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ティコ・ブラーエ キャリア：天空の観測
星に関する事項について、ティコはまた、もし地球が太陽の周りを周回しているならば、半年間の間に地球の位置変化によって恒星に対する角度が変化し、年周視差が観測可能なはずだと考えた（この年周視差は実際に存在する。しかし、それはあまりにも小さく、1838年にフリードリヒ・ベッセルがはくちょう座61番星に0.314秒角の視差を発見するまで検出されなかった。）。実際の観測で恒星に年周視差が観測されないことについてのコペルニクス派の説明は、地球が公転で移動する距離をほとんど無意味にするほど恒星が地球から遥か遠方に存在するためであるというものであった。しかし、ティコはこの説明が別の問題を引き起こすことを指摘した。それによれば、星々は肉眼で小さく見えているが、ベガのようなより目立つ星々はかなり大きく、より小さなポルックスのような星々よりも大きく見え、ポルックスもその他の多くの星々よりは大きく見える。ティコは典型的な恒星の大きさが1分角であり、より目立つ星々はその2倍から3倍の大きさであると確信していた。彼はコペルニクス派の天文学者クリストフ・ロスマンに宛てた文章で、基本的な幾何学を用いてこの検出不能な年周視差を仮定すると、コペルニクス体系における星々までの距離は太陽から土星までの距離の700倍以上でなければならないことを示した。さらに、それほど遠い星がなお実際に空に見えるような大きさで観測されるためには、平均的な星々の大きさが超巨大－少なくとも（コペルニクス体系における）地球の軌道よりも大きく、もちろん太陽よりも遥かに巨大であると想定するしかないことを示した。またティコは、最も大きな星々はそれよりもさらに大きくなければならないこと、そして年周視差が誰もが考えるよりもさらに小さいとすれば、星々はさらに遠くにあることになり、それを認めるならば星々の大きさは際限なく大きく想定しなければならないことを指摘した。そしてティコは
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幾何学的にこれらのことを演繹するとよろしいでしょう。その帰着によって、この（地球が動いているという）仮定にどれほど多くの不条理が伴っているかあなたにはわかるでしょう（他の人々は言うまでもありません）。
と述べている。コペルニクス派はティコの幾何学的批判に対して、巨大な遠い星々という考えは不合理に感じられるかもしれないが、そうではない。創造主が望んだのなら、主は被造物をそのように大きく作ることができるのだという宗教的な反応を示した。事実、ロスマンはこのティコの意見に次のように答えた。
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（平均的な星が地球の公転軌道）全体と同じ大きさを持つことの何がそこまで不合理なのでしょうか？これの何が主のご意思に反しているというのでしょうか。あるいは主の本性によってそれは不可能だというのでしょうか。それは無限の自然によって許容されないのでしょうか？あなたがこのことから何等かの不条理を推論したいのであれば、それはあなたによって完全に証明されなければなりません。第一印象で低俗であるように見えるこれらの見解は簡単に不合理と咎めることはできません。実際、主の叡智と尊厳は皆が理解するよりも遥かに大きなものだからです。宇宙の広大さ、星々の巨大さをあなたの思案した通りにするのが良いでしょう－それはなお、無限の創造主に見合ったものではないでしょう。王が偉大であるほど、宮殿もその尊厳に相応しい大きさと偉大さになります。あなたはどのくらい偉大な宮殿が神に相応しいとお考えですか？
宗教はまた、ティコの地球中心体系においてもまた役割を果たした－彼は制止している地球を描く中で聖書の権威を引用した。彼は聖書の議論を単独で使用することは滅多になく（彼にとってそれらは地球の運動についての考えにおいてあくまで二次的な意義のものであった。）、時と共に彼は科学的議論に集中するようになった。とはいえ、彼は聖書の議論を真剣に受け止めた。
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ティコの1587年の地球・太陽中心モデルはポール・ウィチシュやレイマルス・ウルスス、ヘリジオス・ロスリン、そしてダヴィド・オリガヌスのような他の天文学者たちの地球・太陽中心モデルとは異なり、火星と太陽の軌道が交叉していた。これは、ティコが地球から火星までの距離が（火星が太陽と反対の空にある時）、地球から太陽までの距離よりも近いと考えるようになっていたためである。ティコは火星には太陽よりも大きな日周視差があると考えるようになったため、このように信じた。だが、1584年の同僚の天文学者ブルカエウス（Brucaeus）への手紙において、1582年とは反対に彼は火星が太陽よりも遠くにあると主張した。これは火星が日周視差をほとんど、または全く持たないという観測結果を得たためである。彼は、火星までの距離が太陽までの距離の3分の2しかないと予想されるためにコペルニクスのモデルは受け入られないと発言した。しかし、彼は空において太陽の反対側にある火星は太陽よりも地球に近いという見解を後からはっきりと変更したが、明らかに火星の視差について認められる何等かの観測上の証拠は存在しない。このような火星と太陽の軌道の交叉は、透明な個体の天球が存在したとすれば太陽と火星があるべき位置に侵入できないため、それが存在し得ないことを意味していた。恐らく、この結論は別の出来事、1577年の彗星が月よりも遠いという結論からも支持されていた。なぜならば、この彗星の日周視差は月よりも小さく、故にそれが軌道を通過する間にいくつもの透明の天球を通過する必要があったためである。
