TOEFL Reading練習 #036 — An Old Planet's Suspiciously Young Rings(日本語解説)

TOEFL Reading無料練習: An Old Planet's Suspiciously Young Rings。パッセージと設問は原文(英語)のまま、日本語訳と設問ごとの解説を提供します。

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使い方: まず辞書なしでパッセージを一度読み、自分の力で設問に答えてください。各設問下の「正解を見る」をタップすると正解の記号だけが表示されます — 解説はないので、繰り返し自分を試せます。
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パッセージ

パッセージ全体を読んでください。[A] のような角括弧の文字は、文insertion問題の4つの位置を示します。

An Old Planet's Suspiciously Young Rings

¶1 Saturn's rings look like a relic, a wide disk of ice that should have circled the planet since the solar system came together roughly four and a half billion years ago. A single measurement taken during a NASA spacecraft's final months in 2017 challenged that picture. It suggested the rings could be as young as ten to a hundred million years old, possibly younger than the asteroid impact that ended the age of the dinosaurs sixty-six million years ago. Other scientists pushed back almost immediately: the same evidence used to call the rings young, they argued, could just as easily describe rings that are ancient but quietly disguising their age. Neither side has yet produced a measurement that ends the disagreement.

¶2 Weighing a ring from hundreds of millions of kilometers away is harder than it sounds. Telescopes can record how much sunlight Saturn's rings reflect, but brightness depends on what the ring is made of as much as on how much material it holds, so it cannot fix a mass on its own. A more direct method uses a spacecraft's own radio signal. When a spacecraft passes close enough for the rings' gravity to tug on it, that tiny pull shifts the signal's frequency by a measurable amount, a technique called gravity science. During the final months of its mission in 2017, the Cassini spacecraft dived repeatedly through the narrow gap between Saturn's cloud tops and its innermost ring. On several of these passes, a radio link with Earth captured that gravitational tug precisely. A team led by Luciano Iess used the data to calculate a total ring mass equal to only about forty percent of the mass of Mimas, one of Saturn's smaller icy moons.

¶3 Two different histories could produce a ring this light and this bright. One holds that Saturn's rings are simply young, formed within roughly the last hundred million years, perhaps out of the shattered remains of an icy moon or a captured comet. With so little time behind them, the rings would not yet have gathered much mass or picked up much of the dark, non-icy material that micrometeoroids, dust-sized particles drifting through the solar system, slowly mix into ring ice. A second history holds that the rings are primordial, as old as Saturn itself, roughly four and a half billion years, but that some ongoing process keeps stripping away the polluted material almost as fast as micrometeoroids deposit it, leaving an ancient ring looking freshly made. The 2017 mass measurement, on its own, cannot tell the two apart: a light, bright ring is exactly what either history predicts.

¶4 Two further findings have shaped the debate without resolving it. [A] Researchers led by James O'Donoghue showed that Saturn's magnetic field channels charged ice particles from the rings into the upper atmosphere, a process called ring rain, at roughly four hundred to twenty-eight hundred kilograms per second. [B] At that pace, the rings would drain away within about three hundred million years, a finding that fit neatly with the idea of a ring system unlikely to last especially long. [C] But the astronomer Aurélien Crida and his colleagues modeled self-cleaning and found that a steady loss of dark, silicate-rich grains, unlike water ice, could keep a primordial ring looking as light and bright as the one Cassini measured. [D] Their model did not prove the rings are ancient, but it showed that the 2017 measurement no longer points clearly toward either age.

¶5 The disagreement reaches beyond one planet's decorations. Astronomers use ring systems as natural laboratories for the physics that shapes moons and planets more generally. An assumed age changes almost every conclusion drawn from a ring, including how quickly icy particles clump together and how such systems eventually break apart. If Saturn's rings, the best studied in the solar system, resist a confident age, the fainter rings recently detected around smaller worlds will be harder still to date. No mission can drill into a ring and count layers the way geologists read rock. Decades after scientists first tried to estimate the rings' age from their brightness alone, astronomers still cannot say with confidence which story is right. Saturn's rings may be relics of the early solar system, a recent arrival, or something that has aged in a way neither label quite captures.

