140318_電気の歴史（250年間程前のこと）

電気の発見 から 驚異的な情報 ･通信の発展
１．電気の発見 原理の解明
･古代ギリシャ人： 静電気(謎の現象)の効果を知っていた
琥珀:ｴﾚｸﾄﾗ､慈石召鉄
～
・250年前：電気の謎解き？
ﾍﾞﾝｼﾞｬﾐﾝ･ﾌﾗﾝｸﾘﾝは､雷雨に凧上げ
・200年前：電池を発明
人為的に電気の作成に成功 電磁誘導
･150年前：電気の科学的解明
電荷/磁気/電磁界(電波)の理論
・100年前：電気を応用製品
ｴｼﾞｿﾝの発明 各種の電気製品が実用化
･ 50年前：半導体､ｺﾝﾋﾟｭｰﾀ､無線機器 ( 情報革命の幕開け ）
原子力発電の黎明期でもある
ﾃﾞｼﾞﾀﾙ化技術による情報ｼｽﾃﾑの飛躍的発展
◆ 古代電気の
古代電気の謎：
紀元前６００年頃：ターレスは琥珀を絹布でこすると羽毛や軽い物を引き付けることを知っていた。
これが静電気の起源で､『琥珀』(ｷﾞﾘｼｬ語:エレクトラ）からエレクトロンという言葉が生まれた。 紀元前２４０年頃：
中国の自然科学本｢呂氏春秋｣に『慈石召鉄』の記述がある。
日本では､７１３年「続日本紀」に『近江国より慈石を献ず』の記述が最も古い記録になる。
マグネット(磁石)の起源は､羊飼少年『マグネス』が不思議な石を発見した伝説と､トルコ南端の海に近い地名
『マグネシア』が磁石の産地だった とするもがある。
◆ 電気原理の
電気原理の発見：
発見：２００年前
２００年前
ベンジャミン・フランクリン(１７５２年)は､雷雨の中で凧を揚げる実験で､糸を伝わる稲妻の電荷を捉えた。
電気のことは昔から知られていたが､電気の存在を初めて証明した画期的な実験だった。
クーロンは､絹糸のねじれを利用した高精度の秤から､電気に働く力から『クーロンの法則』を発見した。
ガルバニーの蛙脚の電気痙攣から､ボルタは異種の金属間に発生する電気を発見し､電池を発明した。
エルステッドは､電池を使い針金に電流を流すと､近くに置いた位磁針が反応することを偶然に発見した。
アンペールは､針金２本を平行に並べ､電流の向きにより､針金に引き合い/反発の力が働くことを発見した。
ファラデーは､コイルの中で磁石を動かし､磁気の変化で電流が流れる(電磁誘導)現象を発見した。
◆ 電気理論の
電気理論の体系化：
体系化：１５０年前
１５０年前
マクスウェルは､電気と磁気に関する方程式を作り電気理論を確立した。その方程式から電磁波の存在を予測
した。電磁波の速度が光の速度に等しいことを知って､光が電磁波であることを解明した。
ヘルツは､電磁波を発生させる実験で電波の存在を実証し､無線通信の基礎を築いた。
◆ 電気の
電気の実用化の
実用化の時代：
時代：１００年前
１００年前
１９世紀の後半から２０世紀の初めにかけ､ﾓｰﾙｽの電信､ﾍﾞﾙの電話、エジソンの白熱電球・蓄音機・映画､
ｳｴｽﾁﾝｸﾞﾊｳｽの電気機関車､ｽﾀｲﾝﾒｯﾂの交流､ﾃｽﾗの多相交流・誘導電動機､ﾏﾙｺﾆｰの無線通信､ﾗｼﾞｵ･ﾃﾚﾋﾞ