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ティコの際立った月理論に対する貢献には月の二均差の発見がある。これは月の黄経に現れる不等を表す項の1つで、月の摂動項の中では中心差、出差に次いで大きい。彼はまた、黄道に対する月軌道面の傾き（これは彼以前に考えられていたように約5度で不変ではなく、4分の1度以上の範囲で変動する）と、それに伴う月の交点の振動を発見した。これらは月の黄道座標における摂動を表している。ティコの月理論は古代から知られているものと比較して、明確な月の不等式（Inequality）の数を倍増させ、実際と月理論の不一致をそれまでの約5分の1に縮小させた。これは彼の没後の1602年にヨハネス・ケプラーによって出版され、ここから発展させたケプラー自身の派生理論は1627年のケプラーの『ルドルフ表』で示されている。
ケプラーは火星の運動についてのティコの記録を使用し惑星の運動についての法則（ケプラーの法則）を推論し、かつてない精度での各種天文表（astronomical tables）の計算を可能とした（ルドルフ表）。この法則の発見は太陽系における地動説モデルを強力に支援した。
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金星が満ち欠けの各段階を完全に備えているという1610年のガリレオ・ガリレイの望遠鏡による発見は、純粋な地球中心的プトレマイオス・モデルを否定した。その後、17世紀の天文学においては地球・太陽中心の惑星系モデルが大勢を占めた。この地球・太陽中心モデルは、金星の満ち欠けについて太陽中心モデルと同じように説明することができ、それに加えて恒星にいかなる年周視差も観測されないという太陽中心モデルが持つ問題が存在しなかった。ティコやその他の天文学者はこれを太陽中心モデルを反証していると見ていた。3つあった主要な地球・太陽中心モデルは、ティコのモデル、フランシス・ベーコン等に支持されたような水星と金星だけが太陽を周回するカッペルのモデル、そして水星、金星に加え火星も太陽の周りを周回し、土星と木星だけが不動の地球を周回するというリッチョーリによるカッペルのモデルの拡張版である。地球を日々自転させる「セミ・ティコ」版（'the semi-Tychonic'）として知られる形ではあったが、これらのモデル中では、ティコのモデルが恐らく最も一般的であった。セミ・ティコ版のモデルは、ティコの元助手かつ弟子であったロンゴモンタヌスが、1622年の『Astronomia Danica』において主張した。これはティコの観測データを用い、彼の惑星モデルの完成を意図したものであり、完全なティコの惑星モデルの規範とみなされた。ロンゴモンタヌスの作品は重版が重ねられ、後の多くの天文学者によって採用された。そしてロンゴモンタヌスを通じてティコの体系は遠く中国の天文学者たちによっても採用された。
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熱烈な反太陽中心モデルの主張者だったフランスの天文学者ジャン＝バチスト・モランは1650年に、楕円軌道を巡る、ティコの惑星モデルとティコ版の『ルドルフ表』の簡略版を考案した。ティコの体系は17世紀を通じてある程度採用されており、18世紀初めまでは使用されていた。このモデルは（コペルニクス論争についての1633年の判決の後）、イエズス会に端を発する「親ティコ文学の洪水（a flood of pro-Tycho literature）」によって支援された。イエズス会の親ティコ派の間では、1691年にイグナス・パルディがティコの体系が未だ一般に採用されている体系であると宣言し、フランチェスコ・ビアンキーニが1728年までそれを繰り返した。ティコの体系への固執、とりわけカトリック諸国におけるそれは、ティコの体系が（カトリックの教義と関係して）「古代と現代の安全な接合」を行う必要についての要求を満足させる性質を持っていたことによる。1670年以降においても、多くのイエズス会の著作家は、コペルニクス的な考えを僅かに秘めるのみであった。しかしドイツ、オランダ、そしてイングランドではティコ体系は「遥かに早く文献から消え去った」。
ティコ・ブラーエ キャリア：天空の観測
1729年に公表されたジェームズ・ブラッドリーによる光行差の発見は最終的にティコのものを含むあらゆる地球中心説が成立しないことを示す直接的な証拠を提供した。光行差は観測された恒星や惑星から来る光の速度が有限であることと共に、観測された天体の見掛けの方位に影響を及ぼし、地球が太陽の周囲を1年周期で公転しているという想定に基づいてのみ満足に説明が可能であった。
