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 授業科目
 Course Title
自然科学論
- エントロピーとはなにか:統計物理学入門 -
Philosophy and Sociology of Natural Science 
 担当者
 Instructor
准教授 佐々木 志剛  後学期 月曜日3時限
 単 位
 Credit
2

到達目標 Target to be Reached
本講義の到達目標は、受講者が下記の事項に関して理解し、統計物理学に関する基礎知識を習得することである。
①物理に統計が必要な理由
②エントロピーに関する基礎知識
③情報理論とエントロピーの関係
④エントロピー増大の法則
⑤エントロピーが生み出す現象
また、本学のカリキュラム・ポリシーに従い、基礎的な自然科学の素養を本科目で身につける。

 
授業内容 Course Content
我々の身の回りの物質は非常に多くの原子・分子から成り立っています。これらの原子・分子の運動を個々に追いかけることは非常に困難なため、その平均的な性質を調べる学問が発達しました。それが統計物理学です。本講義では、統計物理学において重要な役割を果たすエントロピーを中心に、統計物理学の世界を概観します。
 
授業計画 Course Planning
講義資料をドットキャンパスで配布するので、講義前に予め読んでおいて下さい。そうすることで講義内容の理解が深まります。
復習としては、講義内容の中でよく理解できなかった点を自分なりに整理して、講義資料を見直したり質問をすることで解消して下さい。その他に、復習の一環として小課題を適宜課すので、各自実施して下さい。

1.はじめに:統計物理学とはなにか?
2.なぜ物理に統計は必要か?
3.本当に原子は存在するのか?
4.大数の法則:統計物理学が有効な理由
5.エントロピー:でたらめさを測る尺度
6.エントロピーと情報の関係
7.パターンのエントロピー
8.エントロピーは増大する:熱力学第2法則
9.エントロピーが生み出す現象:エントロピー的な力・相転移
10.情報理論とエントロピー
11.地球のエネルギー・エントロピー
12.熱力学におけるエントロピー
13.ゲームで理解する統計物理学①:ゲームの内容と結果を理解しよう
14.ゲームで理解する統計物理学②:統計物理学との関係を理解しよう
15.まとめ

尚、進捗状況により内容は前後する場合があります。
 
授業運営 Course Management
・講義はパワーポイントを用いて行い、講義資料は全てドットキャンパスへアップロードします。
・授業内容の理解を深めるため、講義時間内および講義時間外に適宜小課題を課します。
・講義中の私語は厳禁です。守れない学生は退席してもらうことがあります。
 
評価方法 Evaluation Method
講義時間内の小課題10%、講義時間外の小課題40%、及び学期末の試験50%で評価します。
 
オフィスアワー Office Hour (s)
月曜日の5限に教員室(5-323C室)で対応します。講義後、予約を取って下さい。
 

参考書 Book (s) for Reference
堀淳一『エントロピーとは何か』[ブルーバックス]1979

 
 
 
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