科学技術と共に歩む

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私たちの日常にはいろいろな音が満ちあふれている。朝，時計やスマホからは目覚ましのベル音が聞こえてくる。テレビ・ラジオは世の中の情報を絶え間なく送ってくる。外に出れば自動車の音が騒がしいし，ラッシュアワーの駅ではいろいろな音が洪水のように押し寄せる。一方，好みの音楽を聴くときは至福のときであるし，鳥の鳴き声や小川のせせらぎの音は心をなごませてくれる。楽しい気分のときは口笛を吹くこともある。ときにはカミナリの鳴音にびっくりして怖い思いもする。人とのコミュニケーションにとって音声が欠かせないことは言うまでもない。

耳で聞こえる音を一般的に「音」と呼んでいる。例として挙げた音は，音源の振動が空気を振るわせ，その空気振動が波として伝わり，耳に入ってきたものである。しかし，私たちは音を感覚として感じるだけで，途中の波としての段階は意識していない。一方「音波」と言うときには，音の発生原因や途中の波としての過程を問題にしている。例えばペットボトルを吹くとなぜ鳴るのか，音がどこからどのように聞こえてくるのか，などのときである。また，空気ではない媒質を伝わる音波もある。イルカは泳ぎながら音波を出してエサなどを探すし，クジラも音波で仲間と交信している。これらの音波は水中を伝わっている。また，海面を伝わる波は，サーフィンを楽しむこともできるが，ときには大きな津波として襲ってくる。地震の振動は地中を伝わってきて大きな災害をもたらす。母胎内の赤ちゃんの写真をとったり，身体内部の病気を診断したりする超音波もある。強い超音波でガンを治療することもできる。これらは波が伝わる媒質が水であったり，地殻であったり，あるいは母親のお腹だったりする。伝わる媒質が異なっているというだけで，波としての基本的な性質は空気中の音と変わりがない。

音についての知識は高校で少しは学ぶが，大学で学ぶことはあまりない。さらに深く学びたいとき，音に関する専門的テキストは数式を多用して初心者にはとっつきにくいし，一般の読み物は説明が簡単すぎて物足りない。本書では，1章で音の簡単な歴史を述べた後，2，3章で音の伝わり方の基礎を説明する。4～7章では，反射・屈折・干渉・回折・ドップラー効果など波としての基本的な現象を，実験例を織り込みながら解説する。8章で発声や聴覚のしくみに注目し，9章では身近にある興味深い音を波の立場から考察する。10章で超音波について，11章で地震波や水面波について取り上げ，宇宙での波についても触れた。基本的性質を十分に理解してもらうため数式もある程度使っているが，高校数学で理解できる程度に抑えてある。物理という拡大鏡を通して「音」を見ると，「波」の側面がはっきり見えてくる。そのことで，多くの「音」の共通点が見えてきて，より理解が深まるのではないかと期待している。この見方は音だけでなく光や電磁波など波動全般についての理解を助ける。本書は，音に興味がある高校生や大学生，あるいは中学高校の理科教員などには特に参考になるのではないかと思う。音に対してより広い見方を身につけてもらえれば幸いである。また，2，3章では高校物理の知識が多少必要であるが，4章以降はどなたでも読めるように書いたつもりである。初めて音を学ぶ方への入門書としても適していると考えている。

本書の内容は明治大学在職中に行った教育・研究の中から得たヒントをもとにしている。また，本書に掲載されたイラストは中学生の小林聖奈さんが描いてくれた。渡辺好章，漢那憲一，城之内悦子の各氏からは内容に関して有益な助言をいただいた。そのほかにも多くの方から直接・間接に貴重な示唆を受けた。ご協力いただいた皆様に心から感謝を申し上げたい。さらに，陰ながら支え温かく応援してくれた家族にも感謝したい。

2026年5月
崔博坤