英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
科学とは、世界に関する知識を検証可能な仮説と予測の形で積み上げていく営みです。古代エジプトやメソポタミアの数学・天文学・医学に始まり、ギリシアの自然哲学、16世紀の科学革命を経て、19世紀には自然科学として専門化・制度化されました。 このクイズでは、自然科学・社会科学・形式科学という分類、「科学」という日本語の成り立ち、地動説やビッグバン理論をめぐる科学史の名場面を出題します。 さらに、私たちを包む地球の大気についても取り上げます。空気の成分、対流圏や成層圏の特徴、46億年前の原始大気から現在に至る大気の進化まで、身近な科学の基礎知識を確かめてみましょう。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01地表付近の大気で最も多く含まれている気体は？
窒素
地表付近の乾燥大気のうち約78%を占め、2番目の酸素（約21%）を大きく引き離している。3番目はアルゴンで、わずか0.93%ほどである。
Q 02「医学の父」と呼ばれる古代ギリシアの医師は？
ヒポクラテス
体系的な医学の伝統を確立した人物である。古典古代には現代の科学者に相当する人々はおらず、主に上流階級の教養人が余暇に自然を調査していた。
Q 03古典力学の基礎を築いた『自然哲学の数学的諸原理』の著者は？
アイザック・ニュートン
啓蒙時代初頭に著され、後世の物理学者に多大な影響を与えた。啓蒙思想家たちはガリレオ、ケプラー、ボイルとともに彼を、あらゆる分野の指針とした。
Q 04さまざまな気象現象が起こる、地表に最も近い大気の層は？
対流圏
この層には質量比で大気成分の半分以上が存在し、上層より水蒸気の比率が高いのが特徴である。高度が上がるにつれて気温は低下する。
Q 05工学や医学のように、科学的知識を実用目的に使う分野の総称は？
応用科学
自然界の事象を説明・予測する理論や法則の解明に重点を置く基礎科学と対比されることが多い分野である。数学自体と数学関連の科学は数理科学と総称される。
Q 0616世紀に、惑星は太陽を中心に公転すると主張した人物は？
ニコラウス・コペルニクス
惑星の公転周期が中心からの距離に応じて長くなるという定理に基づき、プトレマイオスのモデルと矛盾することを発見したのがきっかけだった。
Q 07オゾン層が存在するのは大気のどの層？
成層圏
この層は高度およそ9〜17kmから50kmまでで、高度とともに気温が上昇するのが特徴である。中間圏との境界は成層圏界面と呼ばれる。
Q 08地球が星間の塵やガスから誕生したのは、約何年前？
46億年前
誕生直後の地球では内部からの噴火による脱ガスで揮発成分が大量に放出され、高温高圧の原始大気が形成された。軽い成分は太陽風によって数千万年のうちにほとんど吹き飛ばされたと考えられている。
Q 09植物の活動が活発になり、大気中の二酸化炭素濃度が下がる季節は？
夏
二酸化炭素は空間的には都市で濃度が高くなる。メタンやフロン類などの温室効果ガスの濃度は20世紀中盤以降増え続け、気候変動研究のために監視されている。
Q 10現代の科学を3つに大別したとき、論理学や数学が属するのは？
形式科学
公理や規則に準拠する形式体系を研究する分野で、演繹的推論を主な方法論とする。経験的証拠を必要としないため、厳密には科学に含まれないとする意見もある。
Q 11熱帯収束帯に向かって吹く北東・南東の風を何という？
貿易風
中緯度では偏西風の南北蛇行である傾圧不安定波によって、熱が低緯度から高緯度へ輸送されている。高緯度では極高圧帯から極東風が吹き出す。
Q 12大気の最下層の厚さが約17kmと最も厚くなるのは、どこの上空？
赤道付近
対照的に極の上空では9km程度しかない。この層の中は、気流が地表の摩擦の影響を受ける大気境界層と、ほとんど受けない自由大気に分かれる。
Q 13紫外線で大気中の原子や分子が光電離し、イオンが大量にある層は？
電離層
高度60〜500km付近、中間圏と熱圏にまたがる領域に存在する。地球の磁気圏とは磁力線でつながっている。
Q 14大気がほとんど無くなる高度100kmの境界線を何という？
Q 21紀元前3世紀に地動説を最初に提唱したギリシアの天文学者は？
サモスのアリスタルコス
