5ページ目: 物理/化学/数学

環境計算の技術者・実務者向けに必要な数学・統計の知識を単位換算など初歩から体系的に集約。

重力とは何か?時空はなぜ歪むのか?高校物理レベルの知識だけを前提として読めるように、気鋭の著者が工夫をこらして解説した。特殊相対性理論から一般相対性理論まで、この壮大な知の体系を一冊で学びつくす独習書。

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。

本書は，現代社会においてなくてはならない情報数学のおもしろさに気づき，しくみを理解し，広く活用できるようになることが目的です．身近になってきたAIの基本は推論と学習にあるわけですが，広く応用するために基礎数学から機械学習，適応フィルタ，ニューラルネットワーク，ディープラーニングまで理解できるよう構成しました．第1部：人工知能，第2部：情報数理，第3部：誤り訂正符号，第4部：暗号 に分け，日常生活に登場するさまざまな情報理論を，実用に役立つよう解説しています．

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]

身のまわりの物質や製品、さらには現象などを題材にして、化学の基礎を簡潔にわかりやすく解説した教科書。化学の基礎を生活との関わりの中で、興味をもって学習できるように配慮した。

振り子モデルや電気回路、捕食者-被捕食者モデルなど、工学や生物学で実際に現れる現象モデルをつかって、微分方程式についてわかりやすく解説。シミュレーション結果も多数掲載し、視覚的にも理解を助ける1冊。

数値解析、行列・固有値問題の解法、計算の品質、微分方程式の数値解法、数式処理、最適化、ウェーブレット、カオスなどの30分野から260の重要な用語について2～4頁で解説したハンドブック。

有限個の状態間遷移を表現するモデルである有限オートマトン。その理論に基づくコンパイラ、機械学習、情報検索、画像圧縮、暗号などへの応用を「応用オートマトン工学」と呼び、その理論と応用の一部を解説する。

著者が大学で実際に使用している濃度計算の講義資料・教材をベースに，学生がどこでつまずくのか，どういった質問があったのかなどを内容に反映し，改良を重ねてまとめた演習書。 高校で化学を履修しなかった人をはじめ，実験・実習の際に必要な化学計算が嫌い・苦手な人も，すべての学生が実験・実習の基礎を身につけ，自由自在に使えるようにすることを目標とした。とことん自分で読んで理解できるように懇切丁寧な説明，米国式の換算係数法の解説が本書の特徴。ところどころに”スタディスキル”を設け，自分なりの勉強の仕方を体得できるようになっているので参考にしてほしい。

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。

高校化学の内容とのつながりを重視した平易な一般化学の入門書として定評ある教科書の四訂版。 2012年に改正された高校学習指導要領に合わせて全体を見直すとともに、判型をA5判からB5判に大判化して見やすくし、従来小活字で書かれていた部分や簡単な図表を側注に移して本筋の見通しをよくした。さらに、新たな側注解説や図表も追加し、術語の英訳にも意を注いだ。やや内容が古くなったと思われる記述も、歴史の重みを考えて簡素化しながらも一部残した一方で、とくに有機化学の内容等はアップデートに努めた。 演習問題も増量し、講義テキストのみならず自習書としても適している。

数理最適化やORの知識と考え方は，意思決定にどのように活かされるのか． 人の好みを定量的に評価し，最適な案を合理的に選択する，意思決定の理論． それを支える数理的しくみを，本書はていねいに解説しています． パラメータの同定方法など実践的な手法についても，具体的な数値例を交えて解説． 数学的根拠がよくわかり，実問題への応用につながる知識が身につきます． ◆本書で解説する主な内容◆ ◇複数の目的のトレードオフを伴う，多属性目的の意思決定 ◇景気のような外部からの影響を受ける，不確実性下での意思決定 ◇心理的影響を考慮した案の選択を実現する，プロスペクト理論 ◇AHPやPROMETHEEなど，案の一対比較を行うことによって最適案を機械的に選択する代表的な手法

工学系のためのやさしい入門書。基本を丁寧に記すとともに、機械や電気の分野での活用例を示して学習目的の明確化をはかっている。初学者の抱きやすい疑問に対話形式で答えるコラムも掲載した、自習にも適した1冊。

物理的概念を基礎から学べる教科書。図を多用し、各節や問題をレベル分け表示。熱力学、電磁気学、光学の各体系の特徴と手法を学ぶ。

理工系の素養たる物理学の基礎の基礎を楽しい演示実験とその解説を交えてやさしく解説。千葉大学、千葉工大、放送大学での講義に基づき、物理の基盤、力学の基本、力学エネルギーなど、物理の世界を全15講で構成。

