共立出版の物理/化学/数学

第1章プログラミング言語のモデル； 第2章型付きラムダ計算； 第3章型付きラムダ計算の拡張； 第4章型推論システム； 第5章多相型言語のモデル； 第6章レコード計算系の理論

第1章Mathematica入門(よく使う関数；方程式ほか)； 第2章テンソルとは(指標と総和規約；座標変換(直交座標)ほか)； 第3章場の方程式(応力；ひずみほか)； 第4章無限材料中の介在物(楕円球介在物のEshelbyの解；多相の同心状介在物がある場合の応力場ほか)； 第5章有限な媒質内の介在物(境界値問題の一般解法；定常状態の熱伝導方程式ほか)

第1章イントロダクション； 第2章データとプロット； 第3章空間データの操作； 第4章Rを用いたプログラミング； 第5章GISとしてRを利用する； 第6章Rによるポイントパターン解析； 第7章Rによる地理空間属性分析； 第8章局所的な空間分析； 第9章Rとインターネット上のデータ； 第10章エピローグ

確率プログラミングのライブラリPyMC3を使ったベイズ統計モデリングの基本をシンプルなデータを使って実践的に解説。次のことが学べます。「ベイズ統計モデリングの概念を理解する」「PyMC3を使って統計モデルを構築する」「モデルの健全性をチェックし、必要に応じてモデルを修正する」「モデルに階層構造を組み入れて、階層モデルを活用する」「回帰分析を使って、目的としている連続的な結果変数を予測する」 第1章確率的に考える―ベイジアン推論入門； 第2章確率プログラミング―PyMC3入門； 第3章複数パラメータの取り扱いと階層モデル； 第4章線形回帰モデルによるデータの理解と予測； 第5章ロジスティック回帰による結果変数の分類； 第6章モデル比較； 第7章混合モデル； 第8章ガウス過程

プログラミングの初歩から始めて，実践的なプログラムを書くのに必要となる内容までを含んだJavaプログラミングの教科書。前半では，インターネットのサポートページに公開したタートルグラフィックスのライブラリを利用しながら，オブジェクト指向を中心とするJava言語の概念を丁寧に説明。続いてJavaSE8で加えられたラムダ式に代表される関数型プログラミング，コレクションや並列処理についても詳説。また，後半では，JavaFXによるグラフィカルユーザインターフェース，アニメーション，そして、ネットワークなど，実用的なプログラムに必要になるライブラリの使い方を解説。豊富な練習問題があり，例題や練習問題のプログラムはサポートページからダウンロードして動かすことができ，自習書としても最適である。プログラムはコマンドライン(ターミナル)での実行とEclipseの両方に対応。JavaSE8に準拠している。

簡潔データ構造とは，データをエントロピーの限界まで圧縮して保存しつつ，検索等の処理を行う際にはあたかも非圧縮のデータに対してアクセスしているように扱えるデータ構造である。データを圧縮することにより，これまでのデータ構造よりも多くのデータを扱えるようになる。扱うデータによっては1/100まで圧縮できる。2000年以降，多くの理論的・実用的データ構造が提案されており，ゲノム情報処理等では実際に使われている。本書は，基本的な簡潔データ構造(ビットベクトル，文字列，木構造等)の理論を説明する。初期の簡潔データ構造は非常に難解なものが多く，実装しても性能の出ないことが容易に想像できたが，後に提案されたものは理論的性能を保ったまま簡単化されており，容易に実装可能であり実際の性能も良い。本書ではそのようなデータ構造を中心に説明しているため，簡潔データ構造を実問題に適用する際の助けになると思われる。

第1章R作図の紹介； 第2章traditional作図を素朴に使ってみる； 第3章traditional作図のカスタマイズ； 第4章Trellis作図：latticeパッケージ； 第5章grid作図モデル； 第6章grid作図オブジェクトのモデル； 第7章新しい作図関数と作図オブジェクトの開発；

1量子プログラミングの概要と準備(はじめに；予備知識)； 2古典的制御をもつ量子プログラム(量子プログラムの構文と意味論；量子プログラムの論理；量子プログラムの解析)； 3量子的制御をもつ量子プログラム(量子的場合分け文；量子的再帰)； 4今後の展望