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ティコ・ブラーエはまた、医学と錬金術を研究していた。彼は人体が天体から直接的に影響を受けていると考えたパラケルススの強い影響を受けていた。人体を小宇宙とみなし、占星術は天空と人体の宇宙を結び付ける科学であるという、このパラケルスス的な視点はフィリップ・メランヒトンやマルティン・ルターにも共有されており、それ故に穏健ルター派（philippists）と純正ルター派（gnesio-Lutherans）の間の系争点の1つであった。ティコ・ブラーエにとって経験主義（empiricism）と自然科学（natural science）、宗教と占星術の間には密接な関わりがあった。ティコはウラニボリにある彼の巨大な薬草園を使用して、いくつかの薬草生薬（herbal medicines）のレシピを作り、それを用いて高熱やペストのような病気の治療を行った。彼が生きた時代、ティコは医学における貢献でも有名であり、彼の薬草生薬は1900年代まで使用された。スカンディナヴィアの民間伝承ではティコ・ブラーエの日という表現は「不運な日（unlucky days）」の日数を指す。これは1700年代に多くの生活暦に記載され始めたが、ティコ・ブラーエ自身の研究と直接的関係はない。占星術が実証的な科学ではないと気付いたからか、あるいは宗教的な反響を恐れたからか、ティコは自身の占星術的研究との関係をいくらか曖昧にしていた。例えば、彼のより天気の予測に関する占星術的な論文2つと生活暦（almanac）は、彼が個人的にそれらの研究を行った事実にもかかわらず、彼の助手の名前で出版された。何人かの学者はティコがそのキャリアの中でホロスコープ占星術に対する信仰を失ったと主張している。そして別の学者たちはティコは占星術との関わりが彼の実証的な天文学研究の受け入れに影響を与えるであろうことに気付いたので、単純にこの主題についての公のコミュニケーションを変えたのだと主張している。
ティコ・ブラーエ 遺産
ティコ・ブラーエの最初の伝記は1654年にピエール・ガッサンディによって書かれた。これは科学者の全人生を網羅した初の伝記でもある。1779年、ティコ・デ・ホフマン（Tycho de Hoffmann）はブラーエ家の歴史についての著作の中でティコ・ブラーエの一生を書いた。1913年、ドライヤーはティコ・ブラーエの著作集を出版し、さらなる研究の足掛かりを築いた。現代における初期のティコ・ブラーエ研究は彼の天文学的モデルの欠陥を重視し、彼をコペルニクス革命の受け入れに抵抗する頑迷な神秘主義者として描くと共に、ケプラーが惑星運動の法則を考案することを可能にしたティコの天体観測についてばかり評価する傾向があった。特にデンマークの学界では、ティコ・ブラーエは凡庸な学者かつ国家に対する反逆者として描かれていた（恐らくこれはデンマークの歴史学における戦士としてのクリスチャン4世の役割の重要性から来ている）。20世紀の後半、学者たちはティコ・ブラーエの価値について再評価を始め、クレスチャン・ピーザ・モースゴー（Kristian Peder Moesgaard）、オーウェン・ギンガリッチ（Owen Gingerich）、ロバート・ウェストマン（Robert Westman）、ビクター・Ｅ・ソレン（Victor E. Thoren）、そしてジョン・R・クリスティアンソン（ John R. Christianson）らによる研究がティコの科学に対する貢献に焦点を当て、そしてティコがコペルニクスを賞賛しつつも単純に彼の基本的な物理理論をコペルニクスの見解と整合させることができなかったことを証明した。クリスティアンソンの研究は科学者たちのための教育センターとしてのウラニボリにおけるティコの影響を示した。この科学者たちはブラーエと共に学んだ後、様々な科学分野で貢献した。
ティコ・ブラーエ 遺産
ティコの惑星モデルは時を置かず使用されなくなったが、彼の天文観測は科学革命に欠くべからざる貢献であった。伝統的な見解ではティコは本質的に経験主義者であり、精密かつ客観的な測定を行うための基準を確立した人物であったというものである。この評価の起源はピエール・ガッサンディの1654年の伝記『Tychonis Brahe, equitis Dani, astronomorum coryphaei, vita』である。この見解は1890年のJohann Dreyerの伝記で強調された。この伝記は長くティコについて最も影響力のある著作であった。科学史家ヘルゲ・クラーク（Helge Kragh）によれば、この評価はガッサンディの反アリストテレス主義、反カトリシズムから育まれたものであり、ティコの活動の多様性について説明することができない。
ティコ・ブラーエ 遺産
ティコの新星の発見はエドガー・アラン・ポーの詩『アル・アーラーフ』にインスピレーションを与えた。1998年、雑誌『Sky & Telescope』はドナルド・W・オルソン（Donald W. Olson）、マリリン・S・オルソン、そしてラッセル・L・ドースチャー（Russell L. Doescher）の記事を公表した。その中で、ティコの超新星はまた、シェイクスピアの『ハムレット』に登場する「star that's westward from the pole」と同じ星であると主張されている。
月のティコ・クレーターは彼の名誉を称えて命名され、火星の火星のティコ・ブラーエ・クレーターと小惑星帯にある小惑星ティコ・ブラーエも同様である。明るい超新星、SN1572もまたティコの超新星として知られている。また、コペンハーゲンにあるティコ・ブラーエ・プラネタリウムも彼の名から名付けられた。ヤシ（palm）の種であるブラエアも同じである。
