「MATHコン2022」の日本数学検定協会賞が決定 AIが予想した数式の証明に挑んだ高校2年生が受賞 「なぜ?」「本当?」「どうなる?」からはじまる算数・数学の自由研究

2022.12.22
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算数・数学の実用的な技能を測る、実用数学技能検定「数検」(数学検定・算数検定、以下「数検」)」を実施・運営している公益財団法人日本数学検定協会(所在地:東京都台東区、理事長:髙田忍、以下「当協会」)は、一般財団法人理数教育研究所が主催している「塩野直道記念 第10回『算数・数学の自由研究』作品コンクール」(通称「MATH(マス)コン」)の優秀賞の1つである「日本数学検定協会賞」を決定し、2022年12月18日(日)に東京都内で行われた表彰式で受賞者を表彰いたしました。

「日本数学検定協会賞」オンライン表彰式の様子<br />
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「日本数学検定協会賞」オンライン表彰式の様子

受賞したのは、「Ramanujan Machineによる未解決予想の証明と昨年度のRimse理事長賞受賞作品における未解決問題の解決」という研究作品を応募した東京都在住の高校2年生です。

塩野直道記念「算数・数学の自由研究」作品コンクール公式ホームページ

「なぜ?」「本当?」「どうなる?」からはじまる算数・数学の自由研究

今年2022年で第10回の開催となる塩野直道記念「算数・数学の自由研究」作品コンクールは、全国の小学生・中学生・高校生を対象に、日常生活や社会で感じたさまざまな疑問を算数・数学の力を活用して解決する、あるいは、算数・数学の学びを発展させて新たな数理的課題を探究するなかで気づいたことやわかったこと、自らの解決の方法などをレポートにまとめ、作品として応募するコンクールです。テーマは自由で、毎年さまざまなテーマの自由研究作品が集まります。なお、今年2022年の応募作品数は、合計16,500件でした(2021年は17,429件)。

AIが予想した数式の証明に挑んだ高校2年生が受賞

本コンクールに2016年から協賛している当協会は、すべての応募作品のなかから、とくに算数・数学の研究として優れたレポート1作品に優秀賞として「日本数学検定協会賞」を授与しています。今年2022年の「日本数学検定協会賞」は、AI(人工知能)を使った「ラマヌジャン・マシン」が予想した数式の証明に挑んだ、東京都在住の山本修真(やまもと しゅうま/応募当時16歳、高校2年生)さんが受賞しました。
山本さんは、「ラマヌジャン・マシン」が予想した式のほとんどが証明されていないことから、それらを証明することを今回の研究の目的に掲げ、実際にいくつかの予想を証明することに成功しました。さらに、証明した定理の1つが2021年のMATHコン受賞作品である多面体分割問題と深い関わりがあることを発見し、その定理を応用することにより、受賞作品で未解決となっていた問題を解決しました。

※ラマヌジャン・マシン
イスラエル工科大学の研究チームが開発したマシン。インドの天才数学者シュリニヴァーサ・ラマヌジャンの思考形態をAIがシミュレートし、円周率πやネイピア数eなどに関する新しい式を連分数の形で予想する。

「日本数学検定協会賞」受賞者の山本修真さんの発表の様子
「日本数学検定協会賞」受賞者の山本修真さんの発表の様子

また、山本さんは今回の研究をとおして、まったく関係がないように思えた2つの問題が同じ問題に帰着することを知ったときに心から感動したそうです。その関係性に着目した視点で、さまざまなアプローチに取り組んでいきたいと、今後の展望を述べて研究をしめくくっています。

算数・数学の実用的な技能を測る数検を実施している当協会は、AIが予想した結果の証明に取り組むという現代的な研究スタイルと、過去のMATHコン受賞作品などの情報にも敏感に反応し活用している点を評価して、このたびの「日本数学検定協会賞」の授賞を決定しました。

なお、山本さんの受賞コメントと応募作品への審査委員の講評は以下のとおりです。

<山本修真(やまもと しゅうま)さんの受賞コメント>
このたびは、「日本数学検定協会賞」というたいへん名誉な賞にご選出いただき、ありがとうございました。「MATHコン」運営のみなさま、研究の助言をいただいた「数理空間トポス」チューターの方々、都立西高校の先生方に心から感謝申し上げます。本研究で扱った予想は、高校で習う「三項間漸化式」に「変数係数」という“スパイス”を加えた、シンプルですが奥の深い問題です。ぜひ本作品を読み、「ラマヌジャン・マシン」の未解決予想に取り組む「同志」が1人でも生まれてくれればと思います。研究に取り組むうえで大切にしたことは、「巨人の肩の上に立つ」ことです。先人たちの積み重ねてきたものを知る重要性を、研究をとおして痛感しました。今は巨人の足首にしがみつくだけで精一杯ですが、これからも学ぶことを忘れずに研究に励んでいきたいと思います。

山本 修真(やまもと しゅうま)さん
山本 修真(やまもと しゅうま)さん

<審査委員の講評>
「ラマヌジャン・マシン」とよばれるAIによる予想(未解決問題)を数学的に証明した結果、昨年度のRimse理事長賞受賞作品における未解決問題を解決したという作品です。証明の計算は複雑ですが、「ラマヌジャン・マシン」や受賞作品の問題など数学の情報にも敏感で、今後の活躍にも期待できます。

当協会は、MATHコンのような理数教育の充実に向けた普及推進イベントなどに積極的に関わることで、今後も広く国民のみなさまに算数・数学を学習する大切さや、楽しさを伝える普及啓発事業を充実させてまいります。

開催概要

名  称:塩野直道記念 第10回「算数・数学の自由研究」作品コンクール(2022年度)
主  催:一般財団法人 理数教育研究所
協  賛:株式会社 内田洋行/株式会社 学研ホールディングス/公益財団法人 日本数学検定協会
応募資格:小学生、中学生、高校生
※海外の日本人学校も含む。
※グループで応募する場合は、同じ学校の同学年の応募に限る(1グループ4名まで)

審  査:
1.小学校の部 … 低学年の部(1~3年)、高学年の部(4~6年)に分けて審査。
2.中学校の部
3.高等学校の部(高等専門学校3年次までを含む)
公式ホームページ:
https://www.rimse.or.jp/research/
公式YouTubeチャンネル:
https://www.youtube.com/channel/UCp7ws7VeMwfovakdf2Fm_Cw
※くわしくは、公式ホームページをご覧ください。

【添付資料】MATHコン2022「日本数学検定協会賞」の作品

お問い合わせ先

【本コンクールに関するお問い合わせ先】
一般財団法人 理数教育研究所
「算数・数学の自由研究」係
TEL:06-6775-6538
E-mail:mathcon@rimse.or.jp
URL: https://www.rimse.or.jp/research/

【本リリースに関するお問い合わせ先】
公益財団法人 日本数学検定協会
広報担当
TEL:03-5812-8342
E-mail:kouhou@su-gaku.net
URL:https://www.su-gaku.net/