当時は物理法則に反すると考えられ広く拒否された。代わりにプトレマイオスの『アルマゲスト』にみられる天動説が、ルネサンス初頭まで支持された。
Q 22地球に海洋が誕生したとみられるのはいつ頃？
43 - 40億年前
原始大気に含まれていた水蒸気が火山からの過剰な噴出と温度低下によって凝結し、雨として降り注いで海ができた。初期の海は亜硫酸や塩酸を溶かし込んだ強い酸性だった。
Q 23二酸化炭素を主成分とした地球の原始大気の気圧はどの程度？
100気圧程度
海洋が原始大気の半分とも推定される大量の二酸化炭素を吸収したことで大気圧は急降下し、温室効果が弱まって気温も低下した。
Q 24「科学」の二字を連接して用いた最古の用例を残した蘭学者は？
カーマン・ライン
国際航空連盟やNASAは活動を円滑に進めるため、便宜的にこの高度より外側を宇宙空間と定義している。学術的な境界は基準によって幅がある。
Q 15二酸化炭素が主だった頃の地球の原始大気は、現在のどの惑星の大気に近い？
金星
当時は高濃度の二酸化炭素の温室効果が地球の冷却を防いでいた。酸素はほとんど含まれず、紫外線でできたわずかな酸素も地殻の鉄などの酸化にすぐ消費されていた。
Q 16地球の大気に含まれる水蒸気の比率は、最大でどの程度？
4%程度
1%を下回ることもあり、場所や時間で大きく変動する。水蒸気のほか二酸化炭素やオゾンも地表付近に発生源があるため、鉛直方向でも比率が大きく変化する。
Q 17超自然に頼らず自然現象を説明しようとしたミレトス学派の創始者は？
タレス
この学派はのちにアナクシマンドロスとアナクシメネスに受け継がれた。同時代のピタゴラス教団は複雑な数理哲学を発展させ、数学の発展に大きく貢献した。
Q 18人類が酸素欠乏症に陥るのは、大気中の酸素濃度が何%を下回ったとき？
18%
この基準から、大気中の酸素濃度がまだ低かった約3.5億年より前の地球は、人類が生きられない環境だったと考えられている。
Q 19「哲学」という訳語を当てたことで知られる明治の学者は？
西周
フランスで教育を受けた中江兆民はフランス語の philosophie を「理学」と訳したが、定着しなかった。「理学」は現在も「理学部」などの名称に残っている。
Q 20磁気圏の内側で、太陽からの高エネルギー荷電粒子が密集する領域は？
ヴァン・アレン帯
放射線の放出が強く、特に赤道上空で顕著である。磁気圏は太陽側では高度6〜7万kmだが、反対側には100万km以上の尾を引いている。
高野長英
1832年（天保3年）の生理学の教科書『医原枢要』に、生理学を「医家ノ一科学」と説明した記述がある。当時は個々の専門的な学問分野を指す表現だった。
Q 25高度約1,000km以上の地球大気で主成分となる気体は？
ヘリウム
非均質圏では分子量の大きい成分から順に減っていき、約170km以上では酸素、さらに外側の数千km以上では水素が主成分へと変遷していく。
Q 261834年に「scientist」という語を初めて用いた人物は？
ウィリアム・ヒューウェル
メアリー・サマヴィルの著書『物理科学の諸関係』の書評で「才気ある紳士」を指して使われた。それ以前は「自然哲学者」や「科学の人」と呼ばれていた。
Q 27大気中の酸素濃度が減少し始めたペルム紀後期は、約何年前？
2億8500万年前
この頃には酸素を消費する好気性細菌や木材腐朽菌が現れ、地下に封じ込められていた植物を分解するようになり、炭素循環のサイクルが徐々に変わっていった。
Q 28「科学」が明確に science の訳語として使われた最古の用例は何年？
1875年
明治8年の『文部省雑誌』第8号と『東京英語学校教則』にみられる。その後、文部省の出版物で頻繁に用いられ、明治末期にかけて現代的な語義が普及した。
Q 291969年に人類初の有人月面着陸を成功させた宇宙船は？
アポロ11号
この着陸では月面から多数のサンプル、いわゆる「月の石」が地球に持ち帰られた。同じ1960年代には宇宙マイクロ波背景放射も発見され、ビッグバン理論が支持されるようになった。
Q 30ノーベル賞を史上初めて2度受賞した科学者は？
マリ・キュリー
放射能の発見は1896年のことで、X線の発見がそのきっかけとなった。ノーベル賞は現在も医学・物理学・化学の進歩に多大な貢献をした人々に毎年授与されている。