質問

クリックありがとうございます。
私は現在高校1年生です。
先日、ちょっとしたきっかけで量子力学に興味をもち、
その少し前から物理という学問に興味をもちはじめました。
そこで、インターネットで色々と量子力学についてのサイトをあさってみたところ、簡単に(外枠だけかもしれないですが)説明してあるサイトをみつけそのサイトを一通り読み、そしてもっと理解を深めたい、と思いました。
しかし、私の高校では物理の履修は2年生からで今はまったく物理の知識がありません。
これを切欠に、物理も2年生になる前に勉強してみたいな、と思い始めました。
そこで、皆様のアドバイスを頂きたいのです。
物理を独学(いずれは履修するのですが)するにあたって、初心者むけの参考書を教えて頂けませんでしょうか。
また、量子力学を少しでも理解するためには高校物理の範囲は全て網羅してからでないと難しいのでしょうか?
アドバイスよろしくお願いいたします。

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回答 (7件)

>初心者むけの参考書
私もファインマン物理学シリーズをお薦めします。
全5冊ありますが全部揃えてもいいと思います。大学初等レベル~です。
副読本として裳華房の物理学/小出昭一郎をお薦めします。これは高校~大学初等レベルの古典力学全般と現代物理が少し載っています。高校の授業にも使えるので持ってて損はありません。
この二つを手元に専門書を借りれば良いかと。

>高校物理の範囲は全て網羅してからでないと難しいのでしょうか?
どちらかと言うと数学を勉強した方がいいでしょう。
特に微積分学です。高校以上をマスターする必要があります。
裳華房の理工系の基礎 微分積分/石原繁 浅野重初 共著は基礎から載っています。高校授業の参考書にも使えますよ。

量子力学を理論から考えようとするには労力がいりますが、知りたい!と言う気持ちが一番大切です。その気持ちを忘れずに学んでいって下さい。

>量子力学を少しでも理解するためには高校物理の範囲は全て網羅してからでないと難しいのでしょうか?

高校1年生で量子力学に興味を持つとは、すごいですね。時間と興味と気力があれば、「ファインマン物理学」シリーズを読むことをお勧めします。たぶん高校1年生には難しいと思うが、わからないところは、他の本を読んだり、インターネットで調べながら、少しずつ理解していくのがよいでしょう。学問に王道なしです。

橋本淳一郎著 単位が取れる 量子力学ノート 講談社 が お勧めです。 大学生向け、と書いてありますが、高校物理の知識で学べる本と書いてあります。

興味を持つのは素晴らしいことですし、理論の概要を知りたいだけなら、今から解説書を読むのも悪くないでしょう。しかし、量子力学を使いこなすのは、高校生の数学では不可能です。

また、現代物理学は相対性理論(マクロ現象を扱う)と量子力学(ミクロ現象を扱う)の2本立てとなっており、量子力学が専門の人と言えど、相対性理論を全く理解していないというかたよった態度をとることは、お奨めできません。

相対性理論は特殊相対性理論と一般相対性理論に分けることができます。うち、特殊相対性理論は、本当に高校生の数学で理解できてしまうのです。遠回りに見えるかもしれませんが、一度、挑戦するのも悪くないと思います。数学と物理学の関係というものを大学に入る前に実体験できるでしょう。

私も最近量子力学に興味があって「マンガ量子力学」(講談社、ブルーバックス)という本を読んだ。けっこう面白かったです。

私は一応理系の学部を出たけど、量子力学は勉強していない。しかし理系の勉強をした経験から推測するに、大学では上の本のように簡単にダイジェストに量子力学の歴史を教えてくれないし、上の本の内容を本当に理解するには時間と勉強が必要だと思う。
 高校生ならまず、高校数学とニュートン力学をまず勉強しなくてはいけなくて、これをクリアした上に量子力学があると思ってください。しかし、高校の勉強をしながらもっとレベルの高いことを勉強したいという意志を持つことは問題じゃないと思う。

物理の履修が大抵の高校で2年生からになっているのは理由があって、
数学Iの三角比や数学Bのベクトルがどうしても必要になるから。
「高校物理」で必要な知識は敢えてそこまでに留めてあるが、
本当に物理を勉強したければ高校数学はIII・Cまでほぼ全て(平面幾何を除く)マスターしている必要があります。
特に量子力学を学ぶには大抵の大学で最初に習う初等解析と線型代数が必要です。

現象論的な理解(電子を二重スリットに飛ばすと干渉するとか)だけでよければ、
そのような解説をするサイトはあるので、検索すればよい。
そうであれば、高校数学も高校物理も不要だと思います。

そのような表面的な理解に留まらず、本質を学びたいのであれば、
まずは高校数学、特に微分積分と行列までを独学することを勧めます。
高校数学だけでは飽きるのであれば、高校物理をやればよいです。
(ただし、量子力学を理解することに限れば、
高校物理は波動の基礎と力学のみ理解していればよく、
他の分野をやるよりは大学式の微積を使った物理に慣れることを勧めます)

いずれにせよ、興味を持つことは学問をやる上でこの上ないモチベーションになります。
数学・物理は積み重ねであるからすぐには量子力学を学ぶことはできないかもしれませんが、
是非今持っている興味を失わないように勉学に励んで下さい。

>量子力学を少しでも理解するためには高校物理の範囲は全て網羅して からでないと難しいのでしょうか?
そんなことは全くないです。量子力学は大学で本格的に学んだ覚えがあり、高校では学びませんでした。
あなた様の学びたいという意欲が大切です。独学でどんどん学んでください。

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