教育・研究ガイド
最終更新日:2005年(平成17年)4月10日
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「勉強」のねらいと心構え
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「レジュメ」とは?
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修得すべき最低限の事項
「勉強」のねらいと心構え(学部生や修士大学院生向け)
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欧文学術論文に接する
4年生になり研究グループに配属になると、研究に関するほとんどの最新情報は英語によって提供されていることに気づくでしょう。そこで、洋書や欧文学術論文などに接することによって、科学技術英文の読解力をつける必要が生じます。「読む」だけではなく、「書く」「話す」「聴く」の同じように重要なのは言うまでもありませんが、まずは読めないと話になりません。一旦英語を日本語に(頭の中で)翻訳してから内容を理解する、という手順はエネルギーの無駄使いです。英語から直接内容を理解する訓練をしてください。私たちは、英語学科で言語としての英語を習得しようとしているのではありません。あくまでも英語は物理のコミュニケーションのための一手段にすぎません。ですので、英語そのものに拘泥すべきではないのです。そもそも、学術論文では、自分の研究成果を英語圏でない人にも伝える必要があるため、難しい表現や俗語や文学的表現などは使われません。文法も中学生程度の易しいものしか出てきませんので、英語に対する恐怖の先入観を持つ必要はありません。英語の専門用語にも慣れてください。専門用語は覚えるしかありませんが、用語を覚えることとその物理的内容や意味を理解することとを混同しないように。最近の大学生(特に東北大学生や大阪大学生)は英語が苦手であることを自他共に認めて(自慢して)いるようですが、今後研究だけでなく社会に出て仕事をする上でも、英語力が低いと非常に大きなマイナスハンディキャップになります。今からでも遅くはないから、英語について前向きに取り組み、絶えず苦手意識をなくすこと。
(注)英語に対する「偏見」や「食わず嫌い」や「恐怖心」を誘起しないように,上記のようなソフトな内容の文章を書いたのですが,結局やっぱり英語が出来なければ,研究者としては全然ダメです。こちらも参照してください。
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問題点や解決策を独力で発見する
教室で行われる従来の講義・授業のような一方通行の受け身の学習ではなく、自分が自分の意志で文献や資料を調べ考え、自分の言葉で理解する訓練を行ってください。疑問点・問題点は何か、それを解決するための方法・手段は何かを自分で発見することが研究の基本であることを学んでください。
「自分がわかっていないことは何か」を自分で知ることが第一歩です。これは自分以外の誰も解答を知りません。とにかく、受け身の学習は大学3年生くらいで終了します。それ以降は、大学に残って研究を続けていても企業で働いていても、能動的学習しかありません。
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重要か否かを自分の物差しで測る
様々な情報の中から、本質的な点(重要な点)と非本質的な点とを見極め、要領よく情報抽出する能力を養ってください。本質的か否かを決める尺度を持つことの重要性を認識しましょう。ある情報が大切かどうかは個人個人で異なります。自分にとって重要かどうかは、「自分は何を理解したいのか、どんなことを知る必要があるのか」がわかっていないと決まりません。
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言いたいことを人に伝える大切さ・難しさを知る
他の人々の前で自分の学習成果を発表し報告する機会を持ちましょう。自分の考えを他人に伝え理解してもらうことの大切さと難しさとを体感する。
自分にとって当たり前でも、聞く側にとっては馴染みの薄いこともあるかもしれません。社会の中で生きているからは、自分の仕事の成果を社会に還元し人類全体の知的共有財産とすることが、科学者の社会的責任の一つと思われています。
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その都度・その日ごとに100%を目指す
指導教官から与えられたり,自分で自分に課したりする(広い意味での)「課題」があるはずです。このような「課題」に対して,それを「こなす」とか「やっつける」という受け身の受動的意識(課題を《やらされている》という意識)を持っていては,課題に対してせっかく使った時間を最大限有効利用したとは言えません。もっと積極的に能動的に,「この課題をやり遂げて,これをステップにさらに跳躍するんだ」というアクティブな意識が必要です。つまり,「課題」を完了することを目標とするのではなく(課題をやり終えて満足するのではなく),「課題」と取り組んだ成果を,その次のステージでの自分の成長に生かすことを目標として欲しいです。「課題」への取り組みは,目的ではなく手段です。
さらに,「課題」を中途半端で終えないようにしてください。80%くらい理解した段階で,「まあこんなもんでいいだろう」と考えて次に進まないように。その都度・その日ごとに,100%を目指してください。このような《詰め》は,きわめて重要です。後日,「使える」「役に立つ」「頼りになる」知識は,詰めまでキッチリと満了させた勉強のみから得ることが出来ます。
「100%」というのは,「すべて残らず完全に《理解する》」ことを意味しているのではありません。どこはキチンと理解できたか,どこがどういう理由で理解できなかったかを,ハッキリさせておくことです。「グレー」の部分を残さないようにするべきです。つまり,「理解していないのに理解した気になっている部分」が絶対に有ってはなりません。「理解していないのに理解した気になること」は,「理解してないことを自身で分かっていること」よりも遙かに悪いです。
レジュメとは?(学部生や大学院修士1年生向け)
ゼミや輪講・輪読の際に担当者が作成し,参加者全員に配る「レジュメ」とはどういうものかを,研究室の新入生(M1と4年生)を対象に周知しておきます。
(1) 輪読などのように,聴講者に共通の題材(書籍や論文など)があらかじめ決まっている場合:
レジュメには,
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発表を担当する部分の内容の要約
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題材に書かれていない補足説明
(題材以外の原著論文や他の教科書・専門書から情報,独自の検討結果や勉強成果など)
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題材に書かれていない計算の仕方や計算の途中プロセスの説明
(自分で計算をチェックした過程,数学的補足)
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疑問点や理解できなかった箇所(疑問を持った理由や理解できない原因も併せて報告)
