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2007年08月23日(木)| パソコン>未分類 |  
ノートパソコンの発熱・冷却(2)――ケースファンで冷却

今日は薄曇りでかなり涼しく感じます。今(お昼過ぎ)は気温が 30°C まで上がっていますが、朝起きたときは 25°C でむしろ肌寒いくらいでした。しかし、雨が降って過ごしやすかった日曜日(19日)を除くと昨日までは連日猛暑が続いていました。

そんなわけで私のノートPC は毎日 USB扇風機のお世話になっているのですが、USB扇風機は昼間はともかく夜はけっこうやかましく感じます。出力 DC 12V, 1250mA の ACアダプターが手元にあったので、たまたま見つけた「夏対策2」、「夏対策2補足事項」という記事に触発されて、12cm のケースファンを使った冷却ファンを作ってみました。

2015年8月5日 追記〕最近はケースファンと同じ形状のUSBファンが出ているようなので、これを使えば工作がずっと楽になりますね。

PC背面の左側にある排気口からの熱気を逃がすと同時に、高温になっている PC下面を冷却するためには、ノートPC の後方左側の上方から斜めに風を吹きつける必要があります。そこで、薄手の段ボール紙を使ってコの字形の断面(上部のファン取り付け部を除き前部はすべて開放)をした高さ 15cm 程度(前部16cm, 後部14cm)のダクトを作りました。ダクトの下部には後方から前方に向かって下降したスロープを設け、最上部にケースファンを取りつけます(ボンドとセロファンテープで貼りつけただけのやっつけ仕事です。ケースファンはストッパーの上に載せているだけなので着脱可能)。これを PC の後方左側に置けば一番高温になる部分に集中的に風を送ることができます。

この冷却ファンは、「ノートパソコンの発熱・冷却(1)――USB扇風機で冷却」で紹介した USB扇風機と風量は同程度ですが、ダクトのおかげで冷却効果がずっと上がりました。具体的にいうと CPU温度にして 10°C 以上の差が出ました。FLV(フラッシュビデオ)再生では、USB扇風機で 58~70°C(ファンなしでは 70~80°C)だったのが、ダクト付きケースファンでは 48~58°C に抑えられます。「空の軌跡 the 3rd」のプレイでも、USB扇風機が 74~78°C(ファンなし 75~80°C)に対し、ケースファンだと 58~68°C になります。これで CPU温度についてはほとんど心配がなくなりました。

〔注記〕下の追記(2007.08.30)に書いたように、排気口のところに置く冷却ファンは風を吹きつけるよりも風を吸引する方がずっと効果的であることが分かりました

しかし、このノートパソコンはもう一つの発熱問題を抱えています。ハードディスクの温度が高すぎるのです。「ノートパソコンの発熱(1)」でご紹介した MobileMeter では HDDの温度も計測できます。それによると、ファンなしの状態では通常の使用状態で HDD温度が 44~48°C ――これは許容範囲内――なのですが、「空の軌跡 the 3rd」をプレイ中は 48~50°C になり、ごくたまに 52°C になることがあります。気温が 34°C 以上になると通常の使用状態でも 50°C を越え、「the 3rd」プレイ中は 52~56°C になってしまいます。

この HDD温度は USB扇風機や冷却ファンの使用中は多少(1~3°)下がります。しかしこの程度の効果では常時 50°C 未満を保つことができません。その上、一旦上昇した HDD温度はなかなか下がりません。

HDD へのアクセスがないにもかかわらず HDD温度が高止まりしているのは、メインメモリーやグラフィックボードによる発熱が HDD へ伝搬しているためではないかと考えられます。私のノートPC のメインメモリーは本体中央部のやや前方左寄りにあり、その部分の PC下面は 排気口付近に次いでかなりの高温になります。そして PC起動直後はその部分はそれほど熱くはなく HDD温度も 35~40°C で、どうということはありません。しかし、そのまま放っておくと PC下面中央部付近の温度上昇に伴って HDD温度が上昇し、44~48°C になります。そして何か作業を始めると 50°C 前後にまで上がり、作業をやめてもなかなか下がりません。

