自然現象や社会現象を再現・予測するためには:1.注目する現象の観測データを分析する。分析結果を元に、その現象が従っている法則を見つけ出す。3.その法則を元に、現象のモデリングする(模型をつくる)4.モデリングを元に、コンピュータ・シミュレーションを行う。5.シミュレーションと観測結果が一致していたら、未知の現象にモデルを当てはめ、シミュレーションを行います。物質の究極の構成物質である素粒子の種類と,その間に働く力を統一して理解する素粒子の統一理論の概念と,最新の研究成果をわかりやすく解説します。極微の素粒子と広大な宇宙がビッグバーン宇宙論をとおして密接につながっていることも紹介します。「指数関数で人口の推移を予測できるか」18世紀末,マルサスは人口が等比数列的に増加するのに対し,食糧供給が等差数列的にしか増加しないことから,飢饉,疾病,戦争などによる抑制を受けながらも,人口は爆発的に増え続け,世界的な食料不足に陥ると予測しました。その数学的根拠を考えます。図形を扱う幾何学の一種に,長さや角度などに捉われずに,円や三角形,四角形をまったく同じものと考える分野があります。高校までは出会わないこのような数学を,数式などを用いずに直観的に体験します。その中でも‘結び目’に関する数学を考えます。結び目とは靴紐などのように,結ばれている一本の紐です。驚くことに日常に溢れているその結び目が数学の研究対象となっています。結び目を通して数学の考え方を学びます。「超原子核の世界〜理論と実験〜」つくば市の高エネルギー加速器研究機構(KEK)などで行われている「奇妙さ」を含んだ超原子核研究動向に焦点をあて,理論と実験の研究者がお互いにどのように研究を進めているかを紹介します。物質は究極的には何からできているのか?宇宙に端はあるのか?地球上の元素はどうやってできたのか?など古代ギリシャ時代からの人類の素朴な疑問を解き明かす鍵を現代物理は手に入れたか?最新の実験,観測結果もふまえてやさしく解説します。高校で学習する三角関数(特にsin,cos)は,より高度な数学の中でも様々なところで顔を出しますし,工学などできわめて広い応用を持つ「スター」です。高校で学んだことだけではこのスターの本当の正体はなかなかわかりません。「大学で学ぶ数学の中にどのように顔を出すのか」「数学以外の分野にどのように使われるのか」について,三角関数の復習から始めて,例や直観を活かしてお話します。「原子の世界を覗いてみたら」すべての物質が原子からできていることは知っていても,それを見ることは大変です。このセミナーでは,走査トンネル顕微鏡で見た原子の世界を紹介します。原子1個1個を並べたり引き抜いたりした例についても紹介します。宇宙には、光り輝く様々な天体が存在します。天体は光以外にも様々な波長の電磁波や宇宙線など放出しています。宇宙線は主に原子核のような荷電粒子です。このことから、宇宙空間を伝播する過程で宇宙磁場により進路が曲げられてしまいます。そのため、発見以来100年が経過したにもかかわらず、未だ起源天体は直接観測されていません。近年観測技術の向上により、宇宙磁場でも直進する極高エネルギー宇宙線の観測が可能となり、宇宙線起源天体の同定が期待されています。本講演では、天文学の簡単な歴史から、極高エネルギー宇宙線観測の現状を紹介します。