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本研究代表者はこれまでに線形輸送現象のミクロダイナミクスからの再現に成功し、ミクロダイチミクスに基づいた非平衡現象の究明に道を開いた。この可能性を発展させることにより、これまで経験的な現象論に頼っていた工学・科学の諸問題に対してより確たる基礎を与え、さらにこれまでの限界を超える新技術による新展開をもたらす可能性を模索することが本研究の目標である。具体的には、いわゆる「マルチスケール・マルチフィジックスシミュレーション」に確たる基礎を与え、応用研究の基礎となる非平衡現象の計算機シミュレーションを「計算機エミュレーション」にまで高めること、および非平衡緩和過程の計算物理学に基づいた非平衡統計力学の確立である。
本研究では昨年度までの研究で分子集団の熱的挙動から輸送・非線形応答のシミュレーションを進めてきたが、最終年度である本年度はこれらに加えてさらにその先、非線形応答する素子からなるシステムおよび多種システムが共存する生態・進化の問題を解明した。第3年度の研究により生物生態系を代表とする進化論的な多種共存系のふるまいには、普遍的な統計法則があることを明らかにしたが、本年度はこれが指数1/2の引き延ばされた指数関数で記述されること、およびその理由を解明した。この同じ普遍性が人間の経済活動でも確認されており、この研究成果は単に生物生態系の進化のメカニズムの解明に留まらず、多種多様な物事が共存する系の設計と制御とに途を拓くものと期待される。
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