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開放環境科学専攻

新しい科学技術、開放系の科学の胎動

情報と生命、生命と環境などの概念が、これまで考えられもしなかった形で結びつき、科学技術にとっていまだ探求されざる膨大なフロンティアが拓かれようとしています。周囲の環境と不断に情報や物質の交換が行われている系は「オープン・システム(開放系)」と総称されますが、生命・コンピュータネットワーク・人間社会などは、いずれも異質かつ複雑な構成要素から成り立つ高次の開放系であると考えられます。高次の開放系は、これまで科学技術がとり扱ってきた工学システムとは異なる多くの特徴を持っています。ここに新しい科学とも言うべき開放系の科学を樹立し、科学技術に飛躍的なブレイクスルーを起こそうと志すのが、慶應義塾が世界にさきがけて「開放環境科学」を提唱する狙いです。

本格的な知的社会基盤工学の必要性

たとえば地球環境問題、都市問題、エネルギー危機など、リアルタイムでその解決が迫られている課題の多くが、こうした開放系の問題です。いずれも変化が激しく、明確な境界条件や要求仕様を前もって定めることができず、そのためモデル化や最適化が行いにくい、つまりは従来の科学技術の方法論に根本的な変更を迫る問題です。20世紀の科学技術は、こうした現実世界の諸課題について、解決を先送りにしてきました。21世紀の科学技術には、原理的解明を待っていたのでは手遅れになりかねない現実の諸課題への対応が求められます。これにダイレクトに答えていける学問の確立を急ぐとともに、いわば本格的な知的社会基盤工学とでも呼べる巨視的観点から、科学技術の全く新たな取り組みを具体化することが、開放環境科学専攻の設置にこめたもう1つの大きな意気込みです。

急速に整いつつある研究環境

こうした開放系に取り組む研究環境が整いつつあります。たとえばコンピュータ・シミュレーション技術の発達です。可能世界(現実化していないが可能な世界)の探求、つまり真の世界ではけっして実験できない大規模な現象あるいは一回性の現象をコンピュータを使って模擬実験することが可能になってきました。従来は無視され捨象されてきた不確定要素(変数)の多い膨大な演算も可能です。あるいは人工生命、遺伝アルゴリズム、ニューラルネットワークなど、時々刻々の相互作用の変化に即応して、新しいシステムを自己組織化していくメカニズムの研究も盛んになっています。これらの探求を一層精力的に進めることによって、たとえば生命あるいは人間社会について、21世紀での科学的な理解と工学的な取り組みの可能性がさらに開かれるものと期待されます。

現実世界の課題解決に資する科学技術をめざして

開放系の科学に関して私たちが現在手にしているのは、ジグソーパズルの限られたピースに過ぎません。一方でパズルの完成、つまりオルタナティブとしての新しい科学的方法論の開発に取り組む必要があります。しかしもう一方では、完璧ではないにしてもいま手元にある材料で、目前の課題の解決も急がねばなりません。このため開放環境科学専攻では、空間、都市、資源、エネルギー、環境、情報ネットワーク、社会組織など、幅広い分野にわたって、現実世界の具体的な問題について考究する科目を設けています。同時に社会基盤システムの構築に資する新しい方法として、問題空間の探索や現象学的解析、システムに自律性や不測の事態への適応能力などを具備するデザインの実例を豊富に紹介し、新たな学問的基盤の充実に注力します。

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