現象数理学三村賞
現象数理学三村賞
現象数理学三村賞 授賞式および記念講演会のお知らせ
明治大学先端数理科学インスティテュート（MIMS）は、文部科学省から共同利用・共同研究拠点としての認定を受け、「現象数理学」研究の拠点として活動していますが、2017年に「現象数理学三村賞」を創設しました。これは、自然・社会に現れるさまざまな現象に対して数理モデルを構築、解析することにより現象の理解を目指し、自然・社会を理解するための数学の重要性を再確認し、より積極的に現象の理解に貢献しようとする数理科学の分野で顕著な業績をあげている者を表彰し、現象数理学の更なる発展を図ることを目的としています。
2017年度授賞式 2018年度授賞式 2019年度授賞式
2019年度 授賞式・記念講演会
2019年度は、次の2名の受賞者を決定しました。
合原一幸 氏（東京大学・教授）
坂上貴之 氏（京都大学・教授）
◆ 次の通り、授賞式と、受賞者による記念講演会を
行います。
● 授賞式のプログラム
時：２０１９年１２月２１日（土）
所：明治大学中野キャンパス 低層棟５Ｆホール
（入場自由）
- 15:30-15:50 授賞式
受賞者と受賞理由の紹介、賞の授与
- 16:00-16:50 記念講演１
坂上貴之 氏 「数理科学で見つめる『ながれ』の現象」
- 17:10-18:00 記念講演２
合原一幸 氏 「複雑系数理モデル学の展望」
● 受賞者紹介
合原一幸 氏
（東京大学生産技術研究所・教授，同ニューロインテリジェンス国際研究機構・副機構長）
略歴
- 1977年 3月 東京大学工学部電気工学科 卒業
- 1979年 3月 東京大学大学院工学系研究科電子工学専攻修士課程 修了
- 1982年 3月 東京大学大学院工学系研究科電子工学専攻博士課程 修了
- 1982年 4月 日本学術振興会奨励研究員
- 1983年 4月 東京電機大学工学部電子工学科助手
- 1986年10月 東京電機大学工学部電子工学科専任講師
- 1988年10月 東京電機大学工学部電子工学科助教授
- 1993年 4月 東京大学工学部助教授
- 1995年 4月 東京大学大学院工学系研究科助教授
- 1998年 4月 東京大学大学院工学系研究科教授
- 1999年 4月 東京大学大学院新領域創成科学研究科教授
- 2003年10月 東京大学生産技術研究所教授
現在に至る
研究分野・受賞など
合原一幸氏は、「数理工学」および合原氏が世界に先駆けて提唱した、カオス、フラクタル、複雑ネットワークなどを工学的立場で研究する「カオス工学」の両面の観点から、科学技術振興機構のERATO合原複雑数理モデルプロジェクトや内閣府／日本学術振興会のFIRST合原最先端数理モデルプロジェクトなどを通じて、複雑システム科学技術の諸問題を解くための「複雑系数理モデル学」の構築とその具体的な分野横断的科学技術への応用研究に取り組んできている。これらの業績によって、日本応用数理学会業績賞（2017年）、計測自動制御学会論文賞（2015年）、システム制御情報学会論文賞（2014年）、電子情報通信学会NOLTA Best Paper Award（2013年）、Daiwa Adrian Prize 2010（2010年）、東京テクノフォーラム21ゴールドメダル賞（2000年）、日本神経回路学会論文賞（1997年）、(財) 国際 AI 財団AI 学術研究賞（1992年）などの賞を受賞している。
脳、生命、癌、免疫、新興・再興感染症、環境、エネルギー・電力、通信、交通、経済、地震、安全など21世紀の重要研究課題は、多面的アプローチを必要とする広義の複雑系の問題として捉えることができる。
特に、超高齢化が進む現代社会において医療費の高騰は大きな社会問題であるが、最適な治療法の開発は医療費高騰を緩和させる一つの重要な解決法であり、そうした研究への寄与は現象数理学の重要な使命の一つである。合原氏は前立腺癌の間欠的内分泌療法がハイブリッド力学系として記述できる可能性を看破し、医師などの共同研究者とともにその治療動態を説明する数理モデルを世界で初めて構築した。内分泌療法は前立腺癌に対する治療法として広く採用されているが、長期間継続的に治療を行うと癌細胞が耐性を獲得して増殖を再開する「再燃」を生じることが知られている。これに対して、Bruchovsky博士らが、内分泌療法の中断と再開を繰り返す間欠的内分泌療法を提案した。合原氏らはこの療法を数理的にモデリングしてその非線形ダイナミクスを解明するとともに、個々の患者の臨床データを用いてその有効性を検証した。
