The Nomura Institute of Glycosciece Blog

野村一也　「科学を学ぶ人のために」　九大野村研ホームページの拡張版です

日本語の新刊の量子化学入門書がとてもよさそうなので紹介します！

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Kindle　unlimitedで「量子化学」で検索したらよい教科書がヒットしました。現在Kindle unlimitedを契約していれば無料で読むことができます。
https://www.amazon.co.jp/dp/B0GX2VGWGT
「量子化学計算のしくみ: 分子軌道法の理論とアルゴリズム [プリント・レプリカ] Kindle版
伊藤　靖朗 (著) 形式: Kindle版」
これは、広島大学の伊藤靖朗教授が開発された無料の量子化学計算ソフトを利用して学べる量子化学入門教科書です。まず計算して量子化学計算を体験したあと、理論を学ぶという順のサイクルを繰り返しながら学べる入門書です。
伊藤教授は本格的な量子化学ソフトGANSU（GPU Accelerated Numerical　Simulation Utility) を開発・公開されており、本書でも触れておられますが、教科書内のほとんどの計算は「インストール不要で URL を開くだけで量子化学計算できるソフト」GANSU Liteで行うことができて、その結果を「分子軌道の 3 次元可視化ソフト」MOrbVisに渡して目でみることができます。HOMOとかLUMOとかも立体表示されて感激します。 それぞれのリンクをあげておきます。GANSU Liteの計算結果はボタン一つでMOrbVisに送られるようになっていて簡単に可視化できるのが入門者にやさしい設計です。
https://yasuaki-ito.github.io/GANSU-Lite/
https://yasuaki-ito.github.io/morbvis/

Amazonにでているこの本の紹介文から引用しておきます。です！
本書の特徴

「まず動かす、あとから理屈」の構成：先にHartree-Fock法の計算手順を学び、その後でなぜそうなるのかを量子力学の原理から回収します。実際に動く計算を先に体験することで、理論が腑に落ちやすくなります。
ブラウザだけで手を動かせる：本書の演習問題の大半は、著者が開発したブラウザ版量子化学計算ツール「GANSU Lite」で実行できます。インストール不要、ログイン不要。数式を読んだらすぐに計算して確認できます。
HF法から励起状態まで一冊で：Hartree-Fock法（第I〜III部）、化学結合と構造最適化（第IV部）、電子相関法（MP2、CCSD、Full CI、第V部）、励起状態計算（CIS、ADC(2)、EOM-CCSD、第VI部）まで、現代の量子化学計算の主要手法を体系的に解説します。
前提知識は大学1年の数学だけ：線形代数（行列・固有値）と微積分があれば読み始められます。量子力学の予備知識は不要です。

伊藤先生によるより詳細な紹介はこちらにあるのでまずあこれを読んでみてください。

https://zenn.dev/comp_lab/articles/1a4825cb61c33a
ハートリーフォック法にとどまらずその後（Post-HF)の計算法での計算もできるソフトウエアが動くようになっており、これらを動かして量子化学を実践的に学べる本です。
実際読み始めているのですが、とても読みやすい本で小説を読むようにすいすいと読めます。これは良い教科書に出会えたと思っています。

上のGANSU Liteのサイトにはいろんなサンプル分子が選べるようになっているので、まずこんなことをして遊んでみてはどうでしょう？
１）H₂Oを選ぶ
２）HF / STO-3Gで計算
３）エネルギー、軌道エネルギー、Mulliken電荷を見る
４）基底関数を 3-21G、6-31G に変えて結果を比較
５）HFとDFT、MP2（Post-HF法の一つです）のエネルギー差を見る
６）H₂Oの双極子や電荷分布を表示して、化学結合・極性と対応させる

「量子化学計算とは何を入力し、何が出力されるのか」が直感的にわかります。

伊藤先生が富士通と共同開発された量子化学ソフトGANSUはGPUを駆使して計算する本格的ソフトで、新しいGPUを搭載しているPCで動かすことができます。

広島大学のプレスリリースはこちらです。https://www.hiroshima-u.ac.jp/system/files/254954/Efficient%20GPU%20Implementation%20of%20the%20McMurchie%E2%80%93.pdf
残念ながら私のPCのGPUは古いのでインストールできませんでした。多分Google Colab動かすことはできると思いますが、無料版のT4では仕様書をみるとだめだとわかります。Pro版のA100, L4, H100は対応しているGPUなので多分動くでしょうがやってみていないので断言はできません。

