-
数学の魅力:女子中高生のために(贬测产谤颈诲)」とは?
「数学の魅力:女子中高生のために(贬测产谤颈诲)」は、数学领域におけるジェンダー?ギャップを解消するための取组みの一つとして、まずは女子中高生に対して数学の面白さや可能性を伝えることを目的として开催されたイベントです。本イベントは窜辞辞尘を活用の上、対面でも远隔でも参加可能なハイブリッド方式にて実施されました。
2023年3月24日
リポート/学生ライター
酒井 秀翔(大学院教育学研究科学校教育高度化専攻学校開発政策コース 修士課程1年)
当日のスケジュール
1. 東京海洋大学/東北大学教授 中島主恵先生によるご講演
2. 交流会(対面)
3. 明治大学客員研究員 奈良知惠先生によるご講演
4. 株式会社ニコン先進技術開発本部数理技術研究所第二研究課 信田萌伽さんによるご講演
5. 全体質疑応答
6. まとめにかえて
2. 交流会(対面)
3. 明治大学客員研究員 奈良知惠先生によるご講演
4. 株式会社ニコン先進技術開発本部数理技術研究所第二研究課 信田萌伽さんによるご講演
5. 全体質疑応答
6. まとめにかえて
東京海洋大学/東北大学教授 中島主恵先生によるご講演
数理科学研究科长の斎藤毅教授より挨拶があった后、1人目のご登坛者として、中岛主恵先生による讲演がありました。中岛先生は自己绍介とともに研究?教育に従事している东京海洋大学の绍介をした后、ご専门の非线形反応拡散方程式について讲演しました。
「拡散」という现象は以下のような现象です。ビーカーの中の水に赤いインクを1滴落とすと、インクはだんだん水中に広がっていき、最后には全体が薄いピンクの水となります。动物の表皮の上では上记のような物质が広がっていく拡散と、物质どうしの化学反応という2つの现象が同时に起こっていると考えられます。こうした「反応」と「拡散」が同时に起こる现象を记述したのが反応拡散方程式系です。
1952年にチューリングという数学者は、ヒョウやシマウマなど、表皮に模様を持つ动物の模様のパターンが、反応拡散方程式系で説明できることに気づきました。反応拡散方程式系において、反応をつかさどる项と拡散をつかさどる项が微妙な钓り合いを保った时に限り鲜やかな动物の模様が现れます。このメカニズムを解析していくことは、生物の形态形成を解明することにもつながります。さらに中岛先生は、写真とともに、実际の动物が持つ縞模様や点模様の多种多様な模様を绍介して、これらの生物の模様が叁角関数を用いて説明できると话しました。
最后に中岛先生は、高校のうちに微分积分の授业をしっかり受けていただき、大学で多変数微积分等の学习?研究をするための準备をしてください、と缔めくくりました。
「拡散」という现象は以下のような现象です。ビーカーの中の水に赤いインクを1滴落とすと、インクはだんだん水中に広がっていき、最后には全体が薄いピンクの水となります。动物の表皮の上では上记のような物质が広がっていく拡散と、物质どうしの化学反応という2つの现象が同时に起こっていると考えられます。こうした「反応」と「拡散」が同时に起こる现象を记述したのが反応拡散方程式系です。
1952年にチューリングという数学者は、ヒョウやシマウマなど、表皮に模様を持つ动物の模様のパターンが、反応拡散方程式系で説明できることに気づきました。反応拡散方程式系において、反応をつかさどる项と拡散をつかさどる项が微妙な钓り合いを保った时に限り鲜やかな动物の模様が现れます。このメカニズムを解析していくことは、生物の形态形成を解明することにもつながります。さらに中岛先生は、写真とともに、実际の动物が持つ縞模様や点模様の多种多様な模様を绍介して、これらの生物の模様が叁角関数を用いて説明できると话しました。
最后に中岛先生は、高校のうちに微分积分の授业をしっかり受けていただき、大学で多変数微积分等の学习?研究をするための準备をしてください、と缔めくくりました。
2. 交流会(対面)
昼食休憩后、対面参加の方々を対象として、参加者の中高生と大学生?大学院生との交流会が行われました。参加者は10个程のテーブルに分かれ、各テーブルに1名ずつ配置された数学を専攻している现役の大学生?大学院生を交えながら、「どういったきっかけで参加したか」「数学のどこに兴味を持っているか」等の话し合いがざっくばらんに行われました。
3. ?明治大学客員研究員 奈良知惠先生によるご講演
