物理学・科学・数学の大学短大ガイド
数学・理学

数学・理学

「数学大好き!」とか「時間の許す限り数学の問題を解いていたい」という自他共に認める数学マニアの人は、ぜひその道を極めてみましょう。また、「普通に数学が好き」程度でも、卒業後にはさまざまな進路が開けますから、大丈夫です。

■数学(数理情報学)
数学は数・量・空間といった抽象的な概念を対象に学ぶ。現代数学は純粋数学と応用数学の2 つに大別され、純粋数学では代数学・幾何学・解析学を柱に3 つが相互に影響しながら発展していく。応用数学は科学や技術の基礎となり、他分野の学問へ応用していく数学である。表現論・正数論・数値解析などがあり、純粋数学を土台として様々な学問と統合し、産業技術や商品開発といった実用性の面で役立つ研究をする。さらに高度情報化が進んだ現代ではコンピュータを利用する情報数学の必要性も増えてきており、文字や言葉から暗号・生物の神経細胞の情報伝達を研究し、ソフトウェア・情報処理・人工知能・プログラム言語を学ぶ。数学は他の理学や工学系統の学問と密接に関わっており、工学系の研究活動を行う際には必要不可欠である。また経済学などの社会科学系の学問においても統計的な数字を中心に幅広く応用されるなど、様々な学問の基礎として必要とされている。大学では高校までの数学を土台に基礎を固め、代数・解析・幾何といった基礎的な専門科目を学ぶ。これらの学習と併行して「演習」を行い知識の習得を図る。日常生活の中でも活用される数学、天気予報や交通計画などの理論やデータ計算のように数学的思考を身につけることによって高校までの数学とは違い、答えを求める為の論理体系を身につけ今まで築かれてきた基礎の上に高度な研究を積み重ねていくことで科学的思考の基礎となる公式や新理論の発見を目指して様々な研究を行う。

主な専門科目説明

●復素解析学
復素変数の復素数値を実変数の微分と同様に定義し、正則関数を学ぶ。二次方程式の基礎から発展させ二次、三次方程式を学ぶことにより、「群」「体」の概念を学ぶ。

●代数学
二次方程式の基礎から発展させ二次、三次方程式を学ぶことにより、「群」「体」の概念を学ぶ。

●幾何学
ユークリッド幾何学を群論的な視点に立ち、再構築する。また局面上の微積分や非ユークリッド幾何学を学ぶとともに、ガウス・ボンネの定理を証明していく。

●計算機基礎論
電子計算機と関連する領域に対応したさまざまな方法論を研究する。コンピュータ関連などの幅広い理論を研究する。

●解析学
復素正数の正則性の概念を研究し、解析を用いて正数論を展開する解析数論を学ぶ。

●離散数学
さまざまな有限な対象の個数を数える。生成関数・ポリアの定理やオイラーグラフ・ハミルトングラフ・平面グラフなどのグラフ理論を学ぶ。

●複素力学
実数における複素力学系の理論をコンピュータを使いシミュレーションを通して学ぶ。

●集合・写像
「集合」と「写像」は、現代数学の最も基本的な概念である。集合の意味と演算、写像の概念と集合との関係などを学ぶ。

●応用数理
確率論の基本概念を、測度論の言葉を用いて説明し、大数の法則、中心極限定理について研究していく。

●微分積分
微分するとは与えられた関数の導関数を求める演算のことであり、その逆演算として積分がある。積分によって曲線で囲まれる図形の面積が計算し、導関数、関数、変量の間の関係を表現する微分方程式を解くことによって、それらを規定する関数関係を導いていく。

●表現論
数学は大きく分けて代数学、解析学、幾何学に分かれるが、表現論はこの3 つの分野が交わっているところに位置している。Lie 群、対称群や運動群などの「群」と呼ばれる分かりにくい概念をわかりやすく「表現」することを目標にする。

●群 論
群(group)は、ある観点から見て同じ性質を持っている物の集まりで、群論はそれを研究する。

●線型代数学
線型代数における基本的な問題意識と手法の基礎にある考え方を、歴史的な視座と大学以前に学んだ数学との対比を使って学ぶ。

この分野の将来性

高度経済成長を終えた日本が生き残るための一つの道は、独自の先端技術を開発し続けることです。それゆえ、政府も、大学での世界レベルの研究を支援するCOE プログラムを掲げるなど、「ノーベル賞、量産計画」に乗り出しました。そこで注目されるのが、科学技術の基礎研究です。あらゆる科学の基礎には数学がありますので、数学の研究者、教育者の役割は、ますます重要になっています。加えて、社会が複雑化することにより、あらゆる職場で数学的な「論理的思考」が求められています。

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