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17世紀、自作の顕微鏡で自分の歯垢を覗き込んだ科学者によって、歴史上初めて発見された「細菌」。ヒトの細胞が1回増殖する間に約72回も分裂を繰り返す驚異のメカニズムから分類体系まで、私たちの目には見えないミクロな存在の知られざる生態を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から紐解く。

地球上で最も豊富に存在し、あらゆる生命にとって不可欠な分子「水」。一見すると単純な物質に見えるが、水素原子と酸素原子の結びつきによって生じる「水素結合」という特殊な性質が、水を極めて安定した分子に仕立て上げている。体が60％以上の水で満たされている理由から、万能な溶媒として血液を機能させる仕組みまで、水と生命の切っても切れない関係を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から解説する。

朝鮮戦争で国連軍を指揮したダグラス＝マッカーサー将軍は、北朝鮮軍を中国との国境まで押し戻した。しかし中国が参戦すると戦況は一変し、やがて北緯38度線付近で膠着状態に陥る。そこでマッカーサーは、中国に対する核兵器の使用を主張した。これを拒否したトルーマン大統領を公然と批判したことで、マッカーサーはついに解任される。なぜ、戦場を率いた将軍と大統領は決定的に対立したのか。朝鮮戦争の経緯とともに、『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から学ぶ。

“原子”と初めて呼んだのは、古代ギリシアの哲学者デモクリトスだった。そのアイデアを、近代の科学者であるジョン・ドルトンが受け継ぎ、原子に関する知識は膨らんでいった。科学の発展には研究の共有と検証が欠かせない。その第一歩となるのが、目的や仮説、データを正しく記録する「実験報告」だ。古代のひらめきを真の科学へと育て上げる思考のルールを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から解き明かす。

2001年9月11日、アメリカを襲った同時多発テロは、ブッシュ政権の進路を大きく変えた。減税や教育改革を掲げて始まった政権は、やがてアフガニスタン戦争、イラク戦争へと突き進んでいく。なぜ9.11は、アメリカの外交と国内政策をここまで一変させたのか。2000年大統領選の異例の決着から「対テロ戦争」まで、『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』からブッシュ時代の転換点をたどる。

第二次世界大戦では、ともにナチス・ドイツと戦ったアメリカとソ連。ところが戦争が終わると、両国の関係は急速に悪化していく。東ヨーロッパではソ連の影響力が強まり、チャーチルはその分断を「鉄のカーテン」と表現した。なぜ昨日までの同盟国は、世界を二分するほどの敵同士になったのか。冷戦の始まりを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から学ぶ。

地球上の至るところに存在し、侵入すれば病気や死を引き起こすこともある病原体。私たちの身体には「免疫系」という防衛機構が備わっているが、時に花粉やほこりのような本来害のない物質まで有害な外来物質として扱い、アレルギー反応を引き起こしてしまう。身体の防衛メカニズムと病原体の複雑な関係を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から解説する。

化学の単位「モル」は、すべての原子・分子の基準である「炭素12」の12gに含まれる原子の数を表している。この数を示したのが「アボガドロ定数」だ。化学の基礎として有名な定数だが、実はアボガドロ本人は、この数値を突き止めていない。1909年に実験で初めて数を決定し、彼の功績を称えて命名したのは物理学者ペランだった。1モルあたりの質量「モル質量」や、計算時に欠かせない「有効数字」のルールまで、目に見えない粒子の世界を捉える知恵と歴史を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から解き明かす。

人類をパンデミックの脅威から守るために用いられる抗生物質や抗ウイルス薬、そしてワクチン。これらはヒトの正常な細胞を傷つけず、病原体だけを識別して攻撃する非常に精巧なシステムを持っている。しかし、抗生物質は消化を助ける体内の有用な細菌まで殺してしまうリスクも伴う。薬が敵を見分けるメカニズムから善玉菌への影響、そして記憶細胞が病原体を覚えて撃退するワクチンの仕組みまで『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から紐解く。

第二次世界大戦が終わり、世界にはようやく平和が訪れるはずだった。だが、戦勝国が描いた新たな国際秩序は、各地に別の対立の火種も残していく。ドイツ分割、国際連合の誕生、イスラエル建国、そして戦争犯罪を裁くニュルンベルク裁判。戦後世界はどのようにつくられ、やがて東西の分断へと向かっていったのか。『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』でその歴史をたどる。

