数理物理・物性基礎

物質の物理的な性質を統計的に解く数学の力を用いて、普通の物理法則では予測できない熱やカオス、生命現象など複雑な現象を解き明かす物理学~医学や生命情報科学につながる

複雑系科学   非線形科学   統計力学   パターン形成

学べる大学は?

研究をリードする大学

大学詳細

東京大学

理学部 物理学科
【 主な研究者 】
立川裕二 藤堂眞治
教養学部 統合自然科学科 数理自然科学コース
【 主な研究者 】
福島孝治
教養学部 統合自然科学科 物質基礎科学コース
【 主な研究者 】
清水明
工学部 物理工学科
【 主な研究者 】
沙川貴大

京都大学

理学部 理学科 物理科学系
【 主な研究者 】
早川尚男 松田和博 藤定義 佐々真一
総合人間学部 総合人間学科 自然科学系
【 主な研究者 】
阪上雅昭

東北大学

理学部 物理学科
【 主な研究者 】
川勝年洋
工学部 電気情報物理工学科
【 主な研究者 】
清水幸弘

大阪大学

理学部 物理学科
【 主な研究者 】
谷口年史 湯川諭

早稲田大学

基幹理工学部 機械科学・航空学科
【 主な研究者 】
吉村浩明 柳尾朋洋
基幹理工学部 電子物理システム学科
【 主な研究者 】
山中由也
先進理工学部 物理学科
【 主な研究者 】
湯浅一哉 山崎義弘

筑波大学

理工学群 物理学類
【 主な研究者 】
谷口伸彦 初貝安弘 矢花一浩
理工学群 化学類
【 主な研究者 】
齋藤一弥

広島大学

総合科学部 総合科学科 自然探究領域
【 主な研究者 】
石坂智 宗尻修治 飯間信
理学部 数学科
【 主な研究者 】
西森拓
理学部 物理学科
【 主な研究者 】
樋口克彦

東京工業大学

理学院 物理学系
【 主な研究者 】
西森秀稔
工学院 システム制御系
【 主な研究者 】
中尾裕也
情報理工学院 数理・計算科学系
【 主な研究者 】
高安美佐子

お茶の水女子大学

理学部 物理学科
【 主な研究者 】
北島佐知子 出口哲生

千葉大学

理学部 数学・情報数理学科
【 主な研究者 】
今村卓史
理学部 物理学科
【 主な研究者 】
北畑裕之

新潟大学

理学部 理学科 物理学プログラム
【 主な研究者 】
奥西巧一 大野義章
理学部 理学科 化学プログラム
【 主な研究者 】
大鳥範和 丸山健二
理学部 理学科 数学プログラム
【 主な研究者 】
家富洋

名古屋大学

理学部 数理学科
【 主な研究者 】
永尾太郎 南和彦
理学部 地球惑星科学科
【 主な研究者 】
桂木洋光

その他の優れた大学

大学詳細

茨城大学

理学部 理学科 物理学コース

【非平衡統計力学、生物物理、量子多体問題とトポロジー、】 物理を使って生命現象を解く生物物理において、中川尚子先生を中心にユニークで流行にとらわれない研究を進める。量子多体系から非平行動力学までアクティブな教員が揃い、アクティビティの高いスタッフが揃っている。

群馬大学

理工学部 電子情報理工学科 情報科学コース

【量子情報、量子スピン系】 工学系だが物理学の基礎的な研究にも力を入れている。

神戸大学

理学部 物理学科

【格子統計力学、エンタングルメント(量子もつれ)】 ユニークな教科書をたくさん書いている研究者が在籍している。

岡山大学

理学部 物理学科

【物性物理】 物性物理実験分野にかなり充実したスタッフが揃っている。理論も伝統があるのに加え、ドイツから優秀な研究者Jeschke氏が着任して国際性も強化された。

九州大学

理学部 数学科

【流体力学】 渦運動の研究が特色。

九州大学

工学部 物質科学工学科 応用化学コース /先導物質化学研究所

【医用生物物理化学】 先導物質化学研究所では、この分野の研究が活発。

学習院大学

理学部 物理学科

【厳密統計力学、理論物理】 厳密統計力学、固体物理学、場の量子論などの分野で著名な田崎晴明先生に加え、相対論の井田大輔先生、物性理論の宇田川将文先生など優れた研究者が揃っている。

慶應義塾大学

理工学部 物理学科

【非平衡統計力学】 齊藤圭司先生の下、非平衡研究の新しいグループが作られつつある。 

中央大学

理工学部 物理学科

【統計力学】 香取眞理先生の研究室では数理的な側面から非平衡統計力学を精力的に研究している。

同志社大学

生命医科学部 医情報学科

【生命物理学】 医学・生命科学と理工学を結び付けて、国際的に先導的な研究を行っている。

北陸先端科学技術大学院大学

先端科学技術研究科 先端科学技術専攻 生命機能工学領域

【生体ソフトマター物理】 細胞の実空間モデリング研究を行っている。


海外で学ぶなら

大学詳細

College of Staten Island、The City University of New York/ニューヨーク市立大学スタテンアイランド校(米)

