2024年のノーベル物理学賞はHopfieldとHintonに与えられました。2021年のParisi, 2016年のThouless, Haldane, Kosterlitzとこんな頻度で統計物理学に来ると、その分野の研究者としてはうれしい限りです。私はホップフィールドモデルとかニューラルネットワークとか、機械学習のプロではないのですが、ちょっとは勉強したし、面白いと思う課題があれば研究することもある程度です。modern Hopfield modelとかちゃんとわかってない…そんな立場から今回の受賞に伴うざわざわ話について、もやもやするなぁと思うことがあって、ちょっとだけ。 それは「これは物理なのか」という議論で、Xとかでざわざわしていて、まあたのしく見てるのですが、そもそも「何が物理なのか」論争は趣味の問題なのでどうでもいいし、得てして、そういうこと言ってる分野っていうのは終わりが近くて、断末魔のようにも見えます。一方で、逆側のふれ方として、AIは物理だとか、これからの物理はAIだとか言ってるのも見ても、どうしちゃったんでしょうか？って思います。 AI・機械学習を使...
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長野くん論文がJSTATに掲載！
馬蹄型事前分布によるスパース推定の統計力学的研究 2023年3月に卒業した長野くんの研究が論文として出版されました。次の二つの研究論文が発表されました。 Phase transition in compressed sensing with horseshoe priorYasushi Nagano and Koji Hukushima,Phys. Rev. E 107, 034126 – Published 17 March 2023 Effect of global shrinkage parameter of horseshoe prior in compressed sensingYasushi Nagano and Koji Hukushima,J. Stat. Mech. (2024) 053402 すぐに出版されると思ったのですが、そうはいかず、この解説もなかなか公開できませんでした。我々の問題ではなかったので、ちょっともやもやしますが… さて、長野くんの研究はスパース推定と呼ばれる推定問題に対する馬蹄型事前分布の方法という、ちょっ...
Read More市川くんの研究がAISTATS2024に採択・発表
Learning Dynamics in Linear VAE: Posterior Collapse Threshold, Superfluous Latent Space Pitfalls, and Speedup with KL Annealing 市川くんの研究が、The 27th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS)に採択され、５月２日から４日に開催の会議で発表してきました,。当研究室としては、機械学習などのトップカンファレンスには縁がなかったわけです（物理の分野にはカンファレス文化はないのでね）が、市川くんが積極的に応募して、採択が叶いました。論文はこちらからも見られます。Learning Dynamics in Linear VAE: Posterior Collapse Threshold, Superfluous Latent Space Pitfalls, and Speedup with KL AnnealingYuma Ichi...
Read More土手さんのVertex Cover論文がPhysical Review Eに
Effect of constraint relaxation on the minimum vertex cover problem in random graphs Aki Dote and Koji Hukushima,“Effect of constraint relaxation on the minimum vertex cover problem in random graphs”,Phys. Rev. E 109, 044304 – Published 5 April 2024https://doi.org/10.1103/PhysRevE.109.044304 これは、この３月に卒業した土手さんの研究成果です。例によって周辺解説をします。 最適化問題は統計力学から見ると絶対零度極限に相当するので、熱力学極限での最適化問題の性質はFu-Anderson以来多くの統計力学的研究があります(こういうところにも出てくるP.W.Andersonはすごい）。Kirkpatrick-Selmanがランダム化された制約充足問題であるrandom SA...
Read More中西くんのクロマチンモデルの論文がPhysical Review Eに出版
Emergence of Compact Disordered Phase in a Polmer Potts Model Emergence of compact disordered phase in a polymer Potts modelRyo Nakanishi and Koji HukushimaPhys. Rev. E 109, 014405 – Published 29 January 2024https://doi-org.utokyo.idm.oclc.org/10.1103/PhysRevE.109.014405 最近になってクロマチンの凝縮状態を表す統計力学モデルとしてポリマーポッツモデルが提案され研究されています。この論文は、中西くんが行ったポリマーポッツモデルの相転移に関する研究です。私自身は高分子については基本的な教科書、土井先生の昔の方やde Gennesを読んだくらいで深くは知らないし、クロマチンもヒストンもどっち向いてるか全く知らない状態で、おおよそ一年くらいかけて中西くんにレクチャーしてもらってきました。最近の論文もたくさん解説...
Read More吉山くんのテンソルくりこみ群の論文がPhysical Review Eに掲載
吉山くんのテンソルくりこみ群による 古典フレストレート系の研究 今年の３月に卒業した吉山くんのテンソルネットワークくりこみ群を古典フラストレート系に応用した力作論文がPhysical Review Eに掲載されました。 https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.108.054124https://arxiv.org/abs/2303.07733 ArXiv版からはいろいろ修正されているので、出版論文の方をご覧ください。 この論文ではテンソルくりこみ群の方法を用いて、もっとも単純な古典フラストレート系の一つであるJ1J2イジング模型と呼ばれる統計力学モデルの相転移を調べています。この模型の絶対０度の秩序構造は自明にわかっていますので、自明でないところは有限温度でおこる相転移と言えます。これまでに長い研究で、多くのことはわかってきていて、例えば、この模型のJ2が大きい領域では二次相転移がおきて、その際の臨界指数が相互作用パラメータに陽に依存する独特な普遍性クラスに属することが示唆されたりしてい...
