一覧へ戻る

模様を科学する

夢ナビライブ2018東京会場にて収録

1分動画1

講義を視聴する(1分)

1分動画2

講義を視聴する(1分 その2)

1分動画3

講義を視聴する(1分 その3)

30分動画

講義を視聴する(30分)

高校2年生 さまざまな現象をモデル化し、数式で表すということに興味をひかれた。数字をもっと勉強して、数式をあやつれるようになりたいと思った。
高校1年生 非常に興味のもてる内容で、自分でもしらべてみようと思った。
高校2年生 模様を数学的にみるという、今までに考えたことのなかった物のみ方で興味が沸いた。
高校2年生 面白かったです。模様が数式で表せることが、おどろきました。ありがとうございました。
高校1年生 自分は普段、模様を意識した生活をしていないので、普段から模様を探すようにしてみたいと思った。
高校2年生 数学はいろんなところで使えるんだと分かりました。
高校2年生 模様を数式化し、解を求めるとたくさんのことがわかることにおどろきました。
高校1年生 方程式が作れるようにしたいと思います。
高校2年生 興味がわいた。
高校2年生 視野を広くして、わからないことを大切にすることがとても印象に残った。
高校2年生 数学というのは、いろいろなものに対し使われるというのは初めて知りました。
高校1年生 理系に興味があったので良かったです!
高校1年生 模様が砂漠などの危険を予め予想したりできるということにとても興味をもった。ありがとうございました。
高校1年生 科学と模様の結び付きが分かった。
高校1年生 動物の模様から、人間生活の事象まで、数式を立てていて、興味深かった。
高校1年生 模様についてコンピュータで解析してる過程を見るのが面白かった。
高校2年生 模様を数式で表すという考えがおもしろいと思った。どの記号が何を示しているのかが気になった。
高校2年生 いつも何げなく見ている現象も数学で表わせるのはおもしろいと思った。
高校2年生 非常におもしろいと感じ興味を持ちました。
高校1年生 今までこれほど模様に興味を持ったことがありませんでした。もっといろんな模様について知りたいと思いました。
高校2年生 かいせきする数学に興味がわきました。
高校1年生 いろいろなことを数式であらわしていてすごいなと思った。
高校1年生 模標を科学できるということ初めて知っておもしろかったです。
高校1年生 ありがとうございました。環境問題と結びつけられることを知れて、重要性がわかりました。
高校2年生 ずっと好きなことを研究していてすごいなと思いました。
高校1年生 わかりやすい講義でした。
高校2年生 講義ありがとうこざいました。様様な化学的に分析していてとてもおもしろかったです。
高校1年生 模様が反転すると砂漠化する未来にあると分かることが印象に残りました。
高校1年生 日常生活でよく見る模様は数式で表わせるということをしっておどろきました。数学がとても好きなので興味がわきました。
高校1年生 数学が楽しく聞こえました。とても分かりやすかったです。ありがとうございました。
高校1年生 数学を砂漠化予防に活かせると知ってすごいなと思いました。
高校2年生 とても講義の内容を分かりやすく説明してくれたので、理解しやすかったです。
高校2年生 すごい大学らしい授業で理解するので精一杯だったが大学の雰囲気を知れてよかった。
高校2年生 僕は理系なので理系の授業を聞けたので、よかったです。
高校2年生 とてもわかりやすく、よかったです。
高校1年生 砂漠化の現象によって植生の模様を見ていると、緑が少なくなると降雨量が減少しています。自分にできることを見つけたいと思います。
高校2年生 高校内容を使ってくれてとてもやりやすかった。
高校1年生 砂漠と生物は全く違うもので普段から間連させて考えることはあまりありませんでしたが、数学の視点で見ると共通しているというのが新鮮で興味深かったです。
高校1年生 これまで、“模様”についてあまり考えてこなかったのでいい経験になりました。ありがとうございました。
高校1年生 数学の可能性の広さを感じることができた。興味もすごくわいていた。
高校2年生 放射線治療を行う上でいろいろ注意することや、目的が3つあるということを理解することができました。
高校2年生 あらゆる現象を数式で表す、という発想が凄いと思いました。数学の万能感。