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純正律
純正律（じゅんせいりつ、英語: Just intonation）は、周波数の比が整数比である純正音程のみを用いて規定される音律である。
例えば純正律による長調の全音階は、純正完全5度 (3/2) と純正長3度 (5/4) を用いて各音が決定される。
すなわち、Cを基準とした場合、Cの3度上がE、5度上がG、次にGの3度上がB、5度上がD、さらにCの5度下がF、Fの3度上がAとなり、これらを1 オクターヴ内に配列することでハ長調の全音階が得られる。
上述の音階を以下に示す。大文字のTは大全音 (9/8)、小文字のtは小全音 (10/9)、sは半音 (16/15) の音程を表す。
純正律の長所は、倍音のうなりを伴わない、単純な整数比による純正な和音が得られることである。 上記の例であれば、C-E-G、F-A-C、G-B-Dの三和音は4:5:6の比となり、三和音として最も単純な比を持つ。
短所は、音の組によっては、純正音程から著しく外れることである。上記の例ではD-Aの音程は純正完全5度 (3/2) よりも81/80（シントニックコンマ）狭い40/27となり、この音程を含む和音は非常に響きが悪くなる。そのため純正律では転調や移調が困難である。
純正律
もう一つの短所は、旋律の演奏に際しては、純正律では大全音 (9/8) と小全音 (10/9) の2種類の全音が存在するため、音階が不均等な印象を与え、また演奏が難しいことである。
これらの幹音から上に純正長3度の音程をとることで♯の派生音が、下に純正長3度の音程をとることで♭の派生音が得られる。この結果、純正律においては全音階的半音（16/15、112セント）、半音階的小半音（25/24、71セント）、半音階的大半音（135/128、92セント）大リンマ（27/25、134セント）という4種類もの半音が存在する。
純正完全5度 (3/2) と純正短3度 (6/5) を用いた純正律によるイ短調の全音階は以下のようになる。
この場合、下属音のDはAの純正な完全5度下になるため、ハ長調のDより低くなる。つまり、純正律ハ長調の全音階においてそのまま主音をハ (C) からイ (A) に移しても、純正なイ短調の短音階にはならず、Dをシントニックコンマ低めなければならない。一方で、純正律ハ長調の幹音（C,D,F,G）および派生音（E♭,A♭,B♭）から純正律のハ短調の音階を得ることができる。このような面から、「平行調よりも同主調の方がより密接な関係にある」とする見解もある。
純正律 純正律を可能とする楽器
日本の楽器メーカーであるヤマハでは、学校における合奏および合唱の指導において、特にロングトーン（持続音）のハーモニーの改善を目的とした、ハーモニーディレクターおよびハーモニーキーボードという名称の電子キーボードを供給している。これらの製品では主キーの長調と短調を選択して、その三和音を平均律と純正律に近いチューニングに分けて、発音させることができるようになっている。またローランドでもシンセサイザーの一部製品（XPシリーズ、RSシリーズなど）において、平均律をセント単位で補正することで、純正律に近いチューニングを可能としている。
ヤマハ、ローランド、カシオの電子ピアノと電子オルガンの製品においては、平均律以外の各種古典調律とともに純正律の選択が装備されているものもある。
また、ヤマハが1951年から1982年まで販売していた第一世代ミュージックサイレンは、吹鳴のテンポが全体的に遅い事や、屋外への響きを重視していることから和音が得られやすい純正律を採用している。例えば、「家路」や「埴生の宿」、「花嫁人形」などその他吹鳴する際には制御装置や発音装置の構造で音が持続するように設計されている。
スギ
スギ（杉、椙、学名: Cryptomeria japonica）は、裸子植物マツ綱のヒノキ科スギ属に分類される常緑高木になる針葉樹の1種である（図1）。スギは、スギ属の唯一の現生種とされることが多い。大きなものは高さ60メートルになり、日本自生の木の中で最も大きくなる種とされる。樹皮は赤褐色で縦に細長く裂ける。葉は鎌状針形、枝にらせん状につく。"花期"は早春、球果はその年の秋に熟す。成長が速く、比較的長命である。本州（青森県鰺ヶ沢町以南）、四国、九州（屋久島以北）に自生し、北海道道南や青森県南部地方など自生地以外を含めて国内外で植栽されている（→#分布）。日本固有種とされることもあるが、中国南部のもの（カワイスギ）も自生とされる。日本の太平洋側と日本海側のスギでは形態的・生態的・遺伝的差異があり、それぞれオモテスギ、ウラスギとよばれる（→#分類）。
スギ
「スギ」の名は「すぐ（まっすぐ）」に由来するとされることが多いが、諸説ある（→#名称）。日本では最も広く植林されている樹種であり、その面積は日本の人工林の45%、全森林の18%に達する（→#植林）。日本国内には多数の産地があり、北山杉のように、ふつうその産地名を冠してブランド化されている。材は、建築、家具、樽、土木などに広く利用されている（→#木材）。そのほかにも屋根、線香、杉玉など樹皮や枝葉が利用されることもあり（→#樹皮・枝葉などの利用）、また観賞用に植栽されることもある（→#観賞用）。古くから神社などに植栽され、神木とされているものや天然記念物に指定されているものも多い（→#文化、#天然記念物）。スギは早春に大量の花粉を散布し、日本では花粉症の主な原因となっている（→#スギ花粉症）。
