理系頭巾の知見

なんちゃって理系の頭巾が知ったことや考えたことをまとめているブログです。

理系頭巾の知見

大学の物理が分からない人へ

理系が院試に落ちたらこうなるよ。
大学院の入学試験に合格しました。 〜「マセマ」で受かる院試勉強法〜

はじめに

"大学 物理 分からない 参考書"

「講義を聞いてもチンプンカンプン」「かといって大学の図書館で物理の本を借りて読んでみてもピンとこない」

大学1年生の頃、僕はずっとそんな感じでした

本質的な理解が出来ないまま効率よく単位を取るテクニックだけが身につき、あっという間に4年生

あと数ヶ月で院試 を控える身でありながら物理が全くわからない。なぜ今まで単位が取れたのかも分からない⋯⋯

大学入学以降まともに回っていない頭を焦って転がしかろうじで思い浮かんだ勉強法は1年生の時に使っていた教科書を読み直すこと

しかし「4年生になった今なら分かるのでは⋯⋯?」と思いページをめくっても相変わらずどこか遠い世界のお話が綴られているようにしか思えない

「こりゃ自分が物理向いてないんだわ!w」と諦めて布団にくるまると就活をしないで院試からも目を背けようとしている今の自分をふいに自覚してしまいサンドバッグ代わりに布団をボフボフ叩いてしまう

そんな状況でこのブログを読んでいる人がもしいるなら、こう伝えたいです

「マセマを読もう⋯⋯!!!」

大学の書籍部に並ぶお硬い学術書の中で「単位なんて簡単にとれる!」「スバラシク実力がつく!」といった分かりやすすぎる宣伝文句で異彩を放っていたマセマ

愚かにも僕は普通の教科書が理解できないからといって持ち前の傲慢さゆえマセマに手を伸ばすことをせず、分からないテキストを永遠と読んでいたのです

大学1,2年生の頃の自分にアドバイスが出来るなら言いたい⋯⋯。今すぐ書籍部に走ってマセマを買え、と

今回の記事は大学4年生で初めてマセマを読んだ結果「ろ、ろーれんつ、変換⋯⋯?(震え」という状態から簡単に院試に合格できるまで実力がついた僕の経験談を元にしたマセマの紹介記事です

マセマとは

"大学 物理 分からない 参考書"マセマ公式サイトより)

マセマとは東京大学工学部博士課程修了&工学博士である馬場敬之さんが出版している参考書です

公式サイト「マセマとは?」にある通り、教材の分かりやすさで「日本の最高峰に位置」しています

マセマシリーズは大きく「高校生向け」と「大学生向け」に分かれていて、扱われている分野は数学と物理

僕はマセマの物理学シリーズを一通り読んで勉強したんですが、その分かりやすさはハッキリ言って異常です

「どうしてこんなシンプルなことを、他の教科書では大げさで分かりづらく難解なもののように説明しているんだ⋯⋯?」と思うこと間違いなし

ちなみに出版されているマセマの物理学シリーズはこんな感じ、って示そうとして公式サイトを見たら「大学数学・物理学」のページだけNot Foundでした。何でや!

"大学 物理 分からない 参考書"

マセマの帯や、挟まっている「読者の声」に記載されているのですがマセマは全国の大学生に読まれている参考書です

北は北海道、南は琉球大学。偏差値問わず東大、京大、東工大でも人気。すごい!

僕が読んで感心したマセマの物理学シリーズ

"大学 物理 分からない 参考書"

マセマの物理学シリーズは「大学物理キャンパス・ゼミ」が7冊、「演習」が4冊出版されています

ここではその中から僕が特に読んで良かった本を紹介します

1. 量子力学キャンパスゼミ

ミクロな物質の”粒子と波動の2重性”を解き明かす”量子力学”について、その詳しい数学的な説明も含めて、スバラシク分かりやすく解説した参考書です。
”シュレーディンガーの波動方程式”、”ハミルトニアン演算子”…、”ブラ・ベクトル”、“ケット・ベクトル”など、量子力学の主要テーマを無理なくスムーズに学べます。

これを読まなかったら多分僕は院試に落ちていたと思います

教科書を何度読んでもイメージがつかめなかった量子力学に対する印象が、この一冊で大きく変わりました

内容は井戸型ポテンシャルまでを詳しく扱ってブラケットはオマケ程度、といった感じなので大学で扱う量子力学をすべてカバーしているわけではありませんが、これを読んでおけばスッと頭に入ってくるようになります

後に説明するんですが、大学の物理は最初で躓くと後の挽回が難しいです。でも逆に最初を理解してしまえば後はすぐ分かるようになります

この参考書はその"最初の一歩"を完璧にサポートしてくれる最高の本です。もっと早くに読んでおきたかった

2. 統計力学キャンパス・ゼミと熱力学キャンパス・ゼミ

ミクロの世界からマクロの世界を導き出す”統計力学”について、その統計数学的な説明も含めて、多くの図解を用いて、スバラシク親切に解説した参考書です。
”エルゴード性”、”エネルギーのゆらぎ”、…、”グランド カノニカル アンサンブル”ボース・アインシュタイン凝縮”など、統計力学の全テーマを短期間に無理なく習得できます。

理論的に面白く、かつ実用面では様々な産業で役に立つ“熱力学”について、数学的な考え方や物理的思考実験も含めて、これ以上ない位分かりやすく解説しています。
“熱力学第0、第1、第2法則”、”カルノーの定理”、…、“ボルツマンの原理”など、熱力学の全テーマを無理なく楽しく短期間で学べます。

僕は大学で熱力学を初めて習った時、ハッキリ言って舐め腐っていました

「こんなん高校物理の延長やんけ!はーしょーもな。レポ出して単位ゲットや(普段物理に打ちのめされているのでウキウキするアホ)」

実際単位は取れたんですが、その後統計力学の講義が始まって泡を吹いて倒れることに

式の導出が全く理解できず、扱われている事柄のイメージも全く想像できない⋯⋯これは何だ?何だ?何なんだ?お?