このような画期的な仕事は、カオスニューラルネットワークの提唱に始まる同氏の不断の研究によってなされたものである。同氏は、カオスや複雑系科学技術の重要性に早くから着目し、複雑なシステムを数理モデリングするための基礎的理論の構築およびその広範な科学技術分野への応用に関する研究を、主として数理工学とカオス工学の観点から行ってきた。そして複雑系の数理モデリングと解析のために、(1) 複雑系制御理論、(2) 複雑ネットワーク理論、および (3) 非線形データ解析とデータ駆動モデリングからなる理論的プラットフォームを構築した。医療への上述の貢献は、こうした基礎理論の積み上げがあって初めて可能となったのであり、基礎的研究と応用研究のみごとなつながりを示す成果であるとともに、現象数理学研究の卓抜なモデルケースとして高く評価される。
坂上貴之 氏
（京都大学大学院理学研究科・教授 以下兼担
京都大学数理解析研究所数学連携センター特任教授，理化学研究所数理創造プログラム客員主管研究員，
科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業さきがけ「数学構造」領域総括）
略歴
- 1994年 京都大学理学部 卒業
- 1996年 京都大学大学院理学研究科博士前期課程修了
- 1998年 同大学院博士後期課程中退
- 1998年 名古屋大学大学院多元数理科学研究科 助手
- 1999年 京都大学 博士(理学) 授与
- 2003年 北海道大学大学院理学研究科 助教授（のち准教授に改称）
- 2009年 北海道大学理学研究院 教授
- 2013年 京都大学大学院理学研究科 教授（現在に至る）
現在に至る
研究分野・受賞など
専門分野は応用数学(数理流体力学)。 大規模数値計算から数学解析までの様々なアプローチにより複雑流体現象の数理的側面の解明を目指している。また、京都大学理学研究科附属サイエンス連携探索センター学際融合部門長、数学よろづ相談室(マス・クリニック)などの事業を通して、数学と諸分野・産業連携研究も推進している。日本応用数理学会、日本数学会、日本流体力学会、SIAM、アメリカ物理学会(APS)会員。平成12年日本数学会建部賞奨励賞および日本応用数理学会JJIAM論文賞を受賞。
我々の身の回りに数多く現れる流体現象は、多くの研究者を魅了してきた。しかし、その数理解析には多くの困難を伴い、現在でも未解決な問題が多い。
坂上貴之氏の専門は数理流体力学であり、流体運動の数理的側面を大規模計算から数学解析までの幅広いアプローチで解明することを目的としている。同氏の研究としては、渦の運動を調べる流体モデルの数学解析およびその数値解析、流体に関連する方程式に現れる特異点の解析や流線のトポロジーデータ解析などが挙げられる。例えば、同氏は多重連結領域、球面、トーラス面といった幾何学的な特徴が異なるさまざまな曲面上の完全流体における点渦系の運動（渦力学）の理論研究と、本理論を用いた非圧縮流体の数理流体モデルの構築を行っている。流線のトポロジーデータ解析では、横山知郎氏（京都教育大学）とともに、構造安定なハミルトンベクトル場が生成する流線の位相構造を分類してそれらを特徴づける文字列表現を開発し、さらに、流線位相構造によって分割される流体領域の連結成分の隣接関係をグラフ理論における木表現へと一対一に対応させることに成功している。また、宇田智紀氏（東北大学）を共同研究者に加え、これらの離散組み合わせ構造を部分円順序根付き木表現（COT 表現）として統一的に記述して、自動変換プログラムとして実装するなどの画期的な成果を上げている。
以上のように、坂上貴之氏は、モデルを解析的に調べるだけでなく、解析的な手法だけでは解明が困難な状況に対しては、新しい数値解析法を開発することで流体現象を深く考察している。同氏の研究は、数値流体力学を数理解析・シミュレーションのみならず、モデリングの観点からも扱おうとするものであり、現象数理学の新しい扉を開くものと言える。理学的・工学的な側面から、今後新たなステージに発展していくことも大いに期待できる。
2018年度 授賞式・記念講演会
2018年度は、次の2名の受賞者を決定しました。
小林 亮 氏（広島大学・教授）
水藤 寛 氏（東北大学・教授）
◆ 次の通り、授賞式と、受賞者による記念講演会を
行います。
● 授賞式のプログラム
時：２０１８年１２月２２日（土）
所：明治大学中野キャンパス高層棟３階
３１１講義室（入場自由）
- 15:30-15:50 授賞式
受賞者と受賞理由の紹介、賞の授与
- 16:00-16:50 記念講演１
水藤 寛 氏 「臨床医学と数理科学の協働によって生み出されるもの」
- 17:10-18:00 記念講演２
小林 亮 氏 「生物と数学、そしてロボットへ」
● 受賞者紹介
小林 亮 氏（広島大学大学院理学研究科・教授）