同じように手軽に量子化学計算を可視化できるソフトには、前に紹介したMoleculatio
があります。https://moleculatio.yamlab.app/
これはケモインフォマティクス、量子化学、分子動力学の計算結果をならべて学べるよいソフトで、もちろんHOMO, LUMOなどの立体可表示もできます。

他の量子化学計算ソフトとしては、これも前に紹介したPySCF（Pythonによる量子化学計算ソフトウエア）があります。このソフトウエアの使い方も現在Kindle Unlimitedで読める次の本にでているので興味のある方はご覧ください。

Pythonで始める量子化学計算（LABCODEブックス）
https://amzn.asia/d/0gziXwiE
Kindle版は3,000円ですが、Zennのオンライン版は2500円で読むことができます。
https://zenn.dev/labcode/books/4d87375120c83b

 

甘利俊一さんの京都賞受賞記念講演動画やインタビュー動画などが公開されています。

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甘利俊一さんがノーベル賞受賞者からもれたのはおかしいと海外の研究者からも指摘されるほどの業績をもつ先生が京都賞を受賞されたのは以前の記事で紹介しました。
京都賞の受賞記念講演の動画が二週間ほど前に公開されました。ぜひご覧ください。

【京都賞記念講演】甘利 俊一「幸運なるわが人生」
https://youtu.be/ww5JNDBeTKw

【記念講演後インタビュー】甘利 俊一
https://youtu.be/YyvhHu4RjUc

このインタビューとは別の連続インタビューも紹介しましたが、その第３回目が４日前に公開されているので埋め込んでおきます。
数理工学者　甘利俊一さんインタビュー【PARTⅢ】
https://youtu.be/jRScckq6S7o

 

TogoMCPでハルシネーションなしでのライフサイエンスデータベース横断検索（PubMed含む）ができます！

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前にTogoMCPについて紹介しました。あの記事の時は、動画は基礎編のみの公開でしたが、実行編が公開されたので動画を埋め込んでおきます。(以前の基礎編についての記事は末尾参照）

さっきこの動画をみたのですが、字幕が前のセットアップ編になっていて、画面の説明を違いました。そのうち直ると思いますがと書いているうちに直りました。Myc遺伝子について横断的検索をしてレポートをつくるという例が詳細に解説されていてわかりやすい動画だと思います。

ChatGPT + TogoMCP で生命科学データをデータベース横断的に検索する (実行編)
https://youtu.be/Cj1fUCNpk9E

末尾に以前のこのブログの記事を２つのせておきます。PubMedやUniprotなど統合ライフサイエンスデータベースがハルシネーションなしで検索できるのはすばらしいので、是非活用してください。

うれしいニュース、Life Science Dictionaryの機能が大幅に強化されて公開・更新継続されることになりました！最強のツールです！最新のMCPサーバー「TogoMCP」についても書きました。

ハルシネーションなしで文献検索する方法について―最も簡単な方法

Wolfram Demonstrations Projectというサービスがあるのを初めて知りました。

投稿日: 投稿者: root

Mathematicaは有料の数式処理システムの最高峰で、多くの人に利用されています。量子化学の教科書をながめていると、教科書の教材としてWolfram Demonstrations Projectから撮ったものが多いと書かれていました。こちらからアクセスすると無料で利用できる多数のデモンストレーション（インタラクティブな可視化プログラム）が利用できて面白いです。
https://demonstrations.wolfram.com/
生物学、物理学、物理化学や数学、コンピュータサイエンスなどの他、子供向けのものやアートなどもあって楽しめます。