を書いてください。
「要約」は,文章でダラダラ書かずに,箇条書きや図面などを併用して,わかりやすくまとめてください。長々と書いたものは「要約」ではありません。また,題材が欧文の場合,報告する題材(書籍や論文)の「翻訳」は不要です。単なる翻訳や全訳は決してしないように。
つまり,レジュメを作成する際(発表の準備をする際),「何が最も大切なポイントで,どこは枝葉末節か」を,担当者は自分で読み取って判断しなければなりません。
「補足説明」は,ほぼ必須でしょう。報告を担当している書籍や論文《だけ》を読んで,それだけで内容を理解できることはあり得ないと思います。特に,修士1年生や4年生では,関連の文献や参考書籍をあれこれとひっくり返して関連箇所を調べ,多くの情報を収集し,昼夜うんうんうなって考えて,それでようやく題材の担当部分の意味が少し分かりかけてくる,といった程度かも知れません。「一度読んだだけで内容を理解した」のようなことは有り得ません。もしそう感じるなら,「理解する」の定義や意味を誤解している可能性が高いです。このような苦しい地道な作業を,発表日までの間に毎日繰り返すのが,ゼミや輪読の教育的眼目です。要するに,2時間発表するだけのために,その100倍くらいの時間(と労力)をかけて準備して下さい。その努力は必ず身に付き,後で役に立つでしょう。
ゼミや輪講・輪読での担当者(発表者)は,その当日の「指導者」であり「先生」になります。これを絶えず意識して,準備と発表を行うようにしてください。もちろん,発表に臨むまでに100%の理解ができない場合もあるはずです。その際は,当日に参加者全員で疑問点や問題点を共有でき,全員で討論や議論ができるように,疑問を持った理由や理解できない原因を明確に述べてください。
(2) 自分の研究進捗状況報告や研究討論のように,聴講者側には何の準備もない(共通の題材が無い)場合:
レジュメが発表時の主な題材となります。もちろんホワイトボードやプロジェクタ・OHPを併用しても構いませんが,それらの情報は消えて残りません。レジュメは残ります。
報告内容の全体像と部分(詳細)との区別がわかるようにまとめてください。グラフや図面はレジュメに載せておくのが有効です。研究発表や研究のストーリー作りの練習ですので,他人が理解しやすいようなレジュメを作成する作業も大切な練習です。
(3) その他の注意:
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レジュメは,ホワイトボードにダラダラと字や式を書く時間を節約するための意味もあります。
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レジュメは,ゼミや輪講・輪読のその日の担当者が,開始時刻までに,参加者の人数分をコピーして準備しておきます。ゼミの開始時に全員に配付してから,発表を始めます。
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コピー代と紙資源を節約するために,(できるだけ)A3用紙に両面コピーしてください。
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なお,小川が欠席した際は,私にレジュメを後日渡して下さい。
修得すべき最低限の事項
実験家が、オシロスコープやテスターを使えなくては話にならないのと同じように(使えない学生も多いらしい)、理論家にも最低限身につけておかないと困ることが色々あります。これは時代とともに変わっていくので、昔(Landauの「理論ミニマム」)とは異なりますし、今後も変わっていくと思います。大学院では「何学期にこれをやって、次にあれをやって」というような具体的な指示はもらえないのが普通です。自分でスケジューリングして、修士課程のできるだけ早い時期に身につけて下さい。小川は、あなたが修士課程の修了時までに、以下のことを全て身につけているものと想定して指導します。
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物性理論の基礎
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場の量子論の基礎(細かい計算の技法や数学技術に拘泥する必要はありませんが、通常の量子力学とどこが違うか、連続自由度の「場」の概念がなぜ必要か等を理解しておいてください)
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相転移と自発的対称性の破れ(超伝導のBCS理論とGL理論とを最低限勉強しましょう)
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繰り込みの考え方(統計力学での繰り込み群の有用性と電子多体問題への適用について理解してください)
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半導体光物性の基礎(有効質量近似,正孔,励起子の概念、ポラリトン描像はきちんと理解してください)
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準粒子の考え方(Fermi流体論を身につけてください)
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朝永-Luttinger流体の基本的性質(Fermi流体とどこが異なるか)
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線形応答理論(揺動散逸定理と久保公式の意味を納得しておいてください)
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温度グリーン関数(不純物散乱による電気伝導度の梯子近似での計算、電子ガスの誘電函数をRPA近似で計算してみてください)
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確率過程論(Langevin方程式・Fokker-Planck方程式の古典論から量子論まで)
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非平衡統計力学の基礎(ボルツマン方程式、パターン形成、動力学的イジング模型、相転移のスケーリング理論など)
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量子光学・非線形光学の基礎
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量子化された電磁場状態(光子状態として、光子数確定状態、コヒーレント状態、直交位相振幅スクイズド状態、2光子コヒーレント状態、光子数スクイズド状態等の定義と性質とをマスターしてください。これらの量子状態間のユニタリー変換関係をも理解してください)
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レーザー理論(レーザー発振の半古典理論と量子力学的理論の枠組みを身につけてください)
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減衰理論