など電気工学上の偉大な発明が次々と出てきた。
半導体が発明され集積回路技術の発展は電子計算機､ｲﾝﾀｰﾈｯﾄや携帯電話に応用され現代人に不可欠な
ものになっている｡
1
２．エジソンの発明
Thomas Alva Edison：１８４７～１９３１
電気の話
エジソンがいなければ､人類史は100年以上 遅れていただろう ～
「天才は1%のひらめきと99%の汗（努力の否定？）」
･1877年､母親も手伝い蓄音機の実用化に成功。ﾒﾝﾛﾊﾟｰｸ研究室(ﾆｭｰｼﾞｬｰｼﾞ)を設立
人材を集め「天才の集団」のﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄに辣腕を振るい､数多くの発明を成した。
電話 ､蓄音機 ､ﾚｺｰﾄﾞ
ﾚｺｰﾄﾞ ､電気 鉄道、
鉄道、鉱 石分離 符、
符、電灯 照明 な ど ・・・
特に白熱電球(当時10時 間程の寿命 )に､“竹”を使い1200時間以上にしたのが有名。
エジソンは電球の改良と､｢電灯の事業化｣に注力。程なく竹は､ﾀﾝｸﾞｽﾃﾝに代わる。
白熱電灯の売込みに合せ､直流電力供給事業(110V送 電:電圧低 下を考 慮)に注力した。
・研究室に入社した『テスラ』は､自身の回転磁界の研究から交流の発送電ｼｽﾃﾑを考案し商業化
にｳｴｽﾃｨﾝｸﾞﾊｳｽと契約を結んだ。
【ｴｼﾞｿﾝとの確執､電流戦争が勃発】
交流の利点が評価され直流ｼｽﾃﾑは廃退。エジソンの功績は類希であるが､改良発明､
盗作疑惑 もあり､誹謗中傷を受けたものも多い。
･エジソンの晩年は恵まれず､"死者との交信についての研究"を行っていた。
※交流の
交流の利点：
利点：変圧器で電圧変換が容易。電線の抵抗で電流減衰はやむを得ないが、
電圧を高くすれば減衰は抑えられ､効率が良い。 送電は高電圧で行い､家庭で使用する
直前に100Vにする。 直流の電気器具を使用する場合､交流から直流の変換は容易､
逆に直流から交流への変換は難しかった。
(現在は電力半導体で比較的に容易）
◆ 先ずエジソンありき
エジソンありき エジソンの
エジソンの発明が
発明が「電気文明の
電気文明の 20 世紀」
世紀」をもたらした
をもたらした
1868:ｴｼﾞｿﾝ(21 歳)の発明１号は､電気投票記録装置だった。 日本の明治元年に重なる。
1876：研究所(ﾒﾝﾛｰﾊﾟｰｸ)設立､電話機など 1300 以上を発明した。ﾍﾞﾙの電話はｴｼﾞｿﾝの送話機が使われた。
1878:電灯照明会社を設立､電球の発明に取組む。翌年４０時間の照明に成功。日本の竹炭を使用。
1881:ｴｼﾞｿﾝ電灯会社(ﾆｭｰﾖｰｸ５番町)を設立。翌年､発電所を完成､世界初の電力供給ｼｽﾃﾑを完成。
1887:発電所(１２１ｶ所)を建設し電力供給事業を独占。一方､研究所では扇風機､ﾄｰｽﾀｰ､ﾋｰﾀｰ､ｱｲﾛﾝなど
電化製品を次々に発明。新たな研究所で､映写機や蓄音機の発明にも取り組んだ。