2人目に、?明治大学客员研究员を务められている奈良知惠先生が登坛しました。奈良先生は、お茶の水女子大学数学科で数学の魅力に触れたことをきっかけに、高等学校教諭としての勤务等を挟みながら、数学者としてのキャリアをスタートします。ご研究を続け东海大学の教授を定年退职した后、明治大学で折纸工学と出会い、现在に至ります。
奈良先生が折り纸の科学と出会ったきっかけは、2001年に提唱され、2007年に众目を集めた连続的折りたたみの问题でした。これは「多面体の表面を切ったり伸ばしたりせずに平坦化できるか?ただし、素材の厚さは无视できるものとし、どの表面も纸のように折り目で折れるものとする」というものです。现在奈良先生は明治大学にて、この问题に取り组むとともに、実生活に応用することを目指して研究を进めているとのことでした。そうした研究の成果の一部はから閲覧できます。
次に奈良先生は、折纸工学を活用したヘルメットの事例を绍介しました。折り纸でヘルメットをデザインすれば、ヘルメットをコンパクトかつ軽量に収めることができるとともに、地球环境の保全にも役立ちます。ですが、适切な设计を行わなければ、顽丈性が担保できず、防灾用具としては役立ちません。そこで奈良先生が考案したのが、ほどよい柔软性と强度を持つダンボール素材を用いた、蛇腹折りと糊付けまたはオチキス留め、そして展开という简単な手顺で工作できるヘルメットデザインです。実际に奈良先生は、本イベントのパンフレットでこの手顺を私たちの目の前で実演し、その简便さを示しました。
最后に奈良先生から、数学の魅力としては、それ自体の神秘さ?面白さももちろんのこと、国内外で开催される研究集会を通して様々な社会や人々の暮らしに触れることができたことが挙げられる、というお话がありました。
奈良先生が折り纸の科学と出会ったきっかけは、2001年に提唱され、2007年に众目を集めた连続的折りたたみの问题でした。これは「多面体の表面を切ったり伸ばしたりせずに平坦化できるか?ただし、素材の厚さは无视できるものとし、どの表面も纸のように折り目で折れるものとする」というものです。现在奈良先生は明治大学にて、この问题に取り组むとともに、実生活に応用することを目指して研究を进めているとのことでした。そうした研究の成果の一部はから閲覧できます。
次に奈良先生は、折纸工学を活用したヘルメットの事例を绍介しました。折り纸でヘルメットをデザインすれば、ヘルメットをコンパクトかつ軽量に収めることができるとともに、地球环境の保全にも役立ちます。ですが、适切な设计を行わなければ、顽丈性が担保できず、防灾用具としては役立ちません。そこで奈良先生が考案したのが、ほどよい柔软性と强度を持つダンボール素材を用いた、蛇腹折りと糊付けまたはオチキス留め、そして展开という简単な手顺で工作できるヘルメットデザインです。実际に奈良先生は、本イベントのパンフレットでこの手顺を私たちの目の前で実演し、その简便さを示しました。
最后に奈良先生から、数学の魅力としては、それ自体の神秘さ?面白さももちろんのこと、国内外で开催される研究集会を通して様々な社会や人々の暮らしに触れることができたことが挙げられる、というお话がありました。
4. 株式会社ニコン先進技術開発本部数理技術研究所第二研究課 信田萌伽さんによるご講演
3人目に、株式会社ニコンで画像解析に関连するお仕事をされている信田さんがご登坛されました。信田さんは高校时代から数学に兴味を持ち始め、本学理科滨类に入学后理学部数学科に进学しました。その后本学大学院数理科学研究科を修了。2018年4月には株式会社ニコンへ就职し、现在に至ります。
具体的な业务としては、顕微镜を用いて取得した画像などの解析に従事しています。画像は小さい四角(画素)がたくさん集まったものであり、画素の位置ごとに、その明るさが数字で决まっています。その数字をもとに画像の変换?计算を行うのが、画像処理とのことでした。
画像処理方法のなかで、信田さんは3つの例を绍介しました。第一に、何らかの閾値を定めた上で、それ以上とそれ以下とで二値化を施すものです。これは単纯な手法ではありますが、云と空の面积を把握して天気を予测する际等、様々な场面に用いることができるとのことです。第二に、フィルター処理です。目的に応じてフィルターを変えることで、様々な処理を行うことができます。例えば、画像をぼかすブラー処理や、物体の境目の検出に用いるエッジ検出等があります。実际の使用例としては、血球画像にフィルター処理および二値化を施して轮郭の形を把握し、血球を集计?分类し、病気の细胞を见つけるといったものがあるそうです。第叁に、距离変换です。これは、各画素において、特定の画素との最短距离を计算するものです。距离変换を用いることで、例えば、细胞核を一つ一つ色分けして表示したりすることができるそうです。いずれの手法も、人が见て判断するよりも速く、大量の画像を解析できるというメリットがあるとのことでした。
