lbrack \frac{Y}{2}\Big\rbrack_{-X}^{X} + \int_1^2 dX \Big\lbrack \frac{Y}{2}\Big\rbrack_{X-2}^{2-X} = \int_0^1 X dX + \int_1^2 (2-X) dX = 1$

(1-2) $\langle |Y| \rangle =  \int_0^1 dX \Big\lbrack \frac{Y^2}{2} \Big\rbrack_0^{X} + \int_1^2 dX \Big\lbrack \frac{Y^2}{2} \Big\rbrack_0^{2-X} = \int_0^1 \frac{X^2}{2}dX +  \int_1^2 \frac{(2-X)^2}{2} dX $
$\quad =  \Big\lbrack \frac{X^3}{6} \Big\rbrack_0^1 +   \Big\lbrack \frac{(X-2)^3}{6} \Big\rbrack_1^2 = \dfrac{1}{3} \ $


(2)$\underline{X = x+y,\ Y = xy \quad (0 \le X \le 2,\ 0 \le Y \le 1)\ }$の場合
このとき,$x = (X \pm \sqrt{X^2-4Y})/2, \ y=(X \mp \sqrt{X^2-4Y} )/2, \ J(X,Y)=\frac{1}{\sqrt{X^2-4Y}}$

積分領域は, $0 \le Y$ かつ $X-1 \le Y \le X^2/4$
$f(X,Y)\ $の期待値は,$x>y$と$y>x$の場合をそれぞれ加えることで,
$\langle f \rangle = 2 \int_0^1 dX \int_0^{X^2/4} f(X,Y) J(X,Y) dY + 2 \int_1^2 dX \int_{X-1}^{X^2/4} f(X,Y) J(X,Y) dY$

(2-1) $\langle 1 \rangle = 2 \int_0^1 dX \int_0^{X^2/4} \frac{1}{\sqrt{X^2-4Y}} dY + 2 \int_1^2 dX \int_{X-1}^{X^2/4}  \frac{1}{\sqrt{X^2-4Y}} dY$
$\quad = 2 \int_0^1 dX \Big\lbrack -\frac{1}{2} \sqrt{X^2-4Y}  \Big\rbrack_0^{X^2/4} + 2 \int_1^2 dX  \Big\lbrack -\frac{1}{2} \sqrt{X^2-4Y} \Big\rbrack_{X-1}^{X^2/4}$
$\quad = \int_0^1 X dX + \int_1^2 (X-1) dX  = 1$

(2-2) $\langle \sqrt{X^2-4Y} \rangle = 2 \int_0^1 dX \int_0^{X^2/4}  dY + 2 \int_1^2 dX \int_{X-1}^{X^2/4}  dY$
$\quad = 2 \int_0^1 dX \Big\lbrack Y \Big\rbrack_0^{X^2/4} + 2 \int_1^2 dX  \Big\lbrack Y \Big\rbrack_{X-1}^{X^2/4}$
$\quad = \int_0^1 \frac{X^2}{2} dX + \int_1^2 (\frac{X^2}{2}-2X + 2) dX  = \Big\lbrack \frac{X^3}{6} \Big\rbrack_0^2 +  \Big\lbrack -X^2 + 2X \Big\rbrack_1^2 = \dfrac{1}{3}$ 

2024年2月3日土曜日

円の長さ

正方形の長さからの続き

ある図形の大きさの指標となる長さを,図形内に一様分布する2点の距離の期待値として定義することで,都道府県の形や大きさを,面積や周長だけでなく"長さ"で特徴づけるという話をしている。

練習として,正方形内のランダムな2点の距離の期待値$\ d \ $を計算できることを確認した。次にトライするのが円であるが,ネットで検索しても生成AIにきいてもあまり適切な解答が得られない。一番近いのが,Yahoo知恵袋の「半径1の円内の任意の2点間の距離の期待値は?」だ。これも結局解析的な答えがでなくて,数値計算で $\ d=0.9054\ $という値を出している。

