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 授業科目
 Course Title
物理科学
- 複雑な現象の物理科学 -
Physical Science 
 担当者
 Instructor
准教授 宇佐見 義之  後学期 火曜日3時限
 単 位
 Credit
2

到達目標 Target to be Reached
複雑な現象を扱う複雑系の科学の基本的な考え方を学ぶことを目標とする。カオス、自己相似、相転移、創発性、複雑系、という言葉が、科学的にどのように定義され使われているかを理解する。
 
授業内容 Course Content
20世紀後半から21世紀にかけて、コンピュータの発達と共にそれまで不可能だった数値的な計算ができるようになってきた。これに伴い、フラクタル(自己相似)やカオス、といった概念が提唱され、研究されてきた。また、コンピュータを使って気象やパターン形成、生物系などの対象が数理的に調べられるようになってきた。 本講義では、これらコンピュータによって解明される新しい科学である複雑系の数理科学の概要を講義する。数理理論については全ての学生が理解できる範囲の簡単なものにとどめ、その結果が理解できるような内容にする予定である。
 
授業計画 Course Planning
予習として使用テキストの次の授業の頁を読んでおくこと。また復習として各項目に関連する自然現象の例を挙げて考察を加えること。
1.  カオス(chaos) 不規則な運動
2.  非線形写像がカオスを生む
3.  ロジスティック写像~非線形写像の例~  
4.  自己相似とフラクタル(端数次元)
5.  相転移・臨界現象とフラクタル
6.  相転移現象
7.  進化とは何か
8.  パターン形成~散逸系におけるリズムとパターン~ 
9.  生命の形づくりの数理
10. パターン形成    (形の科学)
11. オートマタとは   (ウルフラムのセルラーオートマタ)
12. 人工生命      (コンピューターの中の進化)
13. 創発性について   (ゲームや言語の進化)
14. 複雑系の科学   (「複雑」とは?) 
15. 脳の科学      (記憶の仕組みと数理)
 
授業運営 Course Management
授業のはじめにプリントを配布する。その後、授業中に課題をおこない、その時間内に各テーマを一つ一つ理解していく。授業においては、PCによるシミュレーションやビデオの映像などを活用して、視覚的にわかり易い授業を目指す。使用書はテキストを配布し、それに基づいて進めます。テキスト、「物理科学II~カオス・フラクタル・複雑系・生命の数理~、宇佐見義之」。
 
評価方法 Evaluation Method
授業時間内の課題を50%、及び学期末の試験50%で評価する。
 
オフィスアワー Office Hour (s)
授業のある日に研究室(6号館105, 5号館422)に来て下さい。
 


 
 
 
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