最后に信田さんからはまとめとして、现在数式を扱うことが多く、大学での勉强内容が大いに役立っていること、就职活动中も数学科出身者への需要を実感したこと、他方で今思えば、ご自身が中高生の顷は将来数学科に进学することや就职后の仕事内容は全く想定できなかったため、その时できることを一生悬命やるしかないのではないか、というお话がありました。
具体的な业务としては、顕微镜を用いて取得した画像などの解析に従事しています。画像は小さい四角(画素)がたくさん集まったものであり、画素の位置ごとに、その明るさが数字で决まっています。その数字をもとに画像の変换?计算を行うのが、画像処理とのことでした。
画像処理方法のなかで、信田さんは3つの例を绍介しました。第一に、何らかの閾値を定めた上で、それ以上とそれ以下とで二値化を施すものです。これは単纯な手法ではありますが、云と空の面积を把握して天気を予测する际等、様々な场面に用いることができるとのことです。第二に、フィルター処理です。目的に応じてフィルターを変えることで、様々な処理を行うことができます。例えば、画像をぼかすブラー処理や、物体の境目の検出に用いるエッジ検出等があります。実际の使用例としては、血球画像にフィルター処理および二値化を施して轮郭の形を把握し、血球を集计?分类し、病気の细胞を见つけるといったものがあるそうです。第叁に、距离変换です。これは、各画素において、特定の画素との最短距离を计算するものです。距离変换を用いることで、例えば、细胞核を一つ一つ色分けして表示したりすることができるそうです。いずれの手法も、人が见て判断するよりも速く、大量の画像を解析できるというメリットがあるとのことでした。
最后に信田さんからはまとめとして、现在数式を扱うことが多く、大学での勉强内容が大いに役立っていること、就职活动中も数学科出身者への需要を実感したこと、他方で今思えば、ご自身が中高生の顷は将来数学科に进学することや就职后の仕事内容は全く想定できなかったため、その时できることを一生悬命やるしかないのではないか、というお话がありました。
5. 全体質疑応答
最后に、今回登坛した3名の皆様を交えた、全体での质疑応答がありました。各登坛者のご讲演中に取り上げられた数学的概念に関する个别具体的な质问から、数学に関わるキャリアへ进むに至った経纬に関する疑问、数学の勉强法等、様々な质疑応答が取り交わせられました。
6. まとめにかえて
以上のように今回のイベントは、数学を用いて、それぞれの场で八面六臂の活跃をされている先辈方の生のお话を闻くことができた贵重な机会でした。
文部科学省が毎年実施する学校基本调査によれば、2022年5月1日时点で、数学科に在籍する学生に占める女性割合は*でした。この割合は、人文科学や社会科学はさることながら、化学や生物学等の隣接领域に比べても少なく、やはり、この分野に着しいジェンダー?ギャップが存在してきたことは否めません。ですがそうした中でも、女性も数学に取り组み、数多くの功绩を积み上げてきたということが、今回のイベントでよく分かったのではないかと思います。
これをきっかけに、ジェンダーにかかわらず、多くの方々が数学に兴味を持っていただけることを愿っております。
*:最终閲覧2023年3月28日
文部科学省が毎年実施する学校基本调査によれば、2022年5月1日时点で、数学科に在籍する学生に占める女性割合は*でした。この割合は、人文科学や社会科学はさることながら、化学や生物学等の隣接领域に比べても少なく、やはり、この分野に着しいジェンダー?ギャップが存在してきたことは否めません。ですがそうした中でも、女性も数学に取り组み、数多くの功绩を积み上げてきたということが、今回のイベントでよく分かったのではないかと思います。
これをきっかけに、ジェンダーにかかわらず、多くの方々が数学に兴味を持っていただけることを愿っております。
*:最终閲覧2023年3月28日