Read More統計物理学の研究室は…
新年の挨拶もないままに１月が終わろうとしている。大学にいると一番忙しいのは１月な気がする。今年もいろいろ行事があって１月が終わろうとしている。 今日はこの記事を書こうと思ったのは、博士論文審査会の打ち上げがあったことがきっかけではある。 常々、何やってるかよくわからない研究室だなーと思いながら、一方で、理想とすべき研究室運営を追い求めているなれの果てがこれなんだなぁと思い、もうすぐくる研究室紹介の季節には説明に窮してしまう現状がここのところ続いている。自分も主催ができるのは残り１０年となっているにもかかわらず、型が決まらないこの有様はどうなんだと疑問に思うこともある。 一方で、研究室の定例会は面白くて、機械学習の話があると思えば、続いてクロマチンのモデリングの話がきて、言語モデルの話もあって、NP問題の議論になる。引いてみればどれもこれも多体問題であり、統計物理学の範疇である。こういう研究室は昔はたくさんあったように思う。自分が大学院生のころのすずます研はそうだったように思うし、誤解を恐れずに言えばきくち研やはたの研やいとうのぶ研とか自分から見れば偉大な先輩方の構え...
Read More市川くんの論文がJournal of Physical Society of Japan誌に掲載！
Deep Boltzmann Machineの統計力学的研究 市川佑馬くんのDeep Boltzmann Machineの論文が掲載されました。Statistical-mechanical Study of Deep Boltzmann Machine Given Weight Parameters after Training by Singular Value DecompositionJ. Phys. Soc. Jpn. 91, 114001 (2022) https://doi.org/10.7566/JPSJ.91.114001 機械学習の理論的研究は昔から調べられていて、さまざまなアプローチがある。統計力学という物理学のアプローチも昔からある。例えば、H. Sompolinsky, N. Tishby, and H. S. Seung, Physical Review Letters 65, 1683 (1993)などである。もっと前からあるかもしれないし、E.Gardnerを挙げるべきかもしれない。いずれにしても、この方向性は、特定...
Read More研究室の強みってなんですか？
研究室訪問に来た学生さんが帰り際に上記の質問をしてきた。 「そんなものはなんにもないなー」 ちょっと考えて、そう答えた。学生さんからすれば、研究室を選ぶ段階では貴重な情報だし、素直な質問だと思う。ただ、意表をつかれた質問だったし、本当に何もない気がしたから、素直に回答したわけである。 実験の研究室なら、世界でここにしかできない実験はあるかもしれないし、理論の研究室でも、世界でこんな解析できるのはここしかないというのもあるかもしれない。それに相当するものは福島研にはない。研究室が一丸となって、なにかの問題を解決することはない。私がビッグイシューを提示して、それにみんなでアタックするということもない。私の研究テーマの一部分が学生のテーマになることもまずない。ただ、全員が「統計物理学」の研究を行っていて、互いに緩やかにつながっている。だから、福島研は「〇〇がめちゃくちゃ強い」ということはありえない。研究室の主宰としては失格なのかもしれないね。 □□をやるならA先生は強いねとか、△△の分野はB先生がいいねとか、いろいろとコメントはできる。でも、それって、研究室ではなく...
Read Moreぼくが数値計算をするわけ
身近に速いコンピューターが溢れていて，比較的簡単に数値計算ができるようになって久しい．PythonやJuliaなどのスクリプト言語もライブラリーが充実していてソフトの発展も素晴らしい．こういう環境は自分が学生のときとは比べ物にならない．研究における数値計算の役割も変わってきているのかも知れない．その分析は自分の中では十分できていないが，自分自身がなぜ数値計算をするのかの理由は昔から変わっていない．一言では説明できないし，研究室紹介などで説明するのも面倒なので一度書き残しておこうと思う．昔話が多くなりそうだが，興味のある方は目を通してもらって，感想を聞かせてくれると嬉しい． はじめに動機を 「数値計算には興味はない．自分は解析的な研究をしたいです」という学生さんがよく現れる．自分の興味が明確になっていて素晴らしい．もう私から何もアドバイスもないので，それ以上話すことはない．興味の持ち方は人それぞれなので，私の興味を押し売りするつもりは毛頭ない．ただ，私の思考回路を少し覗いてもらうのも悪くはないかな．．．というのが，この投稿の動機の一つでもある． 「数値計算に興味あって...
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