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設問

11問 — TOEFL Readingの全問題タイプを、実際の試験順で収録。

Q1 · Vocabulary
The word relic in the passage is closest in meaning to
  1. A. a copy designed to imitate something old
  2. B. an object that has survived largely unchanged from a much earlier time
  3. C. a valuable object kept safely in a museum
  4. D. a warning sign of upcoming danger
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正解: B
Q2 · Reference
The word Their in paragraph 4 ("Their model did not prove the rings are ancient, but it showed that the 2017 measurement no longer points clearly toward either age.") refers to
  1. A. the astronomer Aurélien Crida and his colleagues
  2. B. the researchers who first measured the rings' mass in 2017
  3. C. the charged ice particles pulled into Saturn's atmosphere
  4. D. Saturn's rings themselves
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正解: A
Q3 · Essential Term
Based on the information in the passage, the term gravity science can best be explained as
  1. A. a method for calculating how much sunlight a ring reflects
  2. B. the study of how planets and moons formed billions of years ago
  3. C. a process that removes dark material from an icy ring
  4. D. a technique that measures an object's mass from tiny shifts in a spacecraft's radio signal caused by gravitational pull
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正解: D
Q4 · Factual Information
According to paragraph 2, why can telescope observations alone not determine the mass of Saturn's rings?
  1. A. because Saturn's rings are too far from Earth for any telescope to detect
  2. B. because brightness depends on what the rings are made of, not only on how much material is present
  3. C. because the rings' gravity is too weak to affect a spacecraft's radio signal
  4. D. because telescopes can only observe planets, not rings
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正解: B
Q5 · Negative Fact
According to paragraph 4, all of the following are true EXCEPT
  1. A. Aurélien Crida and his colleagues proved that Saturn's rings are exactly four and a half billion years old
  2. B. Saturn's magnetic field pulls charged ice particles from the rings into the planet's atmosphere
  3. C. ring rain alone could drain the rings within about three hundred million years
  4. D. Crida and his colleagues modeled a process that removes dark material from the rings
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正解: A
Q6 · Sentence Simplification
Which of the sentences below best expresses the essential information in the highlighted sentence in paragraph 3? Incorrect choices change the meaning in important ways or leave out essential information.

Highlighted: "A second history holds that the rings are primordial, as old as Saturn itself, roughly four and a half billion years, but that some ongoing process keeps stripping away the polluted material almost as fast as micrometeoroids deposit it, leaving an ancient ring looking freshly made."
  1. A. Another explanation holds that the rings are only a few million years old and have never collected any dark material at all.
  2. B. Another explanation holds that the process removing dark material works more slowly than the process depositing it, so ancient rings always look dark.
  3. C. Another explanation holds that only young rings can look freshly made, while ancient rings always reveal their true age.
  4. D. Another explanation holds that the rings are as old as Saturn itself, but an ongoing process removes the dark material nearly as fast as it accumulates, so an ancient ring can still look freshly made.
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正解: D
Q7 · Inference
Based on the information in paragraphs 3 and 4, what can be inferred about why the 2017 mass measurement did not settle the debate over the rings' age?
  1. A. The 2017 measurement was later shown to be mathematically incorrect
  2. B. A low, bright-ring measurement is equally consistent with a young ring and with an ancient, continually self-cleaned ring, so mass alone cannot distinguish between the two explanations
  3. C. Scientists have since agreed that the rings must be exactly as old as Saturn itself
  4. D. The measurement only applies to Mimas, not to the rings themselves
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正解: B
Q8 · Rhetorical Purpose
The author mentions the extinction of the dinosaurs in order to
  1. A. argue that dinosaurs and Saturn's rings formed from the same event
  2. B. criticize earlier estimates of the age of the solar system
  3. C. give readers a familiar reference point that emphasizes how surprisingly young the rings' estimated age could be
  4. D. compare the fossil record on Earth to the composition of Saturn's rings
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正解: C
Q9 · Paragraph Relation
How does paragraph 4 relate to paragraph 3?
  1. A. It introduces additional evidence that keeps the two explanations in paragraph 3 from being resolved, rather than settling which one is correct
  2. B. It confirms that the mass measurement in paragraph 3 clearly proves the rings are young
  3. C. It presents a phenomenon entirely unrelated to the two explanations in paragraph 3
  4. D. It explains how the spacecraft mentioned in paragraph 3 was originally designed and built
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正解: A
Q10 · Insert Text
Look at the four squares [■] in paragraph 4 that indicate where the following sentence could be added.

