柴田達夫
理化学研究所 発生・再生科学総合研究センター
CDB 数理生物学サマーレクチャーコース第1回
数理モデリングの基礎と応用
イントロダクション
Tatsuo Shibata
RIKEN Center for Developmental Biology, Laboratory for Physical Biology
CDB 数理生物学サマーレクチャーコース第1回 2012/7/9
• 生き物を理解する
• 理論的、数理的に理解する
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CDB 数理生物学サマーレクチャーコース第1回 2012/7/9
A reconstruction of the Greek worldview, with Earth
circled by the Moon, Sun, planets, and starry zodiac.
古代の宇宙のモデル
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火星の複雑な運動
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1566 book by Leonard Digges
In the ancient and medieval world view
天動説
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天動説の惑星モデル
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地動説
コペルニクス
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ティコ・ブラーエ
四分儀
技術革新
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ケプラー:地球や火星の軌道を決める
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• 落体運動(ガリレオ)
• 重力の法則/宇宙と地上の運動法則の
統一(ニュートンの力学)
• 水星の近日点移動(アインシュタイン
の相対性理論)
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• 「美しい理論は正しいのだ、たぶん」(近藤滋さ
ん)
• 定量的なsimplified modelは使い
物になる!
• oversimplification
• Simplified modelからの差異がそ
の拡張や詳細化として新しい発見
をもたらす
メンデルの法則
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"The job of theorists is to make predictions."
by Crick
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• 予測?
• 理解
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• 理論や数理モデルは実験結果を全て説
明できないといけないか?
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• 理論が実験を上手くうまくできないと
き、そこに、大きな可能性がある
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• "It should be remembered that just as the Declaration of
Independence promises the pursuit of happiness rather than
happiness itself, so the iterative scientific model-building process
offers only the pursuit of the perfect model. For even when we
feel we have carried the model- building process to a
conclusion, some new initiative may make further improvement
possible. Fortunately to be useful a model does not have to be
perfect” by G. E. P. Box (1979)
• 理論や数理モデルは常に不完全で、完璧なモデルに向かう
過程があるだけである。
• 幸いなことに、完璧なモデルでなくても十分に役に立つ。
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Spherical cows!
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Spherical cows!
• 理論や数理モデルがどれら
だけの詳細を含むべきかは
簡単ではない
• 同じ対象に対して、詳細さ
の異なる複数のモデルが、
それぞれの特定の問いに対
して役に立つことは大いに
あり得る
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算術(数学)
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算術(数学)
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算術(数学)
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数学
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数理生物学
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システム生物学
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生物物理
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非線形科学
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物理
• 微分方程式の出てくる高校物理参考書
は使える
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• ブルーバックス、岩波新書など
物理
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C言語による、、
Matlabによる、、
Mathematicaによる、、
プログラミング
微分方程式、、
計算物理、、、
入門
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などというキーワードの書籍をさがしてみる
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• 数値実験=コンピューターと仲よくなる
• エクセル
• c言語、Java、、(Pascal,Fortran,Basic)
• matlab
• mathematica
• LabView

2012 第1回数理生物学サマーレクチャーコース@RIKEN CDB イントロダクション 2012/7/9