「打水や萩より落ちし子かまきり」 （高野素十 1893-1976）
2021年12月25日土曜日
教養強化合宿（３）
教養強化合宿（２）からの続き
外山恒一の第15.9999...回「教養強化合宿」が12/24〜1/3という日程で実施されている。弘前大，鳥取大，九大，北九州市立大，大阪芸大予備，福岡教育大，埼玉大，早大2，中大，立教大，一橋大，国際基督教大，京大，華中科技大など15名が集まった。恒例の合宿初日交流会の余興の教養チェックの結果（集合時の12名）が報告されているので確認してみる。
「宮崎滔天を知ってた人0，不破哲三8，蜷川幸雄2，石川一雄0，日比野克彦0，森恒夫1，田中美津1，児玉誉士夫3，沢木耕太郎3，香山リカ11，花田清輝3，秋田明大1，西尾幹二2，伊藤野枝6，白井聡6，加藤登紀子2，チャールズ・マンソン1，ロバート・ジョンソン0，ゴダール6，グラムシ8」
自分の場合：ウーマンリブの田中美津は記憶から飛んでいた。白井聡は白井佳夫のイメージを浮かべながらよく名前を聞く評論家かなと思ったが，調べてみると顔は見たことがあって，なんのことはない白井克彦の息子なのか。シャロン・テート事件のチャールズ・マンソンとブルース歌手のロバート・ジョンソンは全く手が出なかった。
地元だからなのか意外に伊藤野枝の認知率が高い。
2021年12月24日金曜日
新規感染者数の増減率
NHKが毎日発表している都道府県別の新規感染数・死亡数のデータがある。これから東京都と大阪府の数値を取り出して，新規感染者数の対前週比率の常用対数を日毎に求めて整理している。簡易実行再生産数も別に計算しているが，それより直接的に感染者数の動向をみることができる。
これによれば，11月末まで減少を続けてきた感染者数は東京では12月第1週から，大阪では12月の第2週ころから増加に転じた。12月下旬の現在では，週平均値で1.6倍〜1.7倍近くの増加傾向を示している。オミクロン株の影響が見えてきたのかもしれない。
これまでの例では，市中感染が見つかってから4ヶ月ほどで新規感染者数がピークを迎えているので，これから年末・年度末にかけて再び感染の波がやってくるのかもしれない。それにしても，空港検疫でPCR検査をせずにすませるという考えが理解しがたいのだった。
図：新規感染者数の対前週比率の常用対数の推移
2021年12月23日木曜日
リアプノフ指数
橋本幸士さんの論文，A bound on energy dependence of chaos がarxivに掲載された。本編はわずか2ページ少々の短い論文（7ページのsupplementがついている）だが，非常に普遍的な内容を持っている。
我々の推測（conjecture）の主張は以下の通りである。ハミルトニアンが座標や場の変数の有限多項式で作られた任意のハミルトン系について，高エネルギー極限のエネルギー$E$ で測定した古典／量子リアプノフ指数 $\lambda (E)$は，エネルギー依存性において以下の上界を満たす。
$c \le 1 {\ \rm for\ } \lambda (E)\ \propto E^c \ ( E \rightarrow \infty )$ (1)
より正確には，与えられた系に対して，十分に大きなEに対して $｜\lambda (E)｜\le C E｜$となる$C \gt 0$ が存在する。(1)をカオスエネルギー限界とよぶ。
そこで，リアプノフ指数を調べてみたら，意外にもWikipedia日本語版の記述がたいへんわかりやすく書かれていた。 リアプノフ指数 $\lambda$ は初期値がわずかだけ異なった2つの軌道が時間とともにどのように離れていくかを示す指標であり，1次元の場合は，$\|{\boldsymbol {\delta }}(t)\|\approx \|{\boldsymbol {\delta }}(0)\|e^{{\lambda t}}$ となっている。
1次元離散力学系が，写像 $x_{n+1} = f(x_n)$で与えられる場合のリアプノフ指数は，
$\lambda =\lim _{{n\to \infty }}{\frac {1}{n}}\sum _{{i=0}}^{{n-1}}\ln |f'(x_{i})|$
で与えられる（Wikipediaで数式をコピペするとlatex ソースがコピーできるのが有難い）。
図：リアプノフ指数の意味（Wikipediaより引用）
2021年12月22日水曜日
振り子の振れ幅
小学校理科5年に「振り子の運動」の単元がある。振り子の等時性を，条件制御した実験によって明らかにするというのが目的である。その条件としては，振り子のおもりの重さ，振り子の長さ，振り子の振れ幅（振れ角の初期値の大きさ）の３つが設定されている。