略歴
- 1979年3月 京都大学理学部数学科卒業
- 1981年3月 京都大学大学院工学研究科数理工学専攻修士課程修了
- 1982年9月 京都大学大学院工学研究科数理工学専攻博士課程中退
- 1982年10月 広島大学理学部助手
- 1989年4月 龍谷大学理工学部講師
- 1995年4月 北海道大学電子科学研究所助教授
- 2004年3月 広島大学大学院理学研究科教授
現在に至る
研究分野・受賞など
モデリングを生業とする応用数学者。1980年代独自のフェーズフィールドモデルを開発し、世界で初めて３次元の樹枝状結晶成長のシミュレーションに成功した。2000年ごろから徐々に生物に軸足を移し、真正粘菌変形体についての研究で、2008年にIg Nobel 賞認知科学賞、2010年には Ig Nobel 賞交通計画賞を中垣俊之氏らと共同受賞。現在は、生物学・ロボット工学の研究者とともに、生物のようにしなやかにタフに動き回れるロボットの開発を目指している。
現代世界の様々な場面で生じる複雑な現象の仕組みを、数理モデリングを通して解明していくことは、現象数理学の中心的課題である。小林亮氏は、こうした現象数理学の発展に、これまで多大な貢献をしてきた。
小林亮氏の初期の重要な仕事は、過冷却液体の凝固過程に現れる３次元樹枝状結晶成長を巨視的視点から解明することに成功したフェイズフィールドモデルの構築である。小林氏は、巨視的モデルを構築するとともに、その計算機シミュレーションに基づいて樹枝状結晶の成長過程を再構成し、世界で初めて映像化した。この研究は結晶学や非線形物理学のみならず、工学、生物学、材料科学などの分野に対して大きなインパクトを与え、小林氏はフェイズフィールドモデルを駆使する応用数学の第一人者となった。
その後小林氏は、生物インテリジェンスの解明という新たな課題に取り組んだ。真性粘菌による迷路解きを発見した実験家と協働して、真性粘菌のインテリジェンス発動の仕組みを数理モデルから明らかにした。これは、単に数理生物学という一つの学問分野に貢献しただけでなく、生き物が持つ賢明さとはなにかという哲学的な問題を現象数理学の視点から解明したきわめて独創性に富む研究である。
最近は、変化する環境条件の中で生き抜く生き物の柔軟さの本質が「自己組織化」あるいは「自律分散」であることを数理モデルの視点から明らかにするとともに、得られた数理モデルにもとづいた設計図を提案して、生き物のように柔軟な機能を持つロボットを作成するという新しい研究に取り組んでいる。同氏の研究スタイルは、生物学者と協力して生き物固有の柔軟な運動についての理解を深めた上で、それを数理モデルで記述し、次にロボット製作者と協力して新発想のロボットを作るという大きな広がりをもつものであり、現象の理解からものづくりまでを一本につなぐ融合研究を展開している。これは、現象数理学の新しい方向性を示唆するものとして高く評価される。
以上のように、小林亮氏はこれまで一貫して現実世界の複雑な現象を深く理解した上で、その本質を記述する優れた数理モデルを構築し、そこから得られた知見をものづくりに応用してきた。こうした活動により、小林亮氏は現象数理学の発展に大きく貢献している。
水藤 寛 氏（東北大学材料科学高等研究所・教授）
略歴
- 1980年4月 千葉大学理学部物理学科・入学
- 1986年3月 千葉大学理学部物理学科・卒業
いくつかの会社勤務等を経て
- 1990年12月 (株)計算流体力学研究所・研究部研究員 (1997年3月まで)
- 1996年4月 千葉大学大学院自然科学研究科博士後期課程・入学
- 1998年3月 千葉大学大学院自然科学研究科博士後期課程・修了
- 1998年3月 博士（工学）（千葉大学）の学位取得
- 1998年4月 千葉大学工学部・助手
- 2002年4月 岡山大学環境理工学部・助教授
- 2007年10月 JST 数学領域・さきがけ研究者（2011年3月まで）
組織名変更による所属変更、准教授への職名変更等を経て
- 2010年1月 岡山大学大学院環境学研究科・教授
- 2015年4月 岡山大学大学院環境生命科学研究科・副研究科長
- 2017年4月 東北大学材料科学高等研究所・教授
現在に至る
研究分野・受賞など
応用数学、特に数値シミュレーションを用いて2002年頃からは環境科学分野と、2007年頃からは臨床医学の研究者との協働研究に従事。2013年10月に第2回藤原洋数理科学賞大賞を受賞、2010年10月からJST数学領域、2015年10月からJST数理モデリング領域CREST研究代表者。日本脈管学会、日本小児循環器学会、日本医学放射線学会臨床大会，日本心臓血管画像動態学会等で招待講演。
