hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
ベレの方法 速度ベルレ法
関連する、より広く用いられているアルゴリズムとして速度ベルレ法があげられる。この手法はリープ・フロッグ法に似ているが、同時刻の位置と速度を計算する（リープ・フロッグ法では名前の含意するとおり計算しない）点で違う。速度ベルレ法とベルレ法は似ているが、陽に速度を扱い、初期ステップにおける速度を明示的に解く点で異なる。
速度ベルレ法とベルレ法の誤差は同じオーダーであることは示すことができる。ベルレ法では2時刻における位置を記憶しておく必要があるため、1時刻における位置と速度を記憶する速度ベルレ法の方がメモリ消費量が多いとは限らない。
半ステップ速度計算を省く場合、以下のように簡略化される。
ただし、加速度がのみに依存し、に依存しないことを前提としている。
速度ベルレ法は、長期的にはリープ・フロッグ法と同様に半陰的オイラー法よりもオーダー1つ分良い近似である。速度の時刻が半ステップずれる以外は殆ど同じである。このことは上述のループのステップ3から初めて、ステップ2と4を組み合わせればステップ1における加速度項は取り除けることに注意すればすぐに証明することができる。唯一の違いは、速度ベルレ法のおける中間速度が半陰的オイラー法における最終速度として扱われることである。
ベレの方法 速度ベルレ法
オイラー法の大域誤差はオーダーは1であるのに対して、速度ベルレ法の大域誤差のオーダーは中点法と同じく2である。加えて、もし加速度が保存力もしくはハミルトニアン系から定まる場合、エネルギーの近似値は厳密解における一定値のエネルギーのまわりを振動し、大域誤差は半陰的オイラー法ではオーダー1、速度ベルレ法およびリープ・フロッグ法ではオーダー2の範囲に収まる。系の運動量や角運動量などのシンプレクティック数値積分法で保存されるその他の量についても同じことが言える。
速度ベルレ法は、ニューマークのβ法のβ=0, γ=1/2とした特殊例である。
速度ベルレ法は3Dアプリケーション一般に有用なアルゴリズムであり、以下のようなC++実装により一般的に解ける。加速度の向きの変化をデモするため、簡略化された抗力を作用させているが、加速度が一定でない場合にのみ必要となる。
ベレの方法 誤差項
ベルレ法の局所位置誤差は上述のとおり、局所速度誤差はである。
しかし、大域位置誤差は、大域速度誤差はである。これは次のように導出できる。
および
より以下が導かれる。
同様に繰り返せば、以下を得る。
この数列の一般項は以下のように得られる。
大域位置誤差はとしたときの位置の誤差であるから、次を得る。
したがって、時間間隔を一定とした場合の大域（累積）誤差は以下のオーダーとなる。
ベルレ法では速度は位置に依存して非累積的に算出されるため、大域速度誤差のオーダーもとなる。
分子動力学シミュレーションでは通常、局所誤差よりも大域誤差のほうがはるかに重要であるため、ベルレ法はオーダー2の積分アルゴリズムとみなされる。
ベレの方法 拘束
拘束条件下にある多粒子系は、ベルレ法を用いるほうがオイラー法よりも単純に解くことができる。質点間の拘束条件はたとえば距離を特定値に拘束したり引力を印加したりする条件が考えられるが、粒子間をばねで繋いだと考えることができる。無限に硬いばねを用いれば、このモデルはベルレ法で解くことができる。
一次元の場合、i番目の質点の時刻tにおける、拘束されない位置を、実際の位置をとすると、これらの間の関係は以下のようなアルゴリズムで得ることができる。
ベルレ法は位置を直接力に関係づけるため、速度を用いて問題を解くよりも使いやすい。
しかし、各粒子に複数の拘束条件が課される場合、問題が起きる。この問題を解決するには、シミュレーションのタイムステップを小さくしたり、タイムステップごとに決まったステップ数の拘束緩和を行ったり、残差が特定の値を下回るまで拘束を緩和する、などの方法でシミュレーションを実装する。
ベレの方法 拘束
拘束条件を1次までで局所近似する場合、これはガウス＝ザイデル法と同等となる。行列が小さい場合、LU分解の方が速いことが知られている。大きな系もクラスター（例:ラグドール=クラスター）に分解できることがある。クラスター内ではLU分解を用い、クラスター間にはガウス＝ザイデル法を用いればよい。行列のコードを再利用し、力の位置への依存性を1次局所近似することにより、ベルレ積分をより暗黙的にすることができる。
SuperLUを始めとした、疎行列を用いて複雑な問題を解くための洗練されたも存在する。また、例えば音波を形成することなく力を布を伝わらせるなどの特殊化された問題を取り扱うための特殊な技法もある。
ホロノミック拘束を解くには、拘束条件を扱えるアルゴリズムを用いる必要がある。
ベレの方法 衝突応答
衝突に応答する一つの方法として、ペナルティに基く方法が挙げられる。この方法では基本的に衝突した点に力を加える。問題は、加える力をどのように決めるかである。力が強すぎると物体は不安定になり、弱すぎると互いに貫通してしまう。衝突に応答する別の方法としては投影法があり、衝突した物体を最小の移動距離で相手の物体の内部から出すように動かすことで衝突に応答する。
ベルレ法では、後者の方法で衝突した場合の速度が自動的に決定する。しかし、このことは衝突の物理が自動的に満たされる(すなわち運動量の変化が現実的なものとなる)ことを意味しない。速度項を暗黙的に変化させる代わりに、衝突した物体の最終速度を陽に（直前のタイムステップにおいて記録された位置を変化させることにより）制御する必要がある。
新しい速度を決める最も単純な方法として、完全弾性衝突もしくは完全非弾性衝突を仮定することが挙げられる。より複雑な制御方法では、反発係数を用いることもある。
大阪大学豊中キャンパス
座標: 北緯34度48分22秒 東経135度27分15秒﻿ / ﻿北緯34.80621度 東経135.45411度﻿ / 34.80621; 135.45411
大阪大学 豊中キャンパス（おおさかだいがく とよなかキャンパス）は、大阪府豊中市待兼山町に所在する大阪大学のキャンパスの一つである。
大阪大学豊中キャンパス 概要
全学共通教育を担当する全学教育推進機構とその講義棟が置かれており、学部の新入生は一定期間（学部毎に異なる）豊中キャンパスに通うことになる。サークル活動の拠点となる諸施設が設置されており、3つのキャンパスの中で最もサークル活動が盛んである。課外活動オリエンテーションも本キャンパスで実施される。
土地面積は440,337.24m2。公的文書等では「豊中団地」と称される。
大阪大学豊中キャンパス 歴史
豊中キャンパスは待兼山の大阪医科大学予科校舎に始まる。予科跡地に大阪府立浪速高等学校が設立された。同校は、戦後に大阪工業専門学校との等価交換により国に移管されて一般教養部北校となり、現在の豊中キャンパスの土台となっている。同予科跡地には1932年に大阪帝国大学医学部附属医院石橋分院が設置された。この分院は1968年に廃止されたが、建物は大阪大学医療技術短期大学部本館を経て、大阪大学総合学術博物館（待兼山修学館）として改装され、現在に至る。キャンパス内に残された大阪帝国大学時代の建物は、これがほぼ唯一のものである。
