東京大学大学院数理科学研究科

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2020年度公開講座 『かたち、づくる』
講義1:『空間回転』 古田幹雄(東京大学大学院数理科学研究科)

本年度は新型コロナウィルスの感染防止のため、配信形式(オンデマンド型)で開催しました。

Part3 「回転の連続変形」のさらなる連続変形として現象をとらえる

講演概要
右手の掌に板を水平に乗せたまま、腕を回してその板を右周りに2回転させると最初の状態にもどります。
講演ではすべての空間回転を表示する「地図」の「かたち」を用いてこの現象を考察します。
さらに i^2=-1を満たす数(虚数、複素数)や ij=-ji となる数(クォータニオン、4元数)を利用した回転の表示方法を説明し、先ほどの「かたち」とどのように関係するのかを伝えられたらと思います。
対象
中学生以上
講演動画
Part1『ふたつのトピック (1)「謎」 1+1=0, (2)回転を式で表す方法』(4分30秒)
Part2『右を向きたがるハリネズミを板に載せて二回りさせる』(6分22秒)
Part3『「回転の連続変形」のさらなる連続変形として現象をとらえる』(23分28秒)
Part4『様々な空間回転を一挙に見渡すための「地図」』(9分16秒)
Part5『ハリネズミは「地図」の端でワープする』(10分05秒)
Part6『「謎」へ向かう第一歩:平面回転の場合』(3分13秒)
Part7『「謎」の解明:空間回転の場合』(11分14秒)
Part8『平面回転は「複素数」の掛け算で表示できる』(16分07秒)
Part9『空間回転は「四元数(クオータニオン)」の掛け算で表示できる』(14分05秒)
Part10『空間回転の「地図」はクォータニオンの作る「3次元球面」でも作れる』(4分15秒)
Part11『ただし「3次元球面」の「地図」は空間回転全体と「二対一」の対応』(5分30秒)
Part12『(1)「2回転=0回転の謎」と(2)「二対一の地図」との関係』(7分23秒)
Part13『その先に広がる世界』(4分35秒)

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