$d = \int_0^{2\pi} (\frac{1}{2\pi}) d\theta_1 \int_0^{2\pi} ( \frac{1}{2\pi}) d\theta_2 \int_0^1 (2 r_1) dr_1 \int_0^1 (2 r_2) dr_2 \sqrt{r_1^2+r_2^2-2r_1 r_2 \cos(\theta_1-\theta_2) }$
ただし,各積分の()内がそれぞれの変数に対応する確率密度関数,$p(\theta_1)$,$ p(\theta_2)$,$q(r_1)$, $q(r_2)\ $であり,それぞれの変数で積分すると1になるように規格化されている。

これを計算するためには,与えられた4変数の確率分布関数から変数変換によって,積分可能な形に持ち込む必要があるが,なかなか難渋する。しかたがないので,とりあえずJuliaとMathematicaで数値計算してみる。
a=zeros(Float64,1000001,2)

function ju(a,n)
  k = 0
  for i in 1:n
      x = 2*rand()-1
      y = 2*rand()-1
      if x^2+y^2 < 1.0
        k = k + 1
        a[k,1] = x
        a[k,2] = y
      end
  end 
  return k
end

function su(a,n)
  m = div(n,4)*3
  sum = 0
  for i = 1:m
    for j = i:m
      sum = sum + sqrt((a[i,1]-a[j,1])^2+(a[i,2]-a[j,2])^2)
    end
  end
  return sum/binomial(m,2)
end

n=300000

@time su(a,n)
235821
24.223278 seconds (7.18 k allocations: 500.875 KiB, 0.07% compilation time)
0.9055523

生成AIの2つが答えた,$\dfrac{4}{\pi}=1.27324$はたぶん誤っていたということだろう。

解析的に計算できないかと思うのだが,角度積分が完全楕円積分の形になるので,これをさらに積分するのはちょっと難しそうだった。角度積分を後回しにしてもさらに面倒か。Mathematicaに投げてみたが,忍耐可能時間内には答えが出なかった。

2024年2月2日金曜日

確率変数の積

将来必要になりそうな,確率変数の積の確率分布関数を求める。

2つの確率変数$X$と$Y$が確率密度分布関数$p(x),\ q(y)$に対応している。このとき,確率変数$Z=X*Y$はどのような確率分布をするか,再び,緑川章一さんのノートで勉強する。

確率変数 $Z=X*Y$の確率分布関数を $r(z)$とすると,$r(z) = \int_0^1  \int_0^1  p(x) q(y) \delta(z- x*y) \ dx\ dy =  \int_{0}^{1} \dfrac{1}{|y|} p(z/y) q(y) \ dy $となる。ここでデルタ関数の性質,$\delta(a x) = \delta(x)/|a|$を用いた。この$\ z \ $の範囲は,$ 0 < z < \infty$ である

(1)$X$と$Y$が,それぞれ一様分布,$p(x)  =  1 \ (0 \le x \le 1)$ ,$q(y)  =  1 \ (0 \le y \le 1)$を満足している場合。ここで,$0< z/y<1\ $より,$z<y<1$である。したがって,

$r(z) = \int_z^1 \frac{1}{y} 1*1 \ dy= -\log z$

(2)$X$と$Y$が,それぞれ三角分布,$p(x) = 2x \ (0 \le x \le 1)$,$q(y) = 2y \ (0 \le y \le 1)$をしている場合(単位円内の点の一様分布の動径変数)。

$r(z) = \int_z^1 \dfrac{1}{y} \dfrac{2z}{y} (2y)\ dy = \int_z^1 \dfrac{4z}{y} \ dy = - 4z \log z$

うーん,あんまりうれしくないかもしれない。後々$\log$の計算が残るので。

2024年2月1日木曜日

曖昧な弱者

1月30日の日経朝刊の経済教室の伊藤昌亮(1961-)の記事が目を引いた。

「弱さ」を競い合う社会 「曖昧な弱者」存在認識をという表題である。



図:今日の左右対立の構造(伊藤昌亮 日本経済新聞から引用して改変)