現在キャンパスのシンボルとなっている大阪大学会館は、浪速高等学校の高等科本館として1929年に竣工したもので、ネオゴシック様式を持った学内最古の建物であり、2004年に国の登録有形文化財となった。
キャンパスは池の埋め立てや待兼山に連なる丘陵部の造成により徐々に拡張、整備され、その過程でマチカネワニの化石も発掘された。整備が一通り落ち着いた後、長らく経年劣化等により古びた学舎群となっていたが、2000年代になって研究棟や福利棟の建て替えや改装、新築が進んでいる。現在のキャンパス内には中山池、乳母谷池、待兼池の三つが残っており、時折、釣り人の姿も見られる。
大阪大学豊中キャンパス 構内
石橋口
歩行者通用門
至近：総合学術博物館・大阪大学会館
石橋阪大前駅に近く、阪大坂を下った場所には駐輪場もあるため、歩行者通行の多い門である。入構管理ゲートがある。
大学名を刻んだ大岩があり、待兼山庭園の奥に大阪大学会館が見え、キャンパスのシンボル的景観となっている。
石橋阪大前駅から阪大坂を登ると、ここにたどり着く。その坂道も正確には「大阪大学歩行者用通路」と呼ばれ、大学の構内である。
石橋阪大下交差点（通称「坂下（さかした）」）から阪大坂を少し進むと、大学名とモットーを刻んだ門柱のような岩があり、博物館もすぐ奥に見える。しかし、講義室や研究室は、さらに500m以上先の山の上である。
東口
歩行者通用門
至近：附属図書館総合図書館、サイバーメディアセンター豊中教育研究棟、国際交流会館
国際交流会館の脇にある。清明寮にはこの門が近く、門を出て南に行けば柴原阪大前駅に着く。市道に出た所にコンビニエンスストアがあるため、元々は未整備でありながら買い物目的の利用者も多かった。2009年に整備されて公式の門となり、同時にスロープも設置された。なお、当該整備に伴う植栽計画に対して、第19回「緑のデザイン賞」緑化大賞が授与された。
大阪大学豊中キャンパス 文化財
待兼山古墳出土品
1938年（昭和13年）、国認定重要美術品に認定。豊中キャンパスの北方にかつて存在していた待兼山古墳は、4世紀築造の前方後円墳。現在は宅地となっているが、待兼山丘陵北縁の尾根上に、前方部を南に向けて立地していたと考えられている。
待兼山遺跡
豊中キャンパス一帯は待兼山遺跡として国の遺跡台帳に登録されている。1983年（昭和58年）、理学部ラジオアイソトープセンター建設工事の際に弥生時代の集落跡が見つかった。1998年（平成10年）に確認された待兼山5号墳は2005年（平成17年）の調査で5世紀後半築造と推定される直径15mの円墳と判明し人物埴輪、馬形埴輪などの一部が出土した。待兼山5号墳は現在駐輪場となっていて、地表に古墳周溝範囲をタイルで標示し、解説板を設置している。
大阪大学豊中キャンパス 文化財
大阪大学会館
イ号館と呼ばれていた。1928年（昭和3年）に旧制浪速高等学校の校舎として建てられ、学制改革により大阪大学に移管。以降、旧教養部の建物として使われた。2004年（平成16年）、国の登録有形文化財建造物に登録。
待兼山修学館
1931年（昭和6年）に大阪大学医学部の前身である、大阪医科大学の附属病院石橋分院として建てられ、近年は、医療技術短期大学部本館として使われていた。豊中キャンパスでは大阪大学会館に次いで2番目に古い建物。2008年（平成10年）に国の登録有形文化財に登録。現在は大阪大学総合学術博物館待兼山修学館展示場として使用。修学館の後方に標高77.3mの待兼山がある。
大量破壊兵器
大量破壊兵器（たいりょうはかいへいき、英語: Weapon of mass destruction、略称WMD）または物理兵器とは、人間を大量に殺傷すること、または人工構造物（建造物や船など）に対して多大な破壊をもたらすことが可能な兵器のことを指す。典型的には特に生物兵器、化学兵器、核兵器、放射能兵器の4種類を指すものとして用いられる（放射能兵器を核兵器に含めるとして3種類と数える場合もある）。これらはそれぞれの英語の頭文字を取り、ABC兵器、NBC兵器、NBCR兵器などと総称される。
大量破壊兵器 定義
通常の用法では、大量破壊兵器はNBC兵器、つまり核兵器（英: Nuclear 原水爆および放射能兵器も含む）、生物兵器（英: Biological）、化学兵器（英: Chemical）の3種類を総称する言葉として使われている。
記録されている限りにおいて、大量破壊兵器に対応する英語の「Weapons of mass destruction」という語は、1937年のロンドンタイムズでスペイン内戦や日中戦争の際にドイツや日本の爆撃機を指して用いられた例にまで遡ることができる。
化学兵器は既に第一次世界大戦中に広く使われていたものの、核兵器は開発されておらず、この文脈には核兵器は含まれていない。その後、第二次世界大戦中に核兵器が実用化され、1948年の国際連合通常軍備員会 (the Commission for Conventional Armaments) においては、大量破壊兵器を核・化学・生物兵器とそれに類するものとした。大量破壊兵器の語は、1955年のラッセル＝アインシュタイン宣言においても用いられている。
また、1991年の湾岸戦争終結時の国連安保理決議687においても、イラクの武装解除の主要な対象として言及された。
大量破壊兵器 拡散防止
大量破壊兵器の拡散は、世界の安全保障にとって、不安定要因と認識されている。このため、その運搬手段ともなりえる長距離ミサイルと合わせて拡散防止のための国際的な協調が求められ、2003年には拡散に対する安全保障構想が提唱され、主要国首脳会議では大量破壊兵器の不拡散宣言が出された。2004年の国際連合安全保障理事会決議1540においては、WMDを用いたテロリズム防止に向け、各国の法制度整備や協力体制の構築を求めている。これらを受け、関連物資の輸出規制や技術移転の制限、海上阻止行動の検討等 が行われている。
2017年4月6日に、当時のアメリカ合衆国大統領のドナルド・トランプは、シリア・アラブ共和国大統領のバッシャール・アル＝アサドが、シリア内戦で化学兵器を使用した事に対する制裁として、アメリカ軍がシリアの空軍基地などへ計59発の「トマホーク」巡航ミサイルを撃ち込み、国際情勢への武力介入も辞さない姿勢を見せた。
大量破壊兵器 イラク戦争への影響
イラク戦争開始の根拠として、「イラクが大量破壊兵器を保有している可能性があること」および「国際連合の無条件査察を受け入れなかったこと」が挙げられている。なお、戦闘終結後、アメリカ合衆国などから派遣されたイラク調査団が、大量破壊兵器の捜索をおこなったが発見されず、調査団団長チャールズ・デュエルファーは、2004年10月6日のアメリカ合衆国上院軍事委員会の公聴会において、「イラク共和国に大量破壊兵器は存在しなかった」と最終報告書（デュエルファー・リポート）を提出した。
ファラデーの法則
