理工学部専門科目,
対象: 理工学部物質創成化学科 2 年 (必修),
担当: 宮本量 (理工学研究科, 理工部物質創成化学科)
前期, 月曜日, 7--8 時限
本講義では, 物理化学のうちの 量子化学分野 を学びます.
本講義では, まず始めに量子論の黎明期の発展を概観することでその必要性について理解します. その次に, 簡単な系 (箱の中の粒子) についてのシュレーディンガー方程式を実際に解き, その結果からどんなことが言えるのかを学びます. こうして実感を得た後に, 少し抽象的に量子力学の原理について学びます. 最後に, 重要な系である調和振動子・剛体回転子について学びます. ここでとりあげられる三つの簡単な系は全ての原子・分子を理解する基本・基礎として非常に重要であり, これだけでも化学的に興味のある多くの系について量子論的に考察することが可能になります.
予習: 教科書を少し先まで読み, ここで議論していることの行く先についてのイメージを持つようにする. 話の中に出てくる数式になじんでおく.
復習: 教科書の例題および講義で示された数式の展開を, もう一度自分の手でやってみる (写すのではない). 章末問題を解いてみる.
以下に参考書を示しますが, このリストは随時追加されるかもしれません.
量子力学・量子化学に関するもの (入門編)
平常評価 (質問カードと小テスト, 20 点), 中間評価 (レポート, 20 点), 期末評価 (レポートまたは試験, 60 点). なお配点は目安です.
質問は, 講義時間中に随時受け付けます. 私の説明を遮って質問しても構いません. 次の単元に進んでしまう前に, 現在の単元で理解があやふやな所がないようにして おきましょう. もちろん, 授業時間以外でも質問しにくることは歓迎します. オフィスアワーを活用してもいいですね (あたりまえなんですけど).
質問すること, 疑問を持つことは, それ自体で価値があります.
大学以上のレベルでは, 問うことと答えることとは非常に近い関係にあると知りましょう.
何が分からないかが分かれば, ほとんど解けたと同じです.
みなさんはこれまで, 初等・中等教育に於いて, 与えられた問いに正しく答えることが 求められてきたといっても過言ではないでしょう. しかし, 研究の先端や実社会で出会うであろう問題は, あらかじめ解答があるものでは ありません. そもそも問題点が何であるかすら明確でない問題を解決しなければいけない場合も 多くあります. そこで正しく問うことが出来れば, 答えはそのすぐ先にありますが, 問い方が悪いとなかなか答えにたどり着けないばかりか, 誤ったゴールに到達してしまうかもしれません. また良い問いとは, 単にその答えが得られるだけでなく, その問いをきっかけにして 新たな視野が開けたり, 新たなより深い問いを生んだりするものです. そうであるならば, 問いに答えるということも, 単に暗記しておいた既存の知識を 思い出すコトではありません. それで終わらせてはいけません. このような知の営みを身につけることこそが, 大学で勉強することの価値だと思います.そこで本講義では, 質問を発する訓練をしましょう. 毎回の講義の出欠調べとミニレポートを兼ねて, 紙片に質問を記入して授業時間の おわりに提出してください (紙片は, A4 の 1/8 程度が適当です (A7 ?)). 受け取った質問は, すべてサポート Web ページ (ここ) に掲載します. 出席とカウントされているかどうかの確認だけでなく, 他人の質問を見て, 良い質問のしかたを考えてみましょう.
以下の日付をクリックすると, その回の「質問とコメント」に飛びます.
コメントは, 期待されている答えとは, おそらく異なるでしょう. そのために, 質問者(学生)をバカにしていると感じる人も, 一定数いることが予想されます. しかしむしろ積極的に, 心の襞に何も跡を残さずに過ぎてしまうことのないように, あえてそういうコメントをつけているつもりです. 質問について, より深く考えてみることや, 思考を深めるための方向性を, コメントとして示唆するようにしています. そうすることによって, 知識に関する新たな視点が開けてくることを期待します. 繰り返しますが, 安易に解答(と思われるもの)を暗記することは大学での勉強ではないと. 毎回質問を書いてもらうことは, そういった豆知識を覚えてもらうためではありません.
学生のみなさんには, 化学/科学に関する興味を養ってもらいたいと思います.
科学・技術が十分に発達してしまった現代では, まるで魔法のようなことが 当り前のようにできてしまいます. しかしそれを当り前と思ってしまい, ブラックボックスをブラックボックスのまま 鵜呑みにして済ませてしまうという態度は, ある種の思考停止であり, 高等教育を受けよう (大学で勉強しよう) という志とは相容れない態度と 言えるのではないでしょうか. そして日常的にも, 拙速な「結果」を求めるあまり, 「メカニズムとプロセスに 対する関心」を失ってしまっているのではないでしょうか. 自然のメカニズムとプロセスを解明することが, 本来の自然科学の在りよう だったと思われます. 大学で勉強し, その後に社会に出て活躍することを欲する学生のみなさんには, そしてそのことが期待されているみなさんには, ぜひとも「メカニズムとプロセスに 対する関心」を育んでいただきたいと思います.
そこでこの講義では, 読書感想文の課題を課します; 物質科学・物理学・化学など (関連分野や派生事項を含む) に関する 一般向け解説・啓蒙書を一冊以上読み, その読書感想・評論・調査報告などを まとめてレポートとして提出してください. レポートは A4 版の用紙 2 枚以上の分量であることとします. 「おもしろかった」などというヒトコトしか書かないようなものはダメです. この課題の提出期限は, 7月 04日の授業時間終了時とします.
対象とする書籍は例をあげると, 講談社のブルーバックス・岩波新書・岩波文庫・ 岩波同時代ライブラリ・中公新書などの物理・化学・科学に関するものや, 科学者の伝記的なものが考えられます. また単行本でももちろん良くて, たとえば、``ハインズ博士「超科学」をきる''とか, みすず書房のハイゼンベルク・シュレディンガー・プリゴジン・朝永らの著作など でも結構です.
しかし残念ながら, 避けることが望ましい書籍をあげざるをえません. それはまず, 見開き二ページないし数ページである一つの事柄を説明したものの 集積になっている, いわゆる「豆知識本」です. 具体的な書名をあげて 著者・編者には申し訳ありませんが, 「図解雑学 〜」に類するものです. 系統的に専門的な学問の体系を身につけようという大学生に, ふさわしい書物とは思えません. また内容のレベルについても, 小中学生レベルの本では, ハッキリ言って 恥ずかしいですよ. みなさんは大学生なのですから. さらにオカルト本・ニセ科学本を, そうとはわからずに本物の科学と 信じてしまった論評は, 困りものです。論理的科学的思考力が疑われます. しかし取り上げ方によっては, これらの本でもいいかもしれません. あくまでも内容で評価しますから.
なお文芸評論の手法に関しては,
「文学部唯野教授」, 筒井康隆, 岩波同時代ライブラリーが, 評論の (感覚的評論から構造主義までの) 歴史的発展も踏まえていて面白い。 また論文やレポートの書き方については,
レポートまたは試験. どうするかは, いちおう未定です.
最後に, 「大学で勉強するとは, どういうことなのでしょうか ?」と, 問いかけておきます.