量子電磁力学（QED）について

物理専攻の方にお尋ねします。
量子電磁力学（QED）は物理の専門課程の授業で教えますか？
ファインマン・ダイアグラムやディラック方程式は授業で教えますか？
それとも授業ではなく課外研究テーマの部類ですか？

No.7 回答者： puyo3155 回答日時： 2020/11/21 08:06

大学の勉強と、高校までの勉強を同じだと思っているのかな。

大学の勉強は、専門的知識を高め、専門知識を持って社会に出ていく人材を育成するとともに、最終的には学術的な研究者を養成し、新しい学問の道を開いていくことです。

工学は前者が多いのですが、物理の道を行くのであれば、教員をのぞけば、研究者以外、専門で食っていく手段がない、よりアカデミック色が強い道でで、後者になります。

そんなとき、

・QEDまではやるべきだとか
・・・・理論は、やるべきでないとか

そんな話ではないし、一般論もありません。

物理なら、古典力学、電磁気学、解析力学や、熱力学と量子論の基礎、それに関連する数学などは定番でしょうが、専門となるとテーマは多様です。授業になったものをどこまではとるべきで、どこからは取らない・・に一般論も正解もありません。それに全部の大学に、該当する講座があるかどうかもわかりません。文部省統一教科書・・・ではないのです。

研究室に所属し、自分の専門分野をこれと決めたら、その分野が確立していようと、いまいと必要な勉強はするのです。それがあっていようといまいと、論文を読むのです。自分が学びながら、自分が道を切り開く。高校までの、出来上がったものを教わるのとはまったく違います。そうかんがえると、確立した分野では食い扶ちはすくなく、確立されていない分野でホットなテーマには、お金がつくため、食えるかどうかは、その流行や運もあります。

No.6 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/11/20 12:21

私の大学院での研究はレ―ザー分光でしたけど

QEDは必要ありませんでした。
レ－ザー分光は半古典論で充分だし
この範囲でもまだまだ未開拓な部分が有るのです。

何がどこまで必要なのかは研究内容によります。

同じレ―ザーでも周波数揺らぎやノイズ等の
研究者はQEDを駆使していると聞いてます。

この回答へのお礼

＞私の大学院での研究はレ―ザー分光でしたけど
QEDは必要ありませんでした。

おそらくそうだと思います。
でも理論として信頼できると思ったらやってもよいのではありませんか？
一方理論としてこれは有り得ないと感じたら本気では出来ませんよね。

お礼日時：2020/11/20 18:19

No.5 ベストアンサー 回答者： finalbento 回答日時： 2020/11/20 10:30

質問自体からは外れますが、お礼コメント等にあった「大統一理論(cf:「統一場理論」とは普通言わないようです)や超ひも理論とかは関わるべきではない」と言う考え方について私の考えを参考まで。

「大統一理論や超ひも理論は勉強するべきではない(∵正解ではないかもしれないから)」と言うのは確かに一理あるとは思いますが、それでも私は素粒子物理学を勉強したいのであれば(趣味で勉強する場合を含めて)大統一理論や超ひも理論は絶対に勉強しておくべきだと思っています。まずこれらの理論は「素粒子物理学における真理」を表す理論の最有力候補ですから、単純に「どんなものか知りたい」と考えるのが自然だと思います。と言うより「素粒子物理学を勉強したい」と言っている人が「大統一理論や超ひも理論は勉強したくない」と思う感覚が正直理解できません。


それから大統一理論なり超ひも理論が「もしも間違いだったら無駄な事を勉強した事になる」と言う考えがおありかもしれませんが、私は正解か間違いかに関わらず勉強する価値はあると思います。もしも大統一理論や超ひも理論が間違っていたとしたら、それ自体が非常に興味深い話です。勉強していなければ間違っている事は分からないわけですから、仮にそれらが間違っていたとしたら「間違っている事が理解できる」と言う大きな収穫があります。そもそも「正解だと分かっている事しか勉強しない」と言うのは、学校の勉強みたいで面白くないと思います。

この回答へのお礼

加速器で寿命が10^-10秒の人工元素を苦労して発見してはたしてどんな意味があるのかって普通の人は思うようになりましたね。
大統一理論や超ひも理論もこれと似たよーな感覚ではないですか？
10次元宇宙とか１１次元宇宙と聞いただけで、これはアブナイと思うのではありませんか？