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非線形光学理論(様々な非線形光学過程の知識が不可欠です。非線形光学感受率の計算方法とダブルファインマンダイヤグラムについても一通りの知識が要求されます)
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その他(余裕や興味が有れば)
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量子力学観測問題の基礎(EPRパラドックス、ベル不等式の意味、シュレーディンガーの猫の問題、量子カオスの問題、波束の非ユニタリー収縮など、量子力学の基礎に関わる問題に関心を持ってください)
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メゾスコピック系物理の基礎(Landauer 公式、熱浴の考え方、位相緩和とエネルギー緩和の違い、摩擦とMQT,
MQCとの関連などを理解してください)
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非線形力学系の理論(カオスやフラクタルの概念や非線形振動論などを知っていた方がよいでしょう)
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自分で必要と思うこと、面白いと思うこと。
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研究道具
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電子メール(小川研究室内での連絡は、主として電子メールで行います。また、外国への論文投稿も電子メールで行います。電子メールは、毎日見て下さい)
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UNIXの基本とワークステーション操作の基本(電子メール、news、数値計算、データベース検索など、いろいろなことをするのに必要です)
現在、小川研究室の計算機環境は以下を参照してください。
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パソコンの基本的操作(パソコンからワークステーションへのログイン、お絵かきソフト、グラフ描画ソフト、TeX,
LaTeX などが使えないと、研究上で大きなハンディを背負うことになります)
現在、小川が使っている道具は以下を参照してください。
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数値計算技法(専門家のような巨大な計算をする必要はありませんが、数値計算の考え方、FORTRAN
プログラムの書き方、走らせ方、ファイルとのデータの入出力、誤差の管理、計算時間の算出の仕方、メモリー必要量の算出の仕方、などを身につけておいて下さい。言語はFORTRAN77に限らず、FORTRAN90やC言語等でも結構です)
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数式処理(MATHEMATICAあるいはMaple Vなどの数式処理言語に堪能であることが望ましいです。これらは簡単な数値計算や3次元グラフィックスなどにも使えます)
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Web Of Science(大阪大学では,文献検索データベースの利用が可能です。)
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LaTeXやTeX(学会講演概要原稿、卒業論文、修士論文、投稿論文などすべてこれでやります。研究室内や国際間のデータの互換性の点で優れているので、全員マスターして使ってください)
小川研究室の計算機環境(古いデータ)
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COMPAQ AlphaStation XP-1000 3台
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DIGITAL Personal Workstation 600FC/21M
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DIGITAL Personal Workstation 600au
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DIGITAL AlphaStation 500/500
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SUN Ultra 1 System
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SUN Ultra 30 Creator Model
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VT-Alpha6 667 SW2(dualCPU) 2048MB Linux 2台
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Windowsパソコン多数
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Apple PowerMacintosh G4 CubeやG5等
小川が使っている道具
小川が現在使っている研究道具を参考までに列挙します。2000年に大阪大学に異動した際に,ハードウェアのほぼ全部を更新しました。論文執筆はほとんどLATeXで、COMPAQ
PersonalWorkstation SP750というIntel系ワークステーション(Windows 2000)を使っています。18インチ液晶モニター(EIZO)を2台接続しています。米国物理学会(APS)の学術雑誌へ投稿するのもすべてLATeX形式で電子メールで投稿しています。LATeXは、秀丸エディターのマクロ機能を利用して連動して動作するようになっています。1999年秋に,LATeX2.0.9からLATeX2eに変更しました。論文以外の文書は、Microsoft
WORD 2000と LATeXとを半々くらいに使い分けています。手紙など数式の無い文書はWORDで作成します。Microsoft
EXCELは、研究費の管理に使っています。数値計算用には、MATHEMATICA 4.0Jがあります。Windows上で走るVisual
FORTRANというFORTRANコンパイラもあります(もっとも,FORTRANはもっぱらUNIX上ですが)。よく使うソフトは,KaleidaGRAPHとCorelDRAWです。電子メールのやりとり、ネットニュースの購読、WWWやftpでの情報収集も、このSP750経由です。OHP作成や図の描画およびグラフ作成は,Macintosh
(PowerMacintosh G4 Dual 500MHz)で行うこともあります。