That conclusion did not go unchallenged.

Where would the sentence best fit?
  1. A. Square A
  2. B. Square B
  3. C. Square C
  4. D. Square D
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正解: C
Q11 · Prose Summary Select THREE · 2 pts
Directions: An introductory sentence for a brief summary of the passage is provided below. Complete the summary by selecting the THREE answer choices that express the most important ideas in the passage. Some sentences do not belong in the summary because they express ideas that are not presented in the passage or are minor ideas in the passage. This question is worth 2 points.

A precise 2017 measurement of Saturn's ring mass reopened a long-running debate over whether the rings are surprisingly young or deceptively ancient.

  1. A. In 2017, scientists used a technique called gravity science to calculate that Saturn's rings have a total mass equal to only about forty percent of the mass of the moon Mimas.
  2. B. Telescopes can measure how brightly Saturn's rings reflect sunlight, but brightness alone cannot reveal how much material the rings contain.
  3. C. One explanation holds that the rings formed recently, while another holds that the rings are ancient but are continually stripped of the dark material that would otherwise reveal their age.
  4. D. Researchers led by James O'Donoghue calculated that Saturn's magnetic field pulls charged ice particles from the rings into the planet's atmosphere at up to nearly three thousand kilograms per second.
  5. E. Because a steady loss of dark material could make an ancient ring look artificially young, scientists still cannot say with confidence whether Saturn's rings are old or young.
  6. F. Aurélien Crida and his colleagues proved conclusively that Saturn's rings are exactly as old as the solar system itself.
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正解: A, C, E
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日本語訳 & 解答

パッセージの日本語訳と、設問ごとの正解・解説です。自分で解いた後の復習用に使ってください。

古い惑星の、疑わしいほど若い環

土星の環は遺物のように見える。太陽系がおよそ45億年前にまとまって以来、惑星の周りを回り続けてきたはずの、氷でできた幅広い円盤である。2017年、あるNASAの探査機の最後の数か月間に行われたたった1回の測定が、この描像に異議を唱えた。それは、この環がわずか1000万年から1億年ほど若い可能性、もしかすると6600万年前に恐竜の時代を終わらせた小惑星衝突よりも若い可能性さえあることを示唆した。他の科学者たちはほぼすぐに反論した。彼らの主張によれば、環を若いと呼ぶために使われたのと同じ証拠は、古いのに静かにその年齢を隠している環をも同じくらい容易に説明できるという。どちらの側も、この不一致を終わらせる測定結果をまだ生み出していない。