ケースファンを使った排気ダクト以上のことを考慮すると、HDD温度の上昇を抑えるには下面中央部付近を冷却するのが効果的だと思われます。そこで 9cm ケースファンを使って下面中央部付近に風を送ることにしました。電源は上記の ACアダプターから取れます。ACアダプターの許容電流(1250mA)には十分余裕がありますから 12cm ケースファンと並列に接続します。開いている設置スペースは PC左側面前部しかありませんが幸い冷却したい部分に近いので風向を調整するフィンをつければうまくいくでしょう。後部の 12cm 冷却ファンと似たようなダクトを作り、下部スロープに PC下面中央に向いた風向調整用フィンを取りつけます。ただし、下面だけに風を送ればよいので開口部は下側 2cmだけでその部分以外は塞いでおきます。ファンの傾きも大きめにします。

ケースファンを使った排気ダクトさて、結果です。この冷却ファンのおかげで下面中央付近の温度上昇はかなり抑えることができました。その波状効果で HDD温度は気温とはあまり関係なくほぼ 40~44°C の状態に保つことができました。ハードディスクにアクセスすると 1~2°上昇しますが、しばらくすると戻ります。「the 3rd」プレイ中もときたま 48°C になることがあっても 50°C を越えることはなく、大体は 44~46°C で推移しています。

〔2007.08.27 追記

今は気温が高いのでノートPC の下から出てくる風が身体に当っていても全然気になりませんが、秋口になって気温が下がってくると吹き出す風の冷たさが身にしみるようになるかもしれません。そうなったら ACアダプターを DC 9V のものに付け替えようと思っています。もっと気温が下がったら 6V のアダプターにするという手もありますし、HDD温度を下げるための冷却ファン自体が不要になるかもしれません(幸い、いろいろな機器についていた ACアダプターを捨てずに取っておいたので DC 1.5V から 15V のものまで各種そろっています。こんな用途に使うとは思いもよりませんでしたが…)。

〔2007.08.30 追記

ちょっと思いついてノートPCの後方左側(排気口のところ)に置いた 12cm冷却ファンの送風方向を逆にしてみました。というのは、 PC背面の排気口から吹き出している熱気は、ファンの風で下に吹き飛ばすのではなく、逆にファンを利用して上方に逃がす方が空気の流れが自然になるのではないかと考えたからです。今までは、後方左側の 12cm冷却ファンから下方に向かって送り出された風は排気口から吹き出した熱気を吹き飛ばした後、PC下部を左後方から左前方に向かって流れていました。これだと、排気口から出てくる熱気の流れを多少なりとも遮断する形になっています。さらに、PC左側面前部に置いた 9cm冷却ファンは、PC下部の左前方からやや右後方に向かって空気を送り込んでいます。そうすると、12cm冷却ファンからの風と 9cm冷却ファンからの風とが PC下部中央付近でぶつかっているわけです。その結果、力を弱め合った風が PC前部および右側から吹き出すことになります。

しかし、12cm冷却ファンの送風方向を逆にすれば左前部から右に向かう 9cm冷却ファンからの風は 12cm冷却ファンによって後方に引っ張られ、PCの背後で上昇しますから、そのとき排気口から出た熱気と一緒に上に吸い上げられます。一方、PC内部では PC下面の吸気口から入った冷気が PC内部の排気ファンに吸引されて内部を流れながら内部を冷却し、熱気となって背面の排気口から排出されます。そして排出された比重の小さい熱気は、後方左に設置した冷却ファンによって PC下面からやってきた空気と一緒に吸い上げられ上昇し拡散することになります。

