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数理のチカラ ? 佐藤 篤之

百年たっても兴味の尽きない力学系の世界

明治大学 総合数理学部 现象数理学科 佐藤 篤之 



ニュートンの时代、天体运动の説明は3つ以上の天体间では困难でした。しかし19世纪にポアンカレが几何学的な考え方を用いて天体が将来どう动くかを结论できる仕组みを作りました。これが力学系の起源です。

今日はおもしろい数列の定理をご绍介しましょう。渐化式で定まる数列で初项から3项进んだ时に初项の値と同じになる时、3つ进むと最初の项に戻るので、その后はこの3つの动きを繰り返します。この初项を周期3の周期点といいます。初项を変えてどのような周期点があるかを考えます。3から先の奇数を小さいほうから顺に并べ、つぎにその2倍を并べ、さらにその2の2乗倍、2の3乗倍、と并べます。残った1と2のn乗はその先に逆顺に并べます。これがシャルコフスキーの顺序です。シャルコフスキーの定理は、周期点が1つあればその周期より右の周期をもつ周期点も必ずある、というものです。一见単纯な数列の世界にある调和のとれた法则といえます。

高校生は数Ⅲで数列の极限を习うと思いますが、その先にはこのようなおもしろい世界が开けています。兴味のある方はぜひ自分で调べてみてください。自ら课题を设定し、考え、解决しようとすることは大切なことです。それは同时に数学本来の楽しさでもあるのです。
佐藤 篤之 / 力学系?葉層構造
いろいろな図形(多様体)での力学系を研究しています。通常考える平面や空间(2次元?3次元のユークリッド空间)以外にも所谓「曲がった空间」がたくさんあります。このような図形の上で「法则」(写像)で定まる点列の挙动を调べる、あるいは図形の上で吹く风に乗って动いた轨道を调べるのが力学系です。风の轨道は1次元の线ですが、轨道の次元を上げて考えると、それらは(局所的に)叶が积み重なったように见えます。これが叶层构造です。

数理のチカラ : 现象数理学科

他にもこんなテーマを绍介しています。

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百年たっても兴味の尽きない力学系の世界(2015年9月掲載)
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