音楽には基本的で重要な数学がいたるところに隠されています。それは大学で習う複雑で高度なものではありません。すべて高校数学の基本事項です。
さて，皆さんはどのような数学が隠されているか分かりますか？三角関数，対数関数，指数関数，有理数，無理数，素数，公約数と公倍数，素因数分解，有理数と無理数の整合，多項式と整数方程式・・・などが音波，音の大きさと聞こえ方，平均律，純正律，音階，和音，ピタゴラスのコンマ，協和音と不協和音，12音律・・・の中に隠されています。どれとどれが関係するのでしょうか？さらに，ピアノは無理数，バイオリンは有理数という対応ができます。なぜそうなるか分かりますか？
一方，弦楽器は高校物理の波動分野の基礎です。講義ではバイオリンを用いて，固定端と倍音・波長・振動数の関係，共鳴・うなりを弦の振動を実際に目で見て確認します。音色と正弦波の重ね合わせの関係をフラジオ奏法により実際に耳で聞いて確認することができます。

この授業では，音楽に隠されたこれらの数学と物理を実際にバイオリンを用いて1つ1つ実感していきます。
特徴は，高校数学の基礎を耳と目で確認するという楽しくユニークな実験です。音色についてはオシロスコープを用いていろいろな楽器の波形を目で見て確認します。応用として，フーリエ級数展開という大学の数学を少しだけやさしく説明します。
授業は，通常の教室とPC室のいずれへも対応しており，PC室で行う場合は，ヘッドマイクを用いて各自のPCへ音を取り込むことで一人一人がオシロスコープソフトウエアを操作して実験します。もしも，音楽室（ピアノ）を使うことができる場合は，ピアノの平均律とバイオリンの純正律を聴き比べることが可能です。

素数と音律の関係を拡張すると12音階ではないさまざまな音階を作ることができます。
その宇宙人の音楽も作曲してみましたので聞いてみましょう。時間が余ればバイオリンで一曲（？）いかがでしょうか。

放射能や放射線は人間の5感では感じ取ることができません。人間は放射線を感じる臓器を持っていないからです。
放射線にはアルファ線・ベータ線・ガンマ線があります。アルファ線の正体はヘリウム原子核，ベータ線は高エネルギー電子，ガンマ線は電磁波の一種です。
一方，目は電磁波を感じ取ることができますが，目の感じ取ることのできる電磁波の周波数領域は可視光であり，ガンマ線は紫外線よりもずっと波長が短いために，目で感じ取ることはできません。そのため放射線を感じ取るためには放射線計測器が必要となります。

この授業では，原子核と原子核崩壊と放射線についての基礎知識を講義します。その後，放射線計測器を実際に使用して放射線の計測を実演します。放射線計測器にはいろいろな種類があり，それぞれ放射線の種類や強度，放射線計測器の構造や原理によって測定結果に非常なばらつきがあります。
この授業では

（1） ガイガーミュラー管を用いた，ガイガーカウンター
（2） 半導体検出器を用いた，半導体による放射線計測器
（3） シンチレータ結晶を用いた，シンチレーションカウンタ
（4） 放射能のスペクトルも計測できる，放射線スペクトロメータ
（5） アルファ線の計測も可能な雲母窓を用いた，放射線計測器

などを実際に用いて，身の回りの環境放射線などを主に計測することで放射線計測の様子を実感することができます。
特に，ガイガーカウンタでも機種によって非常にばらつきがあることなどを実際に比較して実演します。計測器の種類ごとにもばらつきがあることを実際に比較して実演します。また，それぞれの放射線計測器の計測原理なども合わせて簡単に紹介します。

医薬品の開発（創薬）には長い開発期間と多額の開発費が必要である.
例えば, 1つの医薬品が市場に出るためには約15年の 年月と, 2000 億円程度の研究開発費が必要であるとされる.

創薬のステップは大きく分けて，対象疾病の選択，薬候補の探索・改良，臨床試験である。
このうち，薬候補の探索・改良について計算機上で行うことで大幅な期間短縮と研究費の削減が検討されている。このような，従来は実験室における実験で行っていた部分を計算機上で行う創薬方法はインシリコ創薬と言われる。
インシリコとはラテン語でシリコンの上で，つまり計算機の上でという意味である。実際に，インフルエンザの抗ウイルス薬では性能評価が行われている。この薬候補の探索・改良には，近年の計算機技術の発達やデータベースの整備により，分子動力学などの古典力学的手法や量子力学計算・量子化学計算などが用いられている。

これら，古典力学的，量子力学的な方法がどのように具体的に応用されているのかについて，物理学や情報科学の観点から説明する。

賭け事やギャンブルは絶対に勝てないことを確率を用いて数学的に保障する定理として破産定理が知られています。
これはギャンブルではどのくらいの速さで破産するのかを保障する定理です。

定理の証明で使われるのは，数列の三項間漸化式と条件付き確率の恒等式のみであり，全て高校数学の範囲です。
これらを元にギャンブルがいかに危険なものであるのかについて説明を行い，ネットゲームでよく見られるガチャ，ネットカジノの仕組みや，パチンコ，競馬，競艇，競輪，宝くじ，株取引などの確率や危険度について比較や考察を行います。

金属などの固体物質は天文学的な数の原子の配列とその中を泳ぐ伝導電子によって構成されています。
ミクロな世界の住人である電子は，集団運動によって時として我々の眼に見える形で非常に不思議な現象を引起すことがあります。
この授業ではそのような現象として熱電変換と超伝導を紹介し，物質科学の面白さに触れてもらいます。