ケースファンを使った排気ダクトというわけで理屈の上では、PC背面から排出された熱気は PC後方左側の 12cm冷却ファンで上に吸い上げて逃がしてやる形にした方が空気の流れが自然になるはずです。実際にケースファンを上向きに変えて試したところ理屈通りの結果になりました。CPU温度も HDD温度もともに、ファンを上向きにする以前と比べてそれぞれ 5~6°、2~3°下がりました(気温によって多少差が出ます)。それと、ファン取り付け部以外すべて開放状態にしておいた前部は、吸引効果を上げるため下から 8cm ほど(8cm×12cm)だけを開けた状態で残しそれより上の部分はすべて塞ぎました(下部だけコの字形で残りはロの字形のダクト状にした→写真)

つまり、たとえ垂直方向からとはいえ排気口に風を吹きつけるのは排気を遮断する形になるので冷却効率が良くないということですね。それよりもむしろ、吹き出した後で自然に上昇する熱気を素直に上に引っ張って逃がしてやる方が、地味なように見えても実際には効率的だということでしょう。まあ、私も上から吹きつけるのはやや強引なやり方だなあとは思ってはいたのです。にもかかわらず、熱くなっている部分に直接冷気を吹きつけて強制的に冷やす方が効果があるだろうと思いこんでしまったのです。実際、排気口周辺はかなり冷やすことができていました。しかし、究極の目的は内部を冷却することであって、決して外側を冷やすことではないということですね(もちろん外側を冷却することも大事ですが)。自然な直観はやはり大事にするべきだ、ということを再認識させられました。

〔2007.08.30夕 追記

今日は気温が 26°C と低めなので試しに電源を 9V, 500mA の ACアダプターに換えてみました、電圧が 3/4 になったので単純に電流も 3/4、従って電力は 3/4×3/4=9/16(≒0.56) ですから風量は半分強に減ってしまいますが(その分、音も静か)、冷却効果はこれでも十分に思えます(CPU温度、HDD温度とも 2~3°高め)。夏場はともかく春・秋は 9V でいけそうです。冬場は暖かいうちは 5V か 6V で間に合うでしょうし、ほんとうに寒いときは冷却ファン自体不要になるでしょう。

なお、先の追記で書くのを忘れましたが、後部冷却ファンを吸引用にしたため前部から流れ出る冷気がかなり減り、今日のような肌寒い日でもほとんど気になりません。寒さを感じるようならガードをつければいいだけですが、前部から流出する風が減ったのは喜ばしいことです。ただし、右側から流出する風はマウスを持つ右手に直接当たるので以前から PC右側面前部下側にはガードをつけています(冬になって神経痛になっても困りますので――寄る年波には勝てません)。

〔2007.09.01 追記

いろいろ試してみましたが、送風用の 9cmファンの電源は 6V でも十分なようです。しかし、吸引用 12cmファンの方は風量が排気の効率を左右するため CPU温度の変化に直に反映します。そんなわけで、12cmファンの電源はしばらくの間 12V のままでいこうと思います。

ここ数日は昼間でも気温が 26~27°と涼しいためでしょう、送風ファン(9cm) 6V、吸引ファン(12cm) 12V の状態で CPU温度は 42~55°、HDD温度は 34~37°を維持できています。ただし、『空の軌跡 the 3rd』プレイ中は CPU温度が 55~57°、HDD温度が 36~37°になります(本日、二周目クリア)。

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夏対策2(おととさん)
ノートPCの冷却(そんとくさん)

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コメント
 
[139] なんか凄そうですねw
2007/08/27(月)17:11:43 | URL | プルコギ[編集
お久しぶりです。
フォントの件で質問させてもらって以来、
更新が無かったので、心配しておりました所
まさかゲームを満喫されていたとは(笑
しかし、ためになる記事をいつもありがとう御座います。
今の所、私のノートPCでは発熱による不具合は
発生していませんが、一つの対処法として参考にさせてもらいました。
イメージ的にデスクトップを上回る要塞のようなノートPCを想像してしまいます(笑
CPU・GPUに限らず、PC自体発熱との戦いのようですねw
メーカーも大変ですけどユーザーも大変ですね。
頑張ってください!
 