何億キロメートルも離れた場所から環の重さを量るのは、聞こえるほど簡単ではない。望遠鏡は、土星の環がどれだけの太陽光を反射しているかを記録できるが、明るさは、そこにどれだけの物質があるかと同じくらい、環が何でできているかにも左右されるため、それだけでは質量を確定できない。より直接的な方法は、探査機自身の電波信号を利用する。探査機が環の重力がそれを引っ張れるほど近くを通過すると、そのわずかな引力が信号の周波数を測定可能な量だけずらす。この技術は重力科学と呼ばれる。2017年、そのミッションの最後の数か月間、カッシーニ探査機は土星の雲頂と最も内側の環との間の狭い隙間を繰り返し急降下した。これらの通過のいくつかで、地球との電波リンクがその重力の引きを正確に捉えた。ルチアーノ・イエス率いるチームはこのデータを使い、環の総質量が、土星の小さな氷の衛星の1つであるミマスの質量のおよそ40パーセントに相当することを計算した。

これほど軽くこれほど明るい環を生み出しうる歴史は2通り考えられる。1つは、土星の環が単に若く、おそらくは氷の衛星の砕けた残骸か捕獲された彗星から、過去せいぜい1億年ほどの間に形成されたとするものである。それだけ短い時間しか経ていなければ、環はまだあまり質量を集めておらず、太陽系を漂うちり粒大の粒子であるミクロ隕石が環の氷にゆっくりと混ぜ込む、暗く氷ではない物質もあまり取り込んでいないだろう。もう1つの歴史は、環が原始的なもの、すなわち土星自体と同じくらい古く、およそ45億年の歴史を持つが、何らかの継続的な過程が、ミクロ隕石がそれを堆積させるのとほぼ同じ速さで汚染された物質を絶えず取り除き続けており、古い環が新しく作られたように見せているとするものである。2017年の質量測定だけでは、この2つを見分けることはできない。軽く明るい環というのは、どちらの歴史も正確に予測する結果だからである。

さらに2つの発見が、この論争を決着させることなく形作ってきた。[A] ジェームズ・オドノヒュー率いる研究者たちは、土星の磁場が環から帯電した氷の粒子を上層大気へと導いていること、いわゆる「環の雨」と呼ばれる過程を示した。その速度はおよそ毎秒400から2800キログラムである。[B] このペースでは、環はおよそ3億年以内に消えてしまうことになる。この発見は、特に長くは続きそうにない環システムという考えにきれいに合致した。[C] しかし天文学者オーレリアン・クリダと彼の同僚たちは、自己浄化のモデルを作り、水の氷とは異なる、暗くケイ酸塩に富んだ粒の着実な喪失が、原始的な環をカッシーニが測定したのと同じくらい軽く明るく見せ続けられることを発見した。[D] 彼らのモデルは環が古いことを証明したわけではなかったが、2017年の測定がもはやどちらの年齢もはっきりとは指し示していないことを示した。

この不一致は、1つの惑星の装飾をはるかに超えて広がる。天文学者たちは、環のシステムを、衛星や惑星をより一般的に形作る物理学のための自然の実験室として利用している。想定される年齢は、氷の粒子がどれほど速く塊になるかや、そうしたシステムが最終的にどう崩壊するかを含め、環から導かれるほぼすべての結論を変えてしまう。もし太陽系で最もよく研究されている土星の環でさえ確信できる年齢を拒み続けるのなら、最近小さな天体の周りで検出されたより淡い環は、なおさら年代を決めるのが難しいだろう。どんな探査ミッションも、環に穴を掘って、地質学者が岩石を読むように層を数えることはできない。科学者たちが環の年齢を明るさだけから推定しようと最初に試みてから何十年もたった今も、天文学者たちはどちらの物語が正しいのかを自信を持って言うことができないでいる。土星の環は、太陽系初期の遺物かもしれないし、最近の到来者かもしれないし、あるいはどちらのレッテルもぴったりとは捉えきれない形で年を重ねてきた何かかもしれない。

Q1 · Vocabulary
本文中のrelicに意味が最も近いのは?
  1. A. 古いものを模倣するために作られた複製
  2. B. はるか昔からほとんど変わらずに残ってきた物
  3. C. 博物館で安全に保管されている貴重な物
  4. D. 迫りくる危険を知らせる警告のしるし
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正解: B