「ビッグデータ」，「データサイエンティスト」，「AI」といった言葉がよく聞かれ，日々蓄積されるさまざまなデータの利活用が推進されている昨今，「機械学習」は，これらの言葉と切っても切れない存在となっている。本書は，さまざまなデータから未来を予測する”回帰問題”や”分類問題”に焦点を当て，多くのPythonのコードとともに，機械学習の効率的なアルゴリズムを取り上げていく。アルゴリズムがどのように振る舞うかをプログラムから理解し，結果を適切に解釈できるよう，動作を理解するためのコードと，実践で利用する最適化されたコードの2種類を用意し，また無償で入手可能なデータセットに対してアルゴリズムを適用し，その実行結果から解釈の仕方に至るまでを丁寧に解説している。実際に手を動かしながら読み進めていくことで，データ解析に必要な考え方を一通り身につけることができる，データ解析の入門書として格好の1冊となろう。[原著名：MachineLearninginPython：EssentialTechniquesforPredictiveAnalysis]

本書では，確率的グラフィカルモデルの統計的機械学習理論について，画像処理とパターン認識に応用例を絞りつつ概説することから始める。特にパターン認識では，クラス分類問題という視点において，多値ロジスティック回帰モデルと制約ボルツマンマシンという2つの確率的グラフィカルモデルを通し，深層学習の基礎となる数理を紹介する。その上で，グラフ構造の疎(Sparse)性という深層学習とは真逆の性質を元に急速に展開しつつあるスパースモデリングという新しい研究領域の最近の理論的基盤の深化の様子を，連続最適化問題という視点から解説する。

Rパッケージの開発者として名高いKunRenが，R初心者およびRについてある程度は扱えるものの知識がアップデートされていない中級者へ向けて書いた入門書。モダンなアプローチでRの内容が平易に解説されている。前半はRの言語解説(オブジェクトやデータの扱い方等)についてページが割かれ，金融分野でRを扱ってきた著者の経験をふまえ，一部では難解ともいわれるRの言語仕様がわかりやすく書かれている。読者は文章に引き込まれながら読んでいくうちに自然とRに関する深い知識を身に付けることができるだろう。後半はRについての発展的な内容となっており，最近のdplyrやrlist，data．tableといったモダンなデータハンドリングパッケージ，他書では扱っていないメタプログラミング，RによりWebスクレイピングをいかにプログラミングしていくかなど，十分に読み応えのあるものとなっている。

GoogleのAlphaGoによるプロ棋士打破は，人工知能がヒトを超えた学習を行った歴史的出来事として認識された。強化学習はここで重要な役割を果たしてているだけでなく，自動運転やロボット制御などの重要な分野への応用も知られ，いま世間の強い関心を集めている。その一方，日本語で強化学習を体系的に学べる教科書は多くはなく，代表的な教科書であるSuttonandBarto(1998)とその訳書も出版から20年が経とうとしている。本書はトップ会議のチュートリアルで利用されたり，2010年の出版以降わずか数年で500弱の引用がされたりという事実からも窺えるように，入門書として広く読まれている良書である。本書の内容は動的計画法などの基本的かつ重要なアルゴリズムに始まり，比較的新しい手法も体系的に網羅しつつもコンパクトに自己完結している。原著の出版から7年あまり経つが，近年の発展は本書で掲載されたアルゴリズム・アイデアをその基礎においている。特に本書では，深層学習を利用した深層強化学習を含む最近の発展に，本書で紹介されたアルゴリズムがどのように使われているかを解説した訳者補遺を追加することで，本書と最先端の研究との橋渡しをしている。

本書は，量子物理学の本質的なアイデアを，主要な量子実験に基づいて解説したものである。登場する実験の大半は，光と物質の相互作用を研究する量子光学の分野のものである。 長年にわたっておこなわれた興味をそそる数々の実験と，そこから明らかにされたミクロなスケールの量子的世界の諸性質に興味をもち，学びたいと思う人々にとって，本書は最適である。 原子スケールのようにミクロなスケールで起こる現象に対して，自然が私たちに強いる考え方は，マクロなスケールの日常世界で起こる物理現象に対する私たちの考え方と大きく異なる。このような2つの考え方の間にある鋭い不連続性や境界を実証するために，本書では選りすぐりの実験を解説している。 本書の目的は，量子的世界の物理学をある”期待”をもって探索することである。 その期待とは，量子的世界が読者の知的チャレンジ心を刺激すると同時に，読者を楽しませてくれる，奇妙で反直観的な現象に満ちあふれているという期待である。