院試で改めてマセマを読みながら勉強して知ったんですが、統計力学を理解するためには熱力学の知識が結構必要になります

というか熱力学を理解できていないと統計力学には手も足も出ません。僕は熱力学の単位は取れたもののその場しのぎ程度の理解だったので、統計力学で大いに苦しんだというわけです

「統計力学分かんなーい!やめた!」となったらまずマセマの熱力学を読んでから、マセマの統計力学で勉強してみましょう。あっという間に理解できるようになります

マセマを使っても統計力学の後半部分は難しかったので、もし普通の教科書を読んでいたら何年経っても理解できなかったと思います

3. 電磁気学キャンパス・ゼミ

“マクスウェルの方程式”で表される”電磁気学”について、“ベクトル解析”の詳しい解説も含めて、基本から応用まで、スバラシク分かりやすく解き明かした参考書です。
“grad f”、”div f”、…、”様々な回路”、”電磁波の解析”など、電磁気学の全分野を楽しみながら学べます。

大学物理でかなり時間を割いて説明される電磁気学

僕はマクスウェル方程式の導出で早々に詰み、そこから講義を受けても何を言ってるのか分からんぞといった状態でした

それでもこのマセマの電磁気学を読み込んで、自力で何も見ずに全ての式を導出できるようになりました

院試に必要な電磁気学はマクスウェル方程式を完璧に理解すればもう終わったようなものです。後は問題を解きまくるのみ

4. 複素関数キャンパス・ゼミ

理論的に美しく、かつ実践的にも有用な”複素関数”の全分野について、スバラシク親切に解説した参考書で、日本で最も愛読されている複素関数学習の決定版です。
”コーシー・リーマンの方程式”、”コーシーの積分公式”、”グルサの定理”、…、”ローラン展開”、“留数定理”など、複素関数の全分野を親切に丁寧に解説しています。

「大学に入ると物理が数学になる」って話を聞いたことがある人は多いと思います。そして数学が哲学になるとか

実際に物理学生は数学の講義を1,2年生の頃に結構受けることになるんですが、その中で面倒なのが複素関数

理解して覚えないといけない公式がいくつかあり、問題のパターンに慣れる必要があります(慣れてしまえば超簡単!)

まずは問題を解きつつ読み込んで理解することに努め、その後に演習書を解きまくれば完璧です

その他

他にもマセマからは大学1年生でつまづきやすい「線形代数」、「フーリエ解析」「ラプラス変換」も出版されています

入学当初からこれを読んで勉強に弾みがつけば大学生活無双できます。マジです

マセマを勧める理由 〜大学物理の難しさについて 〜

ひたすらマセマの参考書を紹介してきましたが、ここでなぜ僕がマセマを勧めるのかを説明しておきます

物理学部を卒業して現在大学院で勉強している僕個人の意見ですが、大学物理には最初に大きな壁があると思います

"大学 物理 分からない 参考書"

図にするとこんな感じ。曲線の形は適当です

何かとっかかりを掴んでしまえば全て理解できるのに、それが難しい

「分からん分からん分からん〜〜〜!」といってガムシャラに教科書を読んでいるだけではずっと理解できないままです

しかし自分に合った分かりやすい解説が載っている参考書を見つけて、その科目に対するイメージと全貌を掴めば後は意外と簡単なんです

一度理解できてしまえば、難しい教科書でも「フンフン、難しそうに説明してるけど要するにこういうことでしょ?」と読み進められるようになります

分かりやすい解説からきっかけを掴んで、少しずつ難しい概念を理解できるようになっていく

その最も肝心な"最初の理解"を得るための参考書として、物理に関してはマセマが最も適切だと僕は思っています

まとめ

今回の記事の内容をまとめるとこんな感じです

POINT

大学の物理が分からない人は「マセマ」を読もう!
特に量子力学、統計力学、電磁気学がオススメです

大学の書籍部に行けば大抵置いてあります

最近新しく「振動・波動」も発売されたそうです

早い内から読み始めれば、大学での勉強にかなり余裕が生まれますよ

おわりに

"大学 物理 分からない 参考書"

長々と説明しましたが僕がなぜこうもマセマを推すのかというと、「もっと早くマセマを読んでおけば良かった」と後悔しているからです

「分からん分からん〜〜!!」といって投げ出して現実逃避する時間が長すぎたんですね

院試までその場しのぎでやっていくのではなく、大学1年生の頃からマセマを読んでいたらもっと「よく遊び・よく学ぶ」大学生活を送れていたんじゃないかなぁと思います

もし大学に入って物理の講義を受けて「は?」となっている人がこれを読んでいたら、僕に出来るアドバイスは「マセマを読むこと」これに尽きます

理解してしまえば、大学の物理って本当に面白いですよ

それでは今回はこのへんで!さよ〜なら〜!


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