スギ 名称
「スギ」の名は、真直ぐに成長する木、「直木（すぐき）」に由来するとされることが多い（貝原益軒『大和本草』、新井白石『東雅』など）。ただし、古代において「直（すぐ）」の読みはなかったことから、この説は後世の付会ともされる。その他の説として、成長が速い「すくすく育つ木」（「すくすく」という擬態語は古代からあった）に由来するとする説（『大言海』など）、上へ進み上る「進木 (すすき)」に由来するとする説（本居宣長『古事記伝』など）、「ス（細く痩せた）木」に由来するとする説（狩谷掖斎『箋注倭名類聚抄』など）がある。
漢字の「杉」は、日本ではスギのことを指すが、もともと中国ではコウヨウザン（ヒノキ科）のことを指し、中国ではスギは「柳杉」とよばれる。またスギは「椙」とも表記されるが、これは日本の国字である。
スギは、古くは「マキ（真木、槙、槇）」ともよばれた。マキは良い木、立派な木のことであり、スギのほかにコウヤマキ（コウヤマキ科）、イヌマキ（マキ科）、ヒノキ（ヒノキ科）を意味することもある。
スギ 名称
日本ではスギは代表的な針葉樹であるため、系統的にスギに近縁ではない針葉樹が「…スギ」と名付けられた例があり、レバノンスギやヒマラヤスギ（マツ科）、ナンヨウスギ（ナンヨウスギ科）などがある。また、その外形などがスギに似ている植物に「スギ」が付されていることもあり、スギゴケ（スギゴケ科）やスギラン、マンネンスギ（ヒカゲノカズラ科）、スギナ（トクサ科）、クサスギカズラ（キジカクシ科）、ミズスギナ（ミソハギ科）、スギナモ（オオバコ科）などがある。また、アズキナシ（バラ科）をカタスギと呼ぶこともある。スギノリ（杉海苔）は、スギの樹形のような形をした真正紅藻綱に属する海藻である。
スギ 特徴
常緑高木となる針葉樹であり、高さは15–40メートル (m)、大きなものは樹高40–60 m、幹の直径 4–5 m になる。日本自生の木の中では、最も大きくなる種とされる典型的にはまっすぐ伸びた明瞭な主幹をもつが（図1, 2a, c）、基部付近で分岐して株立ちするものもある（下図2b）。樹冠はふつう円錐形であるが、古くなると円形になる。樹皮は赤褐色から褐色、縦に細長く裂けて剥がれる（下図2c）。若い枝はふつう斜上するが、古くなると垂れ下がる。小枝はふつう垂れ下がり、無毛。
葉は先端が尖った鎌状の針形、長さ4–20ミリメートル (mm)、無毛、枝に対して15–45°の角度でらせん状について密生している（下図3）。葉の基部は茎に沿下し、関節がないため落葉せず、枯れると小枝ごと落ちる。個々の葉は4–6年ほど樹に付いていると推定されている。葉の横断面はひし形、4面に2–8列の気孔があり、中心に葉脈の維管束が1個あり、その下側に1個の樹脂道が存在する。冬季には短い葉が密生して芽を保護しているため、枝についている葉の大きさが一年ごとに短くなっている。冬には葉が赤褐色になり（下図7b）春に緑色に戻るものが多いが、冬に黄色になるものや冬の間も緑色を保つものもいる。
スギ 特徴
雌雄同株、"花期"は2月から4月だが（下図4a）、雄球花（"雄花"）と雌球花（"雌花"）は前年の夏頃から小枝の先端に形成され始める。このころの日照量が多く降水量が少ないと、翌年早春の花粉量が多くなる傾向がある。
雄球花は楕円形、長さ 2–8 mm、淡黄色、前年の枝先に6–35個が穂状に密生し、遠くからでもよく目立つ（下図4）。小胞子葉（"雄しべ"）の背軸面に、3–5個の花粉嚢（"葯室"）がある。花粉は前年の秋頃から形成され始める。花粉は直径30–40マイクロメートル (µm)、小突起があるが、付着性はない。
スギ 特徴
雌球花は緑色、球形で直径 4–5 mm、前年の枝先に1個ずつ下向きにつく（下図5a）。胚珠は珠孔から受粉滴を分泌し、これに花粉が付着し、この受粉滴が再び胚珠内に吸収されることで花粉は取り込まれ、数日で花粉管を伸長し始める。受粉の頃から胚嚢母細胞が減数分裂を開始し、やがて9–10週間後に十数個の造卵器を含む胚嚢（雌性配偶体）が形成される。受精は受粉から12週間後頃に起こり、やがて胚形成、種子の成熟が起こる。球果はらせん状に配列した17–38個の果鱗（種鱗 + 苞鱗）からなり、種鱗と苞鱗は基部側で合着、種鱗の先端には4–6個の歯牙があり、苞鱗の先端は三角状でやや反曲する（下図5b）。球果は10–11月に熟し、球形で長さ1.5–3センチメートル (cm)、褐色で木質、裂開する（下図5c）。種鱗の基部に2–6個の種子がつく。種子は長楕円形から倒披針形、長さ 4–7 mm、両側に狭い翼がある（下図5c）。種子の発芽率は一般的に30%ほどであり、子葉は2–3枚、まれに4枚。染色体数は基本的に 2n ＝ 22、ときに23、24、33、44。
枝葉からは重量比約0.5%ほどの精油が抽出され、蒸留初期にα-ピネン、サビネン、リモネンなどのモノテルペンが多く、蒸留後期にはβ-エレモール、γ-オイデスモール、δ-カジネンなどのセスキテルペン、16-カウレンなどのジテルペンが得られる。一方、材では特に心材部に多く、δ-カジネンやエピクベノール、ムウロレン、カジナ-1,4-ジエンなどのセスキテルペン、フェルギノールやサンダラコピマリノールなどのジテルペンが得られる。