1900:ｱﾙｶﾘ蓄電池を発明｡のち改良「Ａ型蓄電池」を搭載した電気自動車を実用化する。
ｴｼﾞｿﾝが最も注力した電力供給事業は､激しい競争の末､発明家ﾃｽﾗと起業家ｳｪｽﾃｨﾝｸﾞ･ﾊｳｽの交流発電に
置き換えられた｡遠距離を送電する電力ｼｽﾃﾑは､変圧が容易な交流方式が優利で､直流方式が廃れた｡
ｴｼﾞｿﾝの発明は､戦時中の停滞期を経て､猛烈な勢いで「電気文明の２０世紀」を形成するにことになった。
◆ 文明開化
エジソンが
エジソンが電力供給ｼｽﾃﾑ
電力供給ｼｽﾃﾑを
ｼｽﾃﾑを完成した
完成した翌年
した翌年､
翌年､東京電燈会社が
東京電燈会社が設立
1883:(Ｍ16)日本初の電気事業『東京電燈』が始まる。ｴｼﾞｿﾝが世界初の電力ｼｽﾃﾑを完成した翌年だった！
以降､神戸･大阪･京都･名古屋で設立｡1892:３万５千の電燈が灯った。明治文明開化の勢いは想像を絶す｡
電力利用も積極的で､189０:日本発の電動ｴﾚﾍﾞｰﾀｰ設置は､米ｵｰﾁｽ社が実用化後の翌年だった。
1895:電気鉄道(京都市電)が開業､1898:名古屋､1903:東京,大阪にも電気鉄道が続いて開業した。
かくして､文明開化の勢いに乗り､欧米とほとんど同時進行して日本の『電化』が始まった。
◆ 三種の神器
国策で
国策で電力消費ｷｬﾝﾍ
電力消費ｷｬﾝﾍﾟ
ｷｬﾝﾍﾟｰﾝ
191５年(T４）:猪苗代水力から長距離送電(２３０km)が成功。電力による新産業を目指し､国策で電力消費拡大
ｷｬﾝﾍﾟｰﾝが進められた。この流れに乗り､欧米で開発された電化製品は大正･昭和にかけ国産化された。
1894:扇風機､1915:ｱｲﾛﾝ､1924:ﾗｼﾞｵ､1930:洗濯機,冷蔵庫､1931:掃除機､国産の電化製品が次々に登場。
1929:昭和恐慌から 194４年:敗戦まで電化品の普及は停滞した。
復興ｴﾈﾙｷﾞｰが電化製品を生んだ。194７:ﾄｰｽﾀｰ流行､1953:ﾃﾚﾋﾞ本放送､1955:ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀﾗｼﾞｵ､電気釜など。
神武景気で『三種の神器』に憧れ｡1958:ﾃﾚﾋﾞ普及率 15.9%､皇太子御成婚 33.5%､196４:東京ｵﾘﾝﾋﾟｯｸ 90% 。
◆ 快適・
快適・便利の
便利の追求 と 電力需要を
電力需要を支えた原子力発電
えた原子力発電 高度成長の
高度成長の一躍を
一躍を担う電化製品
快適･便利な電化製品が経済成長を継続牽引した。1960:ｶﾗｰﾃﾚﾋﾞ放送を開始､民放局が次々に開局､放送
内容は娯楽性を強め､放映時間は深夜に及び､社会・文化に与える影響度を増していた。
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1975:家庭用ＶＴＲ､1961:電子ﾚﾝｼﾞ､大型冷蔵庫で冷凍食品が普及。冷凍･ｲﾝｽﾀﾝﾄ食品は食文化を変えた。
