物理を学ぶ上で非常に大切になるのがこの量子力学です。
量子力学は物理学の本質であると同時に、これにつまずく学生は決して少なくありません。
そこで今日は、理系大学生を対象に量子力学が難しい理由とその対策法について詳しく解説します。
ぜひ参考にしてください。
【「量子力学」が難しい理由】
まずは、量子力学が難しいとされる理由を下記の通り、3つご紹介します。
・「見えない世界」を数式で扱う
・数学の抽象度合い
・丸暗記では対応できない
≪「見えない世界」を数式で扱う≫
量子力学では、「粒子が波のように振る舞う」や「観測で状態が変わる」といった直感に反する現象を扱います。
高校までの物理では主にニュートン力学など「見える世界」を扱いますが、大学の量子力学では「見えない世界（原子・電子）」を数式で扱います。
日常生活とはあまりにもかけ離れているためイメージしにくいのです。
≪数学の抽象度合い≫
量子力学には線形代数や微分方程式が中心にあります。
これらは非常に抽象的な数学の概念を物理現象に対応させなければいけなく、これに慣れるまでには時間がかかります。
≪丸暗記では対応できない≫
暗記をすることは大切なことです。
でも、量子力学においては丸暗記はあまり役に立ちません。
なぜなら量子力学では、公式を覚えることよりもなぜその式になるのか、どんな意味があるのかを理解しなければいけないからです。
最初は丸暗記だけでもある程度対応はできるかもしれませんが、いずれ「できない」になると思います。
実際にこれを感じていて、今現在、理解に苦しんでいるという人は多いかもしれません。
ここまで、大学の量子力学が難しい主な理由について3つ解説しました。
では、どう対応していけばいいのか具体的な方法をシェアします。
【量子力学の対策法】
まずやっておかなければいけないのが、数学の基礎力を身につけておくことです。
先に述べた通り、量子力学に手を焼く学生の多くは線形代数と微分方程式の理解不足が奥にあります。
ベクトルと行列の演算や固有値・固有ベクトルなどを特に勉強します。
そして、抽象度合いが難しい量子力学ですので、いかに頭でイメージできるかも理解に直結します。
今はYouTubeなど動画を使っての学習もできるので、それらを使い抽象的な式をイメージとして頭に落とし込むようにします。
もちろん参考書などを使ってもOKです。
その際は、自分のレベルに合ったものを選んでください。
さもないと、レベルの差によって自信をなくしモチベーションが低下するかもしれません。
まずは入門書から始めて、基礎、標準とレベルアップしていくのがいいです。
最後に大学の友人らとともに勉強をするのもアウトプットになり有効な手段です。
お互いに説明をし合い、理解を深めます。
【まとめ】
いかがでしたか？今日は、大学の量子力学について解説しました。
難しく何をしたらいいか悩んでいる学生は今日の内容を参考に学習してみてください。
では、本日も最後までお読みいただきありがとうございました。