日本経済新聞に掲載された伊藤の図を引用するが,自分の理解を深めるために若干修正している。一番気になっているのは,マスメディアは政治経済エリート側に包摂されてしまっているのではないかということ,リベラル・保守,左派・右派の従来の定義とスコープが機能しているのかということであり,それぞれ?を付けている。

オカケンさん[1]の助けを借りて,伊藤昌亮の論説を解読すると次のようになる。

左派やリベラル派にとって明白な弱者とは,搾取された労働者や貧困化の女性・若者であり,アイデンティティポリティックスの対象とされる,在日外国人,被差別部落,沖縄・アイヌ,障害者,LGBTQなどである。文化エリートはこれらとの連帯を強く主張する。

一方で,OECD諸国の中でも著しく「小さい」日本政府(OECD諸国最低レベルの社会福祉費と教育費)は,その福祉・教育機能を,企業や家庭に投げてきたが,グローバリズムの嵐の中でそのシステムは崩壊し,いわゆる中流階級は消滅して,激しい二極分化が生じた。

この結果,大量に生じているのが,従来の明白な弱者カテゴリーでは十分にすくい上げられない,曖昧な弱者である。社会的にはっきりと認知・共感されない彼らは,そのフラストレーションを,「あいつらだけ認知されるのはずるい(在日特権言説,生活保護・高齢者バッシング)」と明白な弱者に対して牙をむく。

それは,アメリカのトランプ現象やヨーロッパの移民排斥右翼の台頭とまさに軌を一にする動きになっている。こうして,ネットワーク上には,政治的な意図を持ってDAPPIなどが着火すれば容易に燃え上がるネトウヨ的な素地が醸成されてきたのだ。

ただ,これらに保守・右派というレッテルを貼ってよいかどうかは疑問だ。たしかに,リベラル勢力に対抗するためだけに,宗教右派は明白な弱者たたきを繰り返しているが,日本維新の会に代表されるようなネオリベラリズムは保守とはいえない。むしろ,既存秩序を崩壊させる中で,新しい権益を掠め取ろうという作戦に立っているので話は複雑だ。



2024年1月31日水曜日

三体

昨年12月に録画してあったWOWOWのテレビSFドラマ「三体」(全30話)をようやく視聴した。霊河影視制作(上海)有限公司の作品だ。

原作の三体(第一部)の著者は劉慈欽(1963-)であり,2015年にアジア作家の作品で初めてヒューゴー賞(1953-)の長編小説部門に輝いた。第三部まで出版翻訳されていて,読みたい本リストのトップレベルに置いてある。

最初の10回の前半は,それほどでもなかったけれど,三体のVRゲームのイメージや文化大革命後の紅岸基地のあたりから急に面白くなる。ドラマ三体は,中国の配信プラットホームであるテンセントの作品なのだが,開放改革以前の中華人民共和国の様子をあれくらい描写していてもOKなのか。紅岸基地での物理学的な謎解きやサスペンスの部分がよかった。SFXも素晴らしい。今の日本だとせいぜいがゴジラであって,これほどの骨太の作品はちょっと無理だ。

Netflix版の三体(三部作を予定か)も近々公開されるはずだけれど,どんなものなのだろうか。予告編を見たが,これはこれでいいけれど,やはりいつものアメリカナイズされすぎた映像と世界観が少し鼻につく。中国版の方が主人公もいいし新鮮な感じがする。




2024年1月30日火曜日

Apple ID

朝起きていつものようにMacbook Airを立ち上げると,何だかエラーが出ている。

iCloudにアクセスできないとかなんとか。パスワードを入力してもその先に進めない。パスワードの変更もできない。困った。とても困った。Appleのサポートページには,「iCloud に接続またはサインインできない場合」には丁寧な説明がある。が,そこからIDを入れて,CAPTCHAを通ったのに,そこではねられてしまう。どうやらApple IDがロックされていることに気がついた。