ﾋﾞﾙ建設ﾗｯｼｭでｴｱｺﾝが普及､1970 年代になり家庭にも普及､1990:１.５台､2000:２.５台と増加した。
1969：ＦＭが開局､良音質ｵｰﾃﾞｨｵが普及。1981：ｳｫｰｸﾏﾝ､1982:ＣＤ発売。映像と結合したＤＶＤへと進化する。
電化の拡大で電力消費が増大(１/3)。家庭用電力は､1972:50０億 kWh､1999:1909 億 kWh､２７年間で４倍｡
1970：以降､電力が慢性的に逼迫状況に陥り､米国から導入した原子力発電所を相次いで稼動｡
1986:ﾁｪﾙﾉﾌﾞｲﾘ原発事故を危惧しながらも､５２基の新設が続いた｡
◆ マイコン登場
マイコン登場
ﾏｲｺﾝが
ﾏｲｺﾝが電化製品を
電化製品を自動化 ＴＶゲーム
ＴＶゲーム､
ゲーム､パソコンを
パソコンを生み出す
1964:電卓(１辺 42cm､50 万円)を発売。電卓ﾒｰｶｰ(ｼｬｰﾌﾟ)の要請で､1971:米ｲﾝﾃﾙが 4 ﾋﾞｯﾄﾏｲｺﾝを開発､続いて
1972：８ﾋﾞｯﾄ､1977:16 ﾋﾞｯﾄを開発｡1981:ｲﾝﾃﾙとＨＰ社が 32 ﾋﾞｯﾄﾏｲｺﾝを共同開発､現在は 64 ﾋﾞｯﾄが主力。
ﾏｲｺﾝを搭載したﾊﾟｰｿﾅﾙ･ｺﾝﾋﾟｭｰﾀ(ＰＣ)が登場､5 年後の年間生産(182 万台:20 社)に急成長を遂げた。
ﾏｲｺﾝの大衆化はＴＶｹﾞｰﾑ機で先行､1979:ｲﾝﾍﾞｰﾀﾞが大流行。1983:ﾌｧﾐｺﾝ(任天堂)で本格普及が始まった。
産業分野はﾏｲｺﾝで製造ﾗｲﾝの自動化を果した｡家電品はﾃﾚﾋﾞﾘﾓｺﾝを皮切りに､全自動洗濯機､ｴｱｺﾝ､ｵｰﾃﾞｨｵ､
ｶﾒﾗに､自動車では数１０台超ﾏｲｺﾝが組込まれる。更に､ﾄｲﾚ給水,駅改札,飲料･ﾀﾊﾞｺ販売機にも導入された。
◆ 「オール電化」へ
掃除ﾛﾎ
オール電化
掃除ﾛﾎﾞ
ﾛﾎﾞｯﾄ登場
ｯﾄ登場
オール電化にまい
電化にまい進
にまい進していた・・・
していた・・・が
・・・が、
1970:温度制御する電子ｼﾞｬｰが発売され「押すだけ」が大ヒットした。 快適・便利は､『オール電化』に向い､
電磁調理器､掃除ﾛﾎﾞｯﾄ､電波時計､自動調理器､自動ｶｰﾃﾝ､介護ﾛﾎﾞｯﾄも実用化された。
「だれでも､どこでも､いつでも､なんにでも」という「ユビキタス」や「情報家電」の象徴が「オール電化」と思われて
いたが､震災･原発事故のあと疑問を感じ､誰もが戸惑っている。
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電気の話
３．驚異的な情報 ･通信技術の発展
1970年代
年代
2010年
年
性能向上
型ﾒｲﾝﾌﾚ ｰﾑ(IBM370)
ｰﾑ(IBM370)
構成 集中大 型ﾒｲﾝﾌﾚ
分散ﾈｯﾄﾜｰｸ
分散ﾈｯﾄﾜｰｸ
ﾘｱﾙﾀｲ ﾑ､
ﾑ､ｴﾝ ﾄﾞ
ﾄﾞﾕｰｻﾞ
ﾕｰｻﾞ ､ｸﾞﾘｯﾄ､
ﾘｯﾄ､ｸﾗ
ｳﾄﾞ
ｳﾄﾞ､組 込､
込､ﾕﾋﾞ
ﾕﾋ ﾞｷﾀｽ 処理
◆専用から
専用から汎用利用
から汎用利用へ
汎用利用へ
誰でも 何処 でも何
