京都大学ELCAS(エルキャス)

平成27年度以前のレポート

物理

  • 流れる

第6回化学 分子の世界

日時

2014年 1月 11日(土)

講師

藤 定義 准教授

概要

「ゆく河の流れは絶えずして、しかも、もとの水にあらず。」
流れは、時に激しく乱れ、時に美しい渦や波を生み出す。この流れの多様性は、非線形性に由来する。
気体や液体のように流れる物質の状態を流体と呼ぶ。流れは、原子や分子からなる離散的な粒子集団(流体)の運動であるが、連続な場の運動として近似することで自然に非線形性が導かれる。
流れは、観察する時間のスケールや長さのスケールを選ぶ。氷河は「年」の単位では流れるが「日時」の単位では氷であり固体である。星間物質は、人間の時間や長さのスケールでは真空と見なせるほど希薄だが、宇宙のスケールでは銀河や星を形成するダイナミックに振る舞う流体と見なせる。
原子核の衝突では、一瞬と思われる時間にクオークやグルーオンが融けて流体となる。
生物の集団、バクテリアや魚や鳥の群れ、ですら連続な場、流体、として記述することが試みられている。
この講義では、様々な流れを通して、離散と連続、非線形性(乱れと秩序)、場の記述、スケーリング則といった物理の基本的な概念を学ぶ。

授業風景

授業風景


授業風景


受講生の感想

  • 身近な事を含めてのお話だったので、とても面白かったです。今まで何も考えずに見ていたものが、奥深く感じられるようになりました。
  • 物理は全てきちんとした法則や秩序に従っていると思っていました。複雑で、秩序があるようでないようなものが理解されようとしていることが凄いと思いました。規則に気づくように努力することは面白いと思いました。また、ミクロとマクロで見え方がかなり異なるということが興味深かったです。次回も参加させてもらいたいです。
  • シャンパンの泡がなぜまっすぐにあがっていくのか、というのに興味がすごく湧きました。普段目にしているものを物理的に説明するのは難しいことはよくわかったのですが、それを自分で説明できるような人になりたいなぁと思いました。
  • 私も、電車にのりこむ集団の人々をみて、なにかあらわせないかなーと思ってたので、たのしかったです。
  • 流体力学の奥深さに感動した。
  • 動物の集団の動きを流れとして考えるというのが今までにない発想で興味深かったです。
  • 身の回りの流れを考えてみるとたくさん考え付いたので、興味がわきました。
  • 流れるというのに興味はもてたが難しかった。
  • 身近な現象を取り扱ってくださったので、興味深く話をきけました。
  • 物理の力学にはとても興味があるので、大変面白い講義でした。
  • とても興味深かったです。鳥の群れの行動パターンなどが物理の法則によって証明できる日がはやくきてほしいなと思いました。
  • 難しかった半面、非常に面白かった。数学と物理はやはり似て非なるものだと改めて実感した。
  • 少し難しい内容もありましたが、液体の記憶の分野の話がすごく興味深かったです。液体が固まる前に動かした方向へひびわれができるという映像が一番わくわくしました。
  • 「流れる」ことについて、身近な例から、ミクロやマクロな例まで、様々な所で「流れ」ていることが関わっていることがわかりました。
  • 液体の複雑な運動を方程式で記述できるということにはとても感動したが、ナビエ-ストークス方程式の導出は非常に難解だった。しかし興味をもったので、自分で少し勉強してみたい。
  • スケールの普遍性が面白かった。コーヒーのミルクの混じり合いから、大気の流れや、銀河の渦や星間物資まで出来るとは思わなかった。生物学的なものにも応用できるとは思わなかった。
  • ご講演ありがとうございました。色々な映像を交えて話してくださったので、とても面白かったです。「好きなことをやる。」心に留めておこうと思います。
  • 複雑な「流れ」をどんな風にあらわすか、というのは興味深かったです。微分はまだ習っていないので少々理解が難しかったですが、こんな風に考えていけば微分方程式ができるのかとわかりました。様々なシミュレーション等もおもしろかったです。
  • 力積とか微分とか高校で習った内容からとても難しい内容にまで触れた内容でとてもおもしろかったです。流れるという身近な現象の複雑さを垣間見たことで、世の中が面白いなと思えました。とりあえず随筆を読んでみたいと思います。

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