日本の昔の雑誌『光学』(応用物理学会のフォトニクス分科会の前身日本光学会の雑誌です）にのった以下の記事も参考になります。

https://annex.jsap.or.jp/photonics/kogaku/public/41-05-ww.pdf

RとRStudio,統計学やデータサイエンスのチュートリアル(47個）が公開されています。これはわかりやすそう！

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さっき気づいたのですが、今日のKindle日替わりセールのリストには、
『みんなの医療統計　１２日間で基礎理論とＥＺＲを完全マスター！ (ＫＳ医学・薬学専門書)』
新谷歩 (著) がでていますね。
R言語とそれをグラフィックユーザーインターフェイスでつかえるEZRの入門書としても、医療統計の入門書としてもよさそうです。今夜限りの、499円です。単行本は3080円。

あと、英語のチュートリアルですがオーストラリアの大学を起点とするが公開している言語処理と言語のデータ解析の無料チュートリアルが秀逸です。以下のような47個の無料コースが公開されていて誰でも学べます。https://ladal.edu.au/tutorials.html

Section Focus Core tutorials
Data Science Basics Conceptual foundations for digital research 5
R Basics R programming fundamentals 7
Data Collection & Acquisition Collecting and importing data 1
Data Visualization Publication-quality figures 4
Statistics Descriptive stats to advanced modelling 13
Text Analytics Computational text analysis 17

これを紹介しているツイートも埋め込んでおきます。


チュートリアルにあったRStudioの画面の解説の図がわかりやすかったので、引用して貼り付けておきます。
https://ladal.edu.au/images/RStudioscreenshot.png

分かりやすいと思います。是非アクセスしていろいろチュートリアルを学んでみてください。

ファインマンより前に量子コンピュータについて議論したソ連の著名な数学者の話です。

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ノーベル賞を受賞したファインマンが量子コンピュータについてカリフォルニア工科大学で講義したのが1982年、しかしなんと1980年にでた本で、全く違う角度から量子コンピュータを提唱していた数学者がいたそうです。ソビエト連邦の世界的に有名な数学者Yuri Maninがその人で、量子生物学の新しい流れを創始した数理物理学者でもあるそうです。Steven Strogatz先生がリツイートしていた以下のツイートをご覧ください。ツイートの「さらに表示」をクリックしてツイートの全文を読むと、量子生物学の新しい流れがこの人から始まったというのがよくわかります。


この本はロシア語ででていて、ダウンロード可能です。
Wayback machineのリンクは以下です。クリックするとzipファイルのダウンロードがいきなり始まるので注意してください。ダウンロードしたzipファイルを解凍するとロシア語のdjvu型式の本があらわれます。LLMで読んでもらうことができそうです。
https://web.archive.org/web/20130510173823/http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/MANIN_Yuriy_Ivanovich/Manin_Yu.I._Vychislimoe_i_nevychislimoe.%281980%29.%5Bdjv%5D.zip
しかし、著者本人によるこの本についての入門用解説が含まれている本がでているのでそちらをまず読むとよいです。幸い翻訳が2024年にでているので、日本語で読めるのはありがたいですね。

『マニン 数学・物理論集 隠喩としての数学 (朝倉書店）』
https://www.asakura.co.jp/detail.php?book_code=11162
このブログでも紹介したことがあるスタンフォード大学の時枝先生の推薦の言葉を、朝倉書店のサイトから引用しておきます。この本にはなんとフリーマン・ダイソンの序文がついています。
【推薦のことば】
現代にもいた「自然哲学者」—その意表を突くアイデア多彩な随筆集
時枝　正（スタンフォード大学教授）
「ユーリ・イヴァノヴィチ・マニンは20世紀後半数学の運命をゆさぶった一人—古めかしい言い回しを使えば現代の最も豊穣な「自然哲学者」であった．業績は純粋数学の数論や代数幾何から物理の場の量子論にわたり，量子コンピューターの構想は彼を嚆矢とする．著書10余，論文200超，諸国の科学アカデミー会員（オランダ，バチカン，ドイツ，フランス，…）．独創的な評論，随筆も多く，本集の読者はその代表作を享受できる訳だ．」（本書所収　時枝正「跋」より）

