講義

このページは、東京大学・東京大学大学院の講義・プロジェクトを受講する学生・大学院生を対象とした学内向け資料です。このページからダウンロードできる資料等の、転載・再配布・販売を禁じます。

SIM/DISコースプロジェクト

動機付けプロジェクト Web2.0についての簡単な説明
論文・レポート作成と口頭発表 概要、詳細な資料

シミュレーションコロキウム(学部2年生冬学期水曜日5限)

石川担当分講義
10月18日(水) タイトル:神様はサイコロをふらない!?

概要:「量子コンピューター」「量子暗号」など名前に「量子」のつく近未来のテクノロジーが新聞でも盛んに取り上げられている。これらが既存の技術に比べて桁違いの性能を発揮するのは、量子力学における「観測」が持つ特異な性質のためである。「シュテルン・ゲルラッハの実験」「シュレーディンガーの猫」「アインシュタイン・ポドルスキー・ローゼンのパラドックス」などの歴史的エピソードを中心に、アインシュタインでさえ理解に苦しんだ「神様のサイコロ遊び」について紹介する。

講義資料

ナノデザイン特論1(大学院冬学期火曜日3限、石川)

近年のフェムト秒レーザー技術の進歩により、レーザーパルスと物質の相互作用が、様々な分野で注目されている。レーザーの原理と量子力学の復習に続いて、フェムト秒レーザーと物質の相互作用とその応用について、実験・理論(シミュレーション)の両面から解説する。遺伝アルゴリズムについても触れる予定である。講義は以下の4部に分かれる。

レーザーと物質の相互作用の基礎
・高強度レーザー中と原子の相互作用
・レーザー光のマクロな伝播
・遺伝アルゴリズム

毎回の講義で使用する資料は、順次ホームページにアップしていく。

[成績評価の方法] 出席とレポートによる。

レーザーと物質の相互作用の基礎
10/10 レーザーの基礎 講義資料
10/17 量子力学の復習 講義資料
10/24 時間依存シュレーディンガー方程式の数値解法 講義資料(PPT)
高強度レーザー中と原子の相互作用
10/31 フェムト秒レーザーパルス中の原子 講義資料(PDF)
11/7 高次高調波発生(高強度超短パルス軟エックス線源) 講義資料(PDF)
11/14 (休講)
11/21 キャリアエンベロープ位相制御(絶対位相制御)、光周波数コム技術 講義資料(PDF)
11/28 アト秒科学 講義資料(PDF)
12/5 アト秒科学 講義資料(PDF)
レーザー光のマクロな伝播
12/12 光ファイバー中のレーザーパルス伝播
12/19 光ファイバー中のレーザーパルス伝播 講義資料(PDF)
1/9 媒質中のハイパワーレーザーパルス 講義資料(PPT)
前回の講義資料も使う
1/16 時間領域差分法(FDTD法) 講義資料(PDF)
詳細は板書する
1/23 時間領域差分法(FDTD法) 板書の予定
遺伝アルゴリズム
1/30 遺伝アルゴリズム

2学期総合科目 E 物質・生命 「レーザー・ビームで見える世界〜 固体・液体・気体・プラズマ〜」(水曜日5限)講義のメインサイト

石川担当分講義
10月11日(水) 光と物質の相互作用入門
「電子に光はどう見える?」
(光子?それとも電磁波?)
講義資料
11月8日(水) 「荷電粒子・放射線をつかまえる」
(気体原子、分子と放射線との
相互作用)
講義資料
1月17日(水) 「ナノなんてもう古い!
光で見るフェムトとアト」
講義資料

夏学期総合科目「医学物理入門」(火曜日第5限 5号館513号教室)

5/9 石川 レーザーの医療応用 講義資料(PDF)

夏学期総合科目 E 物質・生命一般 「シミュレーションで分かる脳と生体」(水曜日第5限 5号館512号教室)

ガイダンス資料(PDF)