スギ 分布
日本では本州（青森県鰺ヶ沢町以南）から四国、九州（屋久島以北）までの、主に冷温帯（山地帯、ブナ帯）に自生し、本州では標高 0–2,050 m（立山連峰劔岳）、四国では 300–1,400 m、九州では 300–1,850 m（屋久島）に分布する（図6）。ただし、スギは古くから伐採・利用されてきたためため、野生個体群は小さく（多くは 10 ha 以下）、山地にパッチ状に点在しているのみであり、多くは保護林とされている。
日本固有種とされることもあるが、中国南部（福建省、江西省、四川省、雲南省、浙江省）に分布しているものは、中国自生のものに由来すると考えられている（下記参照）。中国でも古くから伐採・利用されており、広く植栽されているが、野生個体群はほとんど残っていないと考えられている。
日本では造林面積が最も広い樹種であり、古くから植林されているため、天然林か人工林かの判断が難しいことも多い。自生地以外では、青森県津軽半島や南部地方、北海道道南を中心に造林されており、最北端は利尻島にある。ほかにも、沖縄本島北部、台湾、朝鮮半島、中国からヒマラヤ地方、レユニオン島、アゾレス諸島などで木材用に植林されている。
スギ 分布
堆積物中の花粉化石の調査から、最終氷期においてもツガ属、トウヒ属、マツ属などが多かった寒冷期（約7万年前、2万年前など）を除いて、日本ではおおむねスギが多く生育していたことが示されている。最終氷期には、スギは若狭湾から隠岐、伊豆半島周辺、紀伊半島南部、四国、屋久島などいくつかの逃避地に残存し、気候が温暖化し始めた1万年前頃から分布拡大して日本海側や東海地方ではスギが優勢となったが、約900年前以降にはマツ属、コナラ亜属が増加しており、人間活動によって二次林化していったと考えられている。中国では、最終氷期には広く分布していたと推定されているが、その後の降水量の減少によって分布域が分断化され、さらに伐採や開墾などの人間活動によって大きく影響を受けたと考えられている。
スギ 生態
自生のものは冷温帯（山地帯、ブナ帯）を中心に生育し、モミやヒノキ、アスナロ、クロベ、ヒメコマツ、ブナ、ミズナラなどと混生する。沢沿いに多いが、岩上や湿原周囲に見られることもある。人工的なスギ林は、暖温帯（低地帯）にも広く見られる。沢沿いなど比較的水分と栄養分に富む環境を好む傾向があるため、植林の際にも谷間はスギ、中腹はヒノキ、尾根筋はマツと植え分けられる（図7a）。
スギの人工林は、ヒノキ林と比べて低木や草本などが育ちやすく、落ち葉が堆積しやすいので、土壌が軟らかい。ただし落葉層が発達した場所ではスギの実生の定着が悪く、秋までにほとんど死滅してしまうとされる。特に屋久島や積雪地の個体群では、実生の生存には倒木の存在が重要であることがしばしば指摘され、実生で更新する場合にはいわゆる倒木更新や切株更新を行う樹種であると考えられている。
スギ 生態
針葉樹のうち、マツ科の植物は外生菌根を形成するが、スギなどヒノキ科の植物はふつうアーバスキュラー菌根を形成する。同一個体における菌根菌への感染率は一定ではなく、季節を通じて変動があることが報告されている。マツ科の針葉樹はしばしばアレロパシー（他感作用）をもち、他の植物の生育を阻害しているとする報告があるが、スギではこのようなアレロパシーは特に知られていない。スギ林には他の植物が生育しやすく、しばしばコクサギやウリノキ、バイカウツギなどの低木や、エビネやサイハイラン、ヤマルリソウなどの草本が見られる。ただし、スギが混交するブナ科森林では、外生菌根を形成する菌根菌の種類が減少するという報告がある。また、スギが植えられた場所はカルシウムなどの塩基が蓄積し、土壌は塩基性に傾くという。
スギ 生態
日本に自生するスギの中で、太平洋側のものと日本海側のものの間には形態的・生態的差異があることが知られている。日本海側のスギは、下部の太枝が多雪でも折れずに垂れ下がり、接地した部分から発根して新たな株を形成（伏条更新）する性質がある。ほかにも発根性がよく、挿し木が容易であり、幹の下部の不定芽がよく発達する。また、日本海側のスギは樹冠がとがり、太枝が下向き、葉が枝に鋭角につくなど耐雪性の特徴も示す。このような特徴をもつ日本海側のスギは、多雪環境に適応したものと考えられている。一方、日本海側のスギは、太平洋側のスギよりも低温と乾燥に弱い傾向がある。このような違いから、太平洋側のものは「オモテスギ」、日本海側のものは「ウラスギ」として分けられる（→#分類参照）。同様な太平洋側と日本海側での種内分化は、イチイとキャラボク、ヤブツバキとユキツバキなど様々な樹木でも知られている。
スギは、冬季に葉が赤褐色になって春に再び緑色に戻るものが多いが（図7b）、黄白色になるものや、変色せずに緑色を保つものもいる。緑色のままや黄白色に変化する形質は、赤褐色に変化する形質に対して潜性形質（劣性形質）であるとされる。赤褐色への変色はカロテノイドの1種であるロドキサンチンの蓄積によるものとされ、光合成機能が低下する低温条件下で太陽光による障害（光阻害）を防ぐ効果があると考えられている。このような低温条件下での光阻害とその対応が種の分布を決める一因となっているとして、高山・亜高山帯に分布するマツ科やツツジ科を中心に研究が行われている。
耐塩性については品種、及び樹齢によって異なるとされる。
