【AdC2015】物理数学：クリストッフェル記号の変換式

はじめに

　この記事はシリーズ「リーマン多様体上のラプラシアンを求めよう」の一つです。ラプラシアンの導出も合わせてお楽しみください。

　そもそもクリストッフェル記号ってなんだよ、という人はこちらの記事を参照してください。

今日のお題

　クリストッフェル記号の変換式

を導出します。この変換式は共変微分係数の導出に用いた重要な式でした。

※参考

他の計算にもしばしば用いられる式なので有用性は高いです。

【AdC2015】物理数学：反変ベクトルの共変微分

はじめに

　この記事はシリーズ「リーマン多様体上のラプラシアンを求めよう」の一つです。ラプラシアンの導出も合わせてお楽しみください。shitaro-happy-physics.hatenablog.jp

今日のお題

　歪んだ空間での微分、共変微分の式

を"導出"します*1。

　真っ直ぐな空間では平行移動は簡単です。ベクトルの各成分をそれぞれ同じ値に保ったまま移動すればいいのですから。一方、歪んだ空間では平行移動すると基底が変化してしまいます。この基底が変化することを成分の変化に押し付けたのが共変微分係数の式のクリストッフェル記号に表れているのです。

*1:共変微分係数の定義式なので、「導出」という言葉は不適切な気もする。

【AdC2015】物理数学：リーマン多様体上のラプラシアン

今日のお題

　今回から5日間は次の式の導出に関する話題を取り上げます。

　この式はリーマン多様体上のラプラシアン(Laplacian)、またはラプラス-ベルトラミ作用素(Laplace-Beltrami operator)と呼ばれています。

　この公式さえ知っていれば、例えば3次元極座標(球座標)のラプラシアンをその場で導出することができます。

【AdC2015】物理数学：ベッセル関数とFM音源

アドベントカレンダーとは以下略

　ロボット技術研究会でもアドベントカレンダーをやっています。そちらの方も合わせてご利用くださいませ。titech-ssr.blog.jp

今日のお題

　FM音源を数学的に解析します。具体的には、物理数学でよく出てくる特殊関数の一つ、(第一種)ベッセル関数を使って、最も単純な構成のアルゴリズムで生成された波形が倍音を持つことを示します。

【AdC2015】流体力学：連続の方程式

Advent Calendarというものを始めてみた。

　今日からクリスマスまでブログを更新し続ける、アドベントカレンダーというものがあると聞いて、早速はじめました。www.adventar.org

　実はロボット技術研究会でもアドベントカレンダーをやっています。というか誘われたのがきっかけで幸福の物理アドベントカレンダーを作りました。www.adventar.org

【レビュー】第89冊平成28年度版理科年表を購入しました！

平成27年度版から1年…

　早いもので、平成27年度版理科年表購入から1年が経ってしまいました…。そう、今年も理科年表レビューの季節がやって来たのです！shitaro-happy-physics.hatenablog.jp
shitaro-happy-physics.hatenablog.jp

ウワサの「理研白衣」を手に入れた！

これが「理研白衣」だ！

真・東工大生のための恋愛学入門〜線形系に従う恋の行方〜

訂正

　行列式の計算が誤りであるというご指摘を受けました。これに伴い内容を大きく修正しました。ご迷惑をお掛けして申し訳ございません。

Twitterで割と反応があった

　今週金曜日に東工大で「東工大生のための恋愛学入門」という、なんだかよくわからない講義がありました。受けてないので詳細はわからないのですが、どうやら数式は出てこなかったようです。

　で、恋愛"学"と聞いて真っ先に頭に浮かんだのがStrogatzの恋愛問題(Love Affairs)でした。

ストロガッツ 非線形ダイナミクスとカオス

Twitterで上記の本から一部抜粋したところ割とTwitterで反応がありました。

モテねぇ東工大生ども、よく聞け。俺様が今から"""ホンモノの恋愛学"""を教えてやる。いいか？線形代数学と微積分学、それからMATLABを用意しろ。 #東工大生のための恋愛学入門 pic.twitter.com/Ld4x9FAKcn

