松浦壮の作品一覧
「松浦壮」の「時間とはなんだろう 最新物理学で探る「時」の正体」「宇宙を動かす力は何か―日常から観る物理の話―」ほか、ユーザーレビューをお届けします！
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-※この商品はタブレットなど大きいディスプレイを備えた端末で読むことに適しています。また、文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 【内容紹介】 本書は、基礎となる数理・物理から出発し、丁寧なステップを積み上げながら、量子力学のスタンダードな計算を自分の手で実行できるようになることを目指す、独習可能な教科書です。 ・言葉や雰囲気だけの量子力学では飽き足りず、 ・誤魔化しなく、自分の言葉で量子力学を理解したい、 ・けれども、専門書の行間を埋めながら読むのはちょっとつらい ⋯という方を想定しています。社会に出てから改めて学びたくなった方や、量子力学に初めて触れる大学生がちょうど当てはまるでしょう。高校数学から説明しているので、学ぶ意欲があれば高校生でも読めるはずです。大まかな構成は以下の通りです。 出発点は古典力学です。古典と侮ることなかれ。ニュートンの運動方程式を突き詰めると、「時間発展はハミルトニアンによって生成される」という理解に到達します。この構造は、量子力学にそのまま受け継がれる非常に重要なものであり、量子の世界へのアクセスポイントになります。 続いて、量子を表現するために必要な数理の代表格、線形代数の基礎を構築します。具体例を用いて、ベクトルの本質が線形性にあることを学び、それを自然に抽象化することで、量子の道具であるベクトルと線形演算子の概念を手に入れます。これらの理解を総合し、ハイゼンベルク形式の量子力学、別名行列力学を構成することが前半の目標です。 ハイゼンベルク形式は、古典力学との接点が見やすい半面、少々扱いづらいのが難点です。そこで私たちは、量子力学を、より扱いやすいシュレディンガー形式、別名波動力学に書き換えます。これによって、いわゆる「シュレディンガー方程式」という、扱いやすい微分方程式を通じて量子力学を扱えるようになります。 ここから先は、論点が「量子力学を構成すること」から「完成した量子力学を使って自然現象を説明すること」にシフトします。量子力学で説明できる自然現象は多岐にわたりますが、本書では、シュレディンガー方程式が手計算で解けて、量子の典型的な特性を学べる題材に絞ります。具体的には、外力が働かない自由粒子、ポテンシャル障壁をすり抜けるトンネル効果、解ける量子系の典型例である調和振動子、そして、量子力学の金字塔である水素原子について個別に解説します。 これらをひと通り学び終えた暁には、皆さんは自信を持って、「私は量子力学の基礎を修めた!」と言えるようになることでしょう。 【目次】 第1章 日常の底にあるもの ～位置と速度～ 第2章 ニュートンからハミルトンへ ～古典力学の洗練～ 第3章 量子の表し方 ～重ね合わせの原理～ 第4章 ベクトルことはじめ ～矢印で表されるベクトル～ 第5章 本当のベクトルの世界へ ～ベクトル空間～ 第6章 ベクトルをあやつるもの ～線形演算子～ 第7章 量子を表す道具たち ～固有値・固有ベクトル・エルミート演算子～ 第8章 量子力学の完成 ～行列力学～ 第9章 シュレディンガー形式へ ～波動力学～ 第10章 シュレディンガー方程式をどうやって解く? 第11章 自由粒子 第12章 定数ポテンシャルとトンネル効果 第13章 調和振動子 第14章 水素原子 -
5.0 -
5.0ＭＣＭＣの基礎から実践までをていねいに解説。ベイズ統計や物理学を例にコードを書いてすぐに自分でできるようになる！ （まえがき抜粋） マルコフ連鎖モンテカルロ法は 複雑な積分をしたい 複雑な確率の計算をしたい という時に力を発揮する手法です。歴史的には物理学の分野で広く用いられてきましたが、最近では統計学の重要な道具として定着し、統計学的手法が重要な機械学習、金融などの分野でも用いられるようになっています。 マルコフ連鎖モンテカルロ法はそれほど難しいものではありません。むしろ、極めて素直な発想に基づいたシンプルな手法です。もちろん、「シンプル＝簡単なことしかできない」と考えるのは大間違いです。どんなことにも言えますが、シンプルで本質を捉えたものほど幅の広い応用が可能になります。事実、量子物理学、ベイズ統計、組合せ最適化問題など、分野の違いはあったとしても、多くの問題が最終的に確率と期待値の問題に帰着され、マルコフ連鎖モンテカルロ法がその威力を発揮します。 