ファラデーの法則（ファラデーのほうそく、Faraday's law）とは、イギリスの科学者、マイケル・ファラデーによって発見された物理法則。
一般にファラデーの法則と呼ばれる物は二つあり、全く異なる分野の法則である。
稗田阿礼
稗田 阿礼 （ひえだ の あれ、生没年不詳）は、飛鳥時代から奈良時代にかけての官人。『古事記』の編纂者の1人として知られる。暗誦する役割をもつ人たちの集団とする説もある。また、男性か女性かについても議論がある。
稗田阿礼 概要
稗田阿礼については、「古事記の編纂者の一人」ということ以外はほとんど何もわかっていない。同時代の『日本書紀』にも、この時代の事を記した『続日本紀』にも記載はない。『古事記』の序文によれば、天武天皇に舎人として仕えており、28歳のとき、記憶力の良さを見込まれて『帝紀』『旧辞』等の誦習を命ぜられたと記されている。元明天皇の代、詔により太安万侶が阿礼の誦するところを筆録し、『古事記』を編んだ。
時有舎人。姓稗田、名阿禮、年是廿八。爲人聰明、度目誦口、拂耳勒心。即、勅語阿禮、令誦習帝皇日繼及先代舊辭。（『古事記』序）
訳：そのとき、一人の舎人がいた。姓は稗田、名は阿礼。年は28歳。聡明な人で、目にしたものは即座に言葉にすることができ、耳にしたものは心に留めて忘れることはなかった。すぐさま（天武）天皇は阿礼に「『帝皇日継』（ていおうのひつぎ。帝紀）と『先代旧辞』（せんだいのくじ。旧辞）を誦習せよ」と命じた。
『斎部氏家牒』では、宇治土公の庶流であり、天鈿女命の末葉であるとされる。
稗田阿礼 概要
通常「舎人」といえば男性だが、江戸時代に「稗田阿礼は女性である」とする説が提起された。平田篤胤は『古史徴開題記』の中で「阿礼は実に天宇受売命之裔にて、女舎人なると所思たり。」と述べている。民俗学者の柳田國男、神話学者の西郷信綱らも同説を唱えた。その根拠として、稗田氏は天鈿女命を始祖とする猿女君と同族であり、猿女君は巫女や女孺として朝廷に仕える一族で（ただし、『政事要略』には「右少史猿女副雄」という男性の官人が見える）、「アレ」は巫女の呼称である、ということ、がある。例として孝霊天皇の妃の一人に意富夜麻登久邇阿礼比売命がいる。
ただし、『造伊勢二所太神宮宝基本記』には「伊己呂比命男、大貫連大阿礼命」と記されており、「阿礼」はそのまま巫女のみを表す言葉ではない。
『新撰姓氏録』に「阿礼首」という氏族が存在することから、稗田阿礼の名前は、阿礼首、あるいは大伯皇女や高田新家、忍海大国のように、地名を由来とする説も存在する。
また『古事記』には、『日本書紀』と比べ、女神や巫女的存在の神を重要なものとして登場させている箇所があることも、女性説を裏付けるとの意見もある。（例として、伊邪那岐命の禊祓の際、男性である命の身につけているものの中に、婦人がつける「裳」が入れられていること。古事記オリジナルの神に伊豆能売（厳媛）という巫女的役割を持つ神がいて、しかもそのエピソードが神出現の場面（禍津日神）に登場していること、また天照大神と須佐之男命の誓いの際に、『古事記』では『日本書紀』とは反対に、女神の出現によって勝のしるしとすること。）
梅原猛は、『古事記』の大胆で無遠慮な書き方や年齢などから、稗田阿礼は藤原不比等の別名ではないかとの説を唱えている。
稗田阿礼 実在性
稗田阿礼自身その出自や事績に関しては不明な点がほとんどである。
実在性に関して、氏が「稗田」で名が「阿禮」であるのならば、7世紀後半を生きた時代の舎人として、その姓（カバネ）が何であったのかが最初の問題となる。以下の点が指摘される。
670年に施行された庚午年籍や、その20年後の庚寅年籍に記載がある畿内の人々は、極僅かな割合の奴婢を除き、全ての者が「姓付きの氏」を持っていること。しかし稗田阿礼は姓が不記載であり、その非実在性の問題へとつながる。姓の不記載は阿礼が非実在か、姓を序文の作者が知らなかったということになる。また序文から、氏と姓の違いが曖昧になった後世のものであると見ることができる。
大和時代
大和時代（やまとじだい）は、日本の歴史の文献上における時代区分の一つである。南九州から畿内に渡ってきた初代神武天皇即位から平城京遷都までの時代を指す。かつて大和朝廷（ヤマト王権）が支配した時代が大和時代と一義的に捉えられていたが、その後の研究の進展によって「大和」「朝廷」などの語彙、認識や定義は改められつつある。このため、同時代を3世紀半ばから始まる「古墳時代」と呼称することもある。
大和時代は古墳時代と飛鳥時代を合わせた時代と言い換えることもできる。厳密には大和時代は弥生時代末期を含み、また飛鳥時代は古墳時代末期でもある。日本書紀などの文献による神武天皇即位年は紀元前660年だが、大和時代の天皇には異常な長寿が多数見られる。日本書紀に記述される在位を機械的に西暦に置き換えた年代については「上古天皇の在位年と西暦対照表の一覧」を参照。
大和時代 概要
大和朝廷による古代国家の基礎が整えられた時期にあたる。日本書紀、古事記ではまず初代神武天皇による建国経緯が語られる。具体的な国家事業は第十代崇神天皇による四道将軍の派遣、課税の開始などから始まる。続いて垂仁天皇による灌漑事業、景行天皇と日本武尊による九州や関東への遠征、成務天皇による国造の制定、神功皇后による三韓征伐といった領土の拡大や国家の発展が語られる。
応神天皇の治世では多くの渡来人の来朝があり儒教と漢字が伝わり、ここから日本列島外との交流が深まる。応神天皇の子の仁徳天皇は課税を三年間止めた後で大規模な灌漑事業を実施した善政が知られる。仁徳天皇の孫の雄略天皇は専制的な統治で朝鮮半島への干渉や中国（南朝）への遣使を盛んに行った。しかし雄略天皇が崩御すると天皇（大王）の権力も衰え大伴・物部・蘇我の各豪族が先後して実権を握っていった。6世紀前半には仏教が伝来する（日本の仏教の項を参照）。
大和時代 概要
推古天皇以降の時代は飛鳥時代ともいう。中国からの外圧が強くなると再び中央集権化志向が高まり、聖徳太子の法律（十七条憲法）・官制改革（冠位十二階）を経て大化の改新（645年）後、天皇中心の政治が法体制的に確立していった。さらに遣隋使・遣唐使の派遣もあって農業・鍛鉄・建築など多方面にわたって技術が発展し、なかでも仏教美術は発達した。
乙巳の変、白村江の戦い、壬申の乱といった動乱を経て大和朝廷はさらなる改革に踏み切った。それまでの氏姓制度を改め、公地公民制や統一的税制（租庸調制など）を施行し、地方行政機構を改組して中央集権化するなど、律令制の導入を図った。末期の701年には大宝律令が定められた。710年の平城京遷都をもって大和時代は終わり、律令国家としての時代が始まる。律令制は10世紀初めに崩壊したが、名目的には19世紀の明治維新まで維持された。
大和時代 単純計算による日本書紀の解釈
考古学上の実在が想定されうる天皇は、5世紀末の金錯銘鉄剣にあるワカタケル大王と同一人物であることが有力視されている雄略天皇までである。
日本書紀では天皇の在位年数で年代を表しているが、大和時代の天皇には異常な長寿が多いので日本書紀の年代は正確と言い難い。そこで仮説として、系図については信用する前提で1世代を30年として年代を単純計算する方法がある。飛鳥時代の年代に不自然な点はなく概ね信頼できるので、ここから逆算していく。