Vocabulary — 「太陽系がまとまって以来惑星を回り続けてきたはず」という文脈から、relicは「昔からほとんど変わらずに残ってきた物」という意味である。

Q2 · Reference
4段落の"Their model did not prove the rings are ancient, but it showed that the 2017 measurement no longer points clearly toward either age."のTheirが指すものは?
  1. A. 天文学者オーレリアン・クリダと彼の同僚たち
  2. B. 2017年に最初に環の質量を測定した研究者たち
  3. C. 土星の大気に引き込まれる帯電した氷の粒子
  4. D. 土星の環そのもの
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正解: A

Reference — Theirは、直前で述べられたモデルを作った「オーレリアン・クリダと彼の同僚たち」を指す。

Q3 · Essential Term
本文の内容に基づくと、gravity scienceという語を最もよく説明しているのは?
  1. A. 環がどれだけの太陽光を反射しているかを計算する方法
  2. B. 惑星や衛星が何十億年も前にどう形成されたかを研究する学問
  3. C. 氷の環から暗い物質を取り除く過程
  4. D. 重力の引きによって生じる探査機の電波信号のわずかなずれから物体の質量を測定する技術
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正解: D

Essential Term — 2段落の「重力の引きが信号の周波数をずらす量から質量を測る技術」という説明がそのまま定義に当たる。

Q4 · Factual Information
2段落によると、望遠鏡による観測だけでは土星の環の質量を決定できないのはなぜか?
  1. A. 土星の環はどんな望遠鏡でも検出できないほど地球から遠いから
  2. B. 明るさは、そこにどれだけの物質があるかだけでなく、環が何でできているかにも左右されるから
  3. C. 環の重力は探査機の電波信号に影響を与えるには弱すぎるから
  4. D. 望遠鏡は環ではなく惑星しか観測できないから
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正解: B

Factual — 「明るさは環が何でできているかにも左右されるため、それだけでは質量を確定できない」という文をそのまま反映している。

Q5 · Negative Fact
4段落によると、正しくないものは?
  1. A. オーレリアン・クリダと彼の同僚たちは、土星の環が正確に45億年前のものであることを証明した
  2. B. 土星の磁場は、環から帯電した氷の粒子を惑星の大気へと引き込む
  3. C. 環の雨だけでも、環はおよそ3億年以内に消えてしまうことになる
  4. D. クリダと彼の同僚たちは、環から暗い物質を取り除く過程をモデル化した
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正解: A

Negative Fact — 本文は彼らのモデルが環が古いことを「証明したわけではなかった」と述べており、Aとは矛盾する。

Q6 · Sentence Simplification
3段落のハイライト文の要点を最もよく表しているのは? 誤った選択肢は意味を大きく変えたり、重要な情報を省いたりしている。 ハイライト文:「もう1つの歴史は、環が原始的なもの、すなわち土星自体と同じくらい古く、およそ45億年の歴史を持つが、何らかの継続的な過程が、ミクロ隕石がそれを堆積させるのとほぼ同じ速さで汚染された物質を絶えず取り除き続けており、古い環が新しく作られたように見せているとするものである。」
  1. A. 別の説明は、環がわずか数百万年前のもので、暗い物質をまったく集めたことがないとする。
  2. B. 別の説明は、暗い物質を取り除く過程がそれを堆積させる過程よりゆっくり働くため、古い環は常に暗く見えるとする。
  3. C. 別の説明は、若い環だけが新しく作られたように見え、古い環は常に本当の年齢を明らかにするとする。
  4. D. 別の説明は、環が土星自体と同じくらい古いが、継続的な過程が暗い物質をそれが蓄積するのとほぼ同じ速さで取り除いているため、古い環でも新しく作られたように見えうるとする。
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正解: D

