インテリジェントに設計された羽ばたき周波数

Intelligently Designed Flapping Frequencies
インテリジェントに設計された羽ばたき周波数
BY JAKE HEBERT, PH.D.  | 
MONDAY, JULY 01, 2024
 
Physicists at Roskilde University in Denmark have shown that a single equation correctly describes the frequency of wing and fin strokes for a wide array of flying and swimming creatures, including birds, insects, bats, and whales.1,2 They used a technique called dimensional analysis to show that if one divides the square root of an animal’s mass by the surface area of the wing or fin, the result is equal to a constant multiplied by the frequency at which the wing or fin beats or flaps. A plot of wing frequency versus the square root of mass divided by wing area yields a straight line, as shown in the figure above.
　デンマークのロスキレ大学の物理学者たちは、鳥類、昆虫、コウモリ、クジラなど、空を飛んだり、泳いだりするさまざまな生物について、翼やヒレのストロークの周波数をひとつの方程式で正しく説明できることを示しました。彼らは次元解析と呼ばれる手法を用いて、動物の質量の平方根を翼やヒレの表面積で割ると、その結果は定数に翼やヒレが振動したり羽ばたいたりする周波数を掛けたものに等しいことを示したのです。翼の振動数と質量の平方根を翼の面積で割ったものをプロットすると、上図のように直線になります。

Dimensional analysis makes use of the fact that a true physical law should not depend on the units used for a measurement (i.e., English or metric units). Dimensional analysis is a powerful technique that is very helpful for gleaning physics and engineering insights, even when scientists don’t yet have a full understanding of the object or system being studied.
　次元解析は、真の物理法則は測定に使用される単位（すなわち、英単位かメートル単位か）に依存すべきではないという事実を利用します。次元解析は、科学者が研究対象の物体やシステムをまだ完全に理解していない場合でも、物理学や工学の知見を得るのに非常に役立つ強力な手法なのです。

The authors of the paper stated,
論文の著者は次のように述べています：

The argument is that – like the frequency of walking – the wing-beat frequency is largely determined physiologically as the natural (resonance) frequency of the wing, where the energetic cost of the flapping movement is minimized. 2 (Emphasis mine.)
　「その議論は、歩行の周波数と同様に、羽ばたきの周波数は主に生理学的に羽の自然（共鳴）周波数として決定され、羽ばたき運動のエネルギーコストが最小化されるというものです。」

But making machines energy efficient is something that engineers do. The fact that such a wide array of swimming and flying creatures have energy-efficient wing or fin frequencies strongly suggests that these creatures were designed by a master engineer. In fact, a previous engineering study also revealed efficient propulsion design across a wide array of swimming and flying creatures.3 So did these scientists give glory to the Lord Jesus for His engineering handiwork seen in flying and swimming creatures? Sadly, but not too surprisingly, no. Instead they attributed this remarkable result to convergent evolution and natural selection.
　しかし、機械のエネルギー効率を高めるのはエンジニアの仕事です。このように多種多様な泳ぐ生き物や飛ぶ生き物が、エネルギー効率の良い翼やヒレの振動数を持っているという事実は、これらの生き物が優れたエンジニアによって設計されたことを強く示唆しています。実際、以前の工学的研究でも、泳いだり飛んだりするさまざまな生き物の効率的な推進力の設計が明らかにされています。では、これらの科学者たちは、飛んだり泳いだりする生き物に見られる工学的手仕事について、主イエスに栄光を帰したのでしょうか？残念ながら、そうではありません。しかし、それほど驚くことではありません。そうではありません。むしろ、彼らはこの驚くべき結果を収斂進化と自然選択のおかげだとしているのです。

Convergent evolution occurs when different species occupying similar ecological niches adapt in a similar way to similar selective pressure....The evolution of the capacity of flight is a classic example of this. Flying insects, birds, and bats – but also the prehistoric reptiles, pterosaurs – all evolved the useful ability to fly.2
　収斂進化は、同様の生態学的地位を占める異なる種が、同様の選択圧に同様の方法で適応するときに発生します。...飛行能力の進化は、この典型的な例です。飛翔昆虫、鳥、コウモリだけでなく、先史時代の爬虫類、翼竜も、すべて飛行という有用な能力を進化させました。