飛鳥時代の始まりである推古天皇即位が593年なので、7世代前の応神天皇即位は古墳時代中ごろの4世紀後半になる。応神天皇陵、仁徳天皇陵に治定されている誉田御廟山古墳、大仙陵古墳は考古学的にも5世紀前半の築造とされている。また日本書紀で応神天皇や仁徳天皇の治世に在位したと記される百済王は、朝鮮半島の正史である三国史記において4世紀後半から5世紀初めの王である。年代は一致している。
大和時代 単純計算による日本書紀の解釈
なお、日本書紀の年代と三国史記の年代は応仁天皇期で120年ずれている。日本書紀の年代を機械的に当てはめれば応神天皇即位は3世紀後半、その母親の神功皇后は3世紀中ごろの人物となる。3世紀中ごろは魏志倭人伝に記される邪馬台国の卑弥呼や台与がいた時代であり、日本書紀の神功皇后摂政39年、40年、43年、66年に魏志倭人伝からの引用文がある。ただし書紀に邪馬台国や卑弥呼・台与の名は無く、「倭の女王」とだけ書かれている。神功皇后と倭の女王を同じとする記述もない。
応神天皇を4世紀後半の人物としてさらに遡ると、その5世代前にあたる崇神天皇即位は3世紀中ごろとなる。古墳時代の開始期であり天皇陵が大規模な前方後円墳に治定されるのも崇神天皇以降である。崇神天皇、垂仁天皇、景行天皇、成務天皇の陵に治定される行燈山古墳、宝来山古墳、渋谷向山古墳、佐紀石塚山古墳は考古学的にも3世紀後半から4世紀前半の築造である。
また3世紀中ごろは前述したように邪馬台国の卑弥呼の時代であり、崇神天皇期の巫女である倭迹迹日百襲姫命を卑弥呼と同一視する説がある。百襲姫の墓に治定される箸墓古墳は卑弥呼の死期と重なる3世紀中頃の築造とされ、卑弥呼の墓とする説がある。その近くにある纒向遺跡もまた邪馬台国の中心地とする説がある。なお日本書紀の年代を機械的に当てはめれば崇神天皇即位は紀元前97年である。
大和時代 単純計算による日本書紀の解釈
崇神天皇を3世紀中ごろの大王だとして、さらに遡ると歴史学的な証明は困難になる。大規模な埋葬文化の無い弥生時代末期になるため、考古学的な考証に耐えうる陵墓も無くなる。日本書紀や古事記でも初代神武天皇から十代崇神天皇の間の八代については系譜しか記録がないため、実在しないという説がある（欠史八代）。
それでも敢えて年代を想定してみると、神武天皇から崇神天皇は十代に渡って親子間での皇位継承なので神武天皇即位は前1世紀ごろになる。ただし先代旧事本紀の地祇本紀、天孫本紀に書かれた豪族の系図からは神武天皇から崇神天皇までおよそ7～8世代ということが示唆されている。これを考慮に入れるならば、神武天皇即位は1世紀ごろとなる。後漢の光武帝から倭奴国に金印（漢委奴国王印？）が授けられた頃である。
いずれにしても神武天皇は一世紀前後の人物ということになる。あくまでも実在すればということであり、神話的色彩が強い神武天皇は伝説的人物とみなされることもある。なお日本書紀の年代では神武天皇即位は紀元前660年であり、明治時代になって神武天皇即位紀元（皇紀）の元年とされた。戦時中の1940年（昭和15年）には紀元二千六百年記念行事が催され、国威発揚に利用された。
大和時代 神話時代
実際の歴史に基づいているとすれば弥生時代末期の話と思われるが、神話的修飾が強い。
はるか昔、葦原中国と呼ばれた地上を統治するために天上（高天原）から天照大神の孫である天饒石国饒石天津彦火瓊瓊杵尊（あめにぎしくににぎしあまつひこひこほのににぎのみこと）が日向国（南九州）へ降臨したと言われる。瓊瓊杵尊が山の神の娘である鹿葦津姫を娶って生まれた子が海幸彦と山幸彦である。山幸彦が海の神の娘である豊玉姫を娶って生まれた子が彦波瀲武鸕鶿草葺不合尊（なぎさたけうがやふきあえずのみこと）である。
鸕鶿草葺不合尊の子が神日本磐余彦尊（かむやまといわれひこ）、後に神武天皇と呼ばれる初代天皇である。こうして天と山と海の神の血を引く存在が生まれたとされる。
神日本磐余彦（カムヤマトイワレビコ）、後の神武天皇は東に美しい国があると聞いて東征に出た。日向を出発し筑紫（北九州）へ向かい宇佐、安芸国（広島県）、吉備国（岡山県）、浪速国（大阪市）を経て河内国草香邑（大阪府東大阪市）へ至る。河内国北部にあたる現在の大阪府東部は古代には河内湖という湖であり、ここまで船で来ることができた。
大和時代 神話時代
さらに生駒山を超えて大和国へ入ったが、大和国の指導者長髄彦の抵抗にあって撤退を余儀なくされた。紀伊半島を回っている間に新宮市付近で嵐にあって船は大破、磐余彦は三人の兄をすべて失う。北上を余儀なくされた一行は熊野地方の豪族を下しながら大和国に再侵攻した。その途中では病を薙ぎ払う神剣布都御魂、神の使いである八咫烏などの助けがあったという。
最終的に長髄彦を殺して、大和国の征服に成功した磐余彦は橿原宮で初代天皇として即位する（神武天皇）。しかしその後の天皇については八代にわたって具体的な実績の記録がなく初期天皇の実在を疑う説もある（欠史八代を参照）。
なお、神武天皇が実在したならば弥生時代後期のため、当時瀬戸内海に多数あった高地性集落を海から見ながら東征したことになる。
大和時代 古墳時代
以下、日本書紀、古事記における記述からなるべく神話的修飾を除いて記載する。
第十代天皇の御間城入彦（ミマキイリヒコ、崇神天皇）については3世紀から4世紀初めにかけて実在した大王と捉える見方が少なくない。御間城入彦は大彦命を北陸道に、武渟川別を東海道に、吉備津彦を西道に、丹波道主命を丹波（山陰道）に将軍として遣わし、従わないものを討伐させた（四道将軍）。また初めて戸口を調査して課役を科した。天下平穏となり御肇国天皇（ハツクニシラススメラミコト）と称えられる。この頃、朝鮮半島南端の任那（加羅）から蘇那曷叱知が派遣されたという。
第十一代天皇の活目入彦（イクメイリヒコ、垂仁天皇）は諸国に多くの池溝を開いて農業を盛んにした。相撲や埴輪の起源もこの頃とされている。
第十二代天皇の大足彦（オオタラシヒコ、景行天皇）は大規模な征服事業を行った。日本書紀によると大足彦は自ら九州に遠征して土蜘蛛や熊襲を征伐した。子の日本武尊（ヤマトタケル）の伝説的な活躍もよく知られ、熊襲征伐に続いて東の蝦夷討伐も行った。しかし日本武尊は皇位を継ぐことなく遠征中に早世してしまう。
大和時代 古墳時代
第十三代天皇の稚足彦（ワカタラシヒコ、成務天皇）は地方行政機構の整備を図った。諸国に命じて行政区画である国郡（くにこおり）・県邑（あがたむら）を定め、それぞれに造長（くにのみやつこ）・稲置（いなぎ）等を任命した。さらに山河をもって国県を定めた。これは古事記序文でも触れられている。
第十四代天皇の足仲彦（タラシナカツヒコ、仲哀天皇）は日本武尊の子であり父と同様に熊襲征伐を行った。しかし道半ばで崩御してしまう。天皇の遺志を継いだ皇后の気長足姫尊（オキナガタラシヒメ、神功皇后）は熊襲を完全に屈服させ、続いて海を渡って朝鮮半島へも侵攻した。朝鮮半島南部の百済、新羅は日本へ朝貢するようになり高句麗の好太王碑にも「倭（日本）が百済・加羅・新羅を破り臣民にしてしまった」とある。
