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物理に数式は必要?

数式があるから物理が嫌いな人 ゛(`ヘ´#)

嫌いではない、興味はあるけど
数式があるために一歩を踏み出せない人 (# ̄З ̄) ブツブツ

‥いると思います
そしてその気持ち、よく分かります ~~~ヾ(^∇^)

多くの人にとってそれは
とっつきにくく
慣れるのに時間がかかるものでしょう (。-_-)ノ☆・゚::゚

ま、物理学では数式を一種の言語として使っている訳なんだけど

「数式を使えば自然界を正確に表現できる」
「使わないとそれができない」

‥などという単純なことではない、というかそうではない
(-_-;)/(+_+;)\(-_-;) オイオイ

自然の法則性をより深く理解しようという人間の努力が
自然科学の営み、ではあるが
「深い」=「正確」ではないから、ね !( ・_・)_θ☆

ただ、「厳密性」は必要! /_・)/_・)
なぜか?

自然界で起こる現象から立てた仮説
論理的な推論をもとに演繹された仮説

‥を手にしたら、次のステップとしては
自然科学である以上、実験や観測により
その仮説を検証しなければならない (*゚▽゚)/ウイッス!

が、もしその仮説の内容が
受け手によって様々に変わり得るものだったとしたら?

‥それでは、検証どころではなくなる (´_`。)

物理学説が日本語や英語などの日常使う言語で書かれていたとしたら
何が起こるのか (・_・?)

例えばこの文章
「AさんとBさんは1日おきに会います」

もしこの2人が今日あったとしたら
次に会うのは‥

「明後日」、これOK? v(。・・。) オッケー♪


「AさんとBさんは24時間おきに会います」

これだと次に会うのは

明日! になりません? (゚o゚*)

1日=24時間であるのは間違いないのに
言い方によって内容が全く違ってしまう 「(´へ`;ウーム

このように

ちょっとした言い方の違いで内容が変わる表現
受け手によって様々に変わる言葉の印象

が存在するような言語で
科学的検証の対象となる学説を記述するわけにはいかないのです

更に
数式を用いるメリットがもう1つ

それは、数式展開により
新たな発見がある
ということ v(‘▽^*)ォッヶー♪

例えば、電気と磁気

電気も磁気も
時間的な変動がなければ
それぞれが独立に存在する

小学校の理科室とかにある磁石は磁力が一定で時間的に変動しない
で、確かにその周りには磁場しかない、でしょ?

ところが電場や磁場が時間的に変動すると
それらは互いに関係しあう

つまり
相手の存在抜きでは自分も存在できない
(*^-^)/\(^-^*)ナカマ!

例えば
針金の輪っかに電流を通すと
その輪っか全体が磁石になる (゚ー゚)(。_。)ウンウン
これが電気と磁気を結びつけた初の実験

その後、電場の時間的変動が
磁場を誘起することも分かった

逆に
針金の輪っかに磁石を近づけたり遠ざけたりすると
針金に電流が生じる

つまり、磁場の時間的変動が電気を生じている

で、詳細な実験を重ねて
変動電場と磁場
変動磁場と電場
を結びつける2つの関係式が得られた
“三(  ̄0 ̄)/”☆ピシ!!

実験で行われたのは、ここまで、ね
で、19世紀のマクスウェルさんは
これら2つの式を眺めて、純粋に式展開だけで有名な

波動方程式

を構築 ヾ(〃^∇^)ノわぁい♪

これは要するに電磁波(変動電場と変動磁場の組合せ)が
光速cで空間を伝搬していく様子を表す式

そしてその後のヘルツさんによる電波の発見につながった
( -_-)フッ

更に、我々が目で見ている光
いわゆる可視光もこの電磁波の一種であることが判明
電波と可視光の違いは波長という定量的な違いのみ

このように
式展開で未知の事象を予測する
なんていうのも、数式を使うメリット
(*^-°)v オッケェー♪

知識を整理し
理解と思考を深めることにより
新たな知見が得られ
次の発展へつなげることができる

‥というわけで
残念ながら
理論物理に数式は欠かせないかなぁ(笑)

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