お礼日時：2020/11/20 18:14

No.4 回答者： chiha2525 回答日時： 2020/11/19 21:18

基本的にはやりません。

物理学専攻でも基本は力学や電磁気学のいわゆる古典です。一応、相対論と量子力学もさわりだけ必須でやりますが、その程度ですので深いところまではいきません。そんなわけで専門に進んだ後に、例えば理論に進んだ人がそこから量子力学がスタートという感じです。
専門は、やってることがかなり狭いので、あれもこれも出てくるわけではなく、どれか１つ出てくるかどうか、くらいですよ。

教えられるのを待つのではなく自分でやっていく、くらいの気持ちを持っておくほうが良いです♪

この回答へのお礼

最近、量子力学や素粒子物理学に興味を持ちいろいろ調べているのですが、統一場理論（GUT）とか、超ひも理論とか、万物の理論（TOE）はさすがについていけません。
私の場合は量子力学に関して言えば、量子電磁力学（QED）まではやるべきと思い現在やってます。
どこかで明確に線引をしないとSFで終わるのではないかと心配だからです。

お礼日時：2020/11/19 22:09

No.3 回答者： puyo3155 回答日時： 2020/11/19 17:44

＞物理の必修科目ってのがあるでしょ？

そこまで聞きたいなら、大学と学部を指定して、自分で調べなさいな。一般論なんてあるはずもなし。

No.2 回答者： finalbento 回答日時： 2020/11/19 16:47

物理学コース(≒物理学科)中退の者ですが、私のいた所では専門科目は「必修」「第一選択」「第二選択」の三種類に分かれていました。

そのうち必修になっていたのは記憶に間違いなければ実験だけで、あとは力学や電磁気学も選択科目でした。


とは言え第一選択には力学、電磁気学、量子力学、統計力学など事実上の必修ばかりでした。第二選択には相対論がありましたが、物理学科に来て相対論を勉強しないヘソ曲がりはいないでしょうから、これも事実上の必修と言って差し支えないと思います。


量子電磁力学は科目としては素粒子物理学に入ると思われますが、当時は素粒子物理学は第二選択でした。受講する前に中退したので学部の講義でやっているかどうかは知りませんが、社会人になってから買った素粒子物理学の専門書(≒大学の教科書)には「場の量子論には大学院レベルの膨大な技術的内容を含む」と言った事が書いてあったので、ひょっとしたら詳細は学部ではなく大学院でやるのかもしれません。


ちなみに大学の勉強は高校までとは違って「授業で教えられる事を勉強する」と言ったものではなくて「自分が勉強したい事をどんどん勝手に勉強して行く」と言うのが基本であって、講義の受講はそのための手段の一つに過ぎません。かく言う私自身大学に入ってからの当面の目標が「マクスウェル方程式のマスター」だったので、入学してから講義でやっている力学はそっちのけで二年生と三年生で履修する電磁気学ばかり本まで買い込んで勉強していました。なので学部の履修範囲に入っているかどうかは関係なく、興味があれば量子電磁力学をどんどん勉強して行けばいいと思います。私もやめていなければそうしていたでしょうし。

この回答へのお礼

なぜこんな質問をしたかというと、量子力学や素粒子物理学は既に確立し土台が固まった部分と発展途上の領域がゴチャゴチャに混在していて、どこかでしっかりと線引をしてかからないと後々無駄なものに関わったと知り後悔する羽目になるからです。
私の場合は量子力学に関して言えば、量子電磁力学（QED）まではやるべきと思い現在やってます。
そう判断する根拠もあります。
そこから先の統一場理論（GUT）とか、超ひも理論とか、万物の理論（TOE）はさすがに関わるべきではないと思ってます。
大学の先生方はこれらに関しどんな話をするのか興味があります。

お礼日時：2020/11/19 22:02

No.1 回答者： puyo3155 回答日時： 2020/11/19 14:11

大学の勉強は、自分の学びたい方向に合わせた選択式です。

義務教育のように、きまった全員共通の授業があるわけではありません。専門課程ならなおさらです。

この回答へのお礼

物理の必修科目ってのがあるでしょ？

数学なら線形代数は必修だ。

お礼日時：2020/11/19 14:54