思い当たる節がある。いよいよ非常勤講師も最後なので,金曜日に大学のMacbookAirの掃除をしていた。iCloudにログインしたままだったので,ログアウトしようとした。OSが古くてきびきび動かないのでパスワードも何度か間違えてしまう。授業が始まりそうになったので,途中で作業を中断したまま放置してきた。どうもこれがあやしい。

仕方がないので,大学でもう一度状況を確認してから,心斎橋のアップルストアに行こうと考えた。大学のMacbookAirの方は再起動して簡単にiCloudからログアウトできた。もちろんこれだけでは,AppleIDのロックは解除されない。このため,自分のMacBook Air 2000だけでなく,iPhoneもiPadも,メールは届かないし,アップルストアの予約も出来ないし,ICOCAのチャージも出来ない

心斎橋アップルストアの予約のために電話をしてみた。これまた繋がるまでに15分以上待たされた。忍耐力あるもの達だけが通過できるシステムだ。最初に,アンケート協力用の電話番号を入れさせられ,さらに待ち時間用音楽のジャンルを選択するのだが,そんなサービスはいいからとにかく速く対応してほしい。

結局,心斎橋まで行くことはなくて電話だけでロック解除してもらえた。ただし作業は24時間以内なのでしばらく待たなければならない。月にいるSLIMの電源が復活しているかどうかは,地球から電波を送ってそのレスポンスを見る必要があるのだが,気分はこれと同じだ。30分,1時間,3時間では復活していなかったが,6時間でようやくApple IDが復活してほっとした。めでたし,めでたし。

写真:ようやくここまでたどり着いて原因がわかった地点。

2024年1月29日月曜日

SLIM(2)

SLIM(1)からの続き

SLIMは高度5mあたりで,当初予定(高度1.8m)されたように,LEV-1LEV-2(SORA-Q)という無人探査ロボットシステムを放出した。

LEV-1(2.1kg,26 × 40 × 60 cm)は,2.4m/sで月面に落ちる予定だったが,もし5mからの自由落下ならば,鉛直方向の速度は4m/sになる。自律的に跳躍移動しながら方位制御して地球との直接通信を確立する。

LEV-2(0.25kg,直径8cmの球状から変形可)は,月面のレゴリス上を移動して動作ログを保存し,着陸機SLIMの周辺を撮影して,画像データと動作ログをLEV-1経由で地球に送信する。その結果がSLIM(1)で示した画像である。途中にブロックノイズが入っていることや,解像度はもっと出ているのだが,通信上の制約で落として送信したらしい。

LEV-2別名SORA-Qは,タカラトミーとの共同開発である。この月面に行ったSORA-Qと同じサイズ,同じ変形機能,同じ走行機能・撮影カメラを持った 1/1スケールモデルを2万7千円で販売している。わぉ!思わず注文してしまいそうになる。


写真:SORA-Q実寸モデル(タカラトミーから引用)

2024年1月28日日曜日

SLIM(1)

SLIMは,JAXAの小型月着陸実証機だ。月周回衛星かぐやのデータと照らし合わせながら,月面の目的地にピンポイントで着陸し,無人小型ロボットシステムで月を探査しようというものだ。

2023年9月7日に種子島宇宙センターからH-IIAロケットで打ち上げられ,12月25日には近月点600km,遠月点2000kmの月周回軌道に投入された。1月20日に高度15kmから降下を開始し,世界で5番目の月着陸に成功した。太陽電池からの電源供給ができていないというニュースを聞いたとき,あーこれはちょっと残念かと思った。

1月25日にJAXAによる記者会見が行われた。そこで紹介されていた写真が次のものだ。


写真:LEV-2が撮影したSLIM本体が転倒している様子(JAXAから引用)

SLIMは航法カメラで月面を撮影しながら,自律的な航法誘導制御を行っている。50m上空に至ったところで,障害物を避けるモードに移行する。目標地点は,経度25.2°,緯度-13.3°の2つのクレーターの境界上の斜面である。