そんなわけで、マルコフ連鎖モンテカルロ法の基礎をある程度理解しておけば、分野に関係なく、自分で調べたいことができた時に、目的に合わせたコードがあっという間に書けてしまいますし、他の人が作った複雑なアルゴリズムの内容を理解できるようにもなります。良いことずくめです。 ところが、非常に残念なことに、マルコフ連鎖モンテカルロ法を基本から実用レベルまで順を追ってわかりやすく書いてあるような入門的な教科書が存在しません。となると、マルコフ連鎖モンテカルロ法を勉強しようと思ったら、あちこちから情報を集め、知識のある人にアドバイスをもらい、トライ・アンド・エラーを繰り返しながら習得しなければなりません。初心者が自習で実用レベルに到達するのが難しいというのが実情なのです。 そこで本書では、大学一年生程度の知識だけを仮定して、マルコフ連鎖モンテカルロ法の基礎的なアイデアを実例に基づいて解説し、この本一冊を読むだけで正しい考え方に基づいて自分でプログラムを書けるようになることを目標とします。実際に手を動かして理解できるように、本文中で扱う例の多くについて実際のプログラムを提供します。既存のソフトウェアパッケージを使えれば良いという人もいると思いますが、そのような人にとっても、ブラックボックスの中身がどうなっているかを理解するためのヒントになるはずですし、ソフトウェアパッケージが使えない問題に行き当たった時にどうしたら良いかもわかるようになります。実際に勉強してみるとわかると思いますが、マルコフ連鎖モンテカルロ法はとても簡単なので、短いコードを書くだけですぐに計算ができてしまいます。 -
4.3――― 見えている世界は、世界そのものではない。 ――では、量子が織りなす「本当の世界」とは？ 量子論が “直感的に” 理解できる！ 量子がわかれば、見える世界が変わってくる！ ――― 「量子は、粒子なのか波なのか」――長らく続いていたこの論争は、 「量子は、粒子でも波でもない何かである」という予想外の結論に至りました。 直感では理解しがたくても、この世界、この宇宙はすべて量子でできています。 行列力学、波動力学、経路積分……様々な方法を経て、 量子の世界が「見える」ようになるまで、 まっすぐに、けれども徹底的にやさしく、丁寧に解説。 ・「存在すること」と「見えること」は同じではありません。 ・光が量子でなければ、夜空の星は見えません。 ・電子が量子でなければ、この世に「色」はありません。 ・すべてが量子でなければ、私たちの体も地球も消え去ってしまいます。 ……これらはすべて、現代物理学が示す「紛れもない事実」です。 ■おもな内容 第１章 「古典」の世界観 第２章 量子の発見 第３章 光も電子も量子だからこそ 第４章 量子の世界へ 第５章 量子の群像 第６章 量子が織りなす物質世界 第７章 量子は時空を超えて 第８章 宇宙の計算機――量子コンピュータ -
3.9 -
4.0
ユーザーレビュー
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Posted by ブクログ
著者は「私たちが見ていると思っているものはすべて、五感を通じて行われた『測定』と矛盾しないように構成された世界の想像図だ」という。技術や理論の進歩によって、位置や速度といった五感に直結した概念が通用しない領域が自然界の本質をなしていることが明らかとなってきた。本書は、この自然物理の基礎を織りなす「量子力学」の見方に従って、我々の直感的理解のアップデートを試みるもの。
「量子力学を直感的に理解する」というテーマのもと、行列力学や波動力学といったハードな分野を扱う一方、その都度いったん我々の直感がどうしてこのように世界を理解しているのかの解説が挿入されるため、不可視的な量子世界と可視的な古 -
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Posted by ブクログ
量子についての基本的な考え方について纏めた一冊だけど、やっぱり難しい。でも、量子についてゼロからのスタートだった自分にとっては、学生時代に理科や物理の授業で習った常識が根底から覆されるという、なんとも刺激的な読書体験だった。
「この世は全て量子でできているけど、位置も速度も決まっていない」って言われたって、直感的には納得しがたいんだけど、それが二重スリット実験をはじめとした数々の実験、そして量子コンピュータという今まさに実用化されつつある技術として現実の世界に取り込まれていく過程は、まるでSF小説を読んでいるようでとても面白かった。
まあ、北海道と沖縄の話なんかはうまくごまかされてるんじゃない -