現代社会が抱える様々な問題に果敢に立ち向かい、本質を捉えた数理モデルを構築してその解析から得られた知見を問題解決に生かすことは、現象数理学の重要な使命の一つである。特に近年は、社会的問題のみならず、医療現場のように個別性の高い問題に直面する場面においても、現象数理学を用いたアプローチに大きな期待が寄せられるようになりつつある。水藤氏は、早くから現場の医療と数理モデリングが融合する新領域の開拓に率先して取り組んでおり、関係者から大きな信頼を勝ち得ている。
医療機器や医薬や治療技術の急速な進歩によって現代医療が高度化する一方で、超高齢化社会を迎えて医療現場は数多くの困難に直面しており、その対応を支援する新しい手法が一層強く求められるようになった。流体現象のシミュレーションとその可視化を得意とする水藤寛氏は、当初はマクロ流体現象が主題となる環境問題の研究に従事していたが、血液流に代表される人体内部の流体問題へと次第に軸足を移し、医療現場との連携を深めるようになった。臨床医療の現場で長年にわたって蓄積された熟練医の経験知の言語化・アルゴリズム化に取り組むとともに、形状の個人差の大きい大動脈内の拍動流という複雑流体のふるまいをシミュレートしコンピュータ上で可視化して、静止画像では判断が難しい大動脈瘤の病態メカニズムの理解に大きく貢献した。同氏のモデリングの手法は、患者一人ひとりに日々向き合っている現場の医師からも高い評価を受けている。さらにアウトリーチ活動も活発に展開し、医学関連学会でのシンポジウム開催や高校生への数理科学の浸透など、未来につながる連携の輪を広げる努力も着実に進めている。
以上のように、医師と共に病態メカニズムを理解し方策を探るという水藤寛氏の研究スタイルとその優れた成果は称賛に値するものである。水藤寛氏は高い理念に基づいて新たな分野を開拓し、実践と理論の両面から現象数理学の発展に大きく貢献している。
※ この授賞式の前に、2017年度の受賞者である西浦廉政 氏による「現象数理講演会」が開催されます（会場：高層棟 515教室）。
是非こちらも合わせてご参加ください。
2017年度 授賞式・記念講演会
2017年度は、次の2名の受賞者を決定しました。
西浦廉政 氏（東北大学・特任教授）
望月敦史 氏（理化学研究所・主任研究員）
◆ 次の通り、授賞式と、受賞者による記念講演会を
行います。
授賞式のプログラム
時：２０１７年１２月２２日（金）
所：明治大学中野キャンパス高層棟３階
３１１講義室（入場自由）
- 15:30-15:50 授賞式
受賞者と受賞理由の紹介、賞の授与
- 16:00-16:50 記念講演１
望月敦史 氏 「生命のネットワークシステムの動態を決定する構造理論」
- 17:10-18:00 記念講演２
西浦廉政 氏 "Mathematics of Patterns"
● 受賞者紹介
西浦廉政 氏（東北大学・特任教授）
略歴
- 昭和48年3月 京都大学理学部 卒業
- 昭和50年3月 大阪大学大学院理学研究科修士課程 修了
- 昭和53年3月 京都大学大学院理学研究科博士課程 単位修得退学
- 昭和53年4月 京都産業大学理学部 講師
- 昭和57年4月 京都産業大学理学部 助教授
- 昭和60年4月 京都産業大学計算機科学研究所 助教授
- 平成1年4月 広島大学理学部 助教授
- 平成3年4月 広島大学総合科学部 教授
- 平成7年4月 北海道大学電子科学研究所 教授
- 平成24年2月 東北大学原子分子材料科学高等研究機構 教授・PI
- 平成29年4月 東北大学材料科学高等研究所・特任教授
現在に至る
研究分野・受賞など
この間，ミシガン大学数学教室客員助教授，ハイデルベルグ大学応用数学研究所客員研究員，ブリガムヤング大学数学教室客員研究員，アムステルダム数学中央研究所客員研究員，テキサス大学(オースチン)TICAM Faculty Research Fellow，北海道大学電子科学研究所所長，科学技術振興機構(JST): 戦略的創造研究推進事業「数学と諸分野の協働によるブレークスルーの探索」研究総括，CREST研究領域「科学的発見・社会的課題解決に向けた各分野のビッグデータ利活用推進のための次世代アプリケーション技術の創出・高度化」領域アドバイザーを兼務．日本数学会賞秋季賞（2002年9月），Lecturer for Distinguished Colloquium Series of IAM-PIMS-MITACS, UBC, Vancouver（2008年4月），文部科学大臣表彰科学技術賞受賞（2012年4月），日本応用数理学会フェロー（2014年6月），日本応用数理学会論文賞（JJIAM部門，2016年9月）を受賞.