Evolutionists usually claim that similar body parts (homology) imply descent from a common ancestor. Yet there are times when similar features are found in creatures which, according to the evolutionary story, did not descend from a common ancestor. This is the case with wings, which supposedly evolved independently in insects, birds, bats, and reptiles. So similarity is evidence for common descent, except when it isn’t. Then it becomes evidence for convergent evolution. Heads I win, tails you lose!
　進化論者は通常、似た体の部分（相同性）は共通の祖先からの子孫を意味すると主張します。しかし、進化論によれば共通の祖先の子孫ではない生物に、似たような特徴が見られることがあります。昆虫、鳥類、コウモリ、爬虫類で独自に進化したとされる翼がそうです。つまり、共通祖先から進化していない場合を除いて、類似性は共通祖先の証拠なのです。そうでない場合は例外です。その場合は、収斂進化の証拠となります。頭は私の勝ち、尾はあなたの負け！

So, according to the evolutionary story, flight evolved independently four times. And not only that, but each time “selection pressures” magically ensured that the flight was energetically efficient!
　つまり、進化論によれば、飛行は 4 回独立して進化したことになります。それだけでなく、そのたびに「選択圧」によって、飛行がエネルギー効率よく行われることが魔法のように保証されたのです。

At the most recent International Conference on Creationism, I presented a paper describing a metabolic scaling theory by physicist Geoffrey West and biologists John Brown and Brian Enquist that has been very successful at explaining design features of the mammalian circulatory and respiratory systems.4,5 Despite “throwaway” claims in their papers that optimization of these features was achieved by natural selection and evolution, in reality, evolutionary thinking contributed nothing to their theory. West et al.’s theory assumed that respiration and circulation are energy-efficient and determined what mathematical conditions need to be met to ensure this. Lo and behold, these conditions were found in creatures living in the real world!5 West et al. also derived an equation that describes how body mass in an organism varies from birth or hatching to adulthood.6 
　最近の国際創造論会議で、私は物理学者ジェフリー・ウェストと生物学者ジョン・ブラウン、ブライアン・エンクイストによる代謝スケーリング理論について説明した論文を発表しました。この理論は、哺乳類の循環器系と呼吸器系の設計上の特徴を説明するのに非常に効果的でした。論文では、これらの特徴の最適化は自然淘汰と進化によって達成されたという「捨て台詞」が述べられていますが、実際には進化論的思考は理論にまったく貢献していません。ウェストらの理論は、呼吸と循環がエネルギー効率が良いと仮定し、これを保証するためにどのような数学的条件を満たす必要があるかを決定しました。驚いたことに、これらの条件は現実世界に生息する生物に見られたのです。ウェストらはまた、生物の体重が誕生または孵化から成体になるまでどのように変化するかを説明する方程式を導き出しました。

There is another reason this story may be of interest to creationists. Similar to what these Roskilde University physicists did, a physicist named Andrés Escala (University of Chile) has used dimensional analysis to deduce a relationship between rate of oxygen consumption, temperature, body mass, and fundamental biological frequencies such as heartbeat.7,8 He has also expressed this relationship in terms of lifespan and time to reach maturity.9 Escala’s work is not as well-known as West et al.’s theory, but it has the advantage of being dimensionally consistent, which must be true of any genuine physical law.
　この話が創造論者にとって興味深い理由はもう一つあります。ロスキレ大学の物理学者たちがやったことと同じように、アンドレス・エスカラ（チリ大学）という物理学者も、次元解析を使って酸素消費率、体温、体重、そして心拍などの基本的な生物学的周波数の関係を推論しました。彼はまた、この関係を寿命と成熟までの時間の観点から表現しています。エスカラの研究はウェストらの理論ほど有名ではりませんが、次元的に一貫しているという利点があり、これは本物の物理法則であれば必ず当てはまることです。

Organism longevity is a complicated subject, and there is much about it that scientists don’t understand. But dimensional analysis is very helpful in precisely those kinds of situations. Since the work of Escala and West et al. involve lifespan duration and ages at maturity, they may lead to insights that could help explain the amazing longevity10 that characterized humans (and likely animals, too,11,12) in the pre-Flood world.
　生物の寿命は複雑なテーマであり、科学者が理解していないことも多いのです。しかし、次元解析はまさにそのような状況で非常に役立ちます。エスカラやウェストらの研究は、寿命期間と成熟年齢に関するものであるため、大洪水以前の世界の人間（そしておそらく動物も）を特徴づけていた驚異的な長寿を説明するのに役立つ洞察につながる可能性があります。
 
ＩＣＲ
https://www.icr.org/article/14767