アインシュタインといえば「相対性理論」が有名だが、彼がノーベル物理学賞を受賞した本当の理由は、実は「光電効果」という現象の解明だった。金属に光を当てると電子が飛び出す現象だが、どれだけ眩しい光を当てても、エネルギーの弱い光では電子は1個も飛び出さない。なぜなのか？ 世界を驚かせた天才のひらめきを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から解き明かす。

ほかの生物の体に菌糸を突き刺し、必要な栄養分を吸収して生きる「寄生性」の菌類。彼らは単に栄養を奪うだけでなく、相手の細胞の働きを妨げ、時には生命機構そのものを乗っ取ってしまう。農作物を赤茶色に変色させて枯らしてしまうさび菌の脅威から、昆虫を動けなくして死骸から繁殖する激しい攻撃性、ヒトの皮膚炎のような真菌症まで。寄生性の菌類が選んだ生存戦略を『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から紐解く。

現代物理学の扉を開いたのがドイツの物理学者マックス・プランクだ。彼はエネルギーは「1セント硬貨」のようにそれ以上細かく分けられない最小単位＝「量子」として受け渡されていることを発見した。プランクが導き出した公式と、量子論を用いると、謎に満ちた電子のふるまいが明らかになる。物理学の歴史を塗り替えた思考のプロセスを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から解き明かす。

病気に強い作物や栄養豊富な家畜を作り出す「遺伝子工学」。環境や体内のシグナルに応じて働く遺伝子の仕組みを利用し、DNAの鎖を分子レベルで操作する技術は、現代の食を支えている。遺伝子組換え生物がもたらす品質向上のメリットから必須遺伝子の喪失による生態系へのリスクまで『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から解説する。

第二次世界大戦中のアメリカで、11万人を超える日系人が突然、強制収容所へ送られた。なかにはアメリカで生まれた市民も多く含まれていたが、真珠湾攻撃後に広がった恐怖と偏見のなかで、家や土地、仕事、自由まで奪われていった。なぜ自国民が「敵」とみなされ、ここまでの扱いを受けたのか。『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から紹介する。

「近代化学の父」と称される化学者アントワーヌ・ラボアジエ。彼は今でも重要な法則として使われる「質量保存の法則」を導き出した化学者だ。このような偉大な理論の組み立ては、一体どのようなプロセスで進められるのだろうか。自然の真理を探る「純粋科学」と実用を目指す「応用科学」、そして目に見えない現象を捉える「モデル」の存在。仮説を立て、実験やモデルを用いて検証を重ねることで、不確かなアイデアは「理論」へと結晶化していく。ラボアジエをはじめとする化学者たちが実践してきた知的な探求のプロセスを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から解き明かす。

生物が何世代もの時間をかけて形質を変化させていく「進化」。目に見えないほどゆるやかな変化の証拠を、科学者たちはどのようにして見つけ出してきたのだろうか。気温や環境の変化が促す遺伝子の変異から、鳥の翼と魚のひれの意外な共通点、そしてヒトの体に今も残る「尾骨」のような痕跡器官までを進化の視点で『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から解説する。

第二次世界大戦が始まると、ヒトラー率いるドイツ軍は電撃戦でヨーロッパ各地を次々と制圧していった。一方、ドイツと不可侵条約を結んでいたソ連のスターリンも、当初は枢軸国と一定の距離を保っていた。ところが1941年、ヒトラーが突如ソ連へ侵攻し、状況は一変する。『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からのアメリカ史』から紹介する。

「物質が電気を通す性質＝導電性」。さまざまな物質が見せるこの仕組みは、私たちが日常的に接する「水溶液」の世界でも非常に興味深い違いを示す。水に溶けたときに電気伝導性を示す「電解質」と、示さない「非電解質」。塩酸のように高いものから、酢酸のように低いもの、エタノールのように全く電気を通さないものまで、その違いを生み出すのは水中で自由に動く「イオン」の存在だ。身近な液体が持つ導電性のメカニズムを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学から分かりやすく解説する。

太古の地球の記憶を現代に伝える「化石」。一般的には恐竜の骨や貝殻のような硬い組織が残るイメージが強いが、実は骨を持たない生き物や、軽やかな足跡、炭素の膜といったものまで化石として残ることがある。どのような条件が揃えば、本来なら分解されてしまう柔らかい組織や形がそのまま地中に保存されるのか。『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの生物学』から化石について解説する。