数学者レオニダス・ホイターに転生した大学生、彼の功績を再現しなければ人類史が変わるので必死に再発見します

第11話 実験

　翌日。雨宮は朝日を浴びて起きる。最近はこういう生活習慣であることに慣れてきた。

　そして食堂に向かい、朝食のパンと肉の入ったスープを貰う。そして今日やるべきことをぼんやりと考えながら食事を摂る。

（今日から本格的に実験を始めないとなぁ……。まずは円陣1個のやつから順番に、それぞれ5,6回くらい繰り返せば問題ないかな……。いや、それじゃあ少ないってツッコまれるかもしれないから、最低10回はやることにしよう。そうなると、一体どれだけ時間がかかるか……。そもそも実験が上手く行くとは限らないから、その辺も考慮しておかないと……）

　食事を終えると、一度部屋に戻って必要な荷物をまとめる。そしてヌルベーイ研究室へと向かった。

「おはようございまーす」

「ホイター君、おはよう」

　すでに研究室にはヌルベーイがいた。研究室を持つ教授は、研究室の隣に自室を構えており、いつでも研究ができるようになっているのだ。

「ヌルベーイ先生、いつ戻られたんですか？」

「ついさっきだよ。昨日は徹夜で意見を詰めていたから、本当に眠くて……。悪いんだけど、数時間くらい仮眠を取らせてくれないかい？」

「分かりました」

　そういってヌルベーイは自室に戻っていった。

　それを見送った雨宮は、すぐに実験の準備を行う。まずは魔法陣の書かれた紙を机に広げ、その上に水の入ったビーカーを置く。準備はこれだけだ。

　あとは魔法陣からの熱の出力が一定になるように、魔力の調整をしていけば問題はないだろう。

「熱の出力を一定にするのは、魔法陣側で特定温度を出力すれば問題ないはず……」

　魔法陣は特定の温度を一定に保つことができるようになっている。例えば温度を100℃と設定すれば、魔法陣から100℃の熱が放出される。この技術は、この時代だとコンロから鉄工所まで幅広く利用されているのだ。

　ここで問題にしないといけないのは、魔法陣からビーカー内の水への熱伝導である。これが一定でなければ、ゆくゆく制定するホイター定数に繋がらないだろう。これは回数をこなして数値を平均化すれば問題ないはずだ。

　そんなことを考えながら準備を終えると、タイミングよくイリナがやってくる。

「おはよう、ホイター」

「おはよう」

「これ実験の準備？」

「そう。昨日話してた内容の実験」

「じゃあ私はこっちで計算しているわ」

「分かった。あ、ヌルベーイ先生は帰ってきてるけど、仮眠取ってるから気を付けてね」

「オッケー。注意するね」

　そういって窓際にある小さな机へと向かう。

　それを見送った雨宮は、早速実験を始める。まずは円陣1個の魔法陣で実験を行う。

「出力は100℃、時間は5分だから300秒でやってみよう」

　そういって雨宮は砂時計をひっくり返し、魔法陣に魔力を込める。魔法陣が赤色に光り、熱を放ち始める。そして水の温度が上昇するのを待つ。

　ビーカーに突っ込んでいる温度計を見ている雨宮。だんだんと温度が上がっていく様子を見て、あるひらめきが脳裏をよぎる。

「これ、それぞれの温度に達した秒数を算出できれば、微分の考え方として浸透するのでは？」

　微分とは、変数xと関数yが存在する時、xが限りなく何かの値に近づくときに関数yが何の値に近づくかを表したものである。

　今回の温度計の話に変えるとこうなる。水の温度が10℃から11℃になるときに要する時間が5秒だったとする。すると、ここでは5秒で1℃上昇していることになる。水の温度がどんどん上昇し、やがて100℃に近づく。99℃から100℃になるのには30秒かかった。つまり30秒で1℃の上昇になる。

　この温度変化をグラフで表してみると、一種のシグモイド関数となる。最初は急激な温度上昇が見られるが、100℃に近づくにつれて温度の変化が小さくなる。

　この1℃ごとの温度変化の傾きが微分した時の一次関数となるのだ。

「例えが分かりにくいか……？」

　そんなことを考えていたら、いつの間にか5分が経過していた。今回のビーカー内の水温は24℃。かなり効率が悪いことが分かるだろう。

　雨宮は別に用意された水の入ったビーカーを、仮設冷蔵庫から取り出す。水温を一律15℃で固定するためだ。

　今度は円陣2個が書かれた魔法陣の紙を広げ、すぐに魔力を供給、測定を開始する。

「今回の出力は100℃、時間は300秒だから、入力熱は100×300で3万か……。この条件は円陣の数が変わっても同じだから、これで放出熱の比較ができるようになる。……一応、入力熱の単位を仮にホッツと名付けよう」

　こうして実験を進める雨宮。5分が経過すればビーカーと水、そして魔法陣を変えて黙々と実験を続ける。もちろん、実験結果のメモも忘れない。

　こうして半日で30個の魔法陣の1回目の測定が終わった。

「うーん。こうしてみてみると、円陣が21個の時が最も水温が高くなった。同じ3万ホッツで熱を加えているにも関わらず……」

　雨宮は近くにあった紙に線を引き、グラフを作成する。横軸を円陣の個数、縦軸を水温にしてみた。

　そのグラフに実験結果の数値をプロットしてみる。すると点は、21個を頂点とする山なりの形を取った。

「明日以降もこの実験を繰り返す必要があるのか……。気が遠くなるな……」

　しかし、こうした実験からしか得られないデータが存在するのも確かにある。

「さて、明日も実験していかなきゃな」

　雨宮は気合を入れなおした。