大学物理は数学が重要

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大学物理は数学が重要

大学生に上がってからの物理は、数学が特に重要となります。
数学を使う頻度は非常に高く、たくさんの知識を使います。
数学をやらないまま、大学の物理を勉強するのはほぼ不可能と思っていいくらいです。
なぜ物理と数学がここまで関係があるのでしょうか?

それは、物理が数学を使って現象を説明する学問だからです。
物理はあらゆる事象を研究対象にしますが、その事象がどういう状態で、どういう変化をするのか、それらは基本的に数学を使って説明されます。
なぜそうなるのかといえば、物理が対象にしている現象そのものは目に見えるものの、その現象を起こした力の存在や、その力の伝わり方など、物理学がまさに知りたいと思うその部分は目に見えないからです。
それら現象に関する情報やその変化を知るため、それらは数字に置き換えられます。
そしてそれを計算することで、目に見えない力の存在やその変化の過程を説明できるようになるのです。

また、数字に置き換えると、その現象には関係ない条件を差し引くこともできます。
たとえば現実社会では、よほど特殊な状況でない限り、空気がありますよね。
良くも悪くも、その現象は空気の影響を受けます。
その現象について、この空気の影響力を差し引いたときにどうなるのか、それも数字を使えば条件設定ができます。

現在では科学技術が発達したことで、真空室なども作れますが、それには莫大な手間がかかりますよね。
このような手間をかけなくても、数学を使ってあらゆる現象を説明できるのが物理学です。
今対象にしているその現象を特定し、その現象には関係ない余分な条件を差し引き、余分な条件の入らない純粋な現象を説明するには、数学を使うのが便利なのですね。

つまり物理学にとって、数学は道具となるのです。
その物理学が本格的なものになればなるほど、道具として数学を上手に使いこなすことが必須となっていきます。
高校レベルの物理学なら、まだそこまで本格的に数学を道具として使わないのですが、大学生のレベルになると、数学を道具として使いこなす必要があります。

そのため、大学生の物理学は、数学ができることがほぼ前提です。
少なくとも高校レベルの数学はすべて理解していないと、大学生になってからの物理を理解するのは、かなり厳しくなるでしょう。
また、高校レベルの数学がわかればそれだけでいいわけでもありません。
大学生になってから、高校では習わなかった、さらに高度な数学を習う機会も多いです。
これらも大学生の物理を学ぶ上での必須の道具となりがちですから、とにかく物理学と数学はセットで覚えておいてください。