国会図書館デジタルコレクションで個人送信が取り上げられた7万1662冊の一覧表を作った方がいます！

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国立国会図書館デジタルコレクションで個人送信サービスで読めなくなった本（なんと7万1662冊！）の一覧を作ってくれた方がいます。Google ドライブにリストがありますが、エクセルでダウンロードすると「壊れているので修復しますか」とかいってきます。Excelをやめて、ods形式 （LibreOffice CalcやApache OpenOfficeなどが使っているスプレッドシート形式） などでダウンロードしてご覧になるのが良いと思います。

4月22日国立国会図書館デジタルコレクションの7万冊余りの本が入手可能性調査というものの結果、突然、館内限定に変更されてネットで読めなくなりました。予告なしの変更で被害甚大です。たとえていえば、朝起きて自分の本棚をみると読もうと並べていた本がごっそり消えてしまったようなものです。本棚には「本は全部東京の図書館本館に収蔵しましたので来館して読んでください‥‥」というメモが貼ってありました。

これはインターネットのサービスの非常識の例だと思います。電子書籍で買ったものが利用権を売っているだけだというので、出版社がつぶれると返金もなく読めなくなるという事例もありましたね。AmazonのKindle unlimitedでもある日突然に本が消えて読めなくなることがよくあります(昔はまもなく読めなくなる本のリストがでていたこともあったのですが今はみつけられません）。例えば先日紹介していた岩波新書などはいったん返却して再度借りようとしたら、全部unlimitedから消えていました。まだ返却していない本は返すまではずっと読めますが、いったん返却してまた借りようと思ったらもう借りられないというのはよくあることです。お目当ての本が読めるからKindle unlimitedを契約したのに、契約開始後すぐ読めなくなったということもありました。これは動画配信サービスでも皆さんよく経験されているのではないでしょうか。私はNetflixを契約していましたが、シリーズものがある日消えてしまってみられなくなったりすることがしばしばで、配信作品にも飽きてきたので解約しました。Amazon Prime Videoでも同様のことがよくあります。これらの動画配信サービスは、間もなく配信終了というアナウンスメントがあるのでまだましです。国立国会図書館は突然読めなくなったので驚きました。別に全文ダウンロードしたりするわけでもなく、ときどき開いてちょっとずつ読んでいた本も消えてしまい、がっかりしています。前にも書きましたが板倉聖宣さんの本や堀淳一先生の本(教科書だけでなく、地図についてのエッセイも含む）が消えたのもびっくりしました。ことほどさように、このブログで紹介してきた本も多数読めなくなっています。

7万冊以上の館内限定化ですが、最初に埋め込んだツイートにあるように、国立国会図書館のAPIを使ってどれが限定化されたかのリストを作って公開してくれた方がいます。詳しくはこちらのブログをご覧ください。
こういうのは、国立国会図書館が公開すべきリストだと思います。
https://fushihara.hatenadiary.jp/entry/2026/04/28/154230

館内限定になった本の中には、渡辺慧さんの「知識と推測」の翻訳本 (渡辺さんの原著は英語）があります。こんな翻訳本、読める人が何人いるんでしょうね。読める能力がある人は英語版がInternet Archiveで貸出可能なのでそちらを借りて読むとよいと思います。
原著のタイトルとリンクはこちらです。
Knowing and guessing; a quantitative study of inference and information
byｗ Watanabe, Satoshi

https://archive.org/details/knowingguessingq0000wata
誤植などはAIを使いながらチェックするとよいでしょう。
翻訳本で館内限定になったものは英語版ではオンラインで読めるものが多いのが救いです。
英語圏の人が日本人より圧倒的に有利なのは、今回の事件で明らかになりました。「アルマゲスト」とかも館内限定になりましたが、このブログで前に紹介したように英語版はオンライン公開されており、
https://archive.org/details/ptolemys-almagest-toomer/mode/2up
詳しい注解付きのサイトもあったりします。
https://farside.ph.utexas.edu/books/Syntaxis/Almagest/index.html

水銀について楽しく学べる英国Royal Institutionの一般むけ講演会がおすすめです。水銀についてのデモ実験満載で最後にはFaradayのモーターの再現実験も見られます！

