ロマンティック数学ナイト

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【ロマ数トレラン】マクスウェル方程式から電磁気学を学ぶ

12時開演

【ロマ数トレラン】マクスウェル方程式から電磁気学を学ぶ

オンライン

11:45

12:00

・ガイダンス回 無料
・本セミナー 65,500円
※早期割引あり

Coming Soon

ロマ数トレランの詳細については下記ページ内リンクをご覧ください。
ロマ数学トレランとは>>

∞マクスウェル方程式を学ぶ意義∞

特殊相対性理論を本当に理解するためには電磁気学の知識が必要です。アインシュタインは力学と電磁気学の矛盾に気がつき、そこから特殊相対性理論を築き上げました。その矛盾の内容とそれが特殊相対性理論によって解決されたことを確認するためにはマクスウェル方程式を理解しなければなりません。

さらに、特殊相対性理論の原論文名は「動いている物体の電気力学」という名前ですから、アインシュタインが論文で述べたかったことは電磁気学が深く関係していることは明らかです。論文は第一部の運動学の部と第二部の電気力学の部に分かれており、第二部ではいきなり、マクスウェル方程式が出てきます。第二部によって、電場と磁場の本質的関係が解明され、ここで論文の最初で提起されたアインシュタインの電磁気学の問題が解決されます。したがって、特殊相対性理論は電磁気学の理解がなければ、その深い意義を知ることはできません。

そして、マクスウェル方程式が及ぼした物理学への貢献は、特殊相対性理論に限らず、素粒子物理学をはじめとする現代物理学においても特筆すべきものがあります。ファラデーによる「場」の概念がマクスウェルによって、「場の理論」として定式化され、電磁気学の全ての法則がマクスウェル方程式に統一されました。アインシュタインの一般相対性理論は「重力場の理論」です。さらに、「場の理論」は量子力学でも有用な概念であり、「場の量子論」として発展しました。「場の量子論」こそ、全ての力を解明する鍵であり、素粒子物理学や物性理論の基礎理論となっているのです。このような理由からマクスウェル方程式を通して「場の理論」を学ぶことは大いに意義があるのです。

※電磁気学と特殊相対性理論の関係について石山先生の書下ろし記事があります!是非ご参照ください!
⇒「https://wakara.co.jp/mathlog/20201023

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「相対性理論を築き上げたアインシュタイン」

∞セミナーの目的∞

セミナーの目的は以下の3つです。
(1) マクスウェル方程式を通して電磁気学を学ぶこと
(2) その数学言語であるベクトル解析の基礎を学ぶこと
(3) 特殊相対性理論を学ぶ準備としてマクスウェル方程式を学ぶこと

従来の電磁気学の学習は、現象論からスタートして様々な電磁気の法則を学んでいきますが、様々な法則を各論的に学ぶに留まり、その統一方程式であるマクスウェル方程式までたどり着くためには時間がかかり過ぎました。また、ベクトル解析を使った高度な数学表現で方程式が記述されているために数式の展開で挫折することが多いのです。

そこで、本セミナーは従来の方法とは逆にマクスウェル方程式を出発点とし、電磁気学の様々な法則をマクスウェル方程式から導出します。また、マクスウェル方程式を通してベクトル解析の基礎をゼロから学びます。

テキストでは特殊相対性理論との関わりまでは触れていませんが、補講として、セミナーの最終回近くで、特殊相対性理論の準備となるように、電磁気学の視点からの特殊相対性理論の導入とマクスウェル方程式がローレンツ不変であることに触れたいと思います。

∞セミナーの形式∞

基本的にはテキストをQ&A形式で一緒に読み進めていきますが、「トレラン」の開催趣旨に沿うために受身の講義形式ではなく、能動的な参加を期待していますので、時には参加者による解説とディスカッションを求めます。全10回という時間制約があるため、自己学習に委ねてスキップすることもあります。テキストの完読を保証するものではありません。

∞セミナーで扱う内容∞
・ガウスの法則、ファラデーの法則、アンペールの法則等のマクスウェル方程式における積分形と微分形の表現について
・テキストの例題(電磁気学演習)
・ベクトルおよびベクトル解析(ベクトル場の微積分)の理解と演習
・マクスウェル方程式から波動方程式の導出
・アインシュタインが提起した力学と電磁気学の問題点(余裕があれば)

∞使用テキスト∞

マクスウェル方程式」(ダニエル・フライシュ) 岩波書店
多少数学に自信のない方でも基礎から数学の解説があり、数式の物理的意味が丁寧に説明してあります。

※推奨参考書:「物理のためのベクトルとテンソル」(ダニエル・フライシュ) 岩波書店
セミナーでは使用しません。

マクスウェル

「マクスウェル」

∞講師∞

石山 浩一 (いしやま こういち)

高校時代、アインシュタインや量子力学に関するブルーバックスを読んで、工学部志望から理学部物理学科に進路変更。大学学部、大学院では地球物理学、素粒子物理学、物性科学を専攻。半導体研究の傍ら、高校受験や大学受験の塾講師として長年、受験指導を経験。

現在は「和から」講師として、大学生、社会人(趣味の方、エンジニア、研究者)の方に物理学の魅力を伝えることに生きがいを感じている。一人でも多くの方に量子力学や相対論の魅力を伝えたいと奮闘中。物理学の知識のない方を力学から量子力学まで指導した結果、現在では量子コンピュータの開発リーダーとして活躍されている方を輩出したことで、教育者としての醍醐味を味わった。

「この世界の真実は人間の常識とはかけ離れている」ことを、物理学を通して、多くの方に伝えたい。そのことで、人生観が変わっていく人を育てたいと夢見ている。

 

