教員紹介

Faculty Introduction

数学・統計学

数学・統計教室が担当する教科は「数学Ⅰ・Ⅱ」と「統計学Ⅰ・Ⅱ」です。 「数学Ⅰ・Ⅱ」では担当者が専門領域を主として解析学（微分・積分）と線型代数（行列と行列式）及び数学基礎論を教えています。 それぞれの担当者は高校の数学との接続を考えて復習から、学部の専門教育科目において必要とするところまで指導しております。 「統計学Ⅰ・Ⅱ」ではデータの整理（記述統計）から推測統計（仮説検定）までの領域を教えています。 コンピュータの出力結果も統計理論を十分理解しないとその結果の統計的な意味が理解できないので統計理論も重要です。

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情報科学、数学基礎論と数理哲学

私の研究テーマは、コンピュータで行なう計算のスピードについてである。コンピュータで計算を行なう時に、あまりに遅すぎると、理論的には計算が出来ても、実用的には意味をなさない。

そこで実用的に計算可能なアルゴリズムの範囲を研究することが重要なのであるが、今のところ、明らかにこの範囲を超えていると思われるアルゴリズムも、本当に超えているのかどうか、わかっていない。そこでこれを、構成的数学という道具を用いて、分析を行なっている。

また数理哲学の立場より、宗教の研究も行っている。

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無限集合の「大きさ」

自然数全体 {0,1,2,3,...} や実数全体{ -√2, -π, e, 0.5,…}は要素が無限にあるため無限集合と呼ばれています. 無限集合の要素すべてを数え上げることは不可能ですが，無限集合のあいだの関数を使うことで無限集合あいだの大小関係を定めることができます． 例えば自然数全体は実数全体より「小さい」無限集合であることが知られています．

無限集合の大きさは順に並べて「整列」させることができます． ところが実数全体の無限の「大きさ」がその何番目にあるのかは集合論の公理系である ZFC からは決定できません．

私が研究しているのは実数や実数に関係する無限集合の「大きさ」を変更することで 数学的な構造物や数学の命題にどのような影響があるか？ということと， なにかしらの数学的な原理や公理は実数などの無限の「大きさ」にどの程度反映されるか？ということです．

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情報科学

「情報科学」は「コンピュータサイエンス」にほぼ同義だと言ってよいだろう。 つまり、コンピュータに関する科学である。 そこには実に多用な分野が含まれるが、中でも計算数学と情報通信の理論が柱となるものであろう。 たとえば、暗号理論という分野もあるが、それは計算量理論なしには展開できない。 よって暗号理論もまた情報科学の一分野だと言ってよい。

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証明可能性論理

証明可能性論理とは，大げさに言えば数学における「証明」について考える論理学の分野です。

自然数の足し算や掛け算といった、初等的な算術の理論を論理学のことばで体系化したものを形式的算術と呼びます。形式的算術では、自然数についての命題が「証明できる」ことを意味する論理式(証明可能性述語)を定めることができます。証明可能性述語にはさまざまな興味深い性質があり、形式的算術の中でそれを調べる研究はたくさんありますが、その中でも証明可能性論理は、様相論理という、必然性についての命題を扱う新しい論理を用いて、証明可能性述語を外から捉えようとする分野です。

私は、形式的算術と証明可能性論理の豊かな関係性や、証明可能性論理字体の論理学的な性質に興味を持ち、日々研究を行っています。

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液晶の相転移および物性に関する研究

「液晶」という名前も広く認知されるようになりましたが、私の研究対象は市販されている液晶ディスプレイに使われているネマティック液晶とは異なり、自発分極を有する強誘電性液晶・反強誘電性液晶です。物質は温度や圧力により様々な「配列(相)」へ相転移をします。相転移の研究は主に温度変化によるものですが、私は圧力により相転移を起こし、それに伴う物性変化の研究をしています。