現実世界に現れる時空間パターンの生成メカニズムの解明は，現象数理学の重要な課題の１つであるが，アラン・チューリングが反応拡散型方程式を介して多様なパターンの出自を統一的視点から示唆して以来，その数理構造の解明という大きな課題がこの分野に提示された．西浦廉政氏は，この課題に取り組んだ研究者の一人として，反応拡散型方程式のダイナミクスを研究し，分岐理論，特異摂動理論を用いた反応拡散系の大振幅の秩序解の存在および安定性，スカラーとシステムをつなぐ系としての shadow system の提案，構造探索型数値計算を用いた自己複製・自己崩壊など多彩な反応拡散系のダイナミクスの解明、さらにそれらの手法を2相対流系，ポリマー系など他分野にも適用し，多数の優れた業績がある．なかでも，反応拡散系の大振幅定常解や周期解の安定性解析を可能にするＳＬＥＰ法の開発、数理的には困難と思われていた動的な空間局在解の衝突ダイナミクス等の強い相互作用の研究は重要であり，この分野に大きな影響を与えている．以上の通り，多様かつ複雑なパターンダイナミクスの仕組みを読み解くための，新たな視点とその手法の開発により，パターンの生成・複製・衝突・崩壊現象の解明のために数理的方法論の確立に対して多くの業績を上げ，現象数理学の発展に大きく貢献した．
望月敦史 氏（理化学研究所望月理論生物学研究室・主任研究員）
略歴
- 平成6年3月 京都大学理学部 卒業
- 平成8年4月 九州大学大学院理学研究科修士課程 修了，博士後期課程に進学
- 平成10年7月 九州大学大学院理学研究科博士後期課程 退学
- 平成10年8月 九州大学理学部 助手
- 平成14年9月 岡崎国立共同研究機構 基礎生物学研究所 助教授
- 平成20年7月 理化学研究所 主任研究員
現在に至る
研究分野・受賞など
これまでに一貫して，様々な生命現象に対して，数理的手法を用いた研究を続けてきた。多くの実験生物学者との共同研究を行い，仮説検証的解明を進めてきた。加えて，生体分子が相互作用する複雑なシステムに対し，そのネットワーク構造だけから振る舞いを決定する，「構造理論」を二つ開発した。一つ目は，遺伝子制御ネットワークの構造だけから，力学的に重要な遺伝子を決定するLinkage Logicである。二つ目は化学反応ネットワークの構造だけから，酵素の活性変化に対する物質濃度の応答を決定するStructural Sensitivity Analysisである。これらの成果より，第11回日本学術振興会賞を受賞した。
生命機能は，未だその仕組みが分かっていない部分の多い研究分野の一つである。なかでも，実験的に明らかになってきた個別の生体分子の働きがいかに全体として機能を発現するのかという総合的視点からの理解は，現象数理学の重要課題の一つである。望月敦史氏は，生体分子が互いにかかわりあう制御ネットワークの構造から，生体機能の仕組みを理解しようというアプローチで，多くの生体現象の解明に貢献してきた。例えば，マウスの左右の違いを作り出す遺伝子ネットワークやホヤの細胞分化を司る遺伝子ネットワークについて，それらの構造に基づいたダイナミクスの解析を行った。最近では，制御ネットワークが生体システムのダイナミクスに与える制約を知る新しい理論であるLinkage Logic を提唱している。これは，システムの定常状態の非共存性やダイナミクスの独立性を制御ネットワークの構造のみから採ることのできる強力な方法論である。同氏はこの理論を用いて，遺伝子発現の制御に関する予測や，複雑なネットワークのダイナミクスを少数の分子種のダイナミクスで説明することなどに成功している。以上のとおり，望月氏は，生体の制御ネットワーク構造のみから多くのことが理解できる新しい方法論を多様な具体例を通して提唱し，生命科学分野の現象数理学の発展に大きく貢献している。