[140] ご心配をおかけしたみたいですみません。
2007/08/28(火)20:43:19 | URL | シカゴ・ブルース[編集
プルコギさん、こんばんは。

ふつうに状況を想像すると確かに大がかりなことをやっているように見えますね。でも、私としてはそういうつもりもそういう感じも全然しないんですね。当面しているトラブルに対処するためにごく当然の処置をしているのだという感じでしょうか。

それもこれも、このノートPC はネットやゲームや AV再生、テキスト・画像処理用のメイン機として当初から机の上に置いた状態で使うことを前提に大型のものを購入したからなんです。仕事用の PC-9821Ra はデスクトップとしてラックに納まっています。要するに省スペースの必要に迫られての選択だったわけです。ですから、このノートPC には外付けの HDD, MOドライブ, DVDドライブ, ステレオコンポ, ビデオレコーダー, プリンタ…などの外部機器がつながりっぱなしになっています。そういう意味では、プルコギさんのおっしゃる通り「要塞のようなノートPC」なんです(ちょっと大袈裟ですが)。

私にとってパソコンはもともと遊び・趣味の道具なんです。最初に購入したのが FM-7(富士通)という BASIC搭載機で、その後 PC-9801(NEC), EPSONの98互換機(PC-286, PC-486) を経て、DOSV機から本格的に Windows の世界に足を踏み入れたという経緯があって、パソコンでゲームをするのは当たり前という考えがあるわけです。RPG にはまったのが FM-7版の『ザナドゥ』(日本ファルコム・PC-8801版からの移植)で、以来ファルコムの RPG や SLG を中心に遊んできました。

で、RPG を始めるとクリアするまではゲーム以外で PC に触れる時間が激減します。さらに、一回クリアするだけでは終わらず、二周、三周してゲームをしゃぶり尽くさないと気が済まないので、一旦始めると二、三か月は RPG三昧になってしまいます。というわけで、現在は『空の軌跡 the 3rd』の二周目を楽しんでいます。
 
[141] ありがとうございます
2007/08/30(木)19:32:05 | URL | そんとく編集
初めまして(^^)
トラックバックを頂いたようなのですが、IPスパムフィルターというものを導入していたところ、チェッカー自体には引っ掛からなかったのですが、ブログには反映されず、また管理画面にも残っていませんでした。

それにしても、ちょっと工夫しただけで随分と温度が下がるのですね。僕ももう少し下げたいと思っていたので、使っていないファンで試してみようかと思います。
 
[142] トラックバック、うまくいきました。
2007/08/31(金)05:13:25 | URL | シカゴ・ブルース[編集
そんとくさん、こんにちは。

トラックバックの件、ご足労いただき有り難うございます。今度はうまくトラックバックが通ったみたいです。

私のこのノートPCはメイン機なので、6月あたりから動作がもったりしてきていろいろ困っておりました。扇風機で送風してかなり軽快になったものの何かと不便でしたので結局ケースファンを利用した冷却ファンを作ってしまいました。といっても大した手間をかけたわけではありません。ボール紙(薄い段ボール)をカッターで切り取ってボンドとセロテープで張り合わせただけの簡単なものです。液晶画面の裏側の見えないところに設置するものだからと思ってかなり手抜きをしました(もっとも、下面中央に風を送り込む 9cmファンの方は目につく位置にあるのでセロテープは使用せず、多少見栄えをよくする程度の手間をかけましたが……)。

本文では触れませんでしたが、私のノートPCのパッシブ冷却温度とクリティカル冷却温度は平均的なノートPCに比べると低めの設定になっているようです。ふつうはそれぞれ、90~95°C, 100°C 前後になっているようです。私のはそれに比べると特にパッシブ冷却温度が 75°C とかなり低めです。もともと暑さに弱い PC だったのですね。

でも、後部冷却ファンを吸引方式にしてから CPU温度が 42~60°C、HDD温度が 35~40°C くらいの範囲に収まるようになって十分快適になりました。要するに、吸気口から排気口への空気の流れに逆らわず、かつ排気された熱気を効率よく逃がすという基本線を押えることがノートPC を冷却するための要ということになるのでしょう。