メタマテリアルとは，光または電磁波に対して特異な応答を示す人工材料を指し，光学迷彩(透明マント)や，従来の理論的限界を打ち破るレンズなど，常識を超えた応用技術を可能にするものとして期待されています． 「負の屈折率」など，自然界の物質にはない性質をもつメタマテリアルの登場により，これまでの電磁気学や光学の理論では考えられない現象が次々と発見されました． 本書は，従来の光学および，結晶光学などの関連理論を，メタマテリアルを含んだ形に拡張・再構成して，基礎からわかりやすく体系化します． メタマテリアルの応用や，その特性の理解において必要となる知識を身につけることができ，各種の光学応用分野の技術者・研究者に役立つ内容となっています．

明快なカラー図版で好評の定番テキストが待望の改訂．生命を理解するには生化学の基礎が欠かせないことを理念に，生物におけるシステム，構造，反応を丁寧に教える．高分子クラウディング，システム生物学，プロテオスタシスなどの最新テーマが紹介される一方で，一般化学と有機化学の復習章が追加され，より学びやすくなった．原著名：

15 ベンゼンと芳香族性16 ベンゼンの化学：芳香族求電子置換17 アルコールとフェノール18 エーテルとエポキシドチオールとスルフィド19 アルデヒドとケトン：求核付加反応20 カルボン酸とニトリル21 カルボン酸誘導体：求核アシル置換反応22 カルボニルα置換反応23 カルボニル縮合反応

電磁気学の全体像を見通し良く把握・理解できるように、各論的な話から始めるのではなく、最初の数章でマクスウェル方程式を微分形まで含めて完全な形で示し、その後で、電磁気学の様々な現象をマクスウェル方程式から導出した上で、大学初年級の読者を念頭に懇切丁寧に解説した。力学を運動方程式から学び始めるように、マクスウェル方程式から学び始める本書は、電磁気学を学ぶ上で、まさに理想的ともいえる構成の教科書・参考書となっている。

教育的配慮の光る物理化学のテキストが，全頁カラー化し，11年ぶりの改訂．概念の詳しい解説，数式の丁寧な導出という特徴はそのままに，例題の補足説明，重要な数式のおさらい，章末問題数の増加など，学部生向けの教科書として，さらに充実．一方で，熱力学では分子レベルの現象にも言及し，化学の根本的な理解を促す． <著者紹介> David W． Ball 1983年，Baylor Universityを卒業．1986年，Rice Universityにて修士号を取得し，1987年には赤外線分光の研究によって博士号を得る．その後，Lawrence Berkeley Laboratoryでの研究生活を経て，1990年にCleveland State University助教授，2002年には同教授に就任し現在に至る．研究テーマは赤外線分光，コンピュータ化学，燃料物質の熱化学など．学生の教育にも熱心なことで知られ，関係した多くの受賞歴がある．

力学、電磁気学、流体力学など様々な物理現象を記述するベクトル解析。それを初学者が「使える」ようになるよう解説。また、流体など目に見える現象を例に、図を豊富に用いて、直観的に理解できるよう工夫している。

grad，div，rotを自由自在に使いこなすために 理工系の幅広い分野で必要となるベクトル解析のテキスト．つぎのような特徴により，初めての方におすすめです。 必ず知っておきたい基本事項から発展的な問題まで，理解度に応じて取り組める。数多くの問題を掲載し(計150問)，詳細解答つきで復習・独習しやすい。ベクトル解析と，力学・電磁気学・流体力学とのつながりがわかる。 第2版では，図版をより見やすくするとともに，「行列と行列式」の章を加えて，高校で行列を学ばなかった方もサポートしました。

最短経路で平易に理解できる、今までにない入門書! ベイズ主義機械学習(ベイズ学習)の基本原理にのっとり、「モデルの構築→推論の導出」という一貫した手順でアルゴリズムの作り方を解説。どこまでも分かりやすい! 【主な内容】 1 機械学習とベイズ学習 2 基本的な確率分布 3 ベイズ推論による学習と予測 4 混合モデルと近似推論 5 応用モデルの構築と推論 【機械学習スタートアップシリーズ】 本シリーズは、「機械学習ブーム」の先駆けとして2015年から刊行されている『機械学習プロフェッショナルシリーズ』の弟分的な存在を目指す、注目の新シリーズです。 「機械学習をもっと身近に、機械学習をもっとわかりやすく!」を合言葉に、より丁寧な記述で、基本的なテーマを解説していきます。 まず、以下の2点を同時に刊行いたします(^o^)/ 『これならわかる深層学習入門』瀧 雅人・著 『ベイズ推論による機械学習入門』須山 敦志・著/杉山 将・監修