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情報科学

葉緑体は独自のゲノムを持つ、細胞内小器官です。これは植物細胞の祖先がラン藻のような光合成をする原核生物を細胞内に取り込み、共生するようになった事の名残りと考えられています。ところで葉緑体ゲノムには、真核生物のゲノムによく見られるmRNAの修飾（スプライシング・エディティングなど）がおこります。これらの現象が葉緑体の進化にとってどのような意味を持っているのか、いろいろな葉緑体ゲノムを比較する事で明らかにしていきたいと思っています。

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量子物理学の数学的基礎付け

量子物理学の数学的基礎付けの研究をしている。プランクの量子仮説が出たのを量子論の始まりとするなら、量子論はすでに100年の歴史を持っていることになる。それにも拘らず、量子物理学は未だに数学的に厳密な基礎に多くの課題を残している。

私は、超準解析(nonstandard analysis)という、特殊な数学的手法を援用することによって、その問題にアプローチしようとしている。

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物理学

物理学は、自然科学の土台をなす学問であり、物事にとって何が本質的に重要であるのかを実証的に追及する。 物理学の知識と手法は、自然科学系の学生にとってはそれぞれの専門課程の科目を習得する基礎となり、文系の学生にとっては様々な問題を抱える現代社会で活躍するための基礎となる。

物理学教室は、実験（「物理学実習」）や視聴覚機器を利用した講義（「物理学Ⅰ・Ⅱ・Ⅲ」、「物理学入門Ⅰ・Ⅱ」）により、受講生が基礎的な物理学の知識および事実に基づいた柔軟な思考力を獲得できるように教育を行っている。

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結晶成長理論およびコンピュータ・シミュレーション

原子・分子が集まって、小さな固まりできあがる。結晶核の誕生だ。
きれいに並んでくっ付いて、大きく大きくなっていく。それが結晶成長だ。
どういう仕組みなの？どれくらいの速さで大きくなるの？どんな形になるの？
考えよう！ 調べよう！ 突き止めよう！
複雑な現象もモデル化で簡単にして、コンピュータで模倣実験してみよう。
簡単化することで、逆に本質も見えてくるのさ。

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表面物理学

固体表面は物質移動やエネルギー伝達の舞台であり、バルクの構造や性質からは全く想像し得ない豊かな表情を示す。固体のサイズを小さくすると全体に対する表面の割合は増し、ナノスケールに至ると表面構造そのものが物性を支配するようになる。即ち、ナノレベルで構造を制御することによって、画期的な機能を有する物質の創製が可能になる。実空間において原子や分子を直接観察可能なばかりでなくナノ・ファブリケーションを可能にする走査型プローブ顕微鏡などを駆使し、無機金属からソフトマターに至るまで幅広い物質群の表面を制御・設計して、新規で画期的な物性を発現する物質の創製を試みている。

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結晶成長学・雪氷物理学

雪とは、気体中で成長した氷結晶のことで、天から舞い落ちる雪の形は、上空の気象条件に応じてさまざまに変化します。大学院時代は、雪の形がどのような仕組みで決まっているのかを調べていましたが、本学に来てからは、糖水溶液中で成長する氷結晶の形と成長速度について調べています。アイスクリームの味や舌触りといった身近な現象の理解のほかに、生体の冷凍保存技術の確立に役立つ結果を得ることを期待しています。

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化学

化学教室は現在、常勤教員4名、非常勤講師2名、実験助手3名、共同研究者2名の世帯である。 全学部に向けた講義とセミナー、歯・薬学部の実習および各自の研究が仕事である。 化学と聞けば亀の甲や暗記や計算の大変な科目というイメージを持たれる方が多いと思うが、必須として化学を必要とする学科以外にはそのような教育は行っていない。 当教室教員は出身学部が色々で、ここへ来る前の経歴も様々なのでそれらに基づいた分かりやすい教育に腐心している。

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多孔性金属錯体を用いた革新的吸着材の開発

活性炭やゼオライト等の吸着材は、身の回りの生活に役立つだけでなく、環境・エネルギー・資源問題の解決にも活躍しています。私は、分子を組み立て思い通りの吸着材を設計することで、社会の直面する様々な課題を解決する革新的な吸着材の開発を目指しています。