そういう意味で、そんとくさんの記事で紹介されている市販の機器を選ぶ場合にもその点に留意する必要があるのではと思いました。

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言語関連の用語について

 表現された言語(本来の意味の言語)を単に言葉あるいは言語、ことば…のように表記しています。ソシュール的な意味の言語(言語規範ないし思考言語)はカッコつきで「言語」あるいは「言語langue」・「ラング」・「ことば」等と表記しています。(背景色つきで「言語」のように表記している場合もあります)

 一般的な意味の概念を単に概念と表記し、ソシュール的な意味の概念(語の意義としての概念、いわゆるシニフィエ・語概念)はカッコつきで「概念」と表記します。(2006年9月9日以降)

 また、ある時期からは存在形態の違いに応じて現実形態表象形態概念形態のように用語の背景色を変えて区別しています(この文章では〈知覚形態〉も〈表象形態〉に含めています)。

 ソシュールの規定した用語を再規定し、次のような日本語に置き換えて表記します。詳細は「ソシュール用語の再規定(1)」を参照。

【規範レベルにおける再規定】

・シニフィアン  → 語韻     (ある語音から抽出された音韻)

・シニフィエ   → 語概念(語義) (ある語によって表わされるべき概念)

・シーニュ・記号 → 語規範(語観念)(ある語についての規範認識)

・記号の体系   → 語彙規範   (語すべてについての規範認識)

・言語      → 言語規範   (言語表現に関するすべての規範認識)

語概念・語韻は 語概念⇔語韻語韻⇔語概念)という連合した形で語規範として認識されています。語規範はこのように2つの概念的認識が連合した規範認識です。ソシュールは「言語langue」を「諸記号」相互の規定関係と考えてこれを「記号の体系」あるいは「連合関係」と呼びますが、「記号の体系・連合関係」の実体は語彙規範であり、言語規範を構成している一つの規範認識です。規範認識は概念化された認識つまり〈概念形態〉の認識なのです。

なお、構造言語学・構造主義では「連合関係」は「範列関係(範例関係)」(「パラディグム」)といいかえられその意義も拡張されています。

 語・内語・言語・内言(内言語・思考言語) について、語規範および言語規範に媒介される連合を、三浦つとむの主張する関係意味論の立場からつぎのように規定・定義しています。詳細は『「内語」「内言・思考言語」の再規定』を参照。(2006年10月23日以降)

  : 語規範に媒介された 語音個別概念 という連合を背後にもった表現。

内語 : 語規範に媒介された 語音像⇔個別概念 という連合を背後にもった認識。

言語 : 言語規範に媒介された 言語音(語音の連鎖)⇔個別概念の相互連関 という連合を背後にもった表現。

内言 : 言語規範に媒介された 言語音像(語音像の連鎖)⇔個別概念の相互連関 という連合を背後にもった認識・思考過程。

内語内言は〈表象形態〉の認識です。

なお、上のように規定した 内言(内言語・内的言語・思考言語)、 内語とソシュール派のいうそれらとを区別するために、ソシュール派のそれらは「内言」(「内言語」・「内的言語」・「思考言語」)、「内語」のようにカッコつきで表記します。

また、ソシュールは「内言」つまり表現を前提としない思考過程における内言および内言が行われる領域をも「言語langue」と呼んでいるので、これも必要に応じてカッコつきで「内言」・「内言語」・「内的言語」・「思考言語」のように表記します(これらはすべて内言と規定されます)。さらに、ソシュールは「内語の連鎖」(「分節」された「内言」)を「言連鎖」あるいは「連辞」と呼んでいますが、まぎらわしいので「連辞」に統一します(「連辞」も内言です)。この観点から見た「言語langue」は「連辞関係」と呼ばれます。ソシュールは「内語」あるいは「言語単位」の意味はこの「連辞関係」によって生まれると考え、その意味を「価値」と呼びます。構造言語学では「言(話し言葉)」や「書(書き言葉)」における語の連鎖をも「連辞」と呼び、「連辞関係」を「シンタグム」と呼んでいます。詳細は「ソシュールの「言語」(1)~(4)」「ソシュール用語の再規定(1)~(4)」「ソシュール「言語学」とは何か(1)~(8)」を参照。