スギの花粉媒介は風媒であり、2–4月頃に大量の花粉が散布される。スギの花粉は比較的遠距離まで散布されるため、産地の異なるスギを天然林付近に植栽すると、遺伝子汚染を引き起こしやすいとされる。
スギ 病虫害
スギの病害は約80種が報告されているが、スギ赤枯病は特に重要な病害である。スギ赤枯病は Passalora sequoiae（= Cercospora sequoiae; 子嚢菌門クロイボタケ綱）によって引き起こされるスギ苗木に対する代表的な病害であり、葉や枝が枯れ、胞子（分生子）で周囲のスギ苗木に感染して被害が拡大する。また、類似した病害としてスギフォマ葉枯病（病原菌は Discochora sawadae）、スギペスタロチア病（病原菌は Pestalotiopsis spp.）、スギ列イボ病（病原菌は Cercospora cryptomeriaecola）などがある。赤枯病に罹病して枯死しなかった苗木が成長すると、患部が溝状に残って成長するため、溝腐病とよばれる。若い時期に感染した部分が治癒しないため樹幹は著しく変形して材変色が生じ、また林内の他の木に感染することもある。全く別の菌類であるチャアナタケモドキ（Fomitiporia sp. = "Phellinus punctatus"; 担子菌門ハラタケ綱）が類似した病気を引き起こすことがあり、非赤枯性溝腐病とよばれ、特に千葉県の山武杉（サンブスギ）に大きな被害を与えた。
スギ 病虫害
スギ黒点枝枯病もスギの重要な病害であり、Stromatinia cryptomeriae（子嚢菌門ズキンタケ綱）によって引き起こされる。小枝先端部に褐色病斑が生じてその病斑が拡大、数年で主枝に達し、主枝を一周するとそれより上部が赤褐色になって枯れてしまう。特に東北地方において重要病害であり、樹齢を問わず発生し、ときに著しい成育阻害を起こす。
スギ枝枯菌核病とスギ褐点枝枯病は東北地方の多雪地帯で重要な病害であるが、同一の菌類 Scolecosporium（子嚢菌門クロイボタケ綱）の異なる世代によって引き起こされることが示唆されている。スギ暗色枝枯病は Guignardia cryptomeriae（子嚢菌門クロイボタケ綱）による病気であり、枝枯、樹幹の陥没、材の変色が起こる。スギ褐色葉枯病では Plectosphaera cryptomeriae（子嚢菌門フンタマカビ綱）が葉に寄生してこれを枯らし、症状が重いと樹勢の低下が著しい。スギ苗癌腫病の原因菌は Valsa cryptomeriae（子嚢菌門フンタマカビ綱）とされていたが、直接の関係はないことが明らかとなっており、病因は不明である。
スギ 病虫害
スギの葉を好んで食べるスギドクガ（Calliteara argentata; 図8a）は、幼虫が時に大発生し被害が大きい場合は成木でも枯死に至ることがある。スギドクガは新葉より旧葉を好んで食べるという。スギの葉を食べる昆虫として、ほかにウスイロサルハムシ（スギハムシ; Basilepta pallidula）、スギハマキ（Homona issikii）などがいる。またスギの葉に潜行する昆虫として、スギメムシガ（Argyresthia anthocephala）やスギタマバエ（Contarinia inouyei）がいる。スギマルカイガラムシ（Aspidiotus cryptomeriae）は、スギの葉を黄色く変色させ、ときに苗木を枯死させる。スギノハダニ（Oligonychus hondoensis）やエゾスギツメハダニ（エゾスギハダニ; Oligonychus pustulosus）もスギにつき、葉に白から褐色の斑紋が生じる。
スギ 病虫害
スギの生木に対する穿孔性害虫としては、特にスギカミキリ（Semanotus japonicus）とスギノアカネトラカミキリ（Anaglyptus subfasciatus）の幼虫が著しい材質低下をもたらす。スギカミキリの幼虫は内樹皮を食害し、その被害は「はちかみ」とよばれる。一方、スギノアカネトラカミキリの幼虫は材を食害し、その部分に菌類が侵入して材が変色する現象は「とびくされ」とよばれる。スギノアカネトラカミキリは、スギでは尾根筋に生える個体に、逆にヒノキでは谷筋に生える個体に被害を与える。生木または伐採後の原木に穿孔する昆虫として、ほかにヒメスギカミキリ（Callidiellum rufipennis; 図8b）、マスダクロホシタマムシ（Ovalisia vivata）、キクイムシ類、ゾウムシ類（オオゾウムシなど）、キバチ類（ニホンキバチ、オナガキバチなど）、コウモリガ（Endoclyta excrescens）、ヒノキカワモグリガ（Callidiellum rufipenne）、スギザイノタマバエ（Reeseliella odai）などが知られている。穿孔性の昆虫の中には（特にキクイムシ類、一部のキバチ類）、産卵時に特定の菌類を共に植え付け、幼虫がこれを直接または間接的に利用することがあり、このような菌類によって材が変色する。穿孔性昆虫の中には、樹皮がついている原木を好む種と、樹皮を剥がした原木を好む種がいる。
スギ 病虫害
スギの球果を食害する昆虫として、チャバネアオカメムシ（Plautia stali; 図8c）やスギメムシガ（Argyresthia anthocephala）、マツマダラメイガ（Dioryctria abietella）、スギカサヒメハマキ（Cydia cryptomeriae）などが知られており、スギ種子の生産を行う採種園に大きな被害を与えることがある。またスギの球果で増殖したチャバネアオカメムシが、近隣のナシやカキなどの果樹に害を与えることもある。