情報通信理論の中で最も注目され、実現が期待される量子暗号と量子テレポーテーション理論の数学的基礎を解説。ホットな話題の裏にある数理的な扱いを、基礎からきちんと学びたいと考える学生や研究者に向けた書。

流体現象と基礎方程式，粘性流体の層流と乱流，境界層解析の基礎など，流体力学の基礎事項を解説．併せて各種流体機械の原理，特性をまとめた。

主に機械系を対象に、多岐にわたる流体現象の物理的性質を理解し、流れに関わる工学の設計に応用される力学の原理・原則を、多くの例題を通して、計測法及び最近の展開まで含めて平易に解説。基礎・応用演習も掲載。

発電設備や上下水道システムなど社会のインフラを支える基盤技術であるとともに，ロケットやジェットエンジンのような最先端工学の研究対象でもある流体機械について，初学者がその基礎から応用までを広く学ぶために適した教科書・参考書。

本書の目的は，はじめてコンピュータを学ぼうとする人たちに向けて，学生であっても社会人になっても必須であるパソコンやネットワークの基礎知識，情報の検索や利用のあり方，情報発信の心得と情報セキュリティについて解説するとともに，パソコンの基本的な扱い方やソフトウェアの利用法をできる限り広範囲にかつ平易に解説することにある。本書は理工系学部・学科の初年度の大学生を対象とする情報処理の入門的授業の教科書として使用することを前提に記述されているが，独学で利用する場合であっても，インターネットの情報検索で用語を調べるなどすれば，十分読みこなせるであろうと期待している。 本書は第1章”コンピュータ入門”の中で，パーソナルコンピュータ，ソフトウェア，ネットワーク，情報の表現について解説する。第2章でWindows とウェブブラウザの操作方法，第3章ではインターネット情報の検索と利用について解説する。後続の章では演習項目として，電子メール，ワードプロセッサ，表計算，プレゼンテーション，ウェブページの制作，文書処理システムLATEX を取り上げている。これらは今日の理工系学生ならばマスターしておきたいコンピュータリテラシーといえよう。 本書はWindows 10のパソコンを用いて演習内容を実際に読者が体験して学習することを想定している。その具体的なコンピュータ利用の過程で多くの生きた知識を獲得するとともに，情報処理の重要性と可能性を体験することになる。その経験はコンピュータを自分の専門分野の中で活用するときにも必ず役立つことになるものと期待している。

透過電子顕微鏡の正しい使用法の習得には、幾何光学や波動光学の知識が欠かせない。本書は電子顕微鏡における結像の原理を幾何光学から出発し、回折学と電子顕微鏡の背後にある物理的基礎をコンパクトにまとめる。

本書では，「複雑系フォトニクス」という学際分野の基礎とその応用について概説する。複雑系フォトニクスとは，複雑系とフォトニクスの研究分野が融合した学問分野である。複雑系とは，カオスや非線形ダイナミクスに関する研究分野であり，一方でフォトニクスとは，レーザや光学に関する研究分野である。各々の研究分野で独自に発展してきた基礎知識を本書では融合し，複雑系フォトニクス分野として新たに構築することを試みている。 本書では，半世紀に渡る複雑系フォトニクスに関する数多くの基礎知識や研究活動について概説する。はじめにカオスおよびレーザに関する基礎知識について述べ，様々なレーザにおけるカオスの発生方法について紹介する。また，複雑なカオス信号が同一の振る舞いを示すというカオス同期の基礎についても述べる。次に複雑系フォトニクスの工学応用の例として，レーザカオス同期を用いた光秘密通信とその実装方式について詳細に述べる。さらにレーザカオスを用いた高速物理乱数生成について紹介する。加えて，情報セキュリティにおける安全な秘密鍵配送や，リザーバコンピューティング，およびリモートセンシングへの工学応用についても取り扱う。最後に実験や数値計算，および理論解析の非線形解析手法について具体的に紹介し，戻り光を有する半導体レーザを例として詳細に解説する。