Department of Chemistry

【Modeling of biological macromolecules】 ゲノムDNAを含めて、生体高分子の構造と機能に関しての、モデル研究(シミュレーション)が特色。

Princeton University/プリンストン大学(米)

【厳密統計力学】 この分野の第一人者がいる。

University of California, Santa Barbara/カリフォルニア大学サンタバーバラ校(米)

Kavli Institute for Theoretical Physics

世界の理論物理学の人々が利用する拠点がある。

École normale supérieure Paris/ エコール・ノルマル・シュペリウール・パリ(仏)

Département de chimie

【Control of the higher-order structure of DNA】 フランスのエリート大学。その中にあって、自由な雰囲気で、創造的な研究を展開。

主な研究者

研究者詳細
郡宏
東京大学
工学部 計数工学科 数理情報工学コース/新領域創成科学研究科 複雑理工学専攻

【複雑系科学、非線形ダイナミクス、数理生物学】体内時計や脳に見られる振動現象に関する理論的課題に取り組み、時差ボケ現象を説明するためのモデルを構築。

奥西巧一
新潟大学
理学部 理学科 物理学プログラム/自然科学研究科 数理物質科学専攻

【量子スピン系】USBなど現在の磁気メモリーをはるかに超え究極のメモリと期待される「単分子磁石」を研究。ミクロな単分子磁石が多数集まると、どのような磁石としての性質が生まれるのかに取り組む。

元池育子
東北大学
情報科学研究科 応用情報科学専攻/東北メディカル・メガバンク機構

【生命情報ビッグデータ】生命情報の急増する現代において、その情報から本質を探り出す。

引原俊哉
群馬大学
理工学部 電子情報理工学科/理工学府 理工学専攻

【量子スピン系】電荷、スピン、軌道の自由度が増す強相関電子系で、古典力学で見られない新奇の量子状態を探求

桂法称
東京大学
理学部 物理学科/理学系研究科 物理学専攻

【量子統計力学全般】微視的な粒子の量子力学に従った運動を統計平均的な法則によって計算し、物質の巨視的な性質や物理法則を論じる量子統計力学を研究。若手ホープ。

押川正毅
東京大学
理学系研究科 物理学専攻/物性研究所

【量子スピン系、場の量子論】主に量子多体系、特に量子スピン系、低次元電子系を対象に研究する。海外でもアクティブに活躍。

Anatoly Zinchenko
名古屋大学
工学部 環境土木・建築学科 環境土木工学プログラム/環境学研究科 都市環境学専攻

【DNAゲルを用いた新素材の創製など】モスクワ大学出身、日本語での議論が可能な、多方面に視野のきく研究者。

湊元幹太
三重大学
工学部 総合工学科 応用化学コース/工学研究科 分子素材工学専攻

【タンパク質複合システム機能の再構成】細胞の構造と機能の再構成系の研究。

佐々真一
京都大学
理学部 理学科 物理科学系/理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻

【非平衡動力学】熱力学も統計力学も確立していない非平衡条件下にある物質について、非平衡動力学からアプローチする基礎研究を行う。古典的な熱平衡など幅広く理解し理論物理学全般で活躍。

市川正敏
京都大学
理学部 理学科 物理科学系/理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻

【生命現象を含む非平衡開放系での自己秩序形成に関する研究】現代物理学の中でも、非平衡開放系の物理の実験的研究を進めている。

西野友年
神戸大学
理学部 物理学科/理学研究科 物理学専攻

【統計力学、テンソルネットワーク】解析の難しい量子多体問題の数値的計算手法として注目を集めるテンソルネットワークという形式に基づいた、熱統計力学と量子情報理論のユニーク研究。

木戸秋悟
九州大学
工学部 物質科学工学科 応用化学コース/工学府 物質創造工学専攻/先導物質化学研究所

【再生医工学の基盤としての細胞操作】細胞操作のための新手法の開拓者。

坂上貴洋
青山学院大学
理工学部 物理・数理学科

【生体系やソフトマターの統計力学】柔らかな物質(ソフトマター)を対象にし、そこに見られる多様で複雑な現象の背後に潜む法則を探る。

住野豊
東京理科大学
理学部第一部 応用物理学科/理学研究科 応用物理学専攻

【非線形非平衡系の実験的研究】ソフトマター系での化学力学結合、非線形非平衡条件下での時空間パターン形成、非生物系での自発運動など活発に研究。

飛龍志津子
同志社大学
生命医科学部 医情報学科/生命医科学研究科 医工学・医情報学専攻

【音波による情報探索】コウモリは壁や障害物、餌などに反射して戻ってくる音の反響定位(エコーロケーション)から空間を認識する。これを人間に活用したヒューマンエコーロケーションはじめ、超音波のよる情報探索の第一人者。