スジコガネ（Anomala testaceipes）、オオスジコガネ（Anomala costata）、ヒメコガネ（Anomala　rufocuprea）、ナガチャコガネ（Heptophylla picea）、キンケクチブトゾウムシ（Otiorhynchus sulcatus）、クワヒョウタンゾウムシ（Scepticus insularis）の幼虫は地中に生育し、スギの根を食害する。
ニホンジカはスギの枝葉を食べ、またニホンノウサギは苗木を食害する。ツキノワグマやニホンジカが樹皮をはいでしまうことがある（熊剥ぎ、鹿剥ぎ）。
スギ 著名な個体
最も樹高が高い個体は、京都市左京区の大悲山国有林にある「花脊の三本杉」（図9a）の1本（東幹）であり、2017年に高さ62.3メートルであることが報告された。三本杉の別の1本（北西幹）も高さ60.7メートルあり、2番目に樹高が高い個体とされる。また、屋久島の「縄文杉」は幹周り16メートルあり、最も太い個体とされるが、縄文杉は複数の木が癒合したものともされ、確実に1本のものは高知県長岡郡大豊町の「杉の大杉」南株であり、幹周り15メートルに達する。
スギの巨木はしばしば樹齢1,000年以上とされるが、スギは成長が早く、実際に1,000年以上のものは少ないと考えられている。屋久島の「縄文杉」はときに樹齢7,200年ともされるが確実な証拠はなく、その樹齢は明らかではない。ただし屋久島には実際に高齢樹が多いと考えられており、確実な例としては、地上6メートルの部分で1,776年の年輪を示す標本があり、ほかにも1,400年、1,345年の記録がある。
スギ 著名な個体
鹿児島県の屋久島は日本におけるスギの自生地最南端であり、標高700から1,700メートルの山地に生育している。降水量は多いが花崗岩質で栄養分が乏しいため、屋久島のスギは極めて成長が遅く、樹齢1,660年でも幹の直径が180センチメートルほどにしかならない。そのため材質が緻密であり、樹脂分が多く腐食しにくいため、長命であると考えられている。一般的に屋久島のスギは屋久杉とよばれるが、現地では樹齢800–1,000年以上と考えられるものを屋久杉、それより若いものは小杉とよばれる。小杉は林業が行われ始めた時代以降のものであり、明るい伐採地で育ったため成長が良好であるが、屋久杉はそれ以前からあるもので暗い林内で育ったため成長が遅く木目が詰まっている。現存する大きな屋久杉は幹の凹凸が激しく、利用しにくいため切り残されたと考えられている。著名な屋久杉として、以下のものがある。また、下記のように、屋久島のスギ原生林は特別天然記念物に指定されている。
2023年現在、日本において国の特別天然記念物（*で示している）または天然記念物に指定されているスギは、下記のように49件ある。植栽されたものが多いが、スギの原生林も含まれる。また、県や市区町村で指定されているものも多い。
スギ 人間との関わり
スギは、日本人にとって古くから生活に深く関わり、また信仰の対象となることもある馴染み深い樹木である。建築材や土木材、酒樽などに利用され、樹皮は屋根葺きの材料として利用されてきた。日本酒の酒蔵の軒先には、スギの葉を束ねて丸くした杉玉が吊される。線香は乾燥したスギの葉を粉末状にしたものを原料とすることがある。日本では木材用のスギの植林が戦後盛んに行われたため人工林面積の約45%を占め、また防風や風致のために植栽されることもある。スギは極めて有用な植物であるが、春先の晴れた日に花粉が大量に飛散し、これを原因とするスギ花粉症は日本人の国民病ともいわれ、社会問題のひとつとなっている。
スギは成長が速く、その材は割りやすくやわらかく加工しやすいため、古くから利用されている。縄文時代前期（約6,000年前）の鳥浜遺跡（福井県三方上中郡）からは、板材などの大量のスギ材とともに、長さ6メートルもあるスギの丸木舟が出土している。また弥生時代の登呂遺跡（静岡県静岡市）からは、住居や生活具、水田の畦や溝の土留めとされた大量のスギ材が出土している。
スギ 人間との関わり
材は比較的軽く、気乾比重は0.30–(0.38)–0.45、割裂性がよく、やわらかく加工しやすい。辺材と心材の差は明瞭であり、辺材は白色、心材はふつう淡紅から暗赤褐色（赤芯）だが、黒褐色のもの（黒芯）もある。スギは含水率が高いことがあり（黒芯など）、このような状態は「水食い」（wetwood）とよばれ、しばしば利用に問題が生じる。木目はまっすぐで年輪は明瞭、肌目はやや粗い。特有の匂いがあり、酒樽に用いることで日本酒の香り付けにも関わる。心材の耐朽性は中程度、耐水性にやや劣る。乾燥は速く、平均収縮率は柾目方向で0.1%、板目方向で0.25%、曲げヤング係数は 7.5–10 GPa。
日本における木材利用の75％を占めるともされる。建築材（柱、桁、垂木、天井板、欄間、長押、戸、障子など）、家具、器具、包装、樽、桶、下駄、指物、経木、曲物、箸、土木（足場丸太、杭丸太など）など様々な用途で用いられる（図12）。また、造船、電柱、天秤棒、背負子などにも使われた。
古木の材には鶉杢（うずらもく）や笹杢（ささもく）など特異な模様が生じることがあり、指物や和家具などの材料として珍重される。また、水土中に埋没して火山灰などによって青黒褐色に変色した材は神代杉（じんだいすぎ）とよばれ、工芸品などに利用される。