実験で使う安価なデジタルストップウォッチでも100分の1秒まで測れるものが普通なので，小学生による実験でもそれなりの精度が出てしまうわけだ。そういうわけで，丁寧な実験をすると振り子の周期の振れ幅依存性が見えてしまう。単振動の一定周期$T=2 \pi \sqrt{\frac{L }{g}} \approx 2 \sqrt{L}$からのずれ，楕円積分から出てくる効果だ。振れ幅が大きいほど周期が単振動の場合より大きくなる。
これを，実験誤差だからといって無視したり抑え込んでしまうのか，あるいは，将来の学習への含みを残すのかは難しいところである。けれども，とりあえず小学校教員（理科系でないとしても）の豆知識としては，この事実を理解しておくことは必要だと思うので，授業でも取り上げることにしている。
近似式が転がっていたので，Mathematicaで計算してみた。振れ幅（片側）は30度以下が推奨となる。
k[s_] := Sin[s Degree/2]
t[s_] := 1 + k[s]^2/4 + 9*k[s]^4/64 + 225*k[s]^6/2304
Plot[{1.0, t[s]}, {s, 0, 90}, Frame -> True, GridLines -> Automatic]
Table[{s, "->", t[s]}, {s, 0., 90, 15}]
{{0., "->", 1.}, {15., "->", 1.0043}, {30., "->", 1.01741}, {45., "->", 1.03993}, {60., "->", 1.07281}, {75., "->", 1.11693}, {90., "->", 1.17236}}
図：振り子の周期の振れ幅（振幅）依存性
2021年12月21日火曜日
新型コロナワクチン接種証明書アプリ
12月20日，厚生労働省じゃなかった，デジタル庁による新型ワクチン接種証明書アプリがリリースされた。
早速インストールしてみる。手順は以下のとおり，
(1) アプリをダウンロードする（iOSの場合）
(2) アプリを起動して，これからの操作を選択
(3) マイナンバーカード取得時の４桁の暗証番号を入れる（そもそも何種類も番号あるのがおかしいわけだけれど）
(4) スマホ（iPhone）をマイナンバーカードの上において情報を読み取り
(5) パスポートを用意して画面撮影により情報を読み取り
(6) 接種した自治体を選択
(7) 以上で出来上がり（これで2次元QRコードが生成されるようになる）
マイナンバーカードに旧姓併記がある方（※近日中に対応予定），パスポートに旧姓・別姓・別名の併記がある方は利用できないというトンデモ仕様になっていた。面倒なこと夥しいので，さっさと選択的夫婦別姓制度を実現したら良いものを。3回目の接種分の証明は自動的に追加されるのだろうか？
図：新型コロナワクチン接種証明書アプリのアイコン
2021年12月20日月曜日
メタバース（３）
メタバース（２）からの続き
metaverseというキーワードを全文に含む論文は，arXivには13本しかない。その中で，最も重要なのは，All One Needs to Know about Metaverse: A Complete Survey on Technological Singularity, Virtual Ecosystem, and Research Agenda（2021 Nov）である。そこで，そのアブストラクトの訳（DeepL supported）を紹介する。
［要旨］ 1990年代にインターネットが普及して以来，サイバースペースは進化を続けている。私たちは，ソーシャルネットワーク，ビデオ会議，仮想3D世界（例：VRChat），拡張現実アプリケーション（例：ポケモンGO），非代替性トークン・ゲーム（例：アップランド）など，コンピュータを介したさまざまな仮想環境を作り出してきた。
このような仮想環境は，非永続的で相互に接続されていないとはいえ，さまざまな程度のデジタルトランスフォーメーション（DX）を私たちにもたらしてきた。「メタバース」という言葉は，私たちの物理的生活のあらゆる側面における DX をさらに促進するために創り出された。メタバースの中核には，巨大で統一された永続的な共有領域としての没入型インターネットというビジョンがある。メタバースは，拡張現実（XR），5G，人工知能（AI）などの新しい技術に牽引され，未来的なものに見えるかもしれないが，サイバースペースのデジタル「ビッグバン」はそう遠くはない。