さらにコメントを見る

関心ワード
  • 計算 、
  • 自然現象 、
  • 分析 、
  • シミュレーション 、
  • 現象 、
  • 数学 、
  • 渋滞 、
  • 砂漠化 、
  • モデル化 、
  • 数式 、
  • 模様 、
  • 応用数学

講義No.g009001

さまざまな現象は数式にすれば理解できる! ~応用数学の広がり~

パターン形成とは何か

 自然界や私たちの暮らす社会に何らかの模様や形ができることを、「パターン形成」といいます。シマウマの縞模様や、アサリの貝殻の模様などがその一例です。さらに、草原が徐々に砂漠になっていく自然現象や、道路が混雑して渋滞が起こる社会現象もパターン形成の一つと見ることができます。そのようなパターン形成がどうやってできるのか、数式で表すことによって理解するという方法があります。

モデル化によってわかること

 数式によって表すことを、「モデル化」といいます。モデル化によってわかるようになるのは、パターン形成がどのようにして起きるかだけではありません。パターン形成を起こさないようにするにはどうすればいいかも、わかるようになるのです。砂漠化の例で言えば、モデル化によってどのようにして緑一面の草原が縞模様、まだら模様になっていくのかがわかります。そして砂漠を草原に戻すにはどのくらいの雨が必要かを計算して導き出すこともできるのです。ちなみに、砂漠を元の草原に戻すには、砂漠化が起きる以前よりも多くの雨量が必要です。
 渋滞が起こるメカニズムも、数式で表すことができます。渋滞は車を運転している一人ひとりが起こそうと思って起こる現象ではなく、一種の自然な現象なので、モデル化することができるのです。そのようにモデル化することで、どうすれば渋滞にならないかを考えることができます。そのモデルの正しさは、コンピュータでシミュレーションして確かめられます。

メカニズムを理解する大切さ

 現象を理解するためには、現象そのものを観察して分析するという方法もありますが、現象にどのようなメカニズムが働いているかを分析するという方法もあります。世の中には、「やってみたらそうなったけれど、なぜそうなったのかよくわかっていないこと」が実はたくさんあるのです。数学的にメカニズムを分析することは、現象を本質的に理解し、現代の諸問題を解決するための大きな役割を果たすと言えます。

この学問が向いているかも 数理工学、応用数学

武蔵野大学
工学部 数理工学科 教授
上山 大信 先生

メッセージ

 進路に悩む人は多いと思いますが、目標は大学に入ってから決めてもいいと思います。大学に入ってから見えてくるものもあります。今は、何が好きかを大事にしてください。
 そして、ものごとを不思議に思う気持ちや、わからないという気持ちを大事にしてください。わからないと思うことは、決して悪いことではありません。世の中にはまだ解明されていない現象がたくさんありますし、ものごとに疑問を持つことが新しいものを作っていく鍵になっていくのです。

先生の学問へのきっかけ

 高校生の頃からコンピュータに興味を持っていました。大学は数学的な側面からコンピュータを学べる学科に進学しました。しかし勉強するうちに、コンピュータの面白さ以上に数学の面白さに魅了されました。広くものごとを理解するのに数学がとても役立つことに気づいたのです。それ以来、世の中のさまざまな現象について数学を使って研究し、解明してきました。そのテーマは「シマウマの模様はどのようにできているか」という生物の成り立ちから、「渋滞はなぜ起こるか」などの社会現象にいたるまでです。ものごとの原理を知りたいのです。

大学アイコン
上山 大信 先生がいらっしゃる
武蔵野大学に関心を持ったら

 武蔵野大学は、文・理・医療系の総合大学です。
 2019年4月、「データサイエンス学部」を新設予定。最先端の人工知能(AI)について学び、AIを使ってビッグデータを分析、活用できる人材を育成します。教育学部児童教育学科は「教育学科」に名称変更予定。経営学科・会計ガバナンス学科は経営学部に改組予定。
 11学部19学科になる武蔵野大学では、経済学、経営学、法学、文学、国際、語学、教育、薬学、看護、心理、福祉、工学、環境、建築などの学問分野が学べます。