書籍詳細

「高校の物理」が一冊でまるごとわかる
身近な現象や話題を入り口にしながら「高校の物理」を丁寧に解説

「高校の物理」が一冊でまるごとわかる
著者名
小川慎二郎
ISBN
978-4-86064-687-5
ページ数
368ページ
サイズ
A5判 並製
価格
定価2,090円 (本体1,900円+税10%)
発売日
2022年04月21日発売

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内容紹介

物理学は、未来を予言できる学問です。古くは天体の運動に始まり、この世界がどのような仕組みで動いているのかを明らかにすることで、これから先の未来の世界について考えてきました。世界をいかに正確に捉え、高い精度で予測するか?が物理学に課せられた使命です。本書では、そんな物理学の基礎となる「高校の物理」の基礎を、身近な現象や話題を入り口にしながら詳しく丁寧に解説します。「風船で空を飛べるか?」で浮力やアルキメデスの原理などを、「ICカードの電源はどこか?」で電磁誘導や誘導起電力、レンツ・ファラデーの法則などを学んでいきます。

著者コメント

(「はじめに」より)

◉物理学を学んで、未来を予測する
 物理学は、未来を予言できる学問です。古くは天体の運動に始まり、この世界がどのような仕組みで動いているのかを明らかにすることで、これから先の未来の世界について人類は考えてきました。世界をいかに正確に捉え、高い精度で予測するか? が物理学に課せられた使命です。世界のさまざまな現象を捉えるための手法の数だけ物理学には分野があり、また、正確な理解と予測のためには数式を用いた思考が必要となります。

 しかし、明日の天気を予測する計算に3日かかってしまっては意味がありません。天気は上空の温度や湿度、気圧等によって決まりますが、それらを正確に測定したり、それを元に計算したりすることは簡単ではありません。そのため、どのような数式を用いればより簡単に予測できるだろうか?と考えることも、物理学を学ぶ楽しみのひとつなのです。

◉物理学を学んで、技術を高める
 野球の試合で打ち上げられた打球がどこに落ちるかは、打球の初速と打ち上げ角度からほぼ正確に計算することができます。では、フライを捕球しようとする外野手は大急ぎでその計算をしているのでしょうか? そんなことはありませんね。外野手は打撃の音や打球の上がり方を見ながら「経験」をもとに落下地点を目指します(そしてたまに失敗します)。このような「経験」をもとにして獲得した技術をさらに高めようとしたとき、現象を分析して数式化し、次に起こることを予測できる物理学が必要となるのです。

◉物理学を学んで、リアリティを追求する
 映画や絵画に描かれた世界にリアリティを感じるとき、私たちは自分の「経験」と照らし合わせて共感しています。物理学の法則や数式を知らなくても、世の中がどのように見え、どのように変化するのかという「物理学的な正しさ」を、私たちは経験的に知っています。ルネサンス期の透視図法(遠近法)や色彩表現の技術に始まり、現代の3D映画の撮影技術に至るまで、私たちの「経験」が共感するようなリアリティを表現する技術は、物理学に裏打ちされて発展してきました。深い芸術表現というものは、このような技術によって得られるリアリティを土台として、そこからさらに一歩踏み出したところに存在するのではないでしょうか?

◉物理学を学んで、世界を変える
 自動車やスマートフォンのような、目に見える技術の分野だけでなく、インターネットショッピングのようなサービスの分野においても、この数十年の間に大きな変革がありました。今後も、政治経済を含めたあらゆる分野で、イノベーションによる大規模な転換が必要とされてきます。しかし、世の中の仕組みや私たちの暮らしを大きく変える独創的なアイデアは、どうやって生まれるのでしょうか?

 アメリカのテスラ・モーターズやスペースXを起業したイーロン・マスクは「物理学を学んで、世界を変えよう」と強調しています。物理学には、私たちの日常生活の常識からは想像もつかないような考えがたくさんあります。これらの考えは、ものごとを原理まで突き詰めて考え、それらを再構成することで得られたものです。このような物理学の方法を学ぶことは、将来にあらゆる分野でイノベーションを起こすための素地となります。物理学は、理系の研究者だけのものではないのです。

◉この本で学べること
 この本は、高校で学ぶ基礎的な物理学を1から学びたい読者に向けて書かれています。高校物理をもう一度学び直したい一般の読者だけでなく、これから学ぼうとしている高校生や中学生が予備知識なく読み進められるように、身近な現象や話題に関するクイズ形式で構成されています。クイズの答えを解説しながら、その裏にある物理学の考え方、それを表す数式の表現と、段階に分けて詳しく丁寧に説明しています。この本1冊で高校物理の全てのトピックを網羅していますので、まずはクイズとその答えの解説をピックアップして読んで全体の概略を知るというのも、お勧めの読み方です。

 物理学を学ぶことで「実際の現象からどのような法則が得られるのか」「理論を使って現実の世界をどのように記述できるのか」ということを考える楽しみを得てもらうことが、本書を執筆した目的です。高校で学ぶ基礎的な物理学にも、私たちの直感とはかけ離れた理論が多く含まれています。それを「自分の知っている世界とは違うものだ」と敬遠するのではなく、「これからの世界を変える斬新なアイデアの源泉だ」という気持ちで学んでみてください。

著者プロフィール

小川慎二郎(おがわ・しんじろう)

◎学生時代には、パスタがアルデンテになるときの内部構造についてX線散乱を用いて研究し、近年は、イタリアに長期滞在してルネッサンス期の絵画技法と光学の関係について研究するなど、料理やスポーツ、芸術を物理学の視点から楽しむことが主な研究テーマ。
◎事務局長を務めるNPO法人理科カリキュラムを考える会では、世界各国の科学カリキュラムや教科書の研究を進め、日本の科学教育の未来について日々考える。◎桜蔭学園や福岡雙葉学園、早稲田佐賀学園の物理科主任を歴任し、現在は早稲田大学高等学院にて中高生に物理や理科を教える傍ら、夕方には理科教員を目指す大学生を相手に理科の授業づくりについて講義し、夢を語っている。早稲田大学出身。

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