第十五代天皇の誉田別（ホムタワケ、応神天皇）は足仲彦天皇と気長足姫尊の子である。誉田別の治世では多くの渡来人が来朝した。阿直伎師、王仁、弓月君、阿知使主といった面々である。この頃に論語と千字文、すなわち儒教と漢字が伝わったと言われる。
大和時代 古墳時代
第十六代天皇の大鷦鷯（オオサザキ、仁徳天皇）は難波堀江の開削、茨田堤の築造、山背栗隈県の灌漑用水設置、和珥池や横野堤の築造、感玖大溝（こむくのおおみぞ）の掘削を行って広大な田地を開拓した。疲弊した国の実情を察して三年間課税を止めた善政も有名である。また呉（中国南朝）に遣いを送り縫製の女工を求めてもいる。これは倭王「讃」の朝貢に比定されている。
第十九代天皇の雄朝津間（オアサヅマ、允恭天皇）は大鷦鷯の四男であり諸氏族の氏姓の乱れを正す改革を断行した。
第二十一代天皇の大泊瀬幼武（オオハツセワカタケル、雄略天皇）は雄朝津間の五男であり、即位に際して対立候補となる皇族を殺し尽くして専制的な統治を行った。金錯銘鉄剣に記された大王「獲加多支鹵」（ワカタケル）と想定されており、5世紀後半にはすでに大王の権力が九州から東国まで及んでいたと解釈されている。国内では吉備氏の反乱を制し養蚕を推奨した。国外では高句麗に滅ぼされた百済を復興し、反抗的な新羅へ攻め込んだりもした。呉へ二度遣いを送って縫製の女工を求め、これが倭王「武」の朝貢に比定されている。
その後は皇族の少なさが祟り第二十五代天皇である小泊瀬稚鷦鷯（オハツセワカサザキ、武烈天皇）の崩御をもって大鷦鷯（仁徳天皇）以来の男系が絶えてしまう。
大和時代 古墳時代
第二十六代天皇として群臣が選んだのは誉田別（応神天皇）の5世孫である越前の男大迹（オホド）王だった（継体天皇）。この頃、朝鮮半島南部では新羅が勢力を拡大し圧迫を受けた加羅（任那諸国の1つ）は日本に救援を求めた。しかし新羅と結んだ筑紫君磐井が反乱を起こす。磐井の乱が鎮圧されると任那には近江毛野が派遣されたが、傲慢で稚拙な交渉がさらなる混乱を招いた。
第二十九代の磯城島天皇（欽明天皇）は男大迹天皇の三男である。この頃にも任那を巡る様々な交渉が任那日本府を介して行われた。百済からの仏教公伝はこの一環である。しかし百済、任那諸国、日本府はお互いの思惑が一致せず、これに乗じた新羅は562年に任那を滅ぼしてしまう。激怒した天皇は新羅に対して討伐軍を送るが、敵の罠にかかってしまい退却する。天皇は任那奪還を託して崩御した。
第三十代の他田天皇（敏達天皇）が父の跡を継いだが、百済から伝わった仏教を巡って物部氏と蘇我氏が対立する事態になった。醜い争いが続いた末、天皇は崩御直前に仏教を禁じた。
第三十一代の橘豊日天皇（用明天皇）は他田天皇の異母弟である。この天皇は先帝の方針を覆して仏教に帰依した。しかしその治世はわずか1年半だった。天皇が崩御すると直接的な武力抗争が起き、崇仏派の蘇我氏が勝利して廃仏派の物部氏は滅ぼされた（丁未の乱）。以降約半世紀の間、蘇我氏が大臣として権力を握った。
第三十二代の天皇に据えられた泊瀬部皇子は他田天皇と橘豊日天皇の異母弟である（崇峻天皇）。しかし蘇我馬子と不和になった天皇は592年に暗殺されてしまった。臣下に直接殺された唯一の天皇である。しかし特に混乱も起きず蘇我馬子は他田天皇の皇后だった額田部皇女を第三十三代天皇に推戴した。日本初の女帝となる炊屋姫天皇（推古天皇）である。
大和時代 飛鳥時代
第三十三代天皇の炊屋姫天皇（推古天皇）は593年に橘豊日天皇の皇子である厩戸皇子（聖徳太子）を皇太子に立てて摂政とした。聖徳太子は603年に冠位十二階、604年に十七条憲法を制定し仏教の興隆に力を注いで天皇中心の国家体制作りを行った。（飛鳥文化）607年には小野妹子らを大唐国（隋）に遣わして皇帝に上表文（国書）を送った。620年には蘇我馬子と「天皇記・国記、臣連伴造国造百八十部併公民等本記」を記した。天皇は628年に崩御した。
第三十四代天皇として即位したのは、他田天皇の孫の田村皇子だった（舒明天皇）。このとき厩戸皇子の子の山背大兄王と皇位争いが起きかけた。同じころに蘇我氏も馬子の子の蝦夷、孫の入鹿に代替わりした。初の遣唐使が送られたのはこの頃である。しかし唐からの遣いである高表仁は大変無礼であったため、天皇への謁見が適わなかったと言われる。天皇は643年に崩御した。
大和時代 飛鳥時代
第三十五代天皇として即位したのは皇后の宝皇女だった（皇極天皇）。この頃に蘇我入鹿が聖徳太子の子の山背大兄王一族（上宮王家）を滅ぼすなどの事件が起き、蘇我氏の専横が目立つようになった。これに不満を持った中大兄皇子（葛城皇子、後の天智天皇）・中臣鎌子（藤原鎌足）らが宮中（飛鳥板蓋宮）で蘇我入鹿を暗殺し、蘇我蝦夷を自殺に追いやった。645年の乙巳の変である。こうして蘇我氏に権力が集中する半世紀続いた体制は崩れたが、同時に天皇もまた退位を余儀なくされた。
第三十六代天皇として新たに即位した先帝の弟の軽皇子（孝徳天皇）は、646年に改新の詔を出して難波宮で次々と改革を進めていった（大化の改新）。大臣が左大臣・右大臣・内大臣の3人に増員されたのもこの時期である。しかし中大兄皇子と不和になった天皇は孤立し、臣下がいなくなった難波宮で654年に寂しく亡くなった。
第三十七代天皇となったのは重祚した宝皇女だった（斉明天皇）。多くの土木工事を行った天皇だったが、大鷦鷯天皇の頃とは違って民衆の負担にしかならず、悪評を残すことになった。中大兄皇子の主導で百済復興に助力するため朝鮮半島へ出兵する途中で天皇は崩御、残された中大兄皇子は白村江の戦いで新羅・唐連合軍に大敗した。このことで各地に城が築かれ、都城も防衛しやすい近江大津宮に移された。
大和時代 飛鳥時代
第三十八代天皇として668年に即位した中大兄皇子（天智天皇）は全国的な戸籍（庚午年籍）を作って人民を把握する国内政策を推進した。天皇が崩御すると子の大友皇子が跡を継いだが、すぐに先帝の弟の大海人皇子（天武天皇）が反乱を起こした。672年の壬申の乱である。敗北して自害した大友皇子に即位の事実は確認されないが、現在は第三十九代弘文天皇と見なされている。
第四十代天皇に即位した大海人皇子（天武天皇）は、都と宮を飛鳥浄御原宮に移して中央集権的な国家体制の整備に努めた。（皇親政治）反乱によって即位を簒奪した天武天皇の政権は不安定であった。その権力地盤を固め、自らの支配の歴史的正当性を広めるために、舎人親王を責任者として、「日本書紀」に編纂が行われ、681年には律令の編纂を開始した。天皇の称号が実際に用いられ始めたのもこの時代だと言われている。さらに藤原京に遷都計画を立て、新たな君主、天皇の支配体制を確立させようとした。しかし強権的な政治を行った天皇も寿命には勝てず制度の確立、藤原京の完成を待たずして686年に崩御した。
大和時代 飛鳥時代
第四十一代天皇に即位したのは皇后の鸕野讚良皇女である（持統天皇）。先帝の事業を引き継いだ女帝は689年に飛鳥浄御原令を制定、690年には庚寅年籍が造られ、692年には公地公民制を基礎とした班田収授法を実施。694年には日本初の本格的都城となる藤原京に都を遷した。697年に孫の珂瑠皇子（文武天皇）に譲位した。