でも何 時でも
時でも
ｸﾞ演算 IC 論理回路
演算 ｱﾅﾛ ｸﾞ
ｯﾄﾏｲｺﾝﾁｯﾌﾟ( ｉ4004)
処理 ４ﾋ ﾞｯﾄﾏｲｺﾝﾁｯﾌﾟ
ULSI SoC :ｼｽﾃﾑ
:ｼｽﾃﾑon
ｼｽﾃﾑonﾁｯﾌ
on ﾁｯﾌ ﾟ
64ﾋ
64 ﾋ ﾞｯﾄx
ｯﾄx 5ﾏﾙﾁﾁｯﾌ
5ﾏﾙﾁﾁｯﾌﾟ
ﾏﾙﾁﾁｯﾌﾟ(Coreｉ
(Core ｉ7)
16万
16 万MIPS/ﾁｯﾌ
MIPS/ﾁｯﾌﾟ
ﾁｯﾌﾟ
ﾓﾊﾞ
ﾓﾊ ﾞ ｲﾙPC
ｲﾙPC ～ ｽｰﾊﾟ
ｽｰﾊ ﾟｺﾝﾋﾟ
ｺﾝﾋ ﾟｭｰﾀ
汎用OS(Windows
汎用OS(Windows Mac) Linux
【 ﾑｰｱの
ﾑｰｱ の法 則：
則： 18ヵ
18ヵ 月で 2倍】
ｵﾌﾗｲﾝ・
ｵﾌﾗｲﾝ・ ﾊ ﾞｯﾁ処理
ｯﾁ 処理
電算室 部門､
部門､専 任ｵﾍ
任ｵﾍﾟ
ｵﾍ ﾟﾚｰﾀ
1MIPS/ﾁｯﾌ
1MIPS/ﾁｯﾌﾟ
ﾁｯﾌﾟ
ﾏｲ ｺﾝ ､ｵﾌｺﾝ､
ｵﾌｺﾝ､ﾐﾆｺﾝ､
ﾐﾆｺﾝ､制 御用
専用OS
専用OS RTOS Unix MS -DOS
記憶 1970
1970：
： 磁気 ﾃｰﾌﾟ
ﾃｰﾌﾟ,ｶ ｾｯﾄﾃｰﾌﾟ
ｾｯﾄﾃｰﾌﾟ
B､ 1.44MB)
ﾛｯﾋ ﾟｰ 8,5,3.5in (125K B､
容量 ﾌ ﾛｯﾋﾟ
2000：
2000： HDD 3.5in (50GB)
ﾌﾞ ﾙｰﾚｲDVD
ﾙｰﾚｲDVD（
DVD（ 50G B)
2010：
2010： HDD 3.5in (1.5TB)
USBﾒﾓﾘｽﾃｯｸ
USB ﾒﾓﾘｽﾃｯｸ （4 ～64GB)
SDﾒﾓﾘｶｰﾄ
(2～
SDﾒﾓﾘｶｰﾄﾞ
ﾒﾓﾘｶｰﾄﾞ
(2 ～64GB)
SSD :高
:高 速ﾒﾓﾘ
速ﾒﾓﾘ (120GB)
ｸﾞ64k bps通
bps通 信 交 換機
通信 ｱﾅﾛ ｸﾞ
速度 ﾀﾞｲｱﾙｱｯﾌ ﾟ
ﾃﾞ ｼﾞﾀﾙ 通信 IPﾌ
IPﾌ ﾟﾛﾄｺﾙ
TCP/IP
常時接 続
ADSL ： 1.5Mbps
ｲﾝｻｰﾈｯﾄ LAN規
LAN規 格：
格： 1G bps
携帯電 話：
話： 384kbps ～
光ﾌｧｲﾊﾞ
ﾌｧｲﾊﾞ ｰ 通信網：
通信網： 19.2Gbps
1980：
1980： HDD 3.5in (50MB)
CD､
CD､MO （650MB)
1990：
1990： HDD 2.5in (130MB)
DVD
（ 4.7GB)
ISDN ： 2.4kbps
個別仕 様LAN
様LAN：
LAN ：30Mbps
無線ﾄ
無線ﾄ ﾗﾝｼｰﾊﾞ
ﾗﾝｼｰﾊﾞ
ﾏｲ ｸﾛ波無
ｸﾛ波無 線網：
線網： 208Mbps
◆10万
10万 倍超の
倍超の 性 能向上
価格 は1/1000
*日の丸OS (TRON ) は､iｐhone､
ｽﾏｰﾄﾎﾝの普及で廃れる
◆100万
100万 倍の
倍の 密度 向上
革新 技術で
技術で 飛躍向 上中
小型 化､
化､低価 格化､
格化､ 高速化
【ｷ ﾞﾙﾀﾞ