講義内容

 脳や生命の神秘を真に理解するにはどうすればいいのでしょうか? 脳の各部位の働きや個々の細胞・生体分子の機能が詳細に分かるだけでは不十分です。それらの個々のパーツの複雑なネットワークがシステムとしてどのように振る舞うのかを解明し、リアルな生命現象の理解を進めるキーテクノロジーとなるのがコンピューターシミュレーションです。
 本講義では、脳科学や生命科学の分野において、計測技術・分析技術にも触れ、それに最新の数理モデルやシミュレーションが組み合わさることによってはじめて明らかになる脳・生体のダイナミクスについて分かりやすく紹介します。「筋肉のシミュレーション」「脳の数理モデル」「細胞内情報処理」「脳内電流」等の最先端の話題をとりあげて、基礎的な部分からていねいに解説します。

評価基準(目安)

出席・小テスト4点×12回+レポート26点×2題選択
提出はできるだけ電子メールで
・件名に「脳・生体レポート」と記載して下さい。(メーラーで自動振り分けするので重要!)
・メール本文の1行目に講義日付、教員名、2行目に学籍番号と名前を記載して下さい。
・添付ファイル可(ワードまたはPDFを推奨)。ファイル名は「脳生体日付-学籍番号.doc/.pdf」 例(4/19のレポート):脳生体0419-t9999.doc
・添付ファイルの1行目にも講義日付、教員名、2行目に学籍番号と名前を記載して下さい。
・提出先:石川顕一<ishiken@q.t.u-tokyo.ac.jp>
手書きの場合は講師に手渡すか,〒113-8656 東京都文京区本郷7−3−1東大・工・システム量子工学専攻事務室気付 石川顕一 宛に送付
締切 2006年7月21日(金)必着

レポート課題

以下の4出題のうち2題を選択して、上記の要領でレポートを提出して下さい。

[越塚誠一教授出題]

7/14までに掲載予定。

[石川顕一助教授出題]

4/19「生物の形づくりの神秘」、4/26「ゆらぎの中の生体ナノ分子機械」、5/10「雑音(ノイズ)を利用する生体の神秘」の3回の講義のうち1つを選び、その内容をA4判1枚程度にまとめよ。また、その講義について感じたこと・考えたこと・変だと思うこと、生活の中で「生き物って不思議だ」「人間の体って不思議だ」と思うことを、0.5枚〜1枚程度で自由に書け。

[出町和之助教授出題]

以下の問いに各々200〜300字程度で答えよ。

(1) MRIとCTに比較し、その違いを説明せよ。
(2) なぜ、MRIでは断面画像を得ることができるのかについて簡潔に説明せよ。
(3) MRIにおいて磁場信号から2次元断面画像を再構成する仕組みについて簡潔に説明せよ。

[渡辺正峰助教授出題]

以下の問いに各々200〜300字程度で答えよ。図を用いてもよい。

(1) ニューロンの刺激選択性について説明せよ。
(2)「視覚的意識」に関する研究を一つ取り上げ、簡単に説明せよ。講義で取り上げたものでも、WEB,論文等で調べたものでもよい。
(3) 視覚的意識の脳メカニズムについて論ぜよ。

日付 講師 講義内容 資料等
4/19 石川 生物の形づくりの神秘 細胞性粘菌を例に 講義資料
4/26 石川 ゆらぎの中の生体ナノ分子機械 講義資料
5/10 石川 雑音(ノイズ)を利用する生体の神秘
講義資料
5/17 出町 核磁気共鳴の原理
5/24 出町 MRIにおける信号処理
5/31 出町 MRIによる画像構成
6/7 渡辺 脳の情報処理の基礎
6/14 渡辺 脳の視覚系のシミュレーション
6/21 渡辺 脳の視覚系のバグ「錯視」をシミュレーションで再現
6/28 渡辺 脳の他者理解のしくみ"simulation theory"
7/5 越塚 生体力学シミュレーションの最前線
7/12 越塚 生体力学シミュレーションに使われている技術

 

お問い合わせは…
〒113-8656 東京都文京区本郷 7-3-1東京大学大学院工学系研究科システム量子工学専攻
[phone] 03-5841-6977 [fax] 03-3818-3455 [e-mail] ishiken@q.t.u-tokyo.ac.jp