Sentence Simplification — 環が古いにもかかわらず継続的な過程によって新しく見えるという因果関係を正しく保っているのはDだけである。

Q7 · Inference
3段落と4段落の情報に基づくと、2017年の質量測定が環の年齢についての論争を決着させなかった理由について推測できることは?
  1. A. 2017年の測定は後に数学的に誤りであることが示された
  2. B. 軽く明るい環という測定結果は、若い環とも、絶えず自己浄化されている古い環とも同じくらい整合するため、質量だけではこの2つの説明を区別できない
  3. C. 科学者たちはその後、環が土星自体と正確に同じ年齢でなければならないことに合意した
  4. D. この測定は環そのものではなく、ミマスにしか当てはまらない
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正解: B

Inference — 軽く明るい環という結果はどちらの歴史も予測すると本文が述べているため、測定だけでは決着できないと推測できる。

Q8 · Rhetorical Purpose
著者が恐竜の絶滅に言及しているのはなぜか?
  1. A. 恐竜と土星の環が同じ出来事から形成されたと主張するため
  2. B. 太陽系の年齢についての以前の推定を批判するため
  3. C. 読者になじみのある基準点を与え、環の推定年齢がどれほど驚くほど若い可能性があるかを強調するため
  4. D. 地球の化石記録を土星の環の組成と比較するため
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正解: C

Rhetorical Purpose — よく知られた恐竜絶滅という出来事と比較することで、環の若さの驚くべき度合いを印象づけている。

Q9 · Paragraph Relation
4段落は3段落とどのように関係しているか?
  1. A. 3段落の2つの説明のどちらが正しいかを決定するのではなく、それらの決着をさらに妨げる追加の証拠を導入している
  2. B. 3段落の質量測定が環が若いことを明確に証明していると裏付けている
  3. C. 3段落の2つの説明とはまったく関係のない現象を提示している
  4. D. 3段落で言及された探査機がもともとどのように設計され作られたかを説明している
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正解: A

Paragraph Relation — 4段落は、3段落の2つの説明のどちらが正しいかをさらに不確かにする追加の証拠を提示している。

Q10 · Insert Text
次の文が入る最も適切な位置は? — 「その結論は異議を唱えられずには済まなかった。」
  1. A. Aの位置
  2. B. Bの位置
  3. C. Cの位置
  4. D. Dの位置
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正解: C

Insert Text — 「その結論」とは環が特に長くは続かないという結論を指すため、その直後(C)に入り、クリダらの異論へとつなぐのが自然である。

Q11 · Prose Summary
本文の要約を完成させる3つの文を選びなさい。(2点) — 導入文:「2017年の土星の環の質量についての精密な測定は、この環が驚くほど若いのか、それとも見かけ以上に古いのかをめぐる、長く続く論争を再燃させた。」
  1. A. 2017年、科学者たちは重力科学と呼ばれる技術を使い、土星の環の総質量が衛星ミマスの質量のわずか約40パーセントに相当することを計算した。
  2. B. 望遠鏡は土星の環がどれだけ明るく太陽光を反射しているかを測定できるが、明るさだけでは環にどれだけの物質が含まれているかを明らかにできない。
  3. C. 1つの説明は環が最近形成されたとし、もう1つの説明は環が古いが、そうでなければ年齢を明らかにするはずの暗い物質が絶えず取り除かれ続けているとする。
  4. D. ジェームズ・オドノヒュー率いる研究者たちは、土星の磁場が環から帯電した氷の粒子を、毎秒最大約3000キログラムの速さで惑星の大気に引き込んでいることを計算した。
  5. E. 暗い物質の着実な喪失が古い環を人為的に若く見せうるため、科学者たちは土星の環が古いのか若いのかを今なお自信を持って言うことができない。
  6. F. オーレリアン・クリダと彼の同僚たちは、土星の環が太陽系そのものと正確に同じ年齢であることを決定的に証明した。
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正解: A, C, E

Prose Summary — (A)は2段落、(C)は3段落、(E)は4段落の要点である。