情報の伝達法を情報の伝達法を化学する
Ver.1.0.0

鹿島 長次(2022.1)

目次

目次 .................................................................................................................................................... 21.

まえがき .................................................................................................................................. 4
現代人が使用する言葉は 50 万語 .............................................................................................. 4
日本語は約 70 の音の組合せ ...................................................................................................... 62.

元素の名前 ............................................................................................................................ 10
漢字の特徴 .................................................................................................................................. 10
かな文字の発明 .......................................................................................................................... 12
現代の自然科学の考え方は三行思想 ...................................................................................... 16
元素名と元素記号の由来 .......................................................................................................... 20
日本語の元素名 .......................................................................................................................... 25
原子の結び付き方 ...................................................................................................................... 29
化学的情報の整理と集積 .......................................................................................................... 35

3.

電子計算機は 2 種の表音文字で ........................................................................................ 41
金属は電気を通す ...................................................................................................................... 41
半導体の性質を示すケイ素やゲルマニウム .......................................................................... 45
2 進法で情報の演算と伝達をする電子計算機 ....................................................................... 48

4.

神経伝達は 2 種の表音文字で ............................................................................................ 52
聴覚と触覚と味覚の情報 .......................................................................................................... 52
ロドプシンの回転異性化による視覚の情報 .......................................................................... 55
主観的で感度の変化し易い嗅覚情報 ...................................................................................... 61
神経細胞による情報伝達 .......................................................................................................... 63

5.

遺伝情報は 4 種の表音文字で ............................................................................................ 67
ベンゼンは化学的に安定 .......................................................................................................... 67
多くの共有結合には電荷の偏り .............................................................................................. 70
強力な分子間相互作用をする水素結合 .................................................................................. 74
特異な性質を示すプリン体 ...................................................................................................... 78
DNA の構造 ................................................................................................................................ 82
DNA は誕生から臨終まで働く司令官.....................................................................................
89
は誕生から臨終まで働く司令官役割に特化した DNA ................................................................................................................ 95

6.

厖大な情報の整理と記録は表音文字で.............................................................................
99
厖大な情報の整理と記録は表音文字で

索引 ................................................................................................................................................ 106

1. まえがき
現代人が使用する言葉は 50 万語
環境省が 2008 年に纏めた環境白書では、哺乳類 6000 種や鳥類 9000 種や昆虫類 95 万種を含めた動物 175 万種と植物 27 万種などが既知の生物として認識されていますが、未知の動植物を含めますと全ての生物は 3000 万種にも及ぶと報告しています。これらの多種多様な生物は種々の方法や特性により互いに共存共栄したり生存競争をしたりしてそれぞれ種の保存に努め、進化したり繁栄したり滅亡したりして自然淘汰されてきました。多くの動物は生活に必要な物質やその原材料をすべて外部から調達していますから、食べ物や飲み物を摂ることが生命の維持に最も重要な行動です。水場や漁場や猟場や肥沃な土地などの位置情報、水や食べ物の適性情報、生存競争に役立つ情報など生きるための知識や情報は生死を分けることにも繋がります。「孫子」の中の「彼を知り己を知れば百戦あやうからず」の一節は周囲の状況や相手の性格や能力など種々の情報が生存競争に重要と説く教訓ですが、この教訓が多くの生物の種の保存に役立てられているようです。
豊かな食べ物の供給にかかわる情報は動物にとって極めて重要ですから、動物の群れがそれらの情報を集団で共有することは生存競争に打ち勝ち種の保存をすることに大きく貢献します。アリは女王蟻を中心に多くの働き蟻が巣を中心に広く地面を這いずり回って食べ物を求めて探し回っていますが、一匹の働き蟻が偶然に食べ物を見つけますとその位置や食べ物の種々の情報がほかの多くの働き蟻に伝えられて、短期間に食べ物の在り処と巣の間に働き蟻の行列が形作られます。働き蟻の間に日本語や英語のような言葉の遣り取りがあるのかもしれませんし、手旗信号のように触覚を振って情報が伝えられるのかもしれません。
著者が度々宿泊する小屋には図 1-1 に見えるような小鳥の餌台があり、四十雀や五十雀やヤマガラやコガラなど種々の小鳥が食べ物を求めて集まってきます。これらの小鳥達には身分の差があり五十雀が一番威張っていますが、比較的仲良く 10 羽程度の小さな群れを作って行動を共にしています。この餌台にヒマワリの種を 1 ヶ月振りに供給しても、ヒマワリの種の存在を知りませんから小鳥達は全く集まってきません。しかし 2～3 日後に偶然に 1 羽の四十雀などがヒマワリの種を見つけて 1 粒だけ食べてゆきますと、その後 1 時間後には沢山の四十雀や五十雀やヤマガラやコガラが集まってきて、山盛りに置いたヒマワリの種は総て食べ尽くされてしまいます。卵を温めている巣を蛇が襲いますと激しくピーピーと泣き叫びますが、平常時には小鳥達は互いにツピツピと長閑に啼き合って食べ物の在り処