∞参加対象者

できれば大学教養レベルの物理(力学、電磁気学)および数学(微積、特に偏微分、多重積分)を履修した方が望ましいですが、そうでなくても、使用テキスト(大学1~2年レベル)を読んで、説明を受けて頑張ってみたいという意欲的な方も歓迎します。

∞開催場所

オンライン(zoom)

※好きな場所でご受講できます。「zoom」を用いてオンラインでセミナーを行います。
※ブラウザが利用できるPCやタブレットなどの環境をご用意ください。
※iPad等タブレットの使用は一部機能が制限される場合がございます。パソコン端末でのご参加を推奨いたします。

∞開催日時

第0回2020年11月7日(土) 12時00分~13時30分(ガイダンス回・無料)
第1回 11月21日(土) 11時00分~13時30分
第2回 12月5日(土) 11時00分~13時30分
第3回 12月19日(土) 11時00分~13時30分
第4回 2021年1月9日(土) 11時00分~13時30分
第5回 1月23日(土) 11時00分~13時30分
第6回 2月6日(土) 11時00分~13時30分
第7回 2月20日(土) 11時00分~13時30分
第8回 3月6日(土) 11時00分~13時30分
第9回 3月20日(土) 11時00分~13時30分
第10回 4月3日(土) 11時00分~13時30分

※11月7日の第0回は11月21日開講の本セミナーのガイダンス回となります。
※第0回に参加しなくても第1回目以降は申し込むことは可能です。
※タイトルはあくまで予定のものであり、受講生の理解度やご要望によって変更の可能性がありますのでご注意ください。
※セミナー時間150分の内、30分は受講生からの質問、議論に充てられるように設計しています。
※各セミナーの録画をゼミ最終回の1か月後まで視聴できるようにしますので、欠席の回があっても問題ありません。

∞料金とお申し込みに関して

・ガイダンス回(11月7日)  無料
⇒お申込み(peatix)
・本セミナー(全10回)  65,500円(早期割引:62,500円)
⇒お申込み(googleフォーム)

※セミナーの性格上本セミナーの定員は8名とさせていただきます(先着順)。
※本セミナーお申し込みの方に振込先の口座をご連絡いたします。
※最小履行人数は4名となります。最小履行人数に満たない場合、非開催となり、料金は返金させていただきます。開催有無は第一回ゼミの1週間前に確定となります。
※早期割引はガイダンス回翌日までに全回お申し込みの適用いたします。
※日程、時間の都合でガイダンス回に参加できない方は、担当の松中(メール:romanticmathnight@wakara.co.jp)までご連絡ください。ガイダンス回当日中に録画した動画を視聴できるように手配いたします。ただし、早期割引が適用されるのはガイダンス回の翌日までとなりますので、予めご了承ください。

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∞本セミナー受講希望者の方向けの注意事項

・通信トラブル等が発生した時に、講師、受講生で円滑に連絡を取り合えるようLINEグループを作成します。LINEグループへの参加は必須とさせていただきますので、予めご了承ください。
・オンラインセミナー受講の際に必要となるパソコン、タブレットまたはスマホ等の通信機器、およびWiFi等のインターネット接続サービスは受講生ご自身でご準備いただきます。
・Apple Pencilなどのスタイラスペンやペンタブなど、画面にペンによる書き込み、描画を行える環境をご準備いただくことを推奨いたします。
・各セミナーの録画動画を最終回の1か月後である2021年1月5日まで視聴できるようにしますので、出席できない回は動画での受講が可能です。
・欠席者には録画動画だけでなく、セミナーで使用する配布資料(pdfファイルやurl等)も出席者同様配布いたします。

∞ロマ数トレランとは∞

「時間はかかってもいいから数学の美しさを中身からしっかり理解したい!」
聞いているだけでわくわくする華やかなテーマが満載のロマンティック数学ゼミ。
その根底となる理論からしっかり学びたい。ロマ数トレランはそんな声から生まれました。

ロマ数トレランは、ロマン溢れる数学を語ることができる講師による、講義形式ではなく、双方向の対話に重きをおいた受講者参加型の少人数制ゼミです。
実際に手を動かしたり、しっかりと質問、議論をする時間を設けることで
内容を確実に理解することを目標とします。同じ気持ちをもった仲間と一緒に学んだ先には新しい数学の世界が待っています。

~トレランとは~
山を縦走する山岳レースを意味するトレイルランニングの略です。
急坂は大変な時はありますが、いったん頂上に上がれば壮大な風景を楽しむことができます。
数学も同じです!平坦な道も、下り坂も、そして時にはハードな時もありますが、頑張って登りきれば素晴らしい風景が広がっているのです!

※ロマ数トレランでは受講生の理解に合わせて講師が適切な速度になるよう誘導しますが、受講者の理解を優先するため、カリキュラムの進度は確約いたしかねますので、予めご了承ください。
※質問の内容がセミナーの趣旨とそれる場合や、セミナーの適切な進行の妨げになると講師が判断した場合には、解説はセミナー内ではなく別途個別指導をご受講いただくようご案内することがあります。
※ロマ数トレランにはビデオ視聴以外に欠席保証はございません。ビデオは出席の有無に関わらずご視聴いただけます。

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∞企画運営∞

和から株式会社
渋谷(本社)・新橋・大阪にて社会人向けの数学個別指導教室「大人のための数学教室 和(なごみ)」や「大人のための統計教室和」を運営。数学が苦手な大人から 数学の業務・研究応用を 目的としているマーケター、経営者、大学教授まで月間400名(2016年3月現在)を超える社会人に対して必要な数学や統計学の授業を日々提供している。企業におけるデータセンス研修やデータ分析研修も実施。
和から株式会社HPはこちら>>

∞お問い合わせ∞
和から株式会社  松中宏樹
MAIL:class@wakara.co.jp

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