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物理学を学ぶ理由ってなんだろう?

2019/01/21
 




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物理学を学ぶ理由ってなんだろう?

と、ふと思ったので(^^)

ほとんど、ひとりごとです(笑)

 

学者が見るような堅苦しい話にはしたくはないですので、軽い気持ちで読んでいただければと思います。

 

物理はこんなにも世の中に使われている

 

相対性理論だって物理学の一般書籍を見ればだいたい毛嫌いするでしょう。

しかし、身近なところではGPSにその考え方が適用されています。

GPSを利用したカーナビは人工衛星を介して正確な現在位置を把握することができます。これは人工衛星が光速とまでは行かないまでも、非常に高速で移動しているからです。

高速で動いている人工衛星からしてみると、我々地球にいる人の時計と比べて少々遅れるのです。

 

いや~そんなに変わらないでしょう~

ってこともないですよ。

相対性理論を盛り込まないと、1日走ったらカーナビは0.8km先のガソリンスタンドを8km先にあると表示するくらいずれるのだとか。

 

 

”こんなに”とか言いながら一例しか挙げません(笑)

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一般化・抽象化する力が身に付く

 

物理学は抽象的な学問なので、一般化・抽象かする力が付きます。

抽象的と一般化とはそれぞれ次のような意味です。

抽象的

思考における手法のひとつで、対象から注目すべき要素を重点的に抜き出して他は無視する方法であります。

一般化

さまざまな事物に共通する性質を抽象し、一つの概念にまとめること。

問題を簡単化する能力が身に着く

 

抽象的とは、対象から注目すべき要素を重点的に抜き出して他は無視する方法のことです。

 

何かを問題にしたときに、なかなか良い答えに導くことができない場合がありますよね?

そういう時は「問題はひとつの問題から成り立っているのではなく、複数の要因が複雑に影響を及ぼしあって成り立っている場合が多い」です。

それじゃー、全ての要因を全て考慮しないと問題の答えが見えてこないのかというとそうではありません。

むしろ逆で、いくつかの要因を排除させることで問題が鮮明に浮かび上がってくると考えられます。

要因1*要因2*要因3・・・

or

要因1+要因2+要因3・・・

など、要素同士が相互作用して問題が成り立っている場合が多いですが、全ての要因を考えるのではなく、影響度の高い要因のみ抽出して考えることでものごとが見えるようになったりします

 

問題が複雑になれば、ひとまず要因1だけを考えても良いでしょう

こういったことが問題を簡単にし、考察しやすい状況を作ることにつながります。

それで現象が実験と一致したら、数少ない本質的な要因だけで現象を語ることができたという意味でとてもシンプルです。

いやいや実際は様々な微妙なノイズもあるのでそれを考慮して・・・・・

ってそれが本質なら考慮してください(笑)

 

CAEでは、例えば物理現象を再現する数理モデルを考えるときに「あれも、これも・・・あれも・・・」と一生懸命色々考慮してようやく物理現象を再現できる数理モデルはあまり好みません。

むしろ、数少ない重要な要素のみ抽出して、ここまで物理現象を理解できるのだと言える方が物理屋なら好ましい(と個人的に思っています)

ですので、何が問題の本質か?、何が重要な要素か?を抽出する作業がとても物理を学んでいると多いと思います。

 

まあ、CAEなどのシミュレーションなどしていると「実機とCAEが合わない」なんてこともありますが、

あれも再現できていない・・・

これも実際と違う・・・

と言って、コテコテの3次元モデルを作ったり一生懸命メッシュを細かくしたり・・・・・

(メッシュに関しては最低限必要なメッシュサイズとか言っても相当細かく切らない場合もあるので、何とも言えませんが・・)

それよりも可能であれば1次元くらいの数式モデルで「サクっ」っと現象がわかれば嬉しいですね。

 

ある問題とある問題を結びつけて考える力が身に着く

 

物事の抽象度を上げることで、何かと何かを結び付けて考えることができたりします。

そもそも物理学の最終ゴールはここなのではないかと思います。

力の統一論なんてのがそれに当たるかもしれません。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B1%E4%B8%80%E5%A0%B4%E7%90%86%E8%AB%96

 

 

直感力

 

「45°がボールが一番飛ぶ」でご紹介の直感的に物理をものごとを見ることができるようになります。

バスッケットボールでボールの飛距離を伸ばす角度は45°!!

AをするとBになるのじゃないか?

という感覚がとても身に付きます。

【第2報 Python】バスッケットボールでボールの飛距離を伸ばす角度は45°!!

 

それから・・・

あと、物理やっていると単純に高校物理においてはもっとも点数がとりやすいです(笑)

【大学受験】高校物理が嫌い・不得意と感じたら読むべき!!超入門

 

 

色々考えたが・・・・結局

 

色々物理をやる学ぶ理由を考えてみました。

しかし、結局

「面白いから」ではないでしょうか?

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