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反応有機化学・化学教育

反応有機化学：主に有機リン化合物とカルボニル化合物による複素環化合物の合成と反応機構の解明に関する研究を行っています。

化学教育：化学教育における教材及び教授法の開発を行っています。

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環境調和型触媒法の開発

有機合成は「ものづくり」の基盤となる学問です。なかでも分子触媒の技術は、有用物質を経済的かつ効率的に生産する論理的方法のひとつです。対象とする反応は限りなくありますが、有機反応を炭素-炭素結合形成、酸化、還元、官能基変換、ＣＨ結合の活性化に分類し、その枠組みの中での触媒開発を目指します。「触媒の探索」-「応用展開」-「機構解明」を一組として相互に密接連動する総合的な研究をおこなっています。

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生物学

生物学教室には4人の教員がいます。教養部という部門で、広く学生に生物学を講義するため、いろいろな研究分野のヒトが在籍している。各人の研究テーマは次の通りである。

浅原　正和：哺乳類の歯や頭骨のかたちの進化を研究している。また、生物学的な研究以外にも、生き物と関連した人間の歴史にもテーマの幅を広げている。

池田　健：細菌類に薬剤耐性をもたらす薬剤排出ポンプの機構を研究テーマにしている。特に多くの薬剤を排出する多剤耐性の機構は医学的にも注目されている。

遠藤　哲也：両生類と哺乳類の四肢再生に関する研究。教養教育としてのサイエンスコミュニケーションに関する研究。

水上　茜：植物の進化過程で一番最後に誕生した植物群であり、約26万種と植物分類の中で最も繁栄してる被子植物の受精機構を研究している。

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哺乳類の歯や頭骨の形態進化

哺乳類の歯や頭骨のかたちの進化を研究しています。食性など、さまざまな生活スタイルに応じて歯や頭骨がどう進化してきたかを解明するとともに、形態進化に影響した発生のしくみや遺伝子を明らかにすることを試みています。これまで、大昔の化石カモノハシの暮らしを明らかにすることや、肉食性哺乳類の臼歯形態の進化についての研究を行ってきました。また、生物学的な研究以外にも、生き物と関連した人間の歴史にもテーマの幅を広げています。

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細菌の薬剤耐性（薬剤排出ポンプ）

細菌の薬剤耐性（薬剤排出ポンプ）
細菌の薬剤耐性機構の一つに薬剤排出ポンプがある。このポンプは菌体内に侵入してきた種々の薬剤（異物）をエネルギーを使って排出する装置である。この装置の構造などに関心を持っている。

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両生類・哺乳類をモデルにした四肢再生・創傷治癒の研究

イモリ・サンショウウオなどの両生類は、切断された手足を完全に再生する能力を持っています。この現象は、「創傷治癒」「再生芽形成」「パターン形成」の三段階に分けて考えることができます。さて私たちヒトを含む哺乳類は、なぜ手足を再生することができないのでしょうか。私は、上に挙げた三段階に関して両生類と哺乳類の間にどのような違いがあるのかを明らかにすると共に、哺乳類の四肢を再生させることができないかを探っています。

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被子植物の受精機構

被子植物は植物の進化過程で一番最後に誕生した植物群ですが、約26万種と植物分類の中で最も繁栄しています。この繁栄を支える鍵が重複受精と呼ばれる被子植物特有の受精機構だと考えられています。めしべの柱頭に受粉した花粉から伸び出した花粉管によって2つの精細胞はめしべの中を進み、胚珠へとたどり着くと一つは卵細胞と、もう一つは中央細胞と受精し、それぞれ胚と胚乳へと成長します。私の研究はトレニアやネジバナといった私たちの身近にあるユニークな植物を用いて重複受精の要でもある、花粉がめしべの柱頭に受粉してから胚珠に辿り着くまでの花粉管ガイダンスと呼ばれる過程で受け取る雌性因子と、2つの精細胞の受精相手の決定機構について調べています。

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