ﾙﾀ ﾞｰ の 法 則：
則： 6ヶ月 で2倍】
◆3.5万
3.5万 倍の
倍の 高速 化
光ﾃ ﾞｼ ﾞﾀﾙで
ﾀﾙで飛 躍的 な高速 化
IP網
網による地球
による 地球 規模網
＊回線 利用価 格は暫 減
◆電子技術４
電子技術４０年の軌跡
＝ １９７０～２０１０年代 ＝
エジソン白熱電灯発明から１３０年後の現在､１９８０年代の情報革命が３０年経過し進化を継続している。
･構成(
構成(ｱｰｷﾃｸﾁｬ)
ｱｰｷﾃｸﾁｬ)の変遷：
超大小型､集中分散､ﾈｯﾄﾜｰｸ Web､汎用専用､組込み､ｸﾞﾘｯﾄﾞ､ｳｪｱﾗﾌﾞﾙ､ﾕﾋﾞｷﾀｽなど､あらゆる形態の計算機
システムが生まれた。情報システムを動かすソフトウェアと膨大ﾃﾞｰﾀの構築方法がより重要になる。
・ＣＰＵの
(ﾑｰｱの法則：１８ヵ月で２倍)
ＣＰＵの性能１０
性能１０万倍
１０万倍：
万倍：
ﾏｲｸﾛﾌﾟﾛｾｯｻは､処理単位(4>8>16>32>64bit)の拡張と半導体集積度の向上
で高速化する。1970 年代のﾐﾆｺﾝﾋﾟｭｰﾀ（DEC:1MIPS）の商品化以降､ﾏｲｺﾝ､
LSI､ﾏﾙﾁｃｐｕなど幾多の革新技術で急激な性能向上が継続する。製造ﾗｲﾝ
IC ﾁｯﾌﾟ､ﾃﾞｼﾞﾀﾙ家電､自動車など用途も拡大し今や生活に不可欠な存在。
・磁気ﾃ
磁気ﾃﾞｨｽｸの
ｨｽｸの記憶容量１００
記憶容量１００万倍
１００万倍：
万倍：
１９８０年､ﾊﾟｿｺﾝ用 HDD(5.25ｉｎ:5MB)が実用化｡回転速度の高速化､記憶
の高密度化･多層化など革新技術で性能が飛躍的に向上。家庭ﾋﾞﾃﾞｵﾚｺｰﾀﾞ
の用途拡大で低価格化が劇的に進み､2.5in:3TB が商用化される。
・光伝送速度 3.5 万倍 ： (ｷﾞﾙﾀﾞｰの法則:６ヵ月で２倍 CPU 改善を上回る)
ｱﾅﾛｸﾞ通信からﾃﾞｼﾞﾀﾙ通信へ,有線ｹｰﾌﾞﾙ,無線,光通信,TDM(時分割)
WDM(周波数分割)通信方式の変遷を経て,通信速度は M･G・T(1012Bit/sec)
時代を迎えている。ﾕﾋﾞｷﾀｽ通信で地球規模通信も可能になろうとしている。
一方､ﾃﾞｼﾞﾀﾙ化と符号化技術で､専用線を使う広帯域映像は､
信号圧縮技術の進展で､既存の回線でも高精細映像配信が
可能になった。標準･規格化の進展が最大課題になっている。
◆量的変化から
量的変化から質的変化
から質的変化へ
質的変化へ
３０～4０年前：大型計算ｾﾝﾀｰで情報処理を行った。
１９８０年代 ：小型ｺﾝﾋﾟｭｰﾀで情報処理を現場で行う。
２０００年代 ：机上は無論､手に乗せポケットに入れ一家に１台､研究室に１台を遥かに超え普及した。
情報革命は､ﾑｰｱ･ｷﾞﾙﾀﾞｰの法則を超える勢いで進展した。 最初は量的な変化で､ある時点から質的に大
変革する。 量的変化は 1/千,1/百万 となると､革命的な質的変化に発展する。
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