 さらに、ソシュールは内言における 語音像⇔個別概念 という形態の連合も「シーニュ・記号」と呼んでいるので、このレベルでの「シニフィアン」・「シニフィエ」についてもきちんと再規定する必要があります。

【内言レベルにおける再規定】

・シニフィアン  → 語音像(個別概念と語規範に媒介されて形成される語音の表象)

・シニフィエ   → 個別概念(知覚や再現表象から形成され、語規範の媒介によって語音像と連合した個別概念)

・シーニュ・記号 → 内語

・言語      → 内言

ソシュールがともに「シーニュ・記号」と呼んでいる2種類の連合 語韻⇔語概念語規範)と 語音像⇔個別概念内語)とは形態が異なっていますのできちんと区別して扱う必要があります。

 また、実際に表現された言語レベルにおいても、語音個別概念 という形態の連合が「シーニュ・記号」と呼ばれることもありますので、このレベルでの「シニフィアン」・「シニフィエ」についてもきちんと再規定する必要があります。

【言語(形象)レベルにおける再規定】

・シニフィアン  → 語音個別概念語規範に媒介されて実際に表現された語の音声。文字言語では文字の形象

・シニフィエ   → 表現された語の意味。個別概念を介して間接的にと結びついている(この個別概念語規範の媒介によってと連合している)

・シーニュ・記号 → (表現されたもの)

・言語      → 言語(表現されたもの)

 語音言語音語音像言語音像語韻についての詳細は「言語音・言語音像・音韻についての覚書」を、内言内語については「ソシュール用語の再規定(4)――思考・内言」を参照して下さい。また、書き言葉や点字・手話についても言語規範が存在し、それらについても各レベルにおける考察が必要ですが、ここでは触れることができません。

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プロフィール

シカゴ・ブルース

シカゴ・ブルース (ID:okrchicagob)

1948年生れ(68歳♂)。国語と理科が好き。ことばについては子供のころからずっと関心を抱いていました。20代半ばに三浦つとむの書に出会って以来言語過程説の立場からことばについて考え続けています。現在は39年間続けた自営(学習塾)の仕事を辞め個人的に依頼されたことだけをこなす日々です。

コメント等では略称の シカゴ を使うこともあります。

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意識と言語(こころとことば)

われわれは人間が『意識』をももっていることをみいだす。しかし『精神』は物質に『つかれて』いるという呪いをもともとおわされており、このばあいに物質は言語の形であらわれる。言語は意識とおなじようにふるい――言語は実践的な意識、他の人間にとっても存在し、したがってまた私自身にとってもはじめて存在する現実的な意識である。そして言語は意識とおなじように他の人間との交通の欲望、その必要からはじめて発生する。したがって意識ははじめからすでにひとつの社会的な産物であり、そして一般に人間が存在するかぎりそうであるほかはない。(マルクス・エンゲルス『ドイツ・イデオロギー』古在由重訳・岩波文庫)


ことばは、人間が心で思っていることをほかの人間に伝えるために使われています。ですから人間の心のありかたについて理解するならばことばのこともわかってきますし、またことばのありかたを理解するときにその場合の人間の心のこまかい動きもわかってきます。
このように、人間の心についての研究とことばについての研究とは密接な関係を持っていて、二つの研究はたがいに助け合いながらすすんでいくことになります。一方なしに他方だけが発展できるわけではありません。
…こうして考えていくと、これまでは神秘的にさえ思われたことばのありかたもまったく合理的だということがおわかりになるでしょう。(三浦つとむ『こころとことば』季節社他)


参考 『認識と言語の理論 I』を読む 1(1)――認識論と言語学三浦つとむ『認識と言語の理論 I』

子どもたちに向けた言葉

ふしぎだと思うこと
  これが科学の芽です
よく観察してたしかめ
そして考えること
  これが科学の茎です
そうして最後になぞがとける
  これが科学の花です
        朝永振一郎

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