図 1-1 餌台に集まる五十雀

などの情報を伝えているようです。四十雀のツピツピという囀りは井戸端会議のかみさん達のお喋りのような情報交換の手段のようです。
アリや小鳥たちにどの程度に緻密で詳細な内容まで伝えられる社会的な繋がりの機構（SNS、Social Networking Service）が作られているか明らかではありませんが、哺乳類ではかなり進歩した情報伝達の機構を持っているように思われます。馬は嘶いたり前足を踏み鳴らしたり首を擦り付けてきたりしますし、我が家の愛犬は７色の声で吠えたり、鼻を擦り付けて匂いを嗅いだり、嚙みついたり、尻尾を振ったりします。
人類は種々の方法で生命の維持に必要な食べ物を得るための情報や生存競争の中で生き残るために敵や味方の情報を伝える情報伝達の機構を持っています。大声での咆哮から囁きまで、爆笑から微笑まで、号泣から涙を浮かべるまで種々の表現を使って喜怒哀楽を伝えます。瞼を閉じたり、目を糸や点や三角や丸に形を変えたりして目が口ほどにものを言います。飛んだり跳ねたり、胸を張ったり、背を丸めて縮こまったり、拳を突き上げたり、手を合わせて祈ったり、身体をくねらせて甘えたりして、顔だけでなく身体全体を使って情報を伝えます。指を 1 本立てれば 1 を、3 本立てれば 3 を意味しますが、人差し指と中指を立て V サインには 2 を意味する他に種々の意味が含まれるようです。第 2 次世界大戦の折に連合軍が図 1-2 の左図のように掌を相手に見せた V サインを勝利の合図にしましたが、1960 年代になると反戦や平和の意味合いが強くなり、日本では写真を撮るときの喜びや親愛の情を篭めたポーズに使われるようになりました。しかし、英国では相手への敵対や挑発を示すときに図 1-2 の右図のように掌を手前に向けた V サインするようで、彼らは人差し指と親指を開いて 2 を意味します。また、多くの日本人は他意もなく人差し指で相手を指差しますが、西欧の人は悪意を持つ相手に対して人差し指で指差すと聞いたことがありますから、手の指は 10 本しかありませんが指使いのわずかな違いによっても異なる誤った情報が伝えられことが起こります。手話は手の動きを中心に身体を用いる情報の伝達の手段ですが、微妙な内容を含む情報を正確に伝えることがかなり難しく、人類が生活してゆく上で必要な情報を伝達する情報伝達の機構の媒体として不十分に思われます。

