授業科目名				担当教員
学際物理学特論				島　　弘幸
時間割番号	単位数	コース	履修年次	期別	曜日	時限
PTN711	2	(未登録)	1	前期	金	IV
［概要と目標］
[Interdisciplinary Physics] To acquire an interdisciplinary perspective that spans chemistry, biology, earth science, and astronomy, with a focus on physics-based thinking. 物理学に基づく思考法を軸として、化学・生物学・地球科学・天文学をまたぐ学際的な視野と教養を身につける。さらに、異分野との境界領域を研究するための素地を養う。 講義はライブ型(Zoom)とオンデマンド(Streams)の併用で行う。
[到達目標]
To become able to explain the close relationship between the fields of physics and non-physics (especially evolutionary biology), to describe mathematical formulas that represent the basic laws of physics, and to explain their physical meaning. - 物理学と非物理分野(特に進化生物学)との密接な関わり合いを説明できること。 - 物理の基本法則を表す数式を記述し、その物理的意味を説明できること。
［必要知識・準備］
Basic knowledge equivalent to undergraduate students in physics, chemistry, and biology. - 物理学、化学、生物学に関する学部卒業程度の基礎知識
［評価基準］
No 評価項目 割合 評価の観点 1 小テスト／レポート  60  % 着眼点のオリジナリティと記述の論理性を評価する  2 受講態度  20  % 講義時間内においてどれだけ積極的に発言したかを評価する(オンライン形式に変更した場合は、当該割合をレポート評価に代える)  3 発表／表現等  20  % プレゼンの質と工夫の有無を評価する
［教科書］
(未登録)
［参考書］
(未登録)
［講義項目］
1. Introduction to the entire lecture 2. Crowd behavior of living things keywords: active matter, allometry 3. Insects’ internal mechanism keywords: light diffraction, aerodynamics, structural strength, thermal inertia 4. Building the bodies of aquatic and terrestrial animals keywords: gravity, gait, water resistance, Darwinian evolution 5. Cellular and microbial physics keywords: amphipathic molecules, viscosity, fluid dynamics, energy generation 6. Organisms living in extreme environments keywords: thermophiles, environmental radiation, osmotic pressure, water activity 7. DNA and RNA physics keywords: hydrogen bonds, folding structures of protein molecules, topology 8. Cell energy collection function keywords: electron transport chain, methanogen, habitable zone 9. Water physics keywords: ice planet, water physiology, hydrolysis 10. Atoms that control life keywords: electron orbit, Pauli exclusion principle, interstellar medium, sea of ammonia 11. Integration of physics and biology 1 keywords: universal biology, astrobiology 12. Integration of physics and biology 2 keywords: quantum theory, uncertainty, reductionism 13. Space Development Science and Technology 1 keywords: space elevator, exoplanet exploration 14. Space Development Science and Technology 2 keywords: space debris, lunar resources, water on Mars 15. Overall summary 1. 講義全体のイントロダクション 2. 生物の群衆行動 keywords: アクティブマター、アロメトリー 3. 昆虫の体内機構 keywords: 光回折、空気力学、構造強度、熱慣性 4. 水中動物と陸上動物の体づくり keywords: 重力、歩容、水抵抗、ダーウィン進化論 5. 細胞と微生物の物理 keywords: 両親性分子、粘性、流体力学、エネルギー生成 6. 極限環境で暮らす生物 keywords: 好熱菌、環境放射線、浸透圧、水分活性 7. DNAとRNAの物理 keywords: 水素結合、タンパク質分子の折り畳み構造、トポロジー 8. 細胞のエネルギー収集機能 keywords: 電子伝達系、メタン生成菌、ハビタブルゾーン 9. 水の物理 keywords: 氷惑星、水の生理機能、加水分解 10.命をつかさどる原子 keywords: 電子軌道、パウリの排他律、星間物質、アンモニアの海 11. 物理学と生物学の統合1 keywords: 普遍生物学、アストロバイオロジー 12. 物理学と生物学の統合2 keywords: 量子論、不確定性、還元主義 13. 宇宙開発の科学と技術1 keywords: 宇宙エレベーター、系外惑星探査 14. 宇宙開発の科学と技術2 keywords: スペースデブリ、月の資源、火星の水 15. 全体の総括
［前年度授業に対する改善要望等への対応］
前年度非開講科目につき該当しない