物理とは。

質問

僕はいま高１です。物理の授業が１回ありました。物理を学ぶにあたって一番大切なことはなんですか？
それと物理を学ぶことの意味はなんですか？
抽象的な質問ですいません。

回答No.1

sanori · ベストアンサー

私は理工系大学出身のオヤジです。

核心部分については、最後にお話します。

おじさんは、今の高校のカリキュラム知らないので（笑）、文部科学省のサイトから物理Ｉの学習指導要領をそっくりそのまま持ってきましたので、まずは、各々解説します。

(1) 電気
ア　生活の中の電気
(ア) 電気と生活
(イ) モーターと発電機
(ウ) 交流と電波
→今の物理の教科書って、こうなってるのかあ。いい時代になりましたね。これだと、やる気が出ますね。そのまんま生活に役立ちます。

イ　電気に関する探究活動
(2)　波
ア　いろいろな波
イ　音と光
(ア)音の伝わり方
(イ)音の干渉と共鳴
(ウ)光の伝わり方
(エ)光の回折と干渉
ウ　波に関する探究活動
→「波」っていうと、何やらつまらない勉強のような気がしますよね。
私がそうでした。（笑）
しかし、音を波として捉えれば、単純な例ですと、笛やラッパやギターの音程が何故高く聞こえたり低く聞こえたりするかが分かります。（振動数（＝周波数）とと共鳴）
ステレオのサラウンドスイッチや、ＤＶＤのTruSurroundで、なぜ、普通のステレオより立体的に聞こえるかが分かります。（干渉）
救急車が通り過ぎるとき、ピーポーピーポーの音程とリズムが何故変わるかもわかります。（高１だとまだ習わないかもしれませんが、ドップラー効果と言います。）
光については、虫メガネやレンズ。（屈折）
目のすぐ近く（１０ｃｍぐらい）に指を立ててみると、指の輪郭近辺だけ、風景がゆがんで見える現象。＝指の影の風景が回り込んで来るから、そう見えます。（回折）
水の上に浮かんだ油やシャボン玉が、なぜ、虹みたいな縞々に見えるか分かります。（干渉）

なお、
もっと後で習うことだとは思いますが、ラジオやテレビの電波、遠赤外線、赤外線、目に見える光、紫外線、エックス線、ガンマ線、これらは実は全て同一人物（電磁波）であるということが分かってきます。全部、地球を１秒に７周半するスピードで伝わります。
（さらに大学になると、実は、全ての物体が波であるということを習います。そして、そのことによって、全ての元素の性質も説明できてしまうという、驚くべき事実をを習います。）

(3) 運動とエネルギー
ア　物体の運動
(ア)日常に起こる物体の運動
(イ)運動の表し方
(ウ)運動の法則
→全ての物理学に通ずる、基本中の基本です。

イ　エネルギー
(ア)エネルギーの測り方
(イ)運動エネルギーと位置エネルギー
(ウ)熱と温度
(エ)電気とエネルギー
(オ)エネルギーの変換と保存
ウ運動とエネルギーに関する探究活動
→クルマの加速、衝突したときの衝撃、高いところから物を落としたときの音・破壊・熱、食物のカロリー値、電気のワット（ワット×使用時間）、これら全て、実は同一人物だということがわかります。
自動車の運転免許試験では、
ブレーキを踏み始めてから停止するまでの制動距離が、スピードが２倍になれば制動距離４倍、３倍になれば制動距離９倍になるから危険だ、
ということについての問題が出ますが、運動、エネルギー（と動摩擦係数）を理解していれば、暗記しなくても正解出来ます。
そして、エネルギーを供給せずとも動き続ける永久機関などというものは存在しないことが理解できます。だいぶ前（たしか十数年～２０年ぐらい前）ですけど、永久機関を売るインチキ商売に沢山の人が引っかかって、社会問題になったことがあるんですよ。