13 化学反応速度論14 化学平衡15 酸と塩基16 水溶液における酸塩基平衡17 溶解度と平衡18 熱力学19 電気化学20 核反応と化学21 金属錯体22 有機化合物、ポリマー、生体物質

基礎理論から核融合に関わる最近の話題まで、総合的に解説する基本書。プラズマのおおよその概念をつかむところから始め、電磁流体と見なす場合、電磁波動の伝播媒質と見なす場合、それぞれの性質を丁寧に解説する。

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。

高等学校で物理を学習したことがない人たちに対する長年の教育経験を活かして、厳密で数理的にまとめられた知識や考え方の体系よりも、”物理的なモノの見方や考え方を理解してもらう”ことに重きを置いて書かれた、まさに「教養」のための物理ともいえる入門書である。 本書の特徴 ・ 力学・熱力学・電磁気学・現代物理学について、初歩的な数学のみを用いて解説。 ・ 物理の初学者にとってはわかりにくいと思われる箇所やポイントとなる箇所には、ワンポイントレッスンとして側注を付して解説。 ・ 原子力発電所での事故に鑑み、原子力や放射線についての基本的な知識が得られるように、現代物理学の章では放射線や核分裂の初歩的な内容について解説。

ドレスト光子とは、ナノ寸法領域において光子と電子とが結合した状態を表す準粒子である。本書は、近接場光=ドレスト光子の第一人者による教科書。ナノ寸法領域での光技術の原理と応用を解説する。〈受賞情報〉大川出版賞(第24回)

道は開ける。さぁ、かんばれ! 化学の本質は熱力学にあり。 名コンビが数式の意味を丁寧に解説した国産テキストの決定版!反応速度論も過不足なく解説した。初学者向けで演習問題も豊富。物理化学をもっとわかりやすく!物理化学をたのしくマスター! 【本書まえがきより】 熱力学では，日常生活では使わないような新概念を導入し偏微分などの数学を使い，きわめてエレガントな論理展開をするために，その本質の理解は非常に難しい．いや，学生諸君は誰も理解できないのかもしれない(年をとって教壇に立つとわかるようになるといわれるが…)．著者二人も日常の研究・教育では，熱力学をベースとした電気化学関係の分野に携わっており，ある程度は熱力学を”わかったつもり”になっていたが，本書の執筆にあたっては正面から激突することもあった． 読者は一通り黙読しただけで，熱力学を理解できるとは思わないでほしい．できるだけ多くの(ときにはマニアックな)問題を用意したので，まずは手を動かして慣れてほしい．その繰り返しで理解したと”錯覚”できれば，”楽しく”なるのかもしれない．一見，無味乾燥とも思われる物理化学に対して，単に覚えるのではなく，正面から向かい合い考えることにより，”なるほど”と”なっとく”できたとき，本書のタイトルにある「たのしい」醍醐味を，読者自身が十分に感じとることができると信じています．そしてそのことが礎となり，夢のある美しい”読者の科学”が育つと願っております．

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。

「非線形ダイナミクスとカオス」を学ぶための格好の入門書。各種の応用に重点を置き、機械振動、遺伝制御系など様々な応用例について、科学的な背景をわかりやすく丁寧に説明。幅広い学問分野に応用できる1冊。

電気系・情報系など、工学部の学科で必要とされる複素数の基本をコンパクトにまとめたテキスト。講義を組み立てやすくする工夫満載。関数の定義域としての複素平面の扱いなど、フルカラーでわかりやすく解説する。

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。

BCS理論のJ．R．シュリーファーが、金属超伝導の微視的理論と、金属電子系に対する場の量子論をエレガントに解説した名著。BCS理論とその応用を解説し、金属電子系全般を扱う上級理論の手法を提示する。

機械・電気・制御システムなどの解析に不可欠なフーリエ・ラプラス変換の入門書。厳密な証明を避け、問題を解きながら理解を深める構成。また、実際のシステムの解析を通して、変換の有用性が実感できるようにした。

量子多体系に対するグリーン関数法を平易に解説した教科書。量子ポイントコンタクトやトンネル接合などの電子デバイス的な応用例を取り上げながら、場の理論の手法の多様な技法を新しい視点を加味しつつまとめた。

コンピュータ代数システムにおける、数学エンジンのアルゴリズムの基礎を概説。特徴は時間解析を含むアルゴリズムの詳細な研究、色々なテーマに関する実装レポート、数学に関することの完全な証明、広範な応用など。