藤原不比等は701年に大宝律令を編纂。その後政治的影響力を高めていく不比等と、その息子達の藤原四兄弟によって、天皇を頂点とした貴族・官僚による中央集権支配体制を完成させた。（律令国家）しかし、文武天皇は短命で707年に崩御した。
第四十三代天皇となったのは先帝の母の阿閇皇女だった（元明天皇）。その後、藤原不比等が文武天皇の子、聖武天皇のために新しい都を作る遷都計画が立ち上げ、元明天皇はそれに反対するが、藤原不比等主導で遷都行われる。そして710年に平城京遷都が実施されて大和時代は終わった。
その後、平城京を都とする奈良時代となる。
真空
真空（しんくう、英: vacuum）は、通常の大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間の状態。
また物理学における概念として、古典論における絶対真空、量子論における真空状態を指す場合にも用いられることがある。
真空を物理学の古典論における絶対真空でいう物質が存在しない空間のように思われることがあるが、微視的ではない大きさの空間で物質が存在しない状態の実現は不可能である。(物理学の古典論における絶対真空を参照)
真空 各分野における真空の語義
日本産業規格 (JIS)では「通常の大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間内の状態」とされている。
真空の状態は真空ポンプを用いて容器内部の気体を排気することで得ることができる。
真空度は対象の空間に存在する気体原子・分子が外壁に及ぼす圧力で表される。単位はTorr（トル）が用いられてきたが、国際単位系への統一に伴いPa（パスカル）に移行しつつある。1 atm=1.01325×105 Pa=760 Torrである。
真空度は言葉のイメージと表現が逆になるので注意が必要である（例：真空度が高い＝圧力が低い、内部の気体が少ない）。
一般的な圧力と同じくゲージ圧と絶対真空度があり、それぞれ所謂ゲージ圧と絶対圧に対応している。丁度摂氏温度(℃)と絶対温度(K)のように、大気圧を0Paとしてそこからの変位量を示したものがゲージ圧。絶対真空を0Paとしてそこからの積算を示したものが絶対真空度である。
但しゲージ圧真空度の場合、所謂ゲージ圧として真空状態を「ゲージ圧−100kPa」のように負の値で表す場合と、別の単位として扱って「ゲージ圧真空度100kPa」のように正の値で表す場合、更に「ゲージ圧真空度−100kPa」のように表す場合があるので、仕様確認時に絶対真空度かどうかと合わせて確認する必要がある。尚、絶対真空度の場合は「1.33×10-7kPa(abs)」のように注記が入ることがある。
真空 各分野における真空の語義
ISOにおける真空の領域の区分
ISO 3529-1では真空を圧力領域により次のように区分している。
尚この超高真空より真空度の高い領域(主に10−8または10−9 Pa以下)として極高真空 (Extreme High Vacuum、XHV) という用語も使用されることがあるが、ISOでは定められていない。
古典論における絶対真空
古典論において、真空は物質が存在せず・圧力が 0 の仮想的状態、「何も無い状態」である。 絶対真空ともいう。
これは概念的なものであり、実際に実現可能なものではない。
絶対真空とは空間中に原子・分子が一つも存在しない状態を表すが、具体的な方法で実現可能な真空状態(本稿で言う一般利用の真空状態)には物質が存在し圧力が観測される。
例えば地球の表面上の圧力（1気圧）= 100 kPaの条件の下では1 cm3中の気体分子は0 ℃時で2.69×1019個存在する。
真空の実現とはその膨大な量の原子・分子を減らしていく過程であるが、人為的に作り出せる真空状態の限界は10−11 Pa程度である。この圧力下でも1 cm3に数千個の気体分子が存在する。
宇宙空間においても空間中に物質が何も存在しないわけではなく気体原子・分子は存在し、さらに外宇宙と呼ばれる銀河と銀河の間でも気体原子・分子は存在するとされている。
真空 各分野における真空の語義
量子論における真空状態
量子論における真空は、決して「何もない」状態ではない。例えば常に電子と陽電子の仮想粒子としての対生成や対消滅が起きている。
ポール・ディラックは、真空を負エネルギーを持つ電子がぎっしりと詰まった状態（ディラックの海）と考えていたが、後の物理学者により、この概念（空孔理論）は拡張、解釈の見直しが行われている。
現在の場の量子論では、真空とは、十分な低温状態下を仮定した場合に、その物理系の最低エネルギー状態として定義される。粒子が存在して運動していると、そのエネルギーが余計にあるわけであるから、それは最低エネルギー状態でない。よって十分な低温状態下では粒子はひとつもない状態が真空である。ただし、場の期待値はゼロでない値を持ちうる。それを真空期待値という。たとえば、ヒッグス場がゼロでない値をもっていることが、電子に質量のあることの原因となっている。
真空 真空に関する歴史
真空の存在については古代ギリシア時代から、論争が繰り広げられてきた。紀元前5～4世紀、レウキッポスとデモクリトスの原子論は、自然を構成する分割不可能な最小単位「原子(アトム)」が「空虚(ケノン)」 の中で運動しているとした。一方、アリストテレスは、空間には必ず何らかの物質が充満しているとして、空虚の存在を認めなかった（自然は真空を嫌う）。これに対して、アリストテレスの学派のストラトンは、空気を圧縮する実験によって、原子の距離を縮め得る余地（すなわち原子が存在しない空間＝真空）の存在を主張した。
この議論に決着がついたのは17世紀に入ってからであった。1643年にエヴァンジェリスタ・トリチェリは、一方の端が閉じたガラス管に水銀を満たし、このガラス管を立てると、水銀柱は約76cmとなり、それより上の部分が真空になっていることを発見した。また、オットー・フォン・ゲーリケは1657年、ブロンズ製の半球を2つ合わせて中空の球にして、内部の空気を抜いて真空にするという実験を行った。この2つの半球はぴったりとくっ付き、16頭の馬で引っ張ることでようやく外すことができた。この実験はマクデブルクの半球として知られている。これらは真空の発見であると同時に、気圧の発見でもあった。何も存在しない以上、その空間が何らかの吸引力を発揮するわけがなく、周囲の空間からの圧力を想定しないわけにはいかないからである。
真空 真空に関する歴史
真空が一般化していくのは18世紀に入ってからである。この時期様々な真空ポンプが開発され、蒸気機関や、排水ポンプ、紡績機械などの動力に利用されるようになった。19世紀に入ると白熱電球や、真空管などが開発されることで一般に「真空」という名称が広がっていくことになる。またそれらの開発、製造のためのより高性能の真空ポンプの開発が進むようになった。
20世紀に入ると電球、真空管の進歩や、真空中における技術の発展により、粒子加速器や電子顕微鏡など真空を利用した機器の発達、また電子やイオンに関係する新たな知識、技術が生まれていった。一方で食品や鉄鋼などの産業に真空が利用されるようになると真空ポンプや真空計、真空部品などが産業化され発展していった。日常生活では、空気を完全に抜いた真空パックや真空による氷の昇華を利用したフリーズドライという手法が広く実用化された。
