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コンピュータのなかの実験室 Web 版 はじめに

計算化学への招待

この本で見ていくことと、案内役のテオとテラを紹介します。

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本の表紙の絵。夜空の下で、案内役のテオとテラが分子の模型の光をまとって並ぶ。左に題「コンピュータのなかの実験室 計算化学への招待」。

「化学の研究」と聞いて、どんな姿を思い浮かべるでしょうか。白衣を着て、フラスコに薬品を入れて振り、色が変わるのを見つめる人かもしれません。

けれども、化学の研究室には、一日の多くをパソコンの前で過ごす人もいます。画面の中で分子を動かし、分子の中の電子を計算し、まだ作っていない分子の性質を予測しています。 この本は、こうした計算化学という分野への招待です。

この本で見ていくのは、コンピュータが何をしているかです。コンピュータに何を渡し、何をくり返させ、何が返ってくるのか。その結果は、どこまで信じてよいのか。 天気予報、水と油、光の色、薬、二酸化炭素を吸着する材料を例に確かめます。

渡すもの・くり返すこと・返ってくるものの3つの箱を矢印でつなぎ、返ってくるものの先に「どこまで信じてよいか?」の問いを置いた図。下に、この流れで見ていく題材として、天気予報・水と油・光の色・薬・二酸化炭素を吸着する材料を並べている。
コンピュータに渡すもの(左)、くり返すこと(中)、返ってくるもの(右)。青い箱が、コンピュータの仕事です。

プログラムを書いたことがなくても、計算のソフトにさわったことがなくても読めます。この Web 版は、PDF 版の文を短くし、動く図といっしょに読めるようにしたものです。

案内役のテオとテラ

この本の案内役は、「双子の計算術士」の兄テオと妹テラです。計算化学の 2 つの方向を、双子の術士に見立てたキャラクターです。

テオ兄

称号「真理の織り手」

兄のテオのイラスト

ひとつの分子の中の電子を、精密に計算する。

案内:第 2 章・第 4 章

「何を計算させ、答えが正しいかを判断できるのは、化学が分かる人だけだ。」

テラ妹

称号「流転の予言者」

妹のテラのイラスト

たくさんの分子の動きと、データを追う。

案内:第 1 章・第 3 章・第 5 章

「コンピュータの中にも『実験室』があるんだよ!」

テオとテラのくわしい紹介

Web 版の目次
  1. はじめに 計算化学への招待
  2. 序章 コンピュータのなかの実験室
  3. 第 1 章 分子の動きを「見る」(分子動力学)
  4. 第 2 章 電子を「見る」(量子化学)
  5. 第 3 章 薬の候補を「探す」(ドッキング)
  6. 第 4 章 体に届くかを「予測する」(ケモインフォマティクス)
  7. 第 5 章 データから「学ぶ」(機械学習)
  8. 第 6 章 計算を信じてよいか(実験との答え合わせ)
  9. 終章 計算化学が切り拓く未来(材料の設計)