大学で初めて量子力学を学ぶ学生のための自習用演習書。計算過程をできるだけ省略せずに示し、量子力学との対比を考慮して、古典論や前期量子論の限界にも言及。相対論的量子力学や電磁場の量子化にまで踏み込んだ。

学部1年程度の力学、静電気学、数学の知識から、生体分子の統計力学を論じたものであり、特に確率論に基づく点がユニークな1冊。シンプルな系での議論を、かなり技術的な詳細に至るまで丁寧に解説する。

本書は高校で学んだ力学を、ベクトルと微分を用いて見直し、興味をもたせることを念頭に、英語での問題も扱った。『電磁気学』同時刊。

振動工学の基礎から始めて，1次元(棒，梁)，2次元(膜・板)，3次元(シェル)の弾性構造の振動特性について順序立て，丁寧に解説したテキスト。最近の工学的応用を取り上げ，多くの例題，演習により実践的に説明した。

本書は，教養レベルの学生を対象にした宇宙論の変遷を学ぶ教科書である。古代の宇宙観にはじまりニュートン力学が完成した近代宇宙論を述べ，そして相対性理論と量子力学の出現によって一変した現代物理が古典宇宙論の描像を大きく塗り替えた最先端の宇宙科学までを交えて解説する。数式は出来るだけ省き(必要な箇所には Advanced というコラム的な扱いをして，読み飛ばしても良い工夫をしている。話題性となる科学ニュースも多数のコラムとして記述し，読み応えのある内容となっている。 [本文2色刷り][口絵カラー2ページ]

本書は，実に多彩かつユニークなトピックが取り上げられている。特に，磁気センサや電気双極子モーメントといった素粒子や固体物理学に共通した重要な問題も含まれている点はユニークである。実験科学者によって書かれていることもあり，多くのイラストを交えながら解説されているため，単なる式の羅列からなる専門性の高い教科書に比べると初学者でも理解しやすい内容となっている。すでに一度原子物理学を学んだ読者でも，より直観的な理解を深めることができるだろう。また，全体を通して，問題提起―ヒント―解答という独特の形式で構成されているため，読者は常に問題意識と知的好奇心を維持して読み進めることができるだろう。 [原著：Atomic Physics： An Exploration through Problems and Solutions 2nd． Ed．]

難解な化学結合論を、難しい物理や数学の知識がなくても理解できるように説明した書。一歩踏み込んだ学習がしたい人向けの解説も盛り込んだ。「電子の発見と原子模型」「量子力学の基礎」など11章で構成。

物理は自然科学の中で最も基礎的な学問分野の1つである。力学をはじめ，熱・統計力学，電磁気学，固体物理学やプラズマ物理学，量子力学，相対性理論，宇宙論などの多岐にわたる分野でもある。近年は，生物物理，医学物理などの幅広い領域への展開がなされてきている。 筆者は，現在いくつかの大学で基礎物理学，力学，電磁気学，エネルギー学などの講義を担当してきており，筆者のこれまでの講義をベースにして書き下ろしたのが本書である。理工系の力学や物理学の教科書として，また，生物系や医療系の基礎物理学の教科書として利用可能である。 前半に力学(剛体，流体を含めて)を，後半に様々なエネルギー編として，熱，波，電気，原子を，最後に生命と宇宙の特別編を記載している。高校での物理内容が「物理基礎」と「物理」とに最近変更になったことも考慮して，半年の理工系の基礎物理学(力学)の講義用と，半年の生物・医療系の基礎物理学の講義用とを一体化した教科書である。 各章ごとに5節にまとめてキーワード，本文，例題，演習問題を記した。これまでの講義では，関連しそうな映画の予告編ビデオを通じて物理の課題に興味を持ってもらうようにしていたが，この「映画の中の物理」のコラムも含めた。また，講義では意外と正解率の低かった「物理クイズ」も掲載し，さらに「科学史コラム」も各章の終わりに記載して物理に興味を持ってもらえるように配慮した。