図 1-2 2 通りの意味を持つ V サイン

良く心の通じ合った 2 人の間では以心伝心で情報を交換できますから、「同意」と「反意」の 2 つ以外の意味を持つ言葉はほとんど必要ありません。しかし、小さな家族でも年齢も立場も異なる複数の人で構成されていますから、互いの情報の交換に共通に理解した意味を持つ約束事が必要になり生まれてきます。例えば、首を縦に振った時には「同意」の意味を、横に振った時には「反意」を意味するようになっています。首の動きは縦と横と右傾と左傾の 4 通りしか明確に区別できませんし、四十雀などの小鳥はツピツピとピーピーのほぼ 2 種の音しか発せられませんし、我が家の愛犬は 7 色の声に限られていま
すが、人類は幸い非常に多くの音を微妙に発することができますから、この音を組み合わせた言葉で多くの情報を伝達しています。
さらに多くの家族が集合した民族や社会では、その集団で互いに共通な意味を持つ言葉の数は飛躍的に多くなります。岩波書店が発行している携帯に便利な国語辞典は日常生活に必要な最小限の日本語の言葉が約 60000 語収録されていますが、大きな集団の中の情報の交換にはこのような多くの言葉が必要になることを示しています。非常の特殊な日本語の言葉や日本人の間に定着しつつある新しい外来語を調べるために刊行されている小学館発行の大辞泉と岩波書店発行の広辞苑はそれぞれ 300000 語と 240000 語収録しており、改定の度毎に約 10000 語ずつ多く収録されています。また、Webster が 1806 年に初めて編纂したアメリカ英語の辞書はその後改定を続け、1961 年に第 3 版で約 450000 語を収録していますから、現代の 1 つの民族あるいは集団が情報の伝達に用いている言葉は約 400000～500000 語と推定することができます。

