物理苦手克服の専門塾ならScientia | 現役京大生による物理に特化した授業 | Scientiaの授業の特徴は？ | ブログ

Scientiaの授業の特徴はずばり，

歴史の流れを意識した授業展開と思考実験の多用

にあります！

「え，物理の歴史...？物理に関する年号とか覚えるの？」

「物理と歴史って何か関係あるの？」

「思考実験って何？」

と思う方も多いと思います．順を追ってご説明していきます！

物理を学ぶ上でみんながつまづくポイントの一つとして，公式が何を意味しているのか分からないということがあります．物理を学び始めた当初，僕もこの悩みを抱えていました．

この悩みを抱えてしまう理由として，

1. 公式がなぜ必要か，その必然性を分かっていない
2. 数式の背景に自然現象があることを意識できていない

ことが挙げられます．学校ではこの部分を詳しく教えてくれないんですよね...

そこでScientiaでは，「なぜこの公式が出てくるのかの必然性」を重視した授業を展開していきます！そこで，物理の歴史が非常に重要になってきます．

たとえば，物理の中でも最も重要と言ってもよい「運動方程式」は，力と加速度の関係を与えてくれます．この方程式1つとっても，

なぜ力と加速度が関係するのだろうか

力と速度が関係するのでは？

という疑問が湧いてきます．この疑問を解決するためにも物理の歴史がカギとなります！

上の例で言うと，

「力」と「速度（動いているという現象）」

を結びつけてしまうというのは，ある意味自然なことです．物体は力を加えないと動かないのですから．

では，

なぜ「力」と「加速度」を関係づけるようになったのか

この問の答えは歴史にあります．そして歴史の流れの中に，我々の陥りやすい間違いと，その間違いを解決するカギが存在しているのです！

やや冗長になってしまいましたが，歴史の流れをみると次のメリットがあります！

1. 公式の必然性が見えてきて，理解がスムーズにいく！
2. どのように自然を観測したら公式・定義が出てくるのか，その方法を見ることができる！

特に2番目のメリットは，「0から1を創る」方法を身に着けられる，という物理以外でも活きるメリットなんです！

次に，「思考実験」について説明します！

「思考実験」とは言葉の通り，頭の中で仮想の実験を行うことです．仮想であるため，自分の経験や知識をフル活用して考えていきます．

物理で「思考実験」がどのように役に立つのか，見ていきましょう！

皆さんはガリレオ・ガリレイをご存知でしょう．

それでも地球は回っている

というセリフは非常に有名ですね(本当に言ったのかは定かではありませんが...)．

このようにガリレオといえば，天動説から地動説を唱えた人物という認識が強いでしょう．

天動説が強い支持を得ていた当時，このような主張をすれば批判は免れません．では，ガリレオは批判に対してどう反論したのでしょうか．

そこで出てくるのが「思考実験」です！

批判する人たちの主張として，

地球が動いているなら，空を飛ぶ鳥や雲，落ちていく石はもっと横に流されてしまうはずだ

がありました．確かに，空と地面は繋がっていないから地面が動けば空は反対方向に動いてしまいそうですよね．

これに対してガリレオは次のような反論をします．

水の上を走っている船のマストから石を落としたら，その石はマストの根本に落ちるはず．つまり，地面（船）が動いているかどうかは関係ない

ガリレオは実際に船の上で実験をしたわけではなく，自身の経験から推論して反論材料にしているのです！

このように，ガリレオは多くの思考実験を使って物事を検証していました．

私たちが物理の問題を解くときは，もちろん目の前には紙とペンしかありません．

そのため，どんな現象が起きているのかを想像することがとても大切です．つまり，「思考実験」をすることです．