油断大敵! ニュートンも瞠目したであろう珠玉の確率問題! 確率は，その美しさ，有益さ，面白さなどから，まさに誰をも魅了してやまないものである。その問題は，誰でも問題を理解できる易しさとともに，エキスパートでさえしばらく考え込んでしまうような一面も持つ。 本書は，他書ではあまり見かけないような確率に関する身の周りの多くの面白い問題を集め，解説した書である。ゴンボウとパスカルの賭けの問題，ガリレオのサイコロ問題，ニュートンの確率問題など，古典的な確率パズルから始め，その後，ギャンブル，スポーツ，医療，政治など，さまざまな日常の事象に関連した，手強くもある問題へと移る。各問題に対しては，理論的解説はもちろんのこと，MATLABを用いたコンピュータシミュレーションも取り入れながら，著者独特の知性，大胆さ，洞察力でもって，わかりやすく解説する。 [原著名：Will You Be Alive 10 Years from Now?： And Numerous Other Curious Questions in Probability]

電磁気学は力学と並んで物理学の基礎をなす重要な柱となる分野のひとつである。力学は質量の物理であるため実感できるが，電磁気学は電気と磁気に関する物理なので，日常的な感覚を超えるため実感しにくい。そこで，はじめに，電気と磁気の現象が見つかってから，電気と磁気の源が電荷であることにたどり着き，やがて電磁気学へと統一されていく歴史ドラマを述べて，電磁気を記述する諸法則に親しみを覚え，それらの定式表現の理解を容易にする素地作りを行なう。例題や演習問題を系統的に配列し，その解法を通して電磁気の基礎を根底から理解し，応用力を養う。必要な数学は付録としてまとめた。『演習で理解する基礎物理学―力学―』の続編。

実際に演習問題を多数解くことにより、数学の技法を身につける本。フーリエ解析の応用についても電気、光学、情報、通信などの具体的な問題を含め、その有用性が理解できるよう努めた。

教養としての物理を「運動」「熱」「光」をキーワードに、物理学各分野(力学・熱力学・電磁気学など)を展望する基礎課程向け教科書。

理工学部の基礎教育で学ぶ学生を想定して書かれた、物理学の重要な分野である電磁気・熱・波動を学ぶためのテキスト。習熟度に4段階程度の幅を想定し、習熟度が異なる全ての学生に対して1冊で対応できるよう配慮。

スパース表現を用いたモデル化は，2000年以降急速に発展した基礎分野であり，その応用分野は幅広く，信号処理・画像処理のみならず，機械学習，画像認識，コンピュータビジョン，自然言語処理など，多岐に渡っている。 本書は学生向けの講義を念頭に書かれているため，理論的基礎や研究背景を詳細なアルゴリズムを交えて丁寧に解説している。また，画像処理を応用例として豊富に説明しているため，本書があれば基礎から応用までを理解することができる。

基本的な物理法則や原理に基づく「シンプルな物理学」を使って，身近な自然現象や物理的・工学的な現象を数理的に理解する。 本書で取り上げている23の疑問の多くは，誰もが一度は経験したり，不思議に感じたりしたことがあるものです。例えば， ・交差点の直前で信号が黄色に変わった。アクセルを踏むか，ブレーキを踏むか ・飛んできたボールを絶妙にキャッチするためのテクニック ・恐怖心をあおるバンジージャンプの安全性 ・セットしたヘアスタイルを乱す強風の向き ・ハシゴを立てかけるときに必要な力 ・倒壊する高い煙突の崩れ方 ・月は地球から遠ざかっている ・地球の回転の速さは遅くなっている ・太陽や月による潮汐の仕組み ・宇宙ステーションや静止衛星の動き ・なぜ夜空は暗いか 一見，難しく見える現象でも，その背後には「シンプルな物理学」が通奏低音のように流れています。”ふっと”「なぜだろう?」と思ったときに，「ああそうだ，あのように考えればシンプルに理解できるんだ!」と，考える糸口やヒントを与えてくれるのが本書の効用です。

本書は、セキュリティ全体に対し大学の高学年や大学院の修士課程で学ぶための中級者向け本である。この本は主にこれらの読者を対象とするものであり、セキュリティ全般を広く理解できるようにするとともに、大学で身につけておくべき技術である暗号や電子透かしに関し、少し詳しい知識を与えようとするものである。第1章 ネットワークの動向とセキュリティへの脅威第2章 第三者による攻撃からセキュリティを守る技術の概要第3章 侵入を防止するアクセス管理技術第4章 暗号技術第5章 デジタル署名技術第6章 コピーを防止する電子透かし技術第7章 セキュリティ技術の応用