特に1953年にB-Aゲージが開発されると今まで測定できなかった超高真空が測定可能となり、超高真空に対応した真空ポンプや真空部品が発展していくことになる。
現代における代表的真空利用は電子工業用途である。この分野の発展により真空関連産業は急速に発展し、今では多くの産業を支える基盤産業として貢献している。
真空 真空の実現方法
大気中にある容器内を真空にするために各種の真空ポンプを使用する。
10−1 Pa程度の真空は、ロータリーポンプで手軽に得ることができる。真空デシケーター等ではこの程度の真空で十分である。
スパッタ等の真空成膜装置ではプラズマ発生時に他の気体が残留するのを防ぐため、10−5 Pa程度の真空度が求められる。このような場合、真空用材料で製作された真空チャンバーと銅ガスケットを用い、ターボ分子ポンプ(TMP)で排気することにより達成できる。
真空 真空の実現方法
分子線エピタキシー(MBE)や電子顕微鏡、粒子加速器等、10−9 Pa台の真空が求められる場合は、達成に更に多くの工程が必要となる。真空チャンバーをターボ分子ポンプ (TMP) で高真空状態にした後、真空チャンバー全体を加熱（ベーキング）して、チャンバ内壁に付着した気体分子を排除する必要がある。排気は大排気量のターボ分子ポンプ (TMP) のみでも可能であるが、多くの場合はイオンポンプやゲッターポンプが用いられる。MBE用の真空チャンバーでは、チャンバー内で蒸着を行うため、チャンバーの壁面に液体窒素シュラウドを設け、壁面を冷却することで内部に残留した気体分子を固着させ、真空度を上げる手法も用いられている。容積 V を排気速度 S のポンプで排気したときの圧力 p = p0exp(−St/V) となる。ただし t = 0 で p = p0 とする。また、コンダクタンス C1 のパイプの長さを m 倍にすると、コンダクタンスは C1/m になる。
真空 真空の計測方法
真空の度合いの計測は、空間中に存在する原子・分子によって気体分子運動論的に生じる圧力を測定する方法による。
真空を初めて測定したのは1643年、トリチェリが発明した水銀気圧計による。現在までに多くの真空計が発明されてきたが、現在では大気圧からおよそ16桁に及ぶ広い範囲を測定することができるようになっている。これらの真空計は測定原理から大きく2つに分けることができる。一つは測定領域に接している固体表面に対して気体分子が及ぼす力を直接計る絶対圧計測型、もう一つは気体分子の密度に依存して変化する物理量（熱や電流）を測定し圧力に換算する分子密度型である。
真空 真空内での気体の性質
気体は非常に数多くの分子からなっており、0 ℃、1気圧の空気であれば1 cm3中に含まれる気体分子の数は2.69×1019個である。温度が一定なら単位体積当たりの気体分子の数は圧力に比例する。一般的に静止衛星軌道程度の高度（100,000 km）であれば空気はまったく無いと思われがちであるが、この高度でも圧力は存在（10−13 Pa程度）し1 cm3の空間に数十個の気体分子が存在している。
気体中で多くの分子がばらばらの速度で無秩序に飛び回っている。これを統計的に見ると定常状態ではある一定の分布を示す。これはマクスウェルの速度分布則と呼ばれる。
真空中では1気圧の気体と違い圧力領域により気体の振る舞いが変わってくる。気体とは1気圧中では連続流体として扱われるが、厳密には勝手に飛び回る分子の集まりである。分子は小さいながらも大きさを持っているので、移動中に他分子と衝突する。衝突することで方向と速度を変え、再び別の分子に衝突する。この衝突から衝突までの距離の平均を平均自由行程（mean free path）という。
平均自由行程は気体分子の直径を D、分子密度を n とすると D と n に比例する。
目安として空気の平均自由行程は室温、10−1 Pa、で約5 cmである。
真空 真空内での気体の性質
容器の表面に衝突する気体分子の数はそこに存在する気体分子の密度と分子の熱運動の平均速度に比例する。これらは分子流領域での真空排気や薄膜形成時には非常に重要な数値となる。
気体が存在すると気体分子同士が運動により動き回り、それらの衝突により当たった対象に気体分子の重さに応じた衝撃が加わる。気体中に壁があっても同様であり、気体分子は常に壁に衝突し、その衝撃により壁に力が加わる。その力を単位面積で割った力が圧力である。
JISにおいては
「空間内のある点を含む仮想の微小平面を両側の方向から通過する分子によって、単位面積当たり、単位時間に輸送される運動量の面に垂直な成分の総和。空間内に定常的な気体の流れがあるときは、流れの方向に対して面の傾きを規定する。」
となっている。
真空では圧力の単位は国際単位系でPa（パスカル）で表されるが、トリチェリによる真空の発見の功績にちなむ Torr（トル）は昔から使用されており、古い書籍や昔ながらの真空技術者は今でも使用している。
真空排気された真空チャンバーは内側の分子量が減って外側からの力が大きくなるため常に外側から差分の圧力を受けることになる。ほとんどの真空装置では100 Pa以下に排気されるため、事実上1気圧の力を受けることになる。
真空 真空内での気体の性質
真空装置では真空チャンバーと真空ポンプを繋ぐ配管が必要になる。この配管は真空排気する場合には抵抗として排気速度を遅らせる要因となる。この配管による抵抗の逆数をコンダクタンスという。したがって、コンダクタンスは気体の流れやすさを表す。
コンダクタンスは圧力の違う容器（それぞれの圧力を、とする。）を繋ぐ配管があった場合そのつながれた配管中には流れが生じる。この場合の配管のコンダクタンスは
で表される。
気体の流れには乱流、粘性流、分子流がある。大気状態で突然の流れが生じた場合などは乱流が生じ、部分的に渦や振動が発生するなどして埃や粉塵が舞い上がる要因となる。そのため、真空チャンバーを排気する場合は真空バルブをゆっくり開き排気速度を調整することで乱流を抑えることができる。気体の圧力が高い領域では気体の流れにおいて気体分子同士の衝突が大半を占めるため粘性により流れる。これに対し圧力が下がり、気体分子が、気体分子同士より真空チャンバーの壁面との衝突が多くなっていく領域を分子流という。
平均自由行程は分子密度に反比例する。分子密度はそのまま圧力に比例関係なので圧力に反比例し、圧力が低下すると平均自由行程が長くなる。この平均自由行程λを真空装置の代表的な長さL で割った値Kn をクヌーセン数という。
真空 真空内での気体の性質
Kn が0.3以上、平均自由行程が真空空間の壁（例えば真空チャンバの壁）の間の距離の30倍より大きくなると分子同士の衝突ではなく殆どが分子と壁の衝突になる。このような領域を分子流領域（molecular flow region）という。