濱田勉
北陸先端科学技術大学院大学
先端科学技術研究科 先端科学技術専攻 生命機能工学領域

【細胞の実空間モデリング】人工細胞膜の研究を行っている。細胞のモデル化に関して、世界トップレベル。

西森秀稔
東京工業大学
理学院 物理学系

【情報統計力学、量子アニ―リング】量子効果を用いた最適化問題を扱う「量子アニーリング」の研究する。ある事象を複数の状態の重ね合わせとして記述する量子効果を利用し、従来の近似解析法に比べてより高速に最適解に近い解が得られると考えられている。最近は量子情報でテレビにも出演。

笹井理生
名古屋大学
工学部 物理工学科/工学研究科 応用物理学専攻

【理論生物物理】タンパク質の機能発現や遺伝子ネットワークのダイナミクスを研究。

川上則雄
京都大学
理学部 理学科 物理科学系/理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻

【可積分系、強相関電子系、冷却原子気体】電子、原子、分子といった量子力学に従うミクロな要素がマクロな数だけ集合し引き起こす現象を解く量子多体論を理論研究。特に超伝導、量子スピン系などの強相関電子系、ボーズ・アインシュタイン凝縮という光格子中の冷却についての多体問題も扱う。可積分系から固体物理や冷却原子気体まで幅広い。

田崎晴明
学習院大学
理学部 物理学科/自然科学研究科 物理学専攻

【厳密統計力学】統計力学の問題を厳格に扱い研究する分野「厳密統計力学」の重鎮。

興味がわいたら

非線形科学 同期する世界

蔵本由紀

何万匹ものホタルが同時に明滅するのは、「同期(シンクロ)」現象によるという。著者は、シンクロ現象の第一人者だ。この本は先の予測のつかないふるまいをする、従来からの線形代数では解けないような自然や社会の複雑な現象を、非線形科学の方法によって解いていく。パターン形成、リズムと同期やカオスなどの応用数学のトピックがわかりやすく書かれている新書だ。 (集英社新書)


生物リズムと力学系

郡宏、森田善久

この世界には様々なリズムが存在する。例えば我々の体には、24時間のリズムを刻む体内時計や、全身に血液を送り込む心拍のリズムがある。これらのリズムは、細胞単位の小さな振動ユニットが多数集まり、同時に活動(シンクロ)することによって生まれる。このような生物リズムの現象について、数理モデルを用いた数学的解析方法で解説する。大学生向けの本だが、リズムやシンクロの紹介に関しては具体的で、高校生でも十分読める。また数学を使ってどのようにこの問題に取り組むのか、その雰囲気はわかると思われる。 (三村昌泰、竹内康博:編集/共立出版)


カオスとフラクタル

山口昌哉

カオスとは、ギリシャ語で混沌という意味で、自然の中の複雑な現象を解く数学のこと。例えば竜巻のように、最初の動きがわかってもその後のでたらめな動きから生じる数的誤差により予測できないような複雑な様子を示す現象を扱う。フラクタルとは、やはり複雑な自然の形象を幾何学で表したもの。図形の部分と全体が自己相似になっているものなどをいう。身近な例では、ロシアのマトリョーシカ人形のように入れ子構造になったものや、リアス式海岸のような自然の複雑な形象がある。カオスとフラクタルは、身近で美しい現象であり、物理学、数学においてもたいへん面白い話題だが、この本はその一般向けの解説書。 (ちくま学芸文庫)


トムキンスの冒険

G.ガモフ

ガモフはロシア生まれのアメリカの理論物理学者。ビッグバンの提唱者として有名だが、難解な物理理論をわかりやすく解説する啓蒙書を多く著している。「トムキンスの冒険」は不思議の国、原子の国などでくりひろげる奇想天外な冒険譚。ある日トムキンスが列車の旅で着いた駅は、のろい町だった。実はアインシュタインの相対性理論によると、光速に近い速度で運動すると時間はいくらでも長くなる(つまり時間がのろくなる)ことが知られているのだ…。量子論勃興のころの躍動的な雰囲気を感じ取れる。この本以外でも『宇宙=1.2.3…無限大』『太陽と月と地球と』等々がある。こんなに面白いのに、なぜか廉価本が出ていない。図書館で借りて読むべし。 (伏見康治、鎮目恭夫、市井三郎、林一:訳/白揚社)


本コーナーは、中高生と、大学での学問・研究活動との間の橋渡しになれるよう、経済産業省の大学・産学連携、および内閣府/総合科学技術・イノベーション会議の調査事業の一環として、企画・制作・運営されています。
各先生の所属など、掲載されている大学(学部・学科ほか)の名称は、2020年1月段階の調べによります。実際の進路選択等に際しては、各大学のHP等で改めてご確認ください。

みらいぶっくへ ようこそ ふとした本との出会いやあなたの関心から学問・大学をみつけるサイトです。
TOPページへ