日本語は約
日本語は約 70 の音の組合せ
江戸時代には徳川幕府が江戸で日本全土の約 280 の大名や小名を統括していましたが、これら大名や小名はそれぞれの所領を独立に統治をしていましたから、江戸や京都の文化の影響を受けながらも各地方には独自の文化が育っていました。当然、サとスとセとソの音をそれぞれシャとシュとシェとショに発音する地方や、サシスセソやタチツテトが濁音になりやすい方言など、それぞれの地方に独特の特色をもった言葉が用いられていました。
明治維新を経て諸外国に伍した独立国となるために明治の新政府は中央集権による統一を目指し、新政府が江戸から改名された東京に置かれ、長年にわたり江戸に住んで政治を担当してきた多くの人々が新政府を動かすことになりました。その一環として新政府は情報の伝達を潤滑にするために、新政府を動かす人々の言葉を標準語に定めて日本語の統一を推し進めました。文部省の指導による学校教育により日本人に定着してきた標準語は、ラジオやテレビの普及とともに標準語による東京からの多くの情報の発信により、総ての日本人が用いる日本語として確立され多くの方言が消えてゆきました。このようにして統一された日本語はアイウエオの 5 種の母音と 14 種の子音の組み合わさった約 70 の音を基本にしています。
標準語の基本になる音が 70 に限られていますから、同じ音で異なる意味を持つ同音異語も生まれてきます。例えば岩波書店発行の国語辞典には「イ」の音を持つ言葉として、「五つ」などのように 5 を表す場合と地下から水を汲み上げる井戸を表す場合と十二支の亥を表す場合と畳の表面の材料となるイグサを意味する場合など 32 の言葉が収録されています。2 つの音の組み合わせは 4900 通りですから、かなり多くの言葉が 2 つの音の組み合わせで表現できますが、それでも同音異語がかなり用いられています。「ハシ」の音には水の上に道を通すための橋と食事をするときに用いる箸と物の中央から外れた遠い端の部分を意味する場合が収録されていますが、橋はあまり強いアクセントを置かず、箸は「ハ」の音にアクセントを置き、端は「シ」にアクセントを置いて区別しています。大辞泉や広辞苑が収録している語数をもとにしますと、現代の日本の国内で情報の伝達に用いられている日本語の言葉は約 400000 語と推定することができますが、3 つの音あるいは 4つの音の組み合わせはそれぞれ 343000 通りと 24010000 通りですから、文法上の制限や発音し難い音の組み合わせや聞き取り難い音の組み合わせを考慮に入れても 5 つの音か 6 つの音の組み合わせで十分に表現できます。
日本人は 70 の音を組み合わせた約 400000 語の言葉にそれぞれ共通に理解した意味を持たせて日常生活で互いに情報を伝達し交換し合っています。その言葉は具体的に個々の物や現象などに対応した名詞と、それらの物や現象に加えられる説明を表す形容詞と、動きを表わす動詞と、それらの動きに加えられる説明を表す副詞に大別されます。日本語の基本的な文法では、主語と呼ばれる情報の主体となる名詞と目的語と呼ばれる主語に関係する名詞の後に、テニオハと呼ばれる助詞をそれぞれ付けて主語と目的語の関係を表し、最後に動詞を付ける語順になっていますが、さらにそれらの名詞と動詞の前にそれぞれ形容詞と副詞を並べて情報に詳細な説明を加えています。幼児や外国人のように日本語をよく知らない人は文法を無視して言葉を並べ、情報を交換しますが多少の誤解を伴います。
本書の表題の「情報の伝達法を化学する」では、個々の現象に対応した「情報」と「伝達法」の 2 つの名詞と、動きを表わす「化学する」の動詞を「の」と「を」の 2 つの助詞で繋ぎ、これらの言葉の関係を明らかにしています。
人類の文明は数千年前から各地にほぼ独立した形で発展してきましたから、それぞれの集団の中で情報の交換に用いられる言語も独立した形で発祥し進化してきました。異なる人種が異なる自然環境の中で生活を続けてきましたから、それぞれの集団が生み出した言語も異なってきました。例えば、「同意」と「反意」の情報は人類が生活する上で最も根源的で重要な伝達すべき情報ですから、「同意」の意味を持つ言葉はそれぞれの家族や民族の間で自然発生的に異なる組み合わせの音に約束されています。日本語の「はい」あるいは「うん」の意味を持つ言葉は英語では Yes、ドイツ語では Ja、ロシア語では Da、イ
タリア語やスペイン語では Sì、フランス語では Oui、中国語では是（Shì）、韓国語では예
（ye）と短い言葉ですが民族により千差万別です。
平安時代にはハとファを区別していたようですが標準語として 70 の音に統一されましたので、標準語になくほとんど使わないために現代の日本人が聴き分けることの難しい Fや V や L や Th などの子音が英語には多く用いられています。R と L の違いが全く識別できませんから、カナダに滞在中に著者はこれらの音を含む英語をすべて日本語のラとリとルとレとロで発音し、相手の話す R と L の言葉を前後の言葉の繋がりから内容を連想していました。また、ドイツ語は A と E と I と O と U の 5 種の母音のほかにその中間の Ä と Öと Ü の 3 種の母音が基本になっています。