この総括論文は，最新のメタバース開発を最先端技術とメタバースエコシステムの次元で検証し，デジタル「ビッグバン」の可能性を示す包括的なフレームワークを提供する初めての試みである。まず，現在のインターネットからメタバースへの移行を推進する技術として，1) 拡張現実，2) ユーザーインターフェイス (Human-Computer Interaction)，3) 人工知能，4) ブロックチェーン，5) コンピュータビジョン，6) IoTとロボティクス，7) エッジとクラウドコンピューティング，8) 未来のモバイルネットワークという8つの実現技術を厳密に検討する。
アプリケーションの面では，メタバースエコシステムは，人間のユーザーが自立的，持続的，かつ共有された領域内で生活し，遊ぶことを可能にする。そこで，1) アバター，2) コンテンツ作成，3) 仮想経済，4) 社会的受容性，5) セキュリティとプライバシー，6) 信頼と説明責任という6つのユーザー中心的な要因について議論する。最後に，メタバースの発展のための具体的な研究課題を提案する。
［索引語］メタバース，没入型インターネット，拡張／仮想現実，アバター，人工知能，デジタルツイン，ネットワーキングとエッジコンピューティング，仮想経済，プライバシーと社会的受容性。
もう少し短かくて技術よりでないのは，A Survey on Metaverse: the State-of-the-art, Technologies, Applications, and Challengesである。
2021年12月19日日曜日
メタバース（２）
メタバース（１）からの続き
1992年にスノウ・クラッシュで誕生し，2003年にSecond Lifeとして実体化し，2007年ごろに第1次ブームを迎えて消え去ったメタバースである。2021年に第2次ブームが立ち上がるかどうかの時期に差し掛かっている。コロナ禍とそれにともなう在宅勤務が追い風になっていることは間違いない。
この様子を，論文について調べてみた。１つは日本語の論文であり，これはCiNiiのキーワード検索（メタバース OR metaverse）による。もう１つは英語の科学系の論文であり，これはarXivのキーワード検索による。後者では13本しか見つからなかった。案外少ないので学術用語としては十分定着していないのかもしれない。
2007 2これは前者のCiNiiでヒットした文献の数（合計66件）である。2008年から2009年にピークがあり，2021年に再び増大している。なお，括弧内はタイトルに（メタバース OR metaverse）を含むもの。
2008 10 (1)
2009 15 (6)
2010 9 (2)
2011 8 (5)
2012 7 (5)
2013 0
2014 0
2015 1
2016 0
2017 2
2018 1
2019 1 (1)
2020 2
2021 8 (2)
写真：スノウ・クラッシュ下の書影（amazonから引用）
2021年12月18日土曜日
メタバース（１）
いろいろと問題を抱えていた FaceBook（2004-2021） が Meta に社名を変更したのが，2021年の10月28日だった。その理由として，今後の成長が見込まれるメタバースの開発を事業の中核に向けるということだった。
機が熟していたからなのか，それ以来メタバースの話題をあちこちでよく目にするようになった。ポッドキャストのbackspace.fmでも，２週連続でVRChatの関係者，クレマさんとぴちきょさんが登場していた。
「メタバース」は，ニール・スティーヴンスン（1959-）がSF小説「スノウ・クラッシュ（1992）」の中で初めて用いた造語である。ニール・スティーヴンスンといえば，「ダイヤモンド・エイジ（1995）」であり，この中に出てくるプリマーのイメージはこれからのデジタル化された教育のモデルとして欠かせないものだと思えた。ハヤカワ文庫SFに収録されてすぐのころに両方とも読んでいる。
2003年にはSecond Lifeがスタートし，2007年ごろには日本でも一時かなり流行って注目を集めた（なにせ電通が乗り込むくらいだから）のだが，評判倒れになってしまった。グーグルグラスが潰れたこともあり，XRやメタバースはまだまだ先のことだと思っていた。なにしろ，Appleが本気を出していないので，macOS上ではまともなVR対応アプリが動かないのだ。
さて，この度はどうなることだろうか。どう考えてもVRゴーグルをつけっぱなしで半日過ごすとかいうのは無理のような気がするのだけれど・・・。
写真：スノウ・クラッシュ上の書影（amazonから引用）
［１］ソーシャルVR国勢調査2021（バーチャル美少女ねむ）
［２］いまこそ知りたいVRとメタバース第１回〜これから起きる未来とは〜
［３］いまこそ知りたいVRとメタバース第２回
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