熱電変換現象は電気と熱の相互作用を利用したエネルギー変換現象です。
固体中の電子は電気エネルギーの流れである電流の担い手ですが，同時に熱エネルギー流の担い手でもあります。これら電気と熱のエネルギーを効率よく変換する熱電変換材料は，電気を熱に変換する機能が小型の冷蔵庫などに応用され，逆に熱を電気に変換する機能は発電機としての応用が期待されています。
授業では熱電素子を用いて，温度差による発電や，電池による素子の冷却を体験します。

超伝導現象は，巨視的に観測できる最も劇的な量子現象の1つで，電気抵抗ゼロと完全反磁性（マイスナー効果）という2つの現象で特徴づけられます。
超伝導体の不思議な特徴は機能材料としての無限の可能性を秘めており，現在は送電ケーブルやリニアモーターカー，エネルギー貯蔵，CT スキャンなどの実用化が実現しつつある技術に加えて，量子コンピュータなどの未来のテクノロジーへの応用も期待されています。
授業では，超伝導体の不思議な性質を目の当たりにすることで，電子の集団運動が生みだす不思議な現象を体験します。

アイザック・ニュートンという物理学者が，1687年に『自然哲学の数学的諸原理(プリンキピア)』を著し，現在の教科書で勉強する力学の基礎体系を築いたことは皆さんもご存じかもしれません。
しかし，ニュートンという天才ひとりによって力学の体系化が完成したわけではありません。例えば，ma=Fという(ニュートンの)運動方程式は，運動の第2法則の帰結として導出されるものですが，この方程式はニュートンが導出した訳ではありません。実は，運動方程式はニュートンが亡くなった後，力学が微分積分学と組み合わさることで，漸く導出されました。そして，その象徴とも言えるものが，1788年にフランスの数学者・物理学者ジョゼフ・ルイ・ラグランジュによって書かれた著書『解析力学』でした。

このように，多くの科学者たちがさまざまな研究結果を発表し，さらにそれらが密接に関わり合うことによって，現在の教科書に書かれている自然科学は構築されていったわけです。
本講義では，教科書に書かれている科学(物理学)がどのように構築されていったのかを考えるきっかけとして，物理学者による研究活動を踏まえた物理学の歴史に関して御話致します。

なお，物理学の歴史は多岐にわたっているため，具体的な講義内容に関しては事前に要相談とさせて頂きます。

近年，ブラックホール連星の衝突合体から放出される重力波や，光を用いたブラックホールの観測が行えるようになってきています。
ブラックホールや重力波の放出は相対性理論によりその存在が示唆されており，間接的には様々な方法で検証が行われてきましたが，科学技術の発展により，ついに直接的な観測が行える時代になりました。相対性理論は，身近なものである携帯電話やカーナビで使われているGPSにおいても欠かせないものです。

この講演では，相対性理論のうち特殊相対性理論と呼ばれる，高いエネルギー状態にある物体の持つ速度やエネルギーに関する理論を簡単に説明します。次に，物体に高いエネルギーを印加させる加速器装置を用いると強度の高い光が生成できることを紹介します。
実は，X線を含む多くの領域で強い光を生み出すためには相対性理論が重要となり，また，こうして作られた強い光は材料開発を含む産業の促進にも貢献しています。講演では数式をできるだけ使わないで簡潔に説明を行います。

温度計は，身近な様々な場所で活躍している。体温を測る，お風呂の温度を測る，オーブンの温度を測る等である。その一方で，温度をどうやって測定しているのか，という部分は表立っていないことが多い。

そこでこの授業では，温度を測る様々な手法を紹介し，その方法を物理的な観点，特に熱力学や物性物理学の観点から学ぶ。その際，二つの異なる金属を用いて温度を測る，熱電対を用いた実演を交えながら，温度を測る仕組みを共に理解する。

物理の実験は東京で行っても大阪で行ってもおよそ同じ結果が得られます。
このことは重要な意味を持っています。というのは，もし実験結果が場所によって全く違ったものになるならば，授業で使う教科書も場所によって全く違った内容になっていなければなりません・・・というのは冗談ですが，このように「空間方向に移動しても物事が変わらない」という性質は，実は「運動量保存の法則」という物理法則と密接に関係しています。
この例のように，物事に何らかの操作を施してもその物事が変化しない場合，その操作のことを「対称性」と呼びます。他の身近な対称性の例として，円形は「中心周りの回転」と「中心を通る軸に関する入れ替え」という操作を対称性として持っています。

自然界には実に様々な対称性が存在し，それらは様々な物理現象と関係します。また逆に「対称性の破れ」という概念も重要な物理的意味を持ちます。
この講義では特に自然界のミクロの世界，つまり素粒子の世界に存在する様々な対称性や，その対称性と関連した物理現象を紹介します。例えば私達の住む世界とそれを鏡に映した世界は同じ物理法則に従うかどうか，みなさんはどう思いますか？

重力は私たちが日常的に感じる身近な力です。ところが，実はミクロの世界における重力の仕組みはきちんと理解されていません。このことは現代物理学における最大の課題の一つであると言えます。
こうした課題に対してヒントを与えると期待されているのがブラックホールに関わる様々な理論的考察です。ブラックホールとは，光ですら抜け出すことのできない事象の地平面を持ち，外の人は中の様子を見ることができません。このことはブラックホールや重力が持つ様々な興味深い理論的性質を示唆します。
こうした性質は重力を構成する基本的自由度によって説明される必要があり，ミクロの世界における重力の仕組みの理解につながるのでは無いかと期待されています。

本講座ではこうしたテーマについて分かりやすく解説をします。