こんにちは、リンリンです。
今回の記事はかなりの雑学寄り、しかし重要なお話です。
理系高校生や理系大学生は数学と物理を学ぶと思います。
この間、知り合いの高校生や大学生に勉強を教えていて、
数学と物理の関係を全く分かっていないなと思いました。
この関係性が分かっていないと、ふっちゃけ数学と物理を勉強しても無意味です。
理系の方々は是非この記事を全て読んでくださいね！
数学と物理の関係とは？
早速結論から述べましょう。
- 自然現象を数式にムリヤリ当てはめるのが物理
- そこから100%正しい変形をして、新しい法則を見つけるのが数学
ここが分かっていない学生が本当に多いです。
分かりやすくイラストで解説していきましょう。
まず、研究対象の自然現象があるとします。
物理学者は、この自然現象を調べ上げ物理公式の説を立てます。
この現象は、このような式で説明できるのではないか！？
といった具合です。
研究者によって、主張する式が違うこともあります。
ここでは物理の世界「自然現象をムリヤリ公式に当てはめる」場所です。
そして次に、物理公式を数学で変形していきます。
これらを繰り返していけば、
- 変形された式が他の物理公式の裏付けになる
- 変形された式が他の物理公式と矛盾する
どちらかに行きつきます。
もしも変形された式が他の物理公式の裏付けにもなるならば、元となった物理公式も正しいのではないか？という信頼に繋がります。
逆に変形された式が他の物理公式と矛盾するようであれば、元の物理公式が間違っているのではないかと疑われます。
大事なことは、数学による変形は100％間違いがないということです。
このように物理は自然現象を数式に当てはめる役割を、数学は100％正しい数式変形の役割を担っているのです。
理解できたでしょうか？
数学を学ぶ意味とは？
数学が高校や大学の必須科目となっている背景には、今回のように科学は数学によって発展しているという事実があるからなのです。
数学は物理だけに留まりません。
- 化学
- 生物
- 地学
- 天候学
- 医学
などなど、もはや全ての科学が、「数学」によって成り立っています。
数学が100%正確な変形を行ってくれるおかげで説の検証や、様々な発見ができるわけです。
そんな重要な分野だからこそ必修科目に設定されているわけです。
数学が得意なら物理は簡単
最早物理の勉強は「公式を覚えるだけ」なんです。
先人たちが自然現象を「公式」という形で残してくれたわけですから！
重要なのは数学です。
物理公式を変形して、別の物理公式になっていくわけですから、変形ツールである数学が物理のカギになります。
高校物理を勉強しようと思っている人、物理を専攻しようと考えている人は、数学を得意になってください。
そうすれば、別関係に見えた物理公式が数学を通じて導くこともできます！
「数学が得意だから物理も得意」
「数学が苦手だから物理も苦手」
このどちらかしかありませんよ。
まとめ：物理と数学の関係は非常に深い
今回は物理と数学の関係性について述べました。雑学でしたね。
今回紹介した関係性は、理系ならば分かっていないと本当にマズイと思います。
意外と知らない人が多いんですがね。
今回のような雑学もちょくちょく紹介したいなと思っています！次もお楽しみに！
では！
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