日本語の基本的な文法では、主語となる名詞と目的語となる名詞の後に、テニオハと呼ばれる助詞をそれぞれ付けて主語と目的語の関係を表し、最後に動詞を付ける語順になっていますが、英語の文法では主語となる名詞の後ろに動詞が並び、前置詞により相互の関係の表わされた名詞が最後に目的語として続きます。中央アジアで広く用いられているチュルク語やモンゴル語は韓国語とともに日本語と同じ主語と目的語に次いで動詞の順番を持っていますが、フランス語やスペイン語やイタリア語などのヨーロッパで広く用いられている言語は中国語や東南アジアの国々の言語とともに、英語と同じ語順を持っています。
人類の文明が発展するにつれて日常生活にあまり関係のない学問的な情報が蓄積されるようになり、学問が細分化してそれぞれの分野の情報が巨大になってきました。著者の専門分野としている有機化学は生体を構成する物質の性質や反応や利用法などを研究対象とする化学の一分野ですから、蛋白質や糖質や脂質や核酸を主要な研究対象とする多くの研究者が活躍しています。有機化学以外でも生物学や農学や医学や薬学や栄養学などの多くの専門分野に蛋白質や糖質や脂質や核酸などの物質を主要な研究対象とする研究者がいます。異なる人種が異なる自然環境の中で生活を続けるうちにそれぞれの集団が生み出す言語が異なってきたように、それぞれの学問分野は独立した形で情報の交換に用いられる専門用語と呼ばれる特殊な言語を生み出し進化してきました。有機化学は化学の一分野として進化してきましたから化学の分野で情報の交換に用いられる専門用語を用いています
が、農学や生物学は生物を対象として発展し進化してきた学問分野ですし、薬学や栄養学は医学から派生してきた学問分野ですから、それぞれ独立した形で情報の交換に用いられる専門用語を生み出し用いています。
ヒマワリの種の在り処を見つけた四十雀が他の小鳥達に情報の伝えても、人間には単にツピツピと囀っているとしか分かりません。「三毛猫が騒げばシケになり、眠れば天気平穏」や「地下の大鯰が暴れると大地震が起こる」などの種々の動物の間の情報が人間に伝えられてくると古くから言い伝えられていますが、俗説で真偽のほどは定かではないと思われます。我が家の愛犬が 7 色の声を使い分けて物事を伝えようとしてもほとんど理解できませんから、飼い主は唯々憶測して右往左往するばかりです。2002 年にタカラトミーが犬の首輪に装着しマイクで収音した鳴き声を分析して日本語に同時翻訳するバウリンガルと呼ばれる装置を開発しましたが、表示される言葉は不満と威嚇と自己主張と喜びと悲しみと欲求の 6 種類の感情のみでした。このように異なる情報伝達の機構の間では情報の交換は極めて難しいものです。
人間と動物のように非常に違いの大きな情報伝達の機構の間でなくとも、多くの民族は異なる音を組み合わせて異なる言葉を異なる語順の言語で情報の交換をしていますから、それぞれの民族の情報伝達の機構の間で相互に情報の交換することにはかなり困難が伴います。1969 年 7 月にアポロ 11 号の Armstrong 船長が月面に降り立った瞬間のテレビ中継を世界人口の 20％が見守ったと云われていますが、著者も大いに感激したことを今でも記憶しています。異なる言葉が異なる語順で並ぶ英語と日本語の間の情報交換の困難を乗り越えて、この時日本では西山千氏が月と地球の間の交信を臨場感に満ちた「こちらヒューストン。アポロ 11 号、応答せよ」の名文句で始まる同時通訳をしました。その後、電子技術が格段に進歩しましたから、現在では手に乗るほどの小さな電子機器で日常生活に必要な最低限の言葉や会話を種々の言語に翻訳する同時通訳機が市販されるようになってきましたが、未だ充分とは思えません。
水や食べ物の適性情報、生存競争に役立つ情報など生きるための知識や情報は生死を分けることにも繋がります。手話は手の動きなどの動作により情報の伝達の手段ですが、微妙な内容を含む情報を正確に伝えることがかなり難しく、人類が生活してゆく上で必要な情報を伝達する情報伝達の機構の媒体として不十分に思われます。人類は幸い非常に多くの音を微妙に発することができますから、この音を組み合わせた言語で多くの情報を伝達しています。しかし、人類の文明は異なる人種が異なる自然環境の中で生活を続けて各地にほぼ独立した形で発展してきましたから、それぞれの集団の中で情報の交換に用いられる言語も独立した形で発祥し進化してきました。さらに、人類の文明が発展するにつれて日常生活にあまり関係のない学問的な情報が蓄積されるようになり、学問が細分化してそれぞれの分野の情報が巨大になってきました。異なる集団が生み出す言語が異なってきたように、それぞれの学問分野は独立した形で情報の交換に用いられる専門用語を生み出し用いています。多くの民族や研究分野では独自の言語や情報伝達の機構により情報の交換をしていますから、それぞれの言語や情報伝達の機構の間で相互に情報の交換することにはかなり困難が伴います。
本書では化学的な知識や思考方法を基にして化学に関係の深い言語や情報伝達の機構について独善的に考えてみようと思います。これらの化学に関係の深い言語や情報伝達の機構について考えることから、何か一つでも化学の研究や教育に役立つものが見つけ出せれば良いと思っております。また、化学に関係の深い言語や情報伝達の機構について考えることで日常生活を豊かにする助けになれば、本書はさらなる意義を持つことになると思われます。