月面上50mまでは予定通り順調に飛行していて,この段階でのピンポイント着陸精度は3-4m程度と考えられる。従来の数キロメートルに比べて1/1000の精度である。ところが,2基搭載している500Nのメインエンジ


の1基が脱落して,推力が半分になってしまった。それでも,最終的に秒速1.4mと想定範囲よりゆっくり着陸することになる。

この異常により,横方向の速度が発生してしまい,結果的に55m東にズレた点に接地する。このため,2段階の受け身型の着陸条件を満足できずに機体はそのまま斜面に着陸した。この結果,メインエンジが上向きの転倒状態で静止した。太陽電池は正常な上向きではなく西向きになり,太陽光が当たらないため電源供給ができなくなった。


月の一日は約30日であり,今月の上弦が1月18日,満月が1月26日,下弦は2月3日である。着陸したのは1月20日で経度20°(1.5日相当)だから,下図において地球と緑の線で結ぶ位置の月面上に着地している。これは,月の一日でいえば午前9時に相当する。1月24日ごろにSLIM着地点は正午を迎え,2月1日には日没となる。月面上のSLIMに西日が差して,太陽電池が復活する可能性があるのは,2月1日までということか。



図:SLIMと太陽の位置関係(実際には経度20°の緑線まで回転)

追伸:1月29日に,ようやく西日で電源が復活したようだ。新しい画像も撮影している。

2024年1月27日土曜日

月の一日

2024年1月26日,今日は満月だ。非常勤の授業が終って平端の駅の1番ホームへ向かう午後3時半すぎ,乗客のかたまりがどんどんホームから階段を下りてきて引きも切らない。そうか,今日は天理教の春季大祭の日だった。夜は冷え込んでいるけれど空は曇っていて月は見えない。

SLIMの記事を書くためには,月の一日について調べておかなければならない。

(1)月の公転周期
ケプラーの第三法則というのか,ニュートンの運動方程式を解けば,公転周期は$T=\dfrac{2\pi}{\sqrt{GM}} a ^{3/2}$である。$G$は万有引力定数,$M$は地球の質量,$a$は月の軌道の長半径である。$\sqrt{GM}=g R$であり,重力加速度$\ g=9.82 {\rm m/s}^2$,地球半径$\ R= 6.37 \times 10^6 {\rm m}$を使えばよい。$a\ $の値は遠地点と近地点の平均値であり,$a=3.83\times 10^8 {\rm m}$。これらから,$T=27.3$日となる。

(2)月の一日の長さ
潮汐作用の結果,月の自転周期と公転周期$\ T\ $は一致し,地球から見える月は常に同じ面になる。月の周期の間に地球が太陽の回りを公転するため,月の一日,例えば日の出から次の日の出のまでの時間$\ t\ $は$\ T\ $ではなく,それよりも長くなる。地球の公転角速度を$\ \Omega$,月の公転角速度を$ \omega$ とすると,$\Omega t = \omega (t -T) $が成り立つ。これから $t=T/(1-\Omega/\omega) = 27.3/(1-27.3/365) = 29.5 $日が得られる。これを朔望月という。



図:月の一日(朔望月)

2024年1月26日金曜日

正方形の長さ

都道府県の長さからの続き

正方形の領域$\ (x, y), \ 0 \le x \le 1$,$0 \le y \le 1\ $を考えて,この中の2点を$\ (x_1,y_1),\ (x_2, y_2)\ $とする。これらの座標が$\ p_0(z)=1\ (0 \le z \le 1),\  =0\ (z <0,\  1 < z)\ $で一様分布している。

このとき,確率変数の和と差の説明により,$x=x_1-x_2\ $と$\ y=y_1-y_2\ $は,$p(z)=1+z\ (-1 \le z \le 0),\  =1-z\ (0 \le z \le 1)\ $という確率分布になる。また,$X=(x_1+x_2)/2\ $と$Y=(y_1+y_2)/2\ $の確率分布は,$q(z)=z\ (0 \le z \le 1),\  =2-z\ (1 \le z \le 2)\ $となる。