— したろう (@shitaro2012) November 20, 2015

　気になる人はぜひStrogatzのNonlinear Dynamics And Chaos(非線形ダイナミクスとカオス)を手にとってみてください。

もしも恋愛が線形系だったら

今日はしたろうの誕生日でした

今年も祝ってもらった

　物性物理学専攻の友人らから誕生日プレゼントをもらいました！ありがとう〜〜〜！

今年も祝ってみた

　去年はFM音源ICでハードウェア的にハッピバースデートゥーミーしました。だから今年はソフトウェア的にハッピバースデートゥーミーしたいなあと考えました。shitaro-happy-physics.hatenablog.jp

　どうしようと考えていたら、こんなドキュメントを見つけました。jp.mathworks.com

　なんと、MATLABには「波形をそのまま鳴らす」関数があったのです！これはもう楽器ですよね。というわけでMATLABで音を鳴らそうと考えました。

　先週の日曜日を潰して実装したのが「MIDIファイルをパースする」関数と「パースしたMIDIデータに従って波形を出力する」関数です。

　実際にMATLABで実行した動画を以下に載せます。　サムネ

第8回rogyゼミに参加して〜「したろう配列」の解説〜

ついに第8回

　10月24日(土)に第8回rogyゼミが開催されました。今年はしたろうを含む12人が発表しました。発表内容はゲーム紹介、3日で作ったロボット、形而上学など多岐にわたるものでした。
　rogyゼミの運営担当が今回からひとつ下の学年に引き継がれました。初めての運営だったと思いますが、上手く仕切っていました。すばらしい会にしてくれて本当にありがとうございました。

したろうの発表内容

　私が今回発表したのは「したろう配列」についてです。したろう配列とは「したろうにとって最適なキー配列」のことです。CapsLockキーをどかしたところから始まり、もう２年も研究しています。shitaro-happy-physics.hatenablog.jp
shitaro-happy-physics.hatenablog.jp

　今回使用したスライドは例によってSlideShareに上げました。

第8回rogyゼミ「スーパーグローバル大学に通うグローバル理工人だからリベラルアーツとしてキー配列を嗜むのは常識です」 from shitaro 2012

　要約すると「キー配列をいじってみよう」ということです。技術的なことは去年の記事を参照していただければ。

　ちなみに、したろう配列の具体的実装はgithubで公開しています。対応OSはLinuxです。現在のしたろう配列はver.7です。Linux MintとArch Linuxで動作確認しました。したろう配列はローリングリリースなので動作保証しかねます。自己責任で参考にしてください。github.com
　

したろう配列をハードウェアで？

　今までのしたろう配列はソフトウェア上で実装していました。しかし、よくこんな意見を言われます。「オレオレ配列に慣れちゃったら別のPCを触るときに困るじゃん？社会に出れないじゃん？」と*1。要するに社会に出て、自分以外のPCを使う機会が増えた場合困るでしょってこと。だったらハードウェアでしたろう配列を実装すればいいじゃないか、というのが私の答えです。具体的に言うとしたろう配列のキーボードを自作するってことです。
　USB通信はマイコンで頑張るとして、キートップは3Dプリンタで作ろうと考えてます。はやく設計したいです。

おまけ：QWERTY配列はわざと打ちづらくしたって本当？？？

　Dvorak配列を説明する人の中に「QWERTY配列は機械式タイプライターの腕が絡まないようにわざと打ちづらくしている」(以下、"わざと説"と呼ぶ)と話す人がいます。果たして本当でしょうか。
　結論から言うと分かりません。わざと説を肯定する資料も否定する資料も(自分が調べた中では)見当たらなかったからです。ただ、個人的にはわざと説には懐疑的です。以下、個人的で主観的な感想なのでわざと説を否定するものでも肯定するものでもありません。

　親の実家に機械式タイプライターがありました。実際に打ってみると分かるのですが、キーが大変重いです。機械式タイプライターは文字の形に掘られた腕をインクリボンに叩きつけることで印字するのでかなり力が必要です。特に小指(例えば'A')はとても難しいです。これほど力を入れて押しこむのに、万人がタイプライターの腕を絡ませるほど素早く打鍵できるとは到底思えません*2。だからわざと説は違うんじゃないかなあと思いました。
　肯定、否定どちらでも、なにか裏付ける情報を知っていたら教えてください。キーボードの歴史にとても興味あります。

*1:私はQWERTY配列と両立することに成功したので困ることはありませんが。

*2:「思えません」に注目してください。これは個人の感想です。少なくとも、私が触ったこのタイプライターが打鍵するのに重いだけで、他のタイプライターも同じくらい打鍵しづらいとは考えていません。