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ひさしぶりに、英国Royal Institutionの動画です。
化学実験のデモンストレーションが専門のAndrew Szydloさんによる、The Royal Institutionでの今年の3月の公開講演会の動画です。Szydloさんは英国のHigate School　(4歳から18歳までが学ぶ中学、高校を含むパブリックスクール）の先生で切手収集家、写真家、自動車技師など多彩な面をもつ化学者です。

この動画では、水銀の科学についての息をつく間もないくらい大量の実験をみせてくれており、水銀について楽しく学べます。字幕をオンにして（あるいはChromeの機能拡張Language Reactor を使って翻訳して）見てください。高校生や小学生も見て楽しめます。

水銀は重い金属で、常温では液体です。金属なので電気を通すはずですが、実験で確かに電気が通ることも実演してくれています。水銀が、貴重な金属である金をアッという間に溶かしてしまうアマルガムの実験、水銀を固体にする実験、水銀蒸気の毒性と不思議の国のアリスの帽子屋の話などから始まりぐんぐん引き込まれていきます。講演は２部にわかれてアップロードされていますが、第２部の最後のほうではファラデーのモーターの実演もあります。このRoyal Institutionのこの部屋でファラデーのモーターが動いていたのですから、感動ものの実験ですね。詩人による詩の朗読と爆発実験で終わるこの講演は記憶にのこると思います。

この講演の素になったと思われる論文をみつけたのでダウンロードできるリンクを載せておきます。右上のダウンロードボタンからダウンロード可能です。文字で読むのも理解をふかめますし図もきれいで講演の理解がふかまります。

https://www.researchgate.net/publication/399878872_Mercury_-_The_Element_that_Changed_the_World

動画を埋め込んでおきます。

Quicksilver, alchemy & Faraday’s motor – Part 1 with Andrew Szydlo
https://youtu.be/LlMnU73PPE8

Quicksilver, alchemy & Faraday’s motor – Part 2 with Andrew Szydlo
https://youtu.be/n1oUMjwnCj0

Andrew Szydloさんのホームページには、他にも多数の動画がアップロードされています。
どれも面白そうな動画ですのでご覧になるとよいと思います。
https://andrewszydlo.com/home.html

久保拓弥さんの緑本『データ解析のための統計モデリング入門』の参考資料の紹介です。

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生命科学系の統計学については九大生物出身の久保拓弥さんの緑本が必読書です。
今日こんなツイートをみかけました。

このツィーとにある久保さんの資料のリンクはこちらです。
https://kuboweb.github.io/-kubo/stat/2015/jssp/kubo2015jssp.pdf

私の次の過去記事にも久保さんの動画や緑本の読書メモを公開している方のリンクがのっていますので参考にどうぞ。

緑本は脚注を読みすぎるとなかなか前にすすめないので、最初は本文を中心に読み進むのがおすすめです。AIに助けてもらいながらコードをRで実行しながら読んでいくのが良いと思います。

 

久保さんの緑本『データ解析のための統計モデリング入門』を読むための動画やサイトを紹介します。

甘利俊一先生の動画がいろいろ公開されています。

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AI隆盛の基礎を築いた甘利俊一先生の動画がいろいろでています。

次の動画はこのブログの過去記事で紹介しました。

甘利俊一「人工知能と数理脳科学」－2024年ノーベル物理学賞に関する特別講演
https://youtu.be/eIeeFVaAxaM

甘利俊一先生の動画が公開されました！

この動画を見た感想を紺野大地さんがツイートしておられます。


最近では甘利先生のインタビュー動画がでていて、甘利先生の最近出版された本

「めくるめく数理の世界―情報幾何学・人工知能・神経回路網理論」(サイエンス社 2024年刊）
https://www.saiensu.co.jp/search/?isbn=978-4-7819-1611-8&y=2024
の内容にも触れられていて面白そうです。
九大に就職されたあたりまで話がすすんでいるようです。

数理工学者　甘利俊一さんインタビュー【PARTⅠ】
https://youtu.be/XGrtqbYIDdE

数理工学者　甘利俊一さんインタビュー【PARTⅡ】
https://youtu.be/WypPkoyNTAc