活躍生徒vol.031：研究部に所属し「音と数学の関係」をテーマに5度表彰された丸山優佳さん

生徒数がついに3万人を超えたN高グループ。多様な生徒が様々な分野で活躍しています。そんな中、キラリと光る実績を生み出した生徒もたくさんいます。実績を生み出した生徒は、どんな活動をして、どうやって実績を生み出したのか……気になりますよね！　そこでN高グループ新聞では「活躍生徒」と題してインタビュー企画を始めることにしました。第31弾となる今回は、研究部に所属し「音と数学の関係」をテーマに5度表彰された丸山優佳（まるやま ゆうか）さんへのインタビューをお届けします。

取材・文＝富永裕音（角川ドワンゴ学園　マイプロ/アントレ担当TA）

音楽を数学でどう捉えるか。音楽から数学を捉えなおすとどう表せるか

Q.所属校と学年、お名前を教えてください。

S高ネットコース３年の丸山優佳です。

Q.研究部ではどんな活動をしていますか？

「音と数学の関係」をメインテーマに研究をしています。実際の楽器を用いた実験を通じて、それらの関係性を模索しています。

1番最初の研究の時は、ピタゴラスの定理で有名なピタゴラスが音楽の研究もしていたことから、自分も同じように「気柱(1)」を用いて実験をしてみたいなと思って、ホームセンターで材料を揃えて実験に臨んでいました。気柱の実験では振動数や波長を計算して筒を切って確かめていくと、ボイド管が全部で40mくらい必要でした。音自体はキーボードの音律設定で比較はできるのですが、1音ずつ実験で確かめることで旋律や和音に対する理解がとても深まりました。毎年実験テーマが少しずつ変わっていくのですが、物理の音の波と数学の対数関数はずっと扱っていて、その度に綺麗だなぁと思いながら調べています。

注
1）管の中の空気が振動してできる柱状の空気のこと。管楽器の音は気柱の共鳴によって生じる。

Q.これまでの実績や成果について教えてください。

これまでの実績としては、中学1年では新潟県児童生徒科学研究発表会「いきいきわくわく科学賞」、中学2・3年とS高1・2年では塩野直道記念「算数・数学の自由研究」作品コンクールで賞をいただいています。その中でも大きな受賞は中2と高1のときで、どちらも15000を超える応募の中で賞を獲得することができました。初めは音楽を数学で捉えるとどう表せるかを考えていたのですが、最近は音楽から数学を捉えなおすとどうなるのか、数を音に置き換えて規則性を見つけていくようなことをしています。

また主観的な成果としては、参考文献や、スライド発表に使用する資料の載せ方など研究活動全体のルールについて理解が深まりました。引用した部分を口頭で済まさず、きちんとスライドに記載したりとか、情報の扱い方について学んだことが多くあります。

Q.その成果を上げることができた理由は何だと思いますか？

最初は中学1年生の時の休校期間に、何気なく実験をしてみたら面白い結果が出たのでレポートにまとめた、といったスタートでした。競争が苦手なので特に受賞が目標というわけではなくて、自然に出てきたものを大切に記録してきたことが今に繋がっていると感じます。1度レポートにまとめてみるともう少し調べたい課題が出てくるので、翌年さらに研究を続けて、理解が深まると共にまた次の課題が見つかる、という流れの繰り返しです。

ですが、やっぱり最初のコンクールで審査員の先生方に自分の研究を認めていただけたことは大きな喜びでした。しかも、受賞までできたことが追い風になりましたね。

あとは、研究部に入れたことももちろん嬉しかったのですが、筑波大学の先生がアドバイザーを務めてくださりびっくりしました。その先生が毎月1〜2時間ほど時間を使って丁寧に質問に答えてくださったり、思考途中のよく分からない図や表や式などを見てくれたりして、自由に意見を交換できるという環境が活動の大きな支えになりました。質問への回答だけではなく、研究や教育に対する姿勢そのものが学びになっています。

壁にぶつかったら、基礎から考え直してアプローチを変える

Q.研究部は活動の中でどのように役に立ちましたか？

自分にとって研究部は、先生に適宜フィードバックをもらいながら継続して研究に取り組める、という点で大きく役立っています。

中学生のとき吹奏楽部でフルートを演奏していたのですが、フルートはドから上のドまでの1オクターブ分の「トーンホール(1)」しかないのに、3オクターブの音域があることがとても不思議でした。ピアノは1つの鍵盤に対して1つの音というように1対1で対応していますが、フルートは1つの指づかいで約3つの音に対応しています。第1・2・4「倍音(2)」については、オクターブ違いの同じ音になるのですが、第3倍音が全く別の音になることの理由を知りたくて調べてみたいと思ったことが研究のきっかけです。またフルートは旋律を担当することが多く、合唱のソプラノも旋律を歌うことから、1番美しい音律を気柱の実験で確かめたいと思う気持ちも研究を後押ししてくれました。

また、以前挑戦したコンクールで審査員の先生が「数学は自由」と仰っていたのがとても心に残っていて、その言葉を信じて数学や音楽に対して自由な表現方法を模索できるようになったことも、活動の助けになっています。

注
1）管楽器において音程を調整するために管体に開けられた穴
2）1つの音（基音）を鳴らした時に、同時に別の周波数の音が鳴る現象

Q.研究を続けていく中で大変だったことはありますか？

研究を続けていく中で、理解はできるけど証明方法が分からないような問題にぶつかったときは、もっと数学ができたら先まで見渡せるのかなと思っています。そのような壁にぶつかった際は、いったん小学校で習う分数や比例の概念に立ち返り、基礎から考え直してアプローチを変える工夫をしています。

Q.研究部で得られたスキルは何ですか？

スライドやグラフを用いて論理的に伝える力や、継続して活動することの大切さ、学び続ける姿勢が養われたと思います。また、資料引用のルールやデータの正確な取り扱いなど研究活動をする上で守るべきマナーも研究部で身につけることができました。お借りした画像や写真1枚1枚を大切に扱うことを心がけています。

Q.最後に、今後の展望を教えてください。

自分の研究テーマをより深く掘り下げ、知識や技術をどんどん身につけていきたいです。新しいアイデアを生み出し、プレゼンや論文投稿など次の研究に繋げていければと思います。

おわりに

「活躍生徒」vol.31として、丸山優佳さんのインタビューをお届けしました。

取材中はずっと笑顔を絶やさず、幾つかの質問に対しては事前に回答をまとめておいてくださるなど、積極的に取材に向き合ってくれました。「音と数学の関係」という研究テーマに挑戦し続ける継続力と発想力が、彼女の大きな強みだと思います。

丸山優佳さんの今後の活動に注目です！

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