そこで,2点の期待値は,$d=\int \int \int \int \sqrt{(x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2} \ p_0(x_1) p_0(x_2) p_0(y_1) p_0(y_2) \ dx_1 dx_2 dy_1 dy_2 $
$\quad = \int \int \int \int \sqrt{x^2+y^2}\  p(x) p(y) q(X) q(Y) \ dx dy dX dY$
$\quad = \int \int \sqrt{x^2+y^2} \ p(x) p(y) \ dx dy = 4 \int_0^1 \int_0^1 (1-x)(1-y) \sqrt{x^2+y^2} \ dx dy$

ここで,$y = x \sinh z \ $と変数変換して,$y\ $の積分すなわち$z\ $での積分を先に行う。このとき,$y: 0\rightarrow 1\ $より,$z:0 \rightarrow \sinh^{-1}(1/x) = z_x\ $ $\bigl( \cosh z_x = \sqrt{1 + (1/x)^2} \ \bigr)$ であり,$\sqrt{x^2+y^2}= x \cosh x\ $と$\ dy = x\ \cosh z\ dz\ $が成り立つ。

$f(x) = \int_0^1 (1-y) \sqrt{x^2+y^2} dy = \int_0^{z_x} (1 - x \sinh z ) \cdot x \cosh z \cdot x \cosh z\  dz$
$\displaystyle \quad = \frac{x^2}{2} \int_0^{z_x} (1 + \cosh 2z )\ dz -\frac{x^3}{3} \Bigl[ \cosh^3 z \Bigr]_0^{z_x}$
$\displaystyle \quad =  \frac{x^2}{2}  \Bigl( \sinh^{-1}(1/x) + \sinh z_x \cosh z_x \Bigr) -\frac{x^3}{3} \Bigl( \cosh^3 z _x -1 \Bigr)$
$\displaystyle \quad = \frac{x^2}{2} \sinh^{-1}(1/x) + \frac{1}{2} \sqrt{1+x^2} +\frac{1}{3} x^3 - \frac{1}{3} (1+x^2)^{3/2}$

次に,これに$(1-x)$をかけて,$x$で積分してから4倍すれば$d$が求まる。
$\displaystyle d= 4\int_0^1 (1-x) \Bigl\{ \frac{x^2}{2} \sinh^{-1}(1/x) + \frac{1}{2} \sqrt{1+x^2} +\frac{1}{3} x^3 - \frac{1}{3} (1+x^2)^{3/2} \Bigr\} dx$

$g_1(x)=4 \int (1-x) \frac{x^2}{2} \sinh^{-1}(1/x) \ dx $
$\quad = \frac{1}{6}(2+2x-x^2)\sqrt{1+x^2} +\frac{1}{6}(-2+4x^4-3x^4)\sinh^{-1}x$
$g_2(x)=4 \int (1-x) \frac{1}{2} \sqrt{1+x^2} \ dx = -\frac{1}{3} (2-3x+2x^2) \sqrt{1+x^2} + \sinh^{-1}x$
$g_3(x)=4 \int (1-x) \frac{1}{3} x^3 \ dx = \frac{1}{3} x^4 -\frac{4}{15}x^5$
$g_4(x)=4 \int (1-x) \frac{-1}{3} (1+x^2)\ ^{3/2} \ dx $
$\quad = \frac{1}{30} (8-25x+16x^2-10x^3+8x^4) \sqrt{1+x^2} -\frac{1}{2} \sinh^{-1}x$

$\therefore g(x) = g_1(x)+g_2(x)+g_3(x)+g_4(x) = \frac{1}{15}(5 x^4 -4x^5) +$
$\quad  \frac{1}{30}(8x^4-10x^3-9x^2+15x-2)\sqrt{1+x^2} +\frac{1}{6}(-3x^4+4x^3+1)\sinh^{-1}x$

これから,$d=g(1)-g(0)=\frac{1}{15}\Bigl\{2+\sqrt{2}+5 \log(1+\sqrt{2}) \Bigr\}= 0.521405\ $が得られた。