さて、いよいよ核心部分。

Ｑ：物理を学ぶことの意味はなんですか？
Ａ：他の分野の専門の人に怒られるかも知れませんが、物理学という学問ほど、この世の真理を追究している学問は、他にありません。
他の理科、すなわち、化学、地学、生物学、これら全部の本質は「物理学の一部」です。
全部、基礎の基礎、基本的原理・法則は、全て物理学の上に成り立っています。
人間の進化・歴史、すなわち、「すでに起こってしまった事実」は、我慢して暗記したり調べたりしますが、人間は、上で挙げた「生物」の一種ですから、その歴史をたどった後の思考・行動は、やはり、全て物理法則に基づいています。脳と神経のやり取りは電気、エネルギー供給はカロリーですから。つまり、国語、社会、美術、音楽、体育、これらも物理学の一側面です。
　また、世の中の真理を理解することによって、上記のような「インチキ商法」や、変な新興宗○にも引っかからなくなります。
「この世とは何か」、「宇宙とは何か」、ということについては、全て解明されているわけではありませんが、わずか２００～３００年ぐらい前に知られていなかったことの８～９割ぐらいは、すでに解明されていると思います。
　その点、物理学に匹敵する学問は、数学と哲学しかないと思います。しかしながら、数学と哲学は応用面、すなわち「役に立つ／立たない」という観点で見れば、物理学に到底打ち勝つことは出来ません。しかし、互いに助け合い、共通点を持っている学問です。実際、過去の偉大な物理学者を年表で調べれば、数学者や哲学者と掛け持ちしている学者は沢山います。

Ｑ：物理を学ぶにあたって一番大切なことはなんですか？
Ａ：１つ上の文章で述べたとおり、「物理とは、この世の真理だ」ということを肝に銘じて勉強していればいいと思いますよ。それが、やる気にもつながることでしょう。
私は高校時代、上記に書いたことの２割ぐらいしか理解してませんでした。特に、核心部分については、全く知りませんでした。
知ってれば、もっと・・・（笑）

お礼

ありがとうございます。がんばろうって気になってきました。

回答No.3

hengtop

物理を学ぶにあたって一番大切なこと＞
物理を学ぶと同時に数学を大事にすることです。
物理、化学、生物学・・・etc
全てそうですが、ある現象を人間が理解するためには少なからず
数式に置き換えなくては理解できません。
実験を繰り返しその現象を数式に置き換えることができた時点で理論として成り立ちます。
ただ人間の５感で感じたままでは別の人間にその現象を正確に伝えることができないのです。
もうひとつ大事なことは、当たり前のことを自分で理解しているつも
りでもそれは５感で感じているだけで、例えばある物体がなにかに衝
突して壊れた、この一つをとっても、壊れたときに物体に作用した力
はどれくらいか？どの部分から壊れ始めたか？
衝突する前に減速すれば壊れないですむけど、衝突したこと自体減速
していることになります。それじゃどれだけの時間をかけて減速すれば
壊れないですむか？・・・・
考えればきりがないのですが一つの現象に対して、何故そうなるかと
いう疑問を絶えず持つことが大切です。
物理を学ぶことの意味＞
日本の今日の繁栄は物理学が支えてきたといっても過言ではありません。
日本が世界に誇る工業製品は私たちの諸先輩が物理学を駆使して成し遂げてきたものです。
今後の日本は農業では生きていけません。最先端の工業技術を持つし
か生きる道がないのです。
物理を学ぶことは、数学も合せて、大げさかもしれませんが、日本人が生きてゆくために必要な学問です。

お礼

ありがとうございます。どんどんやる気が湧いてきました！

回答No.2

patofu

物理は日本に入ってきたときは究理（窮理）学と訳されていました。
文字通りの意味で、世の中の現象はなぜそのようになっているかを研究するものでした。
例えば、物が燃えるのは熱素と呼ばれるものが出るからだ、とか
物が見えるのは目から透明な触手がでているからだ、とかね。

少し楽しそうな学問でしょ。

しかし、近代物理学の父ことニュートンがいけなかった。
彼はりんごが落ちるところをみて、重力というものに気付いたんですが、
なぜ物は引き合うのかということを考えなかったんです。

物が落ちるの運動は、この数式で表せる。なぜ引き合うか分からないけどそれでいいんだ。とね。

そこからどんどん数式が入ってきました。
単純な二次方程式から、証明に何百行とかかるような難解な式まで・・・
凡人はこれについていくことに必死にならざるを得ず、そのまま数式が物理となってしまいましたとさ。

もちろん、宇宙の全てを語ろうとした人は多くいます。
しかし、そのためにはいろいろな数式を使いこなさなければなりません。
そのための基礎が高校なんですね。
もちろん高校生も思考実験（頭の中でどうなるかをシミュレーションする）ができますが、
その実験結果を証明するのは数式なんです。

だから一番大事な事は、物理の本当の意味を忘れずに、少々面倒でも数式の海を泳ぎきることです。
泳ぎきった後には違った景色が見える、はずです。

お礼

ありがとうございます。がんばってみます。