これに対して分子同士が十分衝突している領域（クヌーセン数＜0.01）を粘性流領域（viscous flow region）という。粘性流領域の気体は連続流体として考えることが出来る。
クヌーセン数が0.01～0.3の間の場合は中間流領域（intermediate flow region）といい、分子流の性質と粘性流の性質が複雑に絡み合った振る舞いを示す。
液体はある温度になると液体の表面から気化（蒸発）が始まる。同時に液体の内部にも上記の気泡ができるようになり、沸騰が起こる。この沸騰が起こる温度を沸点という。沸点は外圧を大きくすると上昇し、外圧が下がると下降する。通常水は1気圧、100 ℃で沸騰する。しかし富士山の山頂では気圧が低いため低い温度（約88 ℃）で沸騰することがよく知られている。
真空 真空内での気体の性質
水の沸点はおよそ300 m上るごとに1 ℃下がる。このような現象は水だけに限らずアルコールや石油など全てのものに当てはまる。これは、沸騰が「液体分子が持つ運動エネルギーが周囲の圧力（分子衝突のエネルギー）を上回って液体分子が空間中に放出される現象」であるためである。このときの分子の運動エネルギーは圧力として観測されるが、ある温度において沸騰が始まる（「液体分子の運動エネルギー＝周囲の圧力」となる）圧力を蒸気圧といい、物質により固有の値を取る。
一方、固体から液体に変わる融点は気化ほど周囲圧力の影響を受けない。
大気は紫外線、可視光線、赤外線に対して透明だが、およそ185 nm以下の波長に対しては不透明になる。これは空気中の酸素分子が波長240 nm以下の紫外線を吸収することや、窒素分子が185 nm以下の紫外線を吸収することによる。よって紫外線の実験などを行う場合には空気を排気した真空チャンバー（10−3 Pa以下）で行わなければならない。同様にガラスも紫外線に対して透明ではないため、紫外線を利用する実験を行う場合は石英ガラスのように紫外線に対して透明度が高い材料を使用するなど、器材についても十分に検討しなければならない。
真空 真空内での気体の性質
太鼓を叩くと太鼓の皮がへこみ、その表面近傍の圧力が低くなる（気体分子の分布が疎になる）。しかし次の瞬間には皮が跳ね返ってくるため、皮の表面近傍の空気が押されて圧力が高くなる（気体分子の分布が密になる）。これを繰り返し圧力の変動が伝播すると音となる。真空中では気体分子の密度が低いため音源の振動を十分に伝えられなくなる。分子流領域にいたっては振動による気体分子の分布の粗密がほぼ生じないため音は発生しない。粘性流領域であれば音は伝播するが、気体分子の平均自由行程と音波の波長との兼ね合いで決まる。
物質内に温度差があると高温から低温側へ熱が移動する。このとき熱だけが移動する場合を熱伝導という。熱の移動は温度の勾配の逆方向に流れる。気体は液体、固体に比べて分子密度が小さいため熱容量も低く熱伝導率も低くなっている。熱は分子の運動エネルギーであるため分子同士がお互いにエネルギーを交換し合うことで熱が伝導するが、真空の場合は気体分子同士の衝突頻度が少なくなるため熱伝導の効率は極めて悪くなる。
平均自由行程が高温の部分と、低温の部分との間の距離よりも十分に長くなると高温の分子は直接低温の部分に到達する。分子の密度は圧力に比例するため熱伝導率は気体の圧力に比例する。この比例関係を利用したのがピラニ真空計である。
真空 真空内での気体の性質
空気は通常不導体であるが、空気中の電極間に直流電圧を印加すると、自然に発生した電子が加速されて気体分子を電離し、導電性を帯びるようになる。このときに電極間にわずかに電流が流れる。さらに電極間の電圧を高めると、ある電圧で絶縁破壊がおき、火花放電が起こる。これは自然界で雷が起きる原理と同じである。この火花放電が起こる電圧を火花電圧といい、パッシェンの法則に従う。電極間距離および気圧の積と火花電圧との関係を図示したものをパッシェン曲線といい、気体の種類にもよるが電極間距離および気圧の積が概ね10−2-10−1 [Torr・m]の範囲で火花電圧が最低値を取り、さらにそれ以下の範囲では火花電圧が急激に高くなる。このことから、ある電極間距離に対して気圧との積がこの範囲以下となるような高真空にすることによって高い絶縁性が得られることがわかる。これを応用した機器が真空遮断器である。
ある程度の真空中（1.3 kPa程度）に電極を置き、その電極間に直流の高電圧を加えると発光する。これをグロー放電という。
この放電をガラス管中で起こすと管長内部で発光状態が異なる。陰極から陽極に向かって陰極暗部、負グロー、ファラデー暗部、陽光柱が観察される。負グロー、陽光柱は気体の種類で異なり、窒素では負グローが青色に陽光柱は赤色になる。
真空 真空内での気体の性質
また、陰極近傍では電位分布は負グローに向かってほぼ直線状に上昇する。したがってこの陰極付近では電界が高く、数多くのエネルギーを持つ電子と気体分子との衝突によって盛んに正イオンが作られる。正イオンは加速されて陰極金属に衝突し、正イオンとの運動量の交換により陰極電子金属が空間に放出される。これをスパッタ作用といいその結果放出された陰極電子金属物質は陰極近辺のガラス管の内壁に付着するようになる。
このスパッタ作用は現在では陰極物質を対象物に蒸着し薄膜を形成するための主要な手段になっている。
また陽光柱の部分は電子密度と正イオン密度がほぼ等しい、いわゆるプラズマ状態になる。この陽光柱プラズマは蛍光灯、ガスレーザー管、ネオン管などに利用されている。
接触している二つの物体が相互に運動しているとき、あるいは運動しようとするときに、その接触面において運動の反対方向に力が加わる。この力を摩擦力という。摩擦力は摩擦面に働く垂直荷重に比例するが、この摩擦力を垂直荷重で除した値が摩擦係数として定義される。大気中での摩擦係数はおよそ1以下になるが、高真空中では金属同士の摩擦係数として100近い数値になることが知られている。この原因として金属表面には大気中であれば酸化物や様々な吸着物によって覆われておりそれらが潤滑剤になるが、高真空中ではそれらが取り除かれるためであると考えられている。
また金属同士の摩擦においては少量の酸素によって摩擦係数は低下する。
真空中で物を駆動させる要求は、半導体製造装置を主とする真空装置や、宇宙用機器において多くあるが、大気中で駆動する場合に比べて摩擦係数が大きくなる。
機械部品を駆動させる場合には大気中では潤滑油などで駆動させるが、真空中では油も蒸発してしまうため潤滑油を使用することができない。そこで宇宙用機器では固体で潤滑できる固体潤滑剤が広く使用される。
真空 真空の利用
真空はそれ自体では価値が無いが、真空における特性を利用することで多くの価値を生み出すことが出来る。真空の利用が盛んになったのは18世紀以降で20世紀、特に1960年代以降は産業の基盤技術として広く利用されるようになった。
主に半導体プロセスで利用されていて、電子やイオン、プラズマや光による化学反応を利用している。
末弥純
末弥 純（すえみ じゅん、1959年 - ）はイラストレーター。大分県大分市生まれ。武蔵野美術大学造形学